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Calcolare i tempi massimi di ripresa nella fotografia planetaria

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Importante: ho voluto scrivere questo articolo per tentare di capire qualcosa in più in merito ai tempi di ripresa planetari, visto che in rete ho trovato poche informazioni a riguardo. All'interno di questa pagina troverete formule empiriche che mi sono state gentilmente segnalate da altri astrofili, ma delle quali non posso garantirne la correttezza. Prendete quindi con cautela le considerazioni di questo articolo! Inoltre sono vostri eventuali contributi!

Aggiornamento: ho recentemente discusso dell'argomento con altri astrofili, "scoprendo" che probabilmente entrano in gioco nell'argomento anche la lunghezza focale e altri parametri, vi invito ancora una volta dunque a prendere questo articolo con le "pinze". Spero un giorno di riuscire a definire in maniera chiara il problema!

Come già accennato in precedenti articoli, quando si effettuano riprese di soggetti del sistema solare è necessario fare attenzione ai tempi di ripresa, questo non solo a causa di fattori quali ad esempio la luminosità, bensì anche a causa del moto di rotazione proprio dei pianeti.

Possiamo facilmente intuire che se stiamo riprendendo un filmato di un gigante gassoso quale Giove, fotogrammi ripresi a distanza di molti minuti conterranno particolari apprezzabilmente diversi. Questo a causa del fatto che il pianeta, nell'arco della durata della ripresa, sarà lentamente ruotato su se stesso, mostrandoci una sua immagine leggermente diversa. Ne consegue che i due fotogrammi presi in considerazione non potranno essere sommati assieme.
Esiste dunque la possibilità di calcolare i tempi esatti massimi di ripresa per soggetti planetari utilizzando la seguente formula:

Imax = 180*(R / ( D * V r) )

- Imax = Intervallo di tempo max (minuti)
- D = Diametro del pianeta in arc"
- R = Risoluzione ottimale dello strumento in arc" (Nyquist)
- Vr = Velocità di rotazione angolare del pianeta in °/min

1 - Il diametro apparente di un pianeta (espresso in secondi d'arco) è un fattore variabile, ma gli intervalli nei quali tali valori sono compresi sono i seguenti:

Mercurio: 5" - 10" arc"
Venere: 9".6 - 66".0 arc"
Marte: 3".5 - 25".7 arc"
Giove: 29.8" - 49" arc "
Saturno: 14.5" - 20.1" arc"

2 - La risoluzione ottimale di ogni strumento è la capacità che ha il sistema ottico di mostrare, opportunamente ingranditi, due punti molto vicini tra loro. Il potere risolutivo è un parametro che dipende dall'apertura dello strumento, e viene espresso in secondi d'arco. Esiste una formula, chiamata la formula di Dawes, che ci permerre di calcolare il potere risolvente del proprio telescopio:

R = 116 / d

Dove d è il diametro dell'obiettivo espresso in mm.

3 - Qui di seguito trovate i valori di velocità di rotazione angolare del pianeta, espressi in °/min. Questi dati sono stati calcolati a partire dal valore dei tempi del moto di rotazione dei pianeti interessati.

Mercurio: 0,004 °/min
Venere: 0,001 °/min
Marte: 0,244 °/min
Giove: 0,604 °/min
Saturno: 0,563 °/min

 

Facciamo un semplice esempio:
Ipotizziamo di voler effettuare una ripresa del gigante gassoso Giove mediante una comune webcam collegata ad un SC da 8 pollici (quindi 203 mm): quanto sarà il possibile tempo massimo di ripresa considerando un diametro angolare apparente del pianeta pari a 40 arc" ?

- Risoluzione strumento = (116/203 mm) = 0,571 arc"
- Imax = 180 * ( 0,571 / ( 40 * 0,604 ) ) = 4,25 minuti

Come è possibile notare, curiosamente al diminuire del diametro dello strumento i tempi di ripresa possibili si allungano. Questo è un fatto abbastanza semplice da comprendere: immaginate di effettuare una ripresa di un pianeta agli stessi ingrandimenti che il vostro occhio vi fornisce; anche se il pianetà ruoterà nel tempo, la sua immagine per voi non cambierà significativamente, rimanendo essa sempre solamente un punto luminoso.

Importante: i tempi che si ricavano con le formule appena viste sono tempi limite riferiti allo spostamento di particolari solidali alla superficie planetaria, o comunque immobili rispetto ad essa; questo è ad esempio il caso di Marte. Se prendiamo in considerazione però formazioni particolari come i dettagli più fini delle nubi di Giove, o i suoi festoni, bisogna ricordare che tali particolari possono essere soggetti a delle trasformazioni non dovute semplicemente alla rotazione del pianeta! Questo ci porta a dover moderare ulteriormente i tempi di ripresa.. questo è valido sopratutto nel caso di riprese ad alta risoluzione di Giove.

Nota: Per pianeti quali Urano, Nettuno e Plutone non sussistono problemi legati ai tempi di ripresa, visto che questi corpi del sistema solare non presentano dettagli osservabili dell'atmosfera o della loro superficie.

 

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