في الواقع الحدث عن كاميرات التصوير الفلكية امر في غاية الصعوبة هذا اذا ما كنا نتحدث عن العمل المبدع وعلاقته بأجهزة التصوير، اما اذا كنا نتحدث عن استخراج الصور الاعتياديه للقمر والشمس ولبعض الكواكب الرئيسيه فان المفهوم سيتغير بعض الشئ ، لماذا ؟!

في الحقيقة عند الحديث عن التصوير الفلكي لابد من ان نفهم ما المقصود بالتصوير الفلكي؟ وكيف تعمل الكاميرا عند توجيهها نحو الهدف المراد تصويره .

سألقي الضوء الان على طبيعة عمل وبنية كاميرات ال CCD والكثير من محتويات الشرح تنطبق ايضا على الكاميرات ذات الحساسية من نوع ال CMOS التفاصيل التقنيه لكاميرات ال CCD سواء لكاميرات الكام كوردر أو كاميرات الحراسه(ممكن تعديلها للاستخدام الفلكي)! او الكاميرات الرقميه أو كاميرات الوب وأكيد الكاميرات الفلكيه التخصصيه معظمها اصبح الان يستخدم نظام الاستشعار هذا)

عند شراء كاميرا راجع الكتيب الخاص بها أو اقرأ الغلاف الخارجي الذي يتكلم عن التفاصيل التقنية ، ستجد انها اما مستشعر من نوع CCD او مستشعر من نوع CMOS

الرمز CCD أختصار للاسم العلمي (charge-coupled device) ويقوم مبداء عملها كالتالي :- الرقاقة القابلة للشحن الضوئي : عملها عمل الفيلم بالنسبة للكاميرات العاديه (SLR) بمعنى أنها تقوم مقام الفيلم، تتكون من عدد كبير من العناصر الدقيقة المسماه (بكسل أو Pixels) وتتكون الصورة نتيجة للتفاوت في درجات الشحن الضوئي بين بكسلات (عددها قد يفوق الملايين بكثير!) الرقاقة ( بالطبع تثاثر العملية بالاعتماد على الصورة التي تقوم بتصويرها يعني انها تثاثر بتفاوت الدرجات الضوئية واللونية للجرم أو الهدف المصور، وبناء عليه(هذا التفاوت) تحصل على الصورة كما هي!.

بالطبع هي عبارة عن مستشعر حساس للضوء ، حينما يصطدم الضوء (الضوء عبارة عن فوتونات Photons متشتته) بسطح المستشعر (رقاقه المستشعر CCD microchip) فأن الالكترونات تخرج وتخزن في رقاقة المستشعر بشكل نقاط بكسل (Pixels)، وعند تصويب الكاميرا نحو منطقه من السماء مضاءة بشكل قوي فأن كمية وقدر كبير من الفوتونات تصطدم وتتصل مع رقاقة المستشعر، وكلما زاد عدد الفوتونات كلما زاد عدد الالكترونات، اذا بزيادة الفوتونات يزيد عدد الالكترونات (تناسب طردي) .وهكذا الجزء المضئ من اي صورة ما(القمر على سبيل المثال) يزيد من عدد الالكترونات التي تخزن بشكل نقاط في كل بكسل واحد ! ولك أن تتخيل الان ما يعنيه الرقم الاعلى من نقاط البسكل عند الرغبة بشراء كاميرا رقمية .الا ستخدامات :-

كيف تعمل مع التلسكوب ؟

يتم توصيل كاميرا ال CCD بعينية التلسكوب الفلكي أو الارضي بنفس الطريقة التي يتم بها وصل كاميرا SLR 35Mm الكاميرا الاعتياديه، يعني وصل مباشر بعينية التلسكوب(بالعربي الفصيح : مكان وضع العين) نتاج الصورة يكون رقميا (Digital Exposure) وزمن التعرض للضوء يكون سريعا جدا ويصبح فائق السرعه في التلسكوبات ذات الفوكل ريشو السريع جدا، وبهذه الطريقة يصبح من الممكن ان تقوم بتصوير الاجرام الاكثر قتامة (الاقل اضاءة والشاسعة البعد)، بعد التصوير يكون باستطاعتك مباشرة أن ترى ناتج الصورة عبر شاشة الكمبيوتر المحمول أو شاشة تلفزيون متنقلة أو حتى عن طريق الكاميرا الرقمية نفسها في حال احتوائها على شاشة كرستالية مبيته فيها!

ولكن لا يجب ولا يجوز ابدا الاعتماد على شاشات العرض الصغيرة المبيته في الكاميرا(Display Screen) وذلك لأسباب فنية كثييرة ومن أهمها أن الشاشة ستكون عاجزة عن اظهار بعض التفاصيل الدقيقه للجرم المصور مالم تؤخذ الكاميرا الى المنزل ويتم وصلها بالكمبيوتر وتنزل(Download)الصور ومن ثم تقوم باستخدام برامج فلكية خاصة بتحسين الصور الملتقطة أو الاعتماد على البرامج الرسوميه العاديه غير المتخصصه ( غير مستحسن و لكن جائز) ومن ثم يصبح باستطاعتك طبع هذه الصور الفلكية. ما هي المواد المستخدمه في تقنيه رقائق كاميرات ال CCD و ما الذي يميز أخرى عن غيرها ؟

تصنع رقائق كاميرات ال CCD من اشباه الموصلات (Semiconducting) مثل السلكون (Silicon) الذي صنع بحيث يكون حساسا بضربات الضوء تجاه سطحه .العوامل التي تميز رقاقه ما عن غيرها هي البعد أو التركيب الفيزيائي؛ بمعنى كلما كبرت الرقاقه كلما استطعت مسح (تصوير) قدر أو مساحة اكبر من السماء في وقت واحد، ولن يكون هناك من داع لتصوير مقاطع من مجرة ما و من ثم تجميعها لتظهر بالشكل النهائي !بعض من مميزات الكاميرات ذات الحساسية العاليه CCD :

بما أن كاميرات ال CCD لها حساسية عالية تجاه الضوء مقارنة بكاميرات الافلام الاعتياديه SLR35Mm، يكون زمن ووقت التعرض للضوء عند التصوير اقل بكثير وكمقارنه فأنك عند تصوير جرم ما وعلى سبيل المثال مجرة حلزونيه (M51) فان فترة التصوير (زمن التعرض/التقاط الضوء) لن تزيد عن دقيقتان(2) مقارنه بالكاميرا ذات الافلام؛ SLR 35 Mm والتي ستستغرق ما لا يقل عن 30 دقيقه، والتوقيت يعتمد حسب نوع الكاميرا ودقة العرض وحجم رقاقة المستشعر

إذن زمن التصوير عن طريقها قصير بشكل كبير، و لك أن تتخيل أن بعض الاجرام البعيده خافتة الضوء تأخد من وقت التصوير ما يزيد عن ال 5 ساعات واكثر باستخدام الكاميرات الاعتياديه ذات الفتحه/الفلم 35 ملم !؛ بالطبع هناك بعض الاجرام التي تاخذ وقتا طويلا عند تصويرها بواسطة كاميرا ال CCD والذي قد يزيد على ساعتين (حسب بعد وشدة سطوح الجرم ونوعية الكاميرا والتلسكوب المستخدم في الرصد)، كلما كبر قطر عدسة/مراة التلسكوب الاولية كلما قصر وقت التصوير

.و بالطبع كلما زاد بعد الجرم وخف ضوءه (ماجنتيوت+) كلما احتجت لوقت أطول ومرشد تلقائي للتلسكوب يتعقب الجرم حتى تكتمل مراحل تصويره وبالطبع قد تمتد لساعات! ولا يمكن بأى حال من الاحوال تصوير أجرام بعيدة بدون استخدام متعقب ومرشد للتلسكوب (لا تنسى ان ارضنا تدور وأن اجرامنا السماوية تبدو وكأنها تتحرك من فوق رؤسنا وبالتالي فان مواقعها الظاهرية ستتغير!!

اذن لابد من استخدام المرشد (Guided) للقيام بعملية توجيه وارشاد التلسكوب نحو الهدف بشكل تلقائي.

المشاكل التقنيه (عيوب التصنيع) ؟

جميع كاميرات الCCD تعاني من مشاكل عند الاستخدام الطويل! تثمثل بتولد قدر من الحراره (شحنه كهربائيه electric) تشوش الصوره وتظهر بها بعض النقاط غير المرغوبه (ليست من أسباب الضوء القادم من الجرم) وذلك بسبب تولد سيل من الكترونات غير النتظمة وثمثلها داخل نقاط البكسل بشكل صحيح (حتى وان لم يتم توجيه الكاميرا نحو هدف مضئ فأنه ومع مرور الوقت تأخذ الالكترونات مكان لها في رقاقة المستشعر وتتمثل بشكل نقاط أو بكسل) ولتخفيض الحراره لجأ المصنعون والهواه بتزود كاميراتهم بمبردات (مراوح) او بأسطح موزعه ومشتته للحراره او الاتنان معا (تماما كمعالجات اجهزه الحاسب الالي لتبريد وحدة المعالجه المركزية) لتبريد رقائق الاستشعار.

تحتاج الكاميرات الى مبرد أو مشتت للحرارة عند استخدامها بغرض التصوير طويل الامد خصوصا للاجرام أو الاهداف البعيدة جدا كالمجرات والسدم .. والتي بدورها تحتاج الى وقت طويل من أجل تصويرها حتى تظهر بأقل قدر ممكن من التشويش!.


لكاميرات الفلكية المتخصصة CCD PRO :

الكاميرات ذات الحساسية العالية للضوء CCD:

الكاميرات ذات الحساسية من نوع CMOS :

الكاميرات الرقمية :كاميرات الكام كوردر (كاميرات الفيديو المتنقلة) :

كاميرات الوب كام :