Grupo de Divulgación Astronómica NGC, Ciudad de la Habana, Cuba

Imagen de Marte obtenida con una webcam, y posteriormente tratada con el programa Photoshop.

Lograr grabar imágenes de una ocultación es un objetivo que generalmente presenta muchas dificultades. A los problemas relacionados con el instrumental astronómico, se suman los del sistema de registro de las imágenes, que muchas veces resulta de difícil obtención.

En una anterior ocasión había logrado grabar una ocultación de Saturno por la Luna mediante una cámara de video de 8 milímetros (1). En esta oportunidad deseaba probar una webcam Logitech (cámara para chateo en Internet) que me había prestado un amigo para pruebas astronómicas. Yo conocía de referencias respecto al uso de estas cámaras en astronomía, y me dispuse a intentarlo en esta ocasión.

Las dificultades

Para mi sorpresa la noche del día 17 presentó un cielo casi totalmente limpio, aunque dos formaciones nubosas de gran espesor se observaban hacia el NE y el oeste, dentro de las cuales se observaban esporádicas descargas eléctricas. Debo decir también que unos meses antes la empresa eléctrica había cambiado casi todas las lámparas del alumbrado público (que eran de vapor de mercurio) por otras de sodio, así que ya se percibía una considerable disminución de la contaminación luminosa en mi zona.

Para realizar esta grabación tenía que subir a mi azotea no sólo el telescopio, la tablilla de anotaciones, el cronómetro, la linterna y varias cosas más. Aunque en esta ocasión contaba con la ayuda de mi colega Jorge Fidel Cubiles, entre él y yo debimos dar a la azotea más de cinco viajes, pues se debe tener en cuenta que el hecho de emplear una webcam me obligaba a usar una computadora durante todo el tiempo que duraría el evento. Debido a que no cuento con una computadora portátil, en los viajes a la azotea debía trasladarla por partes: el monitor y el chasis (con su respectivo teclado y ratón). Un quinto viaje sería para el resto de las cosas necesarias, como las propias predicciones del evento.

Siempre en los eventos astronómicos es necesario contar con un patrón de tiempo exacto (la famosa WWV) para lo cual uso un receptor de fabricación rusa de la segunda guerra mundial, un R-250 a válvulas, que además de ser sumamente voluminoso y pesado (solo se puede trasladar dividido en partes) consume mucha electricidad. Por lo tanto, me era imposible moverlo. Debido a esto he creado un mecanismo para “subir” la señal horaria hasta mi azotea. Mediante un cable UTP (de los que se usan en redes de computación) subo la señal de audio del receptor hasta una pequeña bocina.

Una desventaja de este sistema es que no le he incorporado control de volumen, así que podrán imaginarse lo que pensarán de mí los vecinos con todos los ruidos de la onda corta en medio de la azotea de un edificio a las 3 de la madrugada. Y aunque aparentemente está resuelto el problema, resulta obligatorio alimentar el radio con corriente industrial, así que en caso de ocurrir un fallo de AC en mi zona durante un evento pierdo el patrón de tiempo (lo que en la práctica equivale casi a perder el tiempo, literalmente hablando). De todas formas, al no contar tampoco con respaldo para mi computadora, si fallaba la AC no tendría más remedio que ponerme a observar la belleza del evento por sí mismo.

La preparación de la cámara

Tanto en la anterior ocasión como en esta, he dispuesto de un telescopio reflector newton de 114 milímetros de diámetro, de la firma Meade. Tiene una longitud focal de 910 milímetros y una relación F/8, con seguimiento manual. Es un instrumento estándar, muy práctico para trasladarlo y con características promedio para los trabajos de aficionado.

Esquema de la disposición usada para unir la cámara con el telescopio, método llamado foco directo. A es el espejo objetivo, B es el espejo secundario.

Para este evento trabajé con una configuración de foco directo, es decir, sin ocular en el telescopio ni objetivo en la cámara. Aunque la sensibilidad del CCD debía ser suficiente, preferí usar esta configuración para asegurar el máximo de luminosidad en el elemento sensible, aunque la amplificación fuera menor que en otras configuraciones.

Este tipo de cámaras viene preparada para su trabajo como elementos accesorios de la computadora. La que yo usé es de puerto USB, lo que permite conectarla fácilmente. Además, la longitud de cable que traen de fábrica es suficiente para trabajar con cierta comodidad. Para adaptarla a mi idea sólo tuve que desarmarla y retirarle el lente objetivo. No podía pensar en nada más, porque no era mía y por tanto debía devolverla tal y como llegó a mis manos. Posibilidades con ella existían muchas, desde hacerle una mejor adaptación a su estuche hasta refrigerar el CCD. Pero todo eso me estaba vedado.

En este proceso de adaptación descubrí que a través de unos agujeros de ventilación que tiene la cámara en el costado se filtra una cantidad apreciable de luz, lo cual afecta mucho a las imágenes astronómicas, que generalmente son de poca intensidad. Si se trabaja a oscuras no hay casi ningún problema, pero si usamos luces de cierta potencia durante una grabación, cuidado con dirigirlas hacia la webcam.

Por otra parte, es obligatorio no trabajar la cámara con los ajustes en modo automático, ya que les será imposible usarlas en astronomía. Deberán hacer pruebas variando los controles de contraste, brillo, y el de ganancia sobre todo. Es un proceso que puede resultar largo, pero imprescindible. Estos ajustes, a su vez, dependen de la luminosidad del objeto a fotografiar, de las condiciones del cielo y la atmósfera, de la temperatura existente (si usted no refrigera el elemento sensible) e incluso de los propios ajustes de su monitor.

Predicciones

Esquema generado por el programa Winoccult, de inestimable utilidad para el operador. D es el punto de la desaparición, R es la reaparición del planeta.

Mediante el excelente programa Occult (2), obtuve por mí mismo las predicciones relativas a este evento. Debo destacar que la exactitud de este programa superó a fuentes de datos de carácter nacional, aumentando la confianza que tenía en el mismo y la seguridad en mi método de trabajo. A su vez este software genera un esquema que muestra los puntos de la Luna por donde se ocultará el planeta (o estrella) y que resulta de gran utilidad. Además brinda mucha otra información valiosa, incluyendo las zonas donde la ocultación tendrá el carácter de rasante.

Usé también el software Redshift Deluxe para conocer con más exactitud las condiciones del evento. Ocurriría muy cerca del cráter Froelich, poco notable en el limbo norte lunar. En las imágenes que obtuve tal vez encuentre una pequeña diferencia en cuanto a la posición del planeta, pero esto es producto de la inexactitud en los datos de la situación geográfica que acepta este software.

De este mismo programa obtuve otros datos importantes, como la magnitud y el diámetro de los cuerpos que participarían de la ocultación.

La Ocultación

Aproximación de Marte al disco lunar

En las imágenes que incluimos, se han aumentado las secciones correspondientes al planeta Marte, para resaltar los detalles que pueden observarse en su disco. Es bastante observable la fase del planeta, y la zona más clara debe identificar al casquete de hielo del polo sur del mismo. Durante el proceso de ocultación y reaparición, se obtuvieron las imágenes de forma manual, lo que influyó en el hecho que no se pudo obtener una imagen del momento exacto del primer contacto para el caso de la inmersión, por el retardo que manifiesta el programa que controla la cámara.

Las imágenes se tomaron en el mayor formato que brindaba la webcam, que es 320 por 240 pixels, y una resolución de 150 pixel por pulgada. Los videos tienen la misma resolución, y aunque no es muy grande permite realizar un trabajo interesante, y que de haberse usado todo el tiempo se hubieran registrado todos los contactos.

Contacto entre ambas imágenes

No obstante, debo decir que este formato es muy pobre para imprimir las imágenes, dando en el papel una imagen de la mitad del tamaño que suele tener en la pantalla. Para solucionar este inconveniente las he trabajado con el programa Photoshop versión 5.5, aumentado la resolución a 300 puntos por pulgada. El resultado es muy aceptable y brinda buenas imágenes.

Algunas de las imágenes de la ocultación registradas mediante una Webcam Logitech. Se han ampliado las imágenes originales, donde no sólo se observa el disco de Marte, sino incluso algunos detalles en su superficie.

Salida de Marte tras el disco lunar

Varios factores externos podían influir durante la grabación, y uno de ellos era el viento. Estos telescopios vienen con un trípode de aluminio, de gran ligereza y muy poco adecuados para un trabajo cuidadoso, y cualquier pequeña racha de aire pudiera afectar la estabilidad de la imagen. Es curioso como se refleja el movimiento en los videos captados mediante una webcam. Se crea una especie de oleaje en la imagen, producto del lento barrido de este tipo de cámara. En las imágenes fijas se ve como una distorsión diagonal de las mismas. Desde este punto de vista, una cámara de vídeo ordinaria es mejor, pues el barrido es más rápido.

No obstante, la toma de la ocultación propiamente dicha no presentó muchos inconvenientes, pues una de las facilidades que tiene este tipo de cámara es que permite tener una referencia casi en tiempo real en la pantalla de la computadora. Cuando aprendemos a trabajar con el pequeño retraso que este sistema introduce podemos enfocar de manera relativamente fácil, y centrar los objetos de manera bastante sencilla. Por supuesto, esto siempre que trabajemos con pocos aumentos.

Conclusiones

Una imagen de ambos astros muy cercanos

El trabajo con estas cámaras es muy interesante, sobre todo para aquellos que no tienen mejores posibilidades. Debo decir que por este medio obtuve más de 1000 imágenes de este evento. Con un poco de creatividad y perseverancia se pueden lograr mejores resultados. He encontrado en Internet imágenes tomadas con técnicas similares y con muy buena calidad. Asimismo, de haber tenido un poco más de libertad en cuanto a la adaptación de la cámara, habría probado la posibilidad de refrigerarla. También se debiera cambiar el estuche de la cámara por uno que no permita la entrada de luz.

Imagen ampliada de Marte, obtenida después de finalizada la ocultación. Se pueden definir algunos detalles en el disco del planeta, incluyendo la fase, visible en la zona inferior derecha de la imagen.

En segundo lugar, la señal horaria fue casi imposible de recibir. Debido a esto no pude registrar el tiempo exacto del evento, faltándome un parámetro muy importante. Al analizar las causas, noté que el hecho de llevar la computadora hasta la azotea, en las cercanías de la antena del radio, le introducía mucho ruido a este último, impidiendo escuchar las señales de la emisora. Por otra parte, este tipo de cámara inserta la hora en las imágenes, pero a pesar de la utilidad que representa esta posibilidad, tiene el inconveniente de que no toma en cuenta los segundos, dato que en las ocultaciones es de gran importancia. Así pues, pudiéramos decir que el uso de webcam en astronomía amateur está plenamente justificado y muestra muchas posibilidades, sobre todo ante las dificultades existentes para la obtención de algún CCD más profesional.

Agradecimientos

Alejandro Jiménez, por su interés en mi trabajo y por prestarme la webcam.
Angel Alberto González Coroas, por su interés y ayuda.
Jorge Fidel Cubiles, por su ayuda durante el evento.
Eduardo del Pozo, por su interés en mi trabajo y sus oportunos consejos.

Notas y Referencias

(1) Tribuna de Astronomía y Universo, número 36, junio del 2002, página 56.
(2) Occult, versión 2.0.0 para Windows, D. Herald.