Zelf sterrenfoto's maken

een handleiding voor beginners

Zelf sterren fotograferen? Kan dat wel? Kan mijn camera dat? Welke film moet ik dan gebruiken? Vragen die we op de sterrenwacht veel horen.
Een kort antwoord is JA, dat kan. Moeilijk is het namelijk niet en de benodigde spullen heeft u waarschijnlijk gewoon in de kast liggen! Speciale apparatuur is er niet echt voor nodig. Wel een beetje geduld en doorzettingsvermogen.

Er is ook een belichtingstijdencalculator beschikbaar.

In dit artikel wordt beschreven hoe je zelf sterrenfoto's kunt maken. In het begin wordt uitgelegd hoe je zonder ervaring en zonder speciale apparatuur toch fraaie plaatjes kunt maken, aan het eind worden ook tips gegeven voor het fotograferen door een telescoop. Verder zal worden ingegaan op de werking van fotografische films en de voor- en nadelen van verschillende cameralenzen. Natuurlijk worden voor de diverse objecten de benodigde belichtingstijden gegeven. Dit artikel is oorspronkelijk geschreven voor het blad Universum van de Jongeren Werkgroep voor sterrenkunde. Daarom kan het taalgebruik soms wat 'jeugdig' overkomen.

Waar kun je het beste sterrenfoto's maken?

Door de vele verlichting wordt het nergens meer in Nederland echt donker. Er zijn dan ook zelfs op het platteland veel minder sterren te zien dan vroeger. Midden in de stad is het natuurlijk helemaal hopeloos. Vanuit Utrecht stad zijn eigenlijk alleen de Maan en de planeten nog goed te zien. Maar even buiten buiten de bebouwde kom, of in de wat kleinere randgemeenten kan het nog donker genoeg worden voor het fotograferen van sterren en nevels. Zeker wanneer de lucht heel transparant is, bijvoorbeeld tijdens een vorstnacht.
Kortom als je sterrenfoto’s wilt maken in Nederland is het raadzaam eerst een eindje de bebouwde kom uit te fietsen. Buiten Nederland is de situatie stukken beter. In bijvoorbeeld Frankrijk, Duitsland of Scandinavie zijn nog veel plaatsen waar het echt heel donker kan worden. Denk er dus eens aan om tijdens vakantie wat sterrenfoto’s te maken. Je zult versteld staan van de prachtige resultaten die je daar kunt verkrijgen!

Wat voor een camera heb je nodig?

Tegenwoordig zijn vrijwel alle camera's zogenaamde kleinbeeldcamera's. In zo'n camera moet je dus een kleinbeeldfilm stoppen. Kleinbeeldfilms zijn er voor allerlei verschillende toepassingen, ook voor sterrenfoto's. Helaas is het tegenwoordig ook zo dat de gewone huis, tuin en keuken cameraatjes zo volautomatisch zijn dat ze niet geschikt zijn voor sterrenfoto's. De volgende eigenschappen zijn namelijk noodzakelijk:

de afstand moet met de hand zijn in te stellen op oneindig (symbool oo).
de sluitertijd (belichtingstijd) moet op 'B' gezet kunnen worden; dat betekent dat de sluiter dan net zo lang open blijft als je de ontspanknop ingedrukt houdt.
de camera moet een statiefaansluiting hebben.
op de ontspanknop moet je een draadontspanner kunnen monteren.

Bovenstaande eigenschappen gaan eigenlijk alleen op voor spiegelreflexcamera's of oude kleinbeeld (meet)zoekercamera's. Als je zelf niet over zo’n camera beschikt, probeer er dan een te lenen. Heb je alleen de beschikking over zo'n volautomatische camera, dan is het alleen mogelijk om foto's van de Maan te maken. Het fotograferen van planeten, sterren en nevels is met zo'n camera niet mogelijk.

Wat voor een film heb je nodig?

Er zijn twee typen films: negatieffilms en diafilms.
Bij een negatieffilm komt alles in 'negatief' op de film. Dat wil zeggen dat een wit voorwerp als een zwart voorwerp op de film komt. Het negatief zoals het dan heet, wordt bij de fotocentrale afgedrukt. Er ontstaat dan wel een normaal (positief) beeld: de foto.
Bij een diafilm komt alles in één keer goed op de film. Het kleine stukje film (de dia) kun je in een projector stoppen en dan levensgroot bekijken. Dia's kun je ook bekijken met een simpel viewertje. Iets minder mooi, maar je hebt dan geen dure projector nodig. Diafilms zijn wat duurder dan negatieffilms, maar omdat er geen afdrukkosten zijn, is het werken met diafilms uiteindelijk veel goedkoper dan met negatieffilms. Negatieffilms zijn verkrijgbaar in zowel kleur als zwartwit. Diafilms zijn altijd kleur. Handig om te weten is overigens dat de naam van diafilms altijd op chrome eindigt. Dus Ektachrome en Agfachrome zijn diafilms.
Zowel negatieffilms als diafilms zijn verkrijgbaar in diverse gevoeligheden. Hoe gevoeliger een film, des te minder licht heb je nodig om te fotograferen. De gevoeligheid van een film wordt aangegeven met het ISO getal. Een huis, tuin en keuken filmpje heeft een gevoeligheid van ISO 100. Voor sterrenfoto's wordt meestal ISO 400 gebruikt. Een ISO 400 film is vier keer zo lichtgevoelig als een ISO 100 film. Die extra gevoeligheid gaat overigens wel ten koste van de scherpte: de zogenaamde 'korrel' wordt groter. Bij ISO 400 valt dat nog wel mee, maar bij de heel gevoelige ISO 1000 filmpjes is die 'korreligheid' al duidelijk te zien. Ook de kleuren zijn vaak wat minder mooi bij heel gevoelige films.
Als je film vol is, moet je hem laten ontwikkelen en (eventueel) afdrukken. Vertel bij de fotograaf altijd dat het om sterrenfoto's gaat. Doe je dat niet, dan bestaat de kans dat de negatieven verkeerd worden afgedrukt. Een diafilm moet je 'aan de rol' laten ontwikkelen. Dat wil zeggen dat de film niet in strookjes gesneden wordt. Indien mogelijk is het raadzaam ook negatieffilms aan de rol te laten ontwikkelen. Je moet de film dan wel eerst zelf in stukken knippen voor je er afdrukken van kunt laten maken.
In de praktijk levert de verwerking van diafilms de minste problemen op. Beginners kunnen dus het beste met diafilms werken.

Je eerste sterrenfoto's

Okee, genoeg technische blabla tot zover. Nu gaan we aan de slag!

Leen de spiegelreflex van de buurvrouw.
Koop een Ektachrome 400 of een Fujichrome 400 in de winkel.
Wacht op een heldere nacht.
Schroef de draadontspanner op de camera.
Schroef de camera op een statief.
Zet de sluitertijd op B.
Zet het diafragma op het kleinste getal. (De lens staat dan helemaal open.)
Zet de afstand op oneindig. (Het tekentje daarvoor is oo.)
Als er een zoomlens op de camera zit, zet deze dan op de kortste brandpuntsafstand (bv. 35 mm). Zoomlenzen zijn overigens minder geschikt dan gewone lenzen. Gebruik zeker geen telelens!
Richt de camera op het sterrenbeeld Cassiopeia (de bekende W aan de hemel).
Maak een serie foto's met de volgende belichtingstijden: 15 seconden, 30 seconden, 1 minuut en 2 minuten. Vergeet niet op te schrijven wat je doet, dus: Foto 1, Cassiopeia 15 seconden, film, tijd, datum, enzovoorts.
Herhaal stap 11 steeds voor verschillende sterrenbeelden, bijvoorbeeld Orion, Grote Beer, Stier of de Zwaan (afhankelijk van het seizoen natuurlijk).
Laat de film bij de fotograaf aan de rol ontwikkelen.
Inramen en projecteren!

Als je de dia's bekijkt, valt natuurlijk meteen op dat hoe langer je belicht, des te meer sterren en eventueel nevels er op staan. Maar ook valt op dat bij de langer belichtte opnamen de sterren streepjes geworden zijn! Ja helaas, in 1 minuut tijd draait de Aarde met jou camera 17 kilometer naar het oosten; de camera beweegt dus ten opzichte van de sterren en dat geeft strepen. Moraal van dit verhaal: als je puntvormige sterren wilt, moet je kort belichten (minder dan 30 seconden) of een sterrenbeeld dicht bij de Poolster uitkiezen (bv. Cassiopeia) of je moet de beweging van de Aarde tegenwerken...

Volgen met een volgplankje

Als je lang wilt belichten en toch puntvormige sterren wilt hebben, moet je de sterren aan de hemel met de camera volgen. Als je dat netjes wilt doen, neem je een parallactisch opgestelde kijker, waarop je de camera monteert. In het beeld van de kijker zet je dan een heldere ster die je met behulp van een kruisdraad exact in het midden houdt. Op die manier kun je 'uren' lang perfect volgen. Maarja, wie heeft er nou een parallactisch opgestelde kijker met kruisdraad oculair? Gelukkig is er een veel goedkopere en ook veel eenvoudigere oplossing: het volgplankje!
In de Zenit van mei 1987 heeft Ellen van Dorst een mooie bouwbeschrijving gegeven van een volgplankje. Zo'n volgplankje is heel eenvoudig te maken en kost bijna niets (het duurste onderdeel is een balhoofd voor je fototoestel en dat kost circa 20 gulden; verder heb je alleen wat hout en schroeven nodig). Als je nauwkeurig te werk gaat, kun je tot wel 10 minuten volgen door alleen de schroef gelijk met de secondewijzer te bewegen (in één minuut rond dus). Heb je een digitaal horloge geef dan de schroef elke 15 seconden een kwart slag. Om de as (scharnier) van het plankje goed op de Poolster te richten kun je het beste een buisje langs de scharnier leggen en dat als 'poolzoeker' gebruiken.
Heb je dit allemaal onder de knie dan kun je gaan beginnen: Voer weer de 14 stappen van het vorige stukje uit, maar gebruik bij stap 11 de volgende belichtingstijden: 1 minuut, 2 minuten, 5 minuten en 10 minuten. Om na 10 minuten belichten nog puntvormige sterren te hebben moet je overigens wel erg nauwkeurig te werk zijn gegaan, maar als het een beetje heldere nacht is, geeft 5 minuten belichten echter ook al verbluffende resultaten.

Volgen met een telescoop

Hoewel je met een volgplankje zelfs met korte telelenzen (tot zeg maar 135 mm) nog best heel goed heldere nevels kunt vast leggen, heb je voor echte telelens opnamen een telescoop nodig om te volgen. Ik heb het nu dus niet over fotograferen door een telescoop, dat komt later.
Om te volgen neem je in het beeld van de telescoop een redelijk heldere ster en probeert deze zo goed mogelijk op dezelfde plek in beeld te houden. Je fototoestel richt je op het object dat je wilt vastleggen. De camera hoeft niet perse precies in de richting van de kijker te wijzen, maar mag ook niet te veel afwijken. Zeker als de kijker niet heel precies op de hemelpool staat gericht (bedenk hierbij dat de Poolster ruim een halve graad naast de hemelpool staat!).
Hoe nauwkeurig moet je de volgster op z'n plek houden? Dat hangt natuurlijk af van de lens die je gebruikt en van de vergroting van de telescoop. Bij een standaard lens (50 mm) luistert het niet zo nauw. Bij een vergroting van 80x of meer kun je de volgster gewoon op het oog midden in beeld houden, een kruis- draad of zo is dan niet nodig. Bij langere brandpuntsafstanden werkt deze 'botte' methode ook nog wel, mits je flink vergroot, maar vanaf 200 mm zou ik het zo echt niet meer durven. Voor nauwkeurig volgen heb je een kruisdraad oculair nodig. In het beeldveld van het oculair zijn dan enkele markeringsdraden aangebracht. Met behulp daarvan kun je de volgster nauwkeurig op een vaste plek houden. Zijn de kruisdraden niet verlicht (en wie heeft nou zo'n fancy oculair), dan is het erg lastig om de kruisdraden te zien tegen de donkere achtergrond. De oplossing voor dit probleem is heel simpel: stel de volgster onscherp in, je krijgt dan letterlijk een kruisje op je ster! De 'onscherpe volgster truc' maakt bovendien de aanschaf van een duur kruis- draadoculair overbodig. Je kunt namelijk in plaats daarvan ook een oud oculair nemen en op het achterste lensje een klein stipje aanbrengen. Zet de onscherpe volgster achter het stipje en volgen maar!
Bij lange telelenzen kan het raadzaam zijn eens uit te rekenen hoe nauwkeurig je moet volgen. Je moet daarvoor eerst het scheidend vermogen van de opname bepalen. Dit hangt af van de film en de brandpuntsafstand van de lens. Laten we uitgaan van een ISO 400 film met een resolutie van 50 lijnen per millimeter (oftewel 1800x1200 pixels; nog behoefte aan een CCD-camera?). Het scheidend vermogen vind je dan met het volgende formuletje: s = 1.1 / f. Waarin f de brandpuntsafstand van de lens is (in millimeters) en s het scheidend vermogen in graden. Voor bijvoorbeeld een 200 mm lens vind je dan 0.006 graden, dus zo'n 20 boogseconden! (In de praktijk haal je dat nooit, maar vooruit...) Hoeveel is dat in het beeldveld van je oculair? Dat is wat lastig uit te rekenen, want dat hangt niet alleen af van de vergroting, maar ook van het type oculair. Je kunt het beeldveld van je oculair echter eenvoudig empirisch bepalen. Kijk gewoon hoe groot de Maan is in het beeldveld (de Maan heeft een diameter van circa 1800 boogseconden), je kunt dan een redelijke schatting maken van de beeldhoek. Op deze manier krijg je een idee van hoeveel de volgster maximaal mag verschuiven.
Valt tegen hé!

Objecten en lenzen

Als je over een spiegelreflex camera kunt beschikken, heb je de mogelijkheid om verschillende lenzen te gebruiken. Misschien heb je zelf wel enkele lenzen, anders kun je misschien bij kennissen met hetzelfde merk camera wel het een en ander lenen. Het gebruik van verschillende lenzen heeft grote voordelen. Zo kun je sterrenbeelden en de Melkweg het beste fotograferen met een standaard- of groothoeklens, terwijl je voor nevels en sterrenhopen natuurlijk beter een telelens kunt gebruiken.
Eerst een korte toelichting op het verschil tussen lichtsterkte en lensdiameter. Een grote lens vangt meer licht dan een kleine, dat spreekt voor zich. Een lens met een lange brandpuntsafstand vergroot meer dan een lens met een korte brandpuntsafstand, dat is ook bekend. Wanneer je echter meer uitvergroot, wordt het gebiedje waarvan het licht komt kleiner, je vangt dus minder licht op. Daarom zegt de lensdiameter alleen niet zoveel over de lichtsterkte, de brandpuntsafstand is ook van belang. De lichtsterkte bereken je dan ook door de brandpuntsafstand te delen door de lensdiameter; dat zijn de getalletjes op de diafragma-ring. Bij sterren gaat dit echter niet op. Immers hoeveel je ook uitvergroot, sterren blijven altijd puntjes! Bij sterren is dus alleen de lensdiameter van belang. Bij nevels draait het echter weer om de lichtsterkte. Het verschil wordt zo dadelijk wel duidelijk.
Je eerste sterrenfoto's maak je natuurlijk met een standaardlens (50 mm). Sterrenbeelden zijn dan vaak beeldvullend en neveltjes zijn al goed te onderscheiden. Het voordeel van standaardlenzen is ook dat ze meestal erg lichtsterk zijn. Heb je echter een heel lichtsterke lens, bijvoorbeeld F1.4, dan kun je beter het diafragma een stop dicht draaien, bij F1.4 naar F2 dus. Het dicht draaien van het diafragma geeft namelijk een enorme kwaliteits verbetering van het beeld. Ter illustratie: Het mozaïek van de Melkweg bij dit artikel bestaat uit opnames die gemaakt zijn op heel scherpe TP2415 film met een Olympus F1.4 standaardlens dicht gedraaid naar F2.8 (twee stops dus). Het resultaat is wel haast dramatisch: op een van de foto's staat de Andromedanevel (aan de rand nota bene!), op het negatief amper een millimeter groot, maar toch zijn de stofbanden, begeleiders en andere details nog goed te zien! Over scheidend vermogen gesproken...
Voor sterrenbeelden kunnen groothoeklenzen ook wel grappig zijn. Omdat de effectieve lensdiameter altijd erg klein is (bij een 28 mm F2.8 slechts 10 mm!) krijg je er relatief weinig sterren op. Wel zijn door de grote beeldhoek volgfouten minder snel zichtbaar, waardoor je dus langer kunt belichten.
Om nevels en sterrenhopen beeldvullend te krijgen heb je een telelens nodig. Telelenzen brengen echter nogal wat problemen met zich mee. Ze zijn groot en zwaar, niet zo lichtsterk en door de uitvergroting zijn volgfouten sneller zichtbaar. Maar met een alledaagse 135 mm F2.8 kun je nog prima uit de voeten, zelf als je een volgplankje gebruikt. Bij telelenzen wordt ook het verschil tussen lensdiameter en lichtsterkte belangrijk. Stel dat je bijvoorbeeld kunt kiezen tussen een 135 mm F2.8 (lens diameter 48 mm) en een 300 mm F4.5 (lensdiameter 67 mm). Dan zal je bij een nevel (heeft een oppervlakte aan de hemel) de 135 mm moeten nemen en bij een sterrenhoop (bestaat uit puntjes) de 300 mm. Bij nevels gaat lichtsterkte altijd voor uitvergroting, dat geldt voor zowel visueel als fotografisch waarnemen! Soms kun je de lagere lichtsterkte van een grote telelens compenseren met een gevoeligere film. Echter lang niet altijd weegt de grovere korrel op tegen de sterkere vergroting.
Nu zullen er vast slimmerikken zijn die bij het voorgaande gedacht hebben: 'Heel leuk allemaal die telelenzen, maar voor mijn mooie autofocus spiegelreflex worden bijna alleen maar zoomlenzen gemaakt, hoe zit het daarmee?' Tja, dat is inderdaad een groot probleem. De meeste zoomlenzen zijn namelijk niet zo lichtsterk, zeker niet in de uiterste telestand. Bovendien zijn ze zwaar, hetgeen niet bevorderlijk is voor de stabiliteit van je volgplankje of telescoop, en de kwaliteit laat ook te wensen over (bij de goedkopere typen althans). Nu zijn er wel goede lichtsterke zoomlenzen, maar die zijn helemaal zwaar en hebben zonder uitzondering een prijskaartje met vier cijfers (voor de komma...). Kortom, probeer aan gewone telelenzen te komen; juist door de zoomlens trend zijn die vaak (tweedehands) heel betaalbaar.

De telescoop als telelens

Het is mogelijk je camera achter een telescoop te hangen. De telescoop fungeert dan als super-telelens. Met name de Maan is tamelijk eenvoudig te fotograferen. De Maan is namelijk zo helder dat je maar een fractie van een seconde hoeft te belichten. Volgen is dan niet nodig. De simpelste methode is de camera (voorzichtig!) achter het oculair houden en afdrukken. Bij volautomatische camera's is dit de enig mogelijke vorm van astrofotografie (vergeet dan overigens niet de flitser uit te schakelen!). Uiteraard is de kans dat zo'n opname slaagt vrij klein.
Spiegelreflex camera's kun je via een adapter aan de telescoop bevestigen. De telescoop komt hierbij in plaats van de lens. Zonder oculair heb je dan een telelens met de brandpuntsafstand van de telescoop. Zet je in de adapter een oculair (er is dan sprake van oculairprojectie), dan kun je enorm vergroten: de effectieve brandpuntsafstand kan zo vele meters bedragen! Wat ik zelf nog wel eens doe, is een teleconverter gebruiken. Dit werkt handiger dan oculairprojectie en je hoeft bovendien de brandpuntsafstand niet moeizaam te bepalen, want die verdubbelt gewoon.
Het bepalen van de effectieve brandpuntsafstand bij oculairprojectie doe je het eenvoudigst met het volgende formuletje: f = 115 d. Voor d moet je de diameter van de Maan op het matglas invullen. Ga er hierbij vanuit dat het matglas 36 bij 24 millimeter is. Stel dat de Maan bijvoorbeeld voor de helft in beeld past, dan is de brandpuntsafstand dus 24 keer 2 keer 115 is 5.5 meter.
Voor het fotograferen van planeten is oculairprojectie onontbeerlijk; zelfs Venus wordt niet groter dan 50 boogseconden (bij 5.5 meter brandpuntsafstand is dat slechts 1.3 millimeter op het negatief!). Maar ook met flink uitvergroten zijn de resultaten meestal teleurstellend. De zwakke contrasten van de oppervlakte details zijn gewoon niet goed vast te leggen op film. Het is me ooit eens gelukt om met een 6 cm kijker de twee wolkenbandjes van Jupiter op Agfa 1000 RS te krijgen. Maar ja, of je nu blij moet zijn met een vaag bolletje met twee nog vagere lijntjes erop?
Het fotograferen van nevels gaat het beste met spiegelkijkers, omdat lenzenkijkers erg lichtzwak zijn (vrijwel altijd F10 of hoger). Daarnaast moet natuurlijk de volginrichting heel goed zijn, omdat de volgfout niet meer dan enkele boogseconden mag bedragen. De meesten onder jullie zullen niet over zulke mooie spullen beschikken. Gelukkig zijn voor dit euvel de publiekssterrenwachten uitgevonden!

Films in theorie

Hoewel het eigenlijk onbegonnen werk is, zal ik hier toch iets vertellen over de werking van fotografische films.
De meesten van jullie zullen wel eens gehoord hebben dat in een zwartwitfilm het stofje zilverbromide zit, dat onder invloed van licht ontleedt in zilver en broom. En aangezien zilver in kristalvorm zwart is, worden die plekken op de film waar licht opvalt zwart. Er vormt zich dus een negatief beeld: het negatief. Door in de donkere kamer het negatief te projecteren op een ander stuk fotografisch materiaal (het fotopapier), ontstaat er weer een negatief van het negatief. En negatief van negatief geeft positief: de uiteindelijke foto!
Wel, van dit standaard verhaal klopt heel weinig. Ten eerste gaan dat zilver en broom net zo snel weer aan elkaar zitten als dat ze gescheiden zijn door het licht. In werkelijkheid vindt die ontleding van zilverbromide dan ook via een omweg plaats. Ten tweede wordt maar een klein gedeelte van de lichtdeeltjes (fotonen) op een zinvolle manier ingevangen. Hou maar eens een velletje fotopapier in het licht: pas na enige tijd begint het een beetje te verkleuren en van zwart worden is al helemaal geen sprake! Op deze manier zou je zelfs in de volle zon nog uren moeten belichten voor een foto...
Hoe zit het dan wel? Ik zal proberen een klein tipje van de sluier op te lichten. De lichtgevoelige laag in een film bestaat uit allemaal kleine zilverbromide kristalletjes ('de korrels'). Nu zijn die kristalletjes niet perfect, op sommige plaatsen zijn de atomen verkeerd gestapeld. Bovendien kunnen er nog wat vreemde atomen in zitten (bijvoorbeeld koper). Op deze zogenaamde 'defecten' kan wèl een foton goed ingevangen worden (dit is de omweg die hierboven bedoelde). Je begrijpt dat bij het maken van films de kunst is die defecten op de juiste manier te creëren.
Na het belichten zijn er dus een aantal kristallen waarin op zo'n defect een reactie heeft plaats gevonden; dit geeft alleen geen beeld. Daarom moeten we de film nog ontwikkelen. Bij ontwikkelen worden met behulp van chemicaliën het zilverbromide in die kristallen waarin een reactie heeft plaats gevonden, ontleedt in zilver en broom (maar dat laatste wordt weggevangen door de 'ontwikkelaar'). Na het ontwikkelen hebben we dus een film met daarin 'belichtte' kristallen, die dus nu uit zwart zilver bestaan, en 'onbelichtte' kristallen, die nog uit zilverbromide bestaan. Die zilverbromide kristallen zijn nog steeds lichtgevoelig. Dat is natuurlijk niet de bedoeling. Daarom fixeren we de ontwikkelde film. De fixeerchemicalien verwijderen de overgebleven zilverbromide kristallen. De film kan dan in het daglicht bekeken worden.
Uit het voorgaande volgt waarom de gevoeligheid van een film (het ISO getal) onder andere afhangt van de kristalgrootte ('korrelgrootte'). Een getroffen defect veroorzaakt immers in een groot kristal meer zwarting dan in een klein kristal. Oftewel hoe groter de kristallen, hoe gevoeliger (maar ook onscherper) de film is. Uiteraard spelen ook de hoeveelheid en de aard van de defecten in de kristallen een rol. Een illustratie hiervan is het zogenaamde hypersensibiliseren, of in de wandelgangen 'gasbehandelen', van een film. Hierbij wordt de film een tijdje in waterstofgas bewaard. Het waterstofgas dringt in de kristallen en zorgt voor een bepaald soort defecten, waardoor de film met dezelfde korrelgrootte toch veel gevoeliger wordt. Helaas verdwijnt het waterstofgas vrij snel uit de film, zodat je de film binnen enkele dagen na de behandeling moet gebruiken.
Nu is het zo dat ook voor die defecten geldt dat de reactie die plaats vindt door het foton, omkeerbaar is; met name als zo'n getroffen defect de enige gelukkige is. Dit gebeurt welliswaar niet zo heel snel, maar er moeten toch wel enkele fotonen geabsorbeerd worden, om een stabiele situatie te krijgen (de getroffen defecten vormen dan groepjes). Komt er slechts af en toe een foton, dan zal de reactie vaak al weer terug gelopen zijn voordat een nieuw foton is geabsorbeerd. Bij heel weinig fotonen (heel weinig licht) stabiliseert de toestand dus niet! De film reageert als het ware niet op weinig licht! Deze vervelende eigenschap wordt het Schwarzschild-effect genoemd. Vaak wordt dit effect uitgelegd met dat de gevoeligheid afneemt na lang belichten. Dat is natuurlijk onzin. Een betere omschrijving is dat een film een zekere 'grensmagnitude' heeft. Is de fotonenstroom kleiner dan die grensmagnitude, dan heeft de reactie de kans weer terug te lopen en vindt er dus eigenlijk geen belichting plaats. In de praktijk betekent dit dat er na een zekere tijd belichten een moment komt waarna er geen nieuwe details meer worden vastgelegd, maar de al aanwezige details wel verder overbelicht raken! Hypersensibiliseren vermindert trouwens het Schwarzschild-effect; de grensmagnitude wordt hiermee verhoogd.
Een bekent doka trucje is het opwaarderen of pushen van films. Bij opwaarderen ontwikkel je de film langer dan voorgeschreven staat. Hierdoor kan er meer zilverbromide ontleden in de buurt van een getroffen defect. De film wordt dus gevoeliger (maar ook grofkorreliger). Prachtig zal je denken. Er zit echter een addertje onder het gras. Het opwaarderen is namelijk een grapje dat je na het belichten uithaalt. De grensmagnitude waar ik het in de vorige alinea over had, wordt dan ook niet verhoogd! Kortom, door opwaarderen kun je volstaan met kortere belichtingstijden (ten koste van scherpte), maar uiteindelijk komt er niet meer de foto.
Nu ligt er natuurlijk al een hele tijd een belangrijke vraag op je tong: 'Hoe zit het nou met kleurenfilms en diafilms?'. Bij kleurennegatieffilms zijn de kristallen voorzien van kleurstoffen. Meestal worden de basiskleuren geel, magenta (paars) en cyaan (licht blauw) gebruikt. In de film zitten dus drie kleuren kristallen (meestal in aparte laagjes). Die kleurstoffen zorgen er meteen ook voor dat het betreffende kristal alleen voor die kleur gevoelig is. Verder is het principe gelijk aan een zwartwitfilm.
Ook bij diafilms zijn de kristallen voorzien van kleurstoffen. Bij het ontwikkelen van diafilms wordt echter het zilverbromide van de onbelichtte kristallen ontleedt! Na fixeren ontstaat dus op de belichtte plaatsen min of meer blanke film, en dat is precies de bedoeling! Voor een diafilm zijn dan ook totaal andere chemicaliën nodig dan voor een negatieffilm. Merk op dat de belichtte kristallen vaak ook de grootste zijn, en die verwijder je juist bij een diafilm! Een diafilm heeft dan ook een fijnere korrel dan een negatieffilm. Helaas is het zo dat gewone diafilms relatief dik zijn, waardoor er vrij veel verstrooiing van licht in de film plaats vindt. Dit effect doet het voordeel van een fijnere korrel geheel teniet.

Films in de praktijk

Na het bovenstaande verhaal gelezen te hebben, zal je misschien denken dat het nu eenvoudig is voor elk doel de juiste film uit te kiezen. Helaas is dat niet zo. In de praktijk blijken er zoveel nauwelijks voorspelbare factoren mee te spelen, dat je aan rücksichtslos experimenteren niet ontkomt. Een deel van deze ellende wordt veroorzaakt door het feit dat de meeste films helemaal niet ontworpen zijn voor astrofotografie. Ze zijn ontworpen om in daglicht een natuurgetrouw plaatje op te leveren, waarbij er sprake is van een korte, maar felle belichting. Bij astrofotografie is er juist sprake van een langdurige, zwakke belichting. Heel vervelend is bijvoorbeeld dat het Schwartzschild-effect voor elke kleurlaag verschillend is. Dit merk je heel duidelijk aan de hemelachtergrond. Die kan de meest vreselijke kleuren aannemen op een film. Bij het ene merk wordt 'ie groen, bij een ander blauw en weer een ander geeft een bruine hemelachtergrond. Bovendien veranderen meneer Kodak en meneer Fuji geregeld hun films. Zo kan een Fujichrome het ene jaar heel andere kleuren opleveren dan het andere jaar! (Bij astrofotografie wel te verstaan.)
Ondanks deze ellende, zal ik toch een aantal films aanstippen om je een beetje een idee te geven wat er in de handel is. Eerst een paar algemene wenken.

Koop filmpjes van ISO 400 of meer. ISO 100 of 200 is echt te weinig, je kunt dan belichten tot je een ons weegt.
Zwartwit is alleen zinvol als je zelf kunt ontwikkelen en afdrukken.
Bij afdrukken gaat veel verloren. Subtiele helderheidsverschillen (oftewel structuren in nevels dus!) verdwijnen. Daarnaast ben je ook nog eens overgeleverd aan de inzichten van degene die je foto's afdrukt.
Dia's hoeven niet afgedrukt te worden (kan wel overigens). Bij een dia gaat dus niets verloren: een dia geeft weer wat je gefotografeerd hebt!
Met name vanaf ISO 1000 zijn diafilms wat matiger dan negatieffilms.

Bij ISO 400 filmpjes lijkt mij de beste keus een Fujichrome 400 of Ektachrome 400. Welke van de twee betere kleuren heeft durf ik niet te zeggen (de emulsies van beide films zijn recentelijk veranderd). De Fujichrome is wel iets goedkoper.
De Noord-Amerika nevel in 30 seconden? Het kan met ISO 1000 of meer, bijvoorbeeld de Agfachrome 1000 RS en de Fujichrome 1600. Mijn ervaring is wel dat deze films wat beroerde kleuren opleveren (met name de Agfachrome 1000 RS). Dit kan natuurlijk inmiddels verbeterd zijn. Er is ook een heel gevoelige Ektachro- me film, de Ektachrome P800/1600. Deze tamelijk prijzige film is echter geen echte ISO 800 of 1600 film, het is een Ektachrome 400 die speciaal gemaakt is om opgewaardeerd te worden naar ISO 800 of 1600!
Negatieffilms van 1000 of 1600 geven wel goede kleuren. Bijvoorbeeld de Kodak Ektar bijvoorbeeld is erg goed in blauw en de Fujicolor 1600 is fraai roodgevoelig (erg geschikt dus voor gasnevels als de Orionnevel).
Het kan nog gevoeliger. Zo is er bijvoorbeeld de Konica SR- V3200, inderdaad met ISO 3200! Dit soort films hebben echter een zo groffe korrel dat ik ze alleen voor telelens opnamen zou gebruiken. Erger nog dan die korrel vind ik trouwens het gebrek aan kleurnuance: rood wordt heel erg rood, geel heel erg geel en blauw wordt heel erg grijs.
Tot slot wil ik nog een zwartwitfilm noemen: de Kodak TP2415. Deze film wordt veel gebruikt door gevorderde astrofotografen. Het is een heel fijnkorrelige film van ongeveer ISO 100. Echter door hypersensibiliseren wordt de gevoeligheid zo'n ISO 400 en, veel belangrijker, het Schwartzschild-effect verminderd enorm. De grensmagnitude van een gasbehandelde TP2415 overtreft dan ook elke andere film en dat terwijl de scherpte vergelijkbaar is met die van een ISO 100 film! Voor gebruik thuis is deze film echter niet zo geschikt. Je kunt gasbehandelde TP2415's bestellen (en ook weer laten ontwikkelen) bij Sterrenwacht Saturnus in Heerhugowaard, maar door de zeer beperkte houdbaarheid lijkt me dit geen goed idee (ik heb ook alleen maar beroerde resultaten gehoord van mensen die dit gedaan hebben). Bovendien moet je een redelijke dokagoeroe zijn om goede afdrukken van sterrenfoto's te kunnen maken ('onscherpe maskers' en dergelijke zijn welhaast een must). Niet echt voor beginners dus.

Belichtingstijden

Om te rekenen aan belichtingstijden van hemelobjecten is ten eerste de lichtsterkte van de gebruikte lens nodig. De lichtsterkte van een lens, of diafragma, kan bij een camera-objectief worden ingesteld. Wanneer u een telescoop als telelens gebruikt kunt u de lichtsterkte van de lens of spiegel als volgt berekenen:

Hierin is L de lichtsterkte, F de brandpuntsafstand en D de diameter van de lens of spiegel.

Voor alle objecten buiten ons zonnestelsel geldt natuurlijk hoe langer je belicht, des te beter. Helaas gooit de Aardse atmosfeer roet in het eten. Zelfs op de donkerste plek in Europa begint de hemelachtergrond na een zekere tijd te sluieren. Je moet dus zo lang belichten dat de hemelachtergrond net niet (of net wel) zichtbaar is op de foto. Nu hangt die optimale belichtingstijd natuurlijk af van de gevoeligheid van de film, de lichtsterkte van de lens en de helderheid van de hemel. Als leidraad kun je gebruiken: 15 minuten bij ISO 400 met een F2 lens en optimaal weer. In formulevorm voor willekeurige lens en film:

Waarbij L de lichtsterkte van de lens is, I het ISO getal van de film en T de belichtingstijd in minuten. Dus als je een F1.4 lens en een ISO 3200 filmpje gebruikt zie je al na 1 minuut belichten sluiering... Bij de doorsnee Nederlandse soepluchten moet je natuurlijk korter belichten en recht in het zenit kun je meestal wat langer belichten. Je doet er verstandig aan steeds enkele opnamen bij verschillende belichtingstijden te maken. Varieer hierbij de belichtingstijden minimaal met een factor 2; het verschil tussen bijvoorbeeld 15 minuten en 20 minuten is nauwelijks te zien. Het formuletje geldt trouwens ook voor telescopen. Bijvoorbeeld de 52 cm Newton telescoop van de vakantie sterrenwacht in Puimichel (Zuid-Frankrijk) heeft een lichtsterkte van F3.8 (hetgeen zeer hoog is voor zo'n instrument); op ISO 400 kun je hiermee dus een uur belichten. Voor de Maan en planeten gelden uiteraard hele andere belichtingstijden. De belichtingstijden voor deze nabije objecten vind je met de volgende formule:

Hierin is L weer de lichtsterkte, I de gevoeligheid van de film en T de belichtingstijd in seconden. Voor C moet je een getal in vullen uit de onderstaande tabel.

Planeet	C	Ouderdom Maan (dagen)	C	Ouderdom Maan (dagen)	C

Zon	15.000.000	3/25	11	9/19	34
Mercurius	400	4/24	14	10/18	41
Venus	200 - 1000	5/23	16	11/17	52
Mars	70	6/22	19	12/16	67
Jupiter	18	7/21	24	13/15	86
Saturnus	6	8/20	29	14	120

Zoals altijd gaat het hier weer om richtlijnen. Maak dus ook opnamen met plus of min één stop. Omdat de Maan meestal redelijk beeldvullend is, kun je vaak gewoon de belichtingsmeter van de camera gebruiken. Kijk wel even in de handleiding welk gebied van de zoeker precies voor de lichtmeting gebruikt wordt. Als de kijker niet automatisch volgt, kun je slechts kort belichten. De maximale belichtingstijd vind je met:

Hierin is F de brandpuntsafstand van de kijker, d de declinatie van het object en T de belichtingstijd in seconden. Met een kijker met een brandpuntsafstand van een meter kun je dus bij een object op de hemelevenaar 1 seconde belichten zonder echte bewegingsonscherpte.

Foto's door een telescoop met een oculair

Tot nu toe is het maken van foto's met behulp van een telescoop behandeld, zonder het gebruik van een oculair. De telescoop wordt dan dus als telelens gebruikt. Hierbij is al duidelijk dat een volgmechanisme nodig is voor het fotograferen van zwakke objecten. Mocht u over zo'n volgmotor beschikken, dan kunt u dus langer belichten zonder dat de sterren streepjes worden. Wanneer u dat wilt kunt u het beeld op de film nog verder uitvergroten, door het gebruik van een oculair. Deze methode wordt oculairprojectie genoemd en wordt vooral toegepast bij het fotograferen van planeten en details op de Maan. De belichtingstijden worden echter ook langer, zodat een volgmotor hier noodzakelijk is.
Wanneer u werkt met een oculairprojectie, kunt u de bovenstaande formules weer gebruiken, met één wijziging. De brandpuntsafstand F van het objectief moet nu vervangen worden door de systeembrandpuntsafstand F_s, dus van het systeem van objectief en oculair samen. Deze systeembrandpuntsafstand kunt u bekerenen met de volgende formule:

Hierin is F_s de systeembrandpunsafstand, F de brandpuntsafstand van het objectief , S de afstand tussen het oculair en de film en F_o de brandpuntsafstand van het oculair, allemaal uitgedrukt in dezelfde eenheden (bv. millimeters). Het woordje abs staat voor absolute waarde. Mocht het getal tussen de haakjes negatief zijn, dan laat u het minteken weg (anders wordt de systeembrandpuntsafstand negatief, en dat is onzinnig) en rekent u verder met een positief getal.

On-line berekenen van belichtingstijden

We hebben een pagina gemaakt, waar u belichtingstijden en planeetdiameters voor verschillende optische configuraties kunt uitrekenen. Er wordt gebruik gemaakt van de bovenstaande formules. Kijk hier voor onze belichtingstijdencalculator.

Tot slot

Nou, met zo'n enorm verhaal moet je wel aan de slag kunnen, dacht ik zo. Probeer echter niet meteen allerlei ingewikkelde dingen uit te halen. Langzaam opbouwen geeft minder teleurstellingen en meer inzicht. Maak ook goede aantekeningen, dat voorkomt dat je steeds opnieuw het wiel moet uitvinden. En zend mooie resultaten eens naar het tijdschrift Zenit, dan kunnen ook andere mensen ervan genieten en leren!
Veel succes!

Erwin Voogt