Astrofotografie zonder apparatuur

Twintig jaar geleden had je voor een foto van een ster een telescoop nodig, een volgmontering, een gekoelde CCD-camera en een laptop. De goedkoopste opstelling die iets opleverde dat het tonen waard was, kostte duizenden dollars en vereiste dat je je wat echte sterrenkunde eigen maakte. Rond 2020 veranderde dat allemaal. Een moderne smartphone, geleund op een hek op een redelijk donkere plek, kan een opname van de Melkweg maken die in de jaren negentig een klein observatorium zou hebben gevraagd.

Dit is geen overdrijving. De telefoon die je nu bij je hebt, als het ruwweg een iPhone of Google Pixel van de laatste vier of vijf jaar is, heeft een camera die tot echte astrofotografie in staat is. De mogelijkheden zijn beperkt vergeleken met professionele apparatuur, maar ze gaan zo ver voorbij alles wat een amateur dertig jaar geleden kon, dat het de moeite waard is te weten wat er mogelijk is.

Wat werkt

Sterren en sterrenbeelden zijn makkelijk. Een lange belichting van zelfs maar een paar seconden met een telefoon op een statief legt honderden sterren per opname vast, veel meer dan je met het blote oog ziet. De Melkweg onder een donkere hemel haal je probleemloos met een belichting van 15 seconden op een recente telefoon. Startrails — die lange gebogen strepen die je ziet op foto’s gemaakt over een uur — zijn makkelijk als je veel korte belichtingen stapelt.

De Maan fotografeert prachtig. De volle maan is zo helder dat je hem met normale daginstellingen kunt fotograferen en echte oppervlaktedetails vastlegt: kraters, de donkere zeeën, het heldere stralenstelsel rond Tycho. Een telefoon met een zoomlens kan dit klaarspelen zonder enige apparatuur naast de telefoon zelf.

Het internationale ruimtestation verschijnt als een heldere streep over lange belichtingen tijdens een passage. Aurora fotografeert, als hij sterk is, goed met een belichting van 3 tot 5 seconden.

Wat niet werkt

Alles wat fijn is — planeten, sterrenstelsels, zwakke nevels — is moeilijk of onmogelijk zonder telescoop. Je ziet de ringen van Saturnus of de banden van Jupiter niet op een telefoonfoto. Het Andromedastelsel verschijnt op een lange belichting, maar als een kleine veeg, niet als de spectaculaire spiraal die je op gepubliceerde foto’s ziet. De planeten verschijnen als heldere stipjes, niet als kleine schijfjes. Sterkleuren komen door de eigenschappen van de sensor meestal wit uit.

De grens die “makkelijk met een telefoon” scheidt van “vereist een telescoop” is ruwweg: alles wat voor het menselijk oog op een lichtpunt lijkt, is fotografeerbaar; alles waarvoor je vergroting nodig hebt om structuur te zien, niet.

De techniek

Drie dingen tellen. Je telefoon heeft handmatige controle over de belichting nodig, hij moet enkele seconden absoluut stilstaan, en hij moet op oneindig scherpstellen.

De meeste moderne telefoons hebben een handmatige of “pro”-cameramodus. Zoek ernaar. De instellingen om mee te beginnen: ISO tussen 800 en 3200 (hoger betekent meer gevoeligheid maar meer ruis), sluitertijd tussen 10 en 30 seconden, scherpstelling handmatig op oneindig, en witbalans rond 3500 tot 4000 kelvin om de oranje zweem te vermijden die je krijgt van automatische balans bij weinig licht.

Recente iPhones hebben een ingebouwde nachtmodus die automatisch activeert bij weinig licht. Houd de telefoon stil als het aftellen verschijnt. Het is niet zo goed als handmatige controle, maar goed genoeg voor losse sterrenkijkfoto’s.

Recente Pixels hebben iets beters: de astrofotografiemodus activeert binnen Nachtzicht wanneer de telefoon merkt dat hij op een statief staat en op een donkere hemel gericht is. De telefoon maakt 15 afzonderlijke belichtingen van 16 seconden en stapelt ze intern, wat een totale belichting van 4 minuten oplevert met weinig ruis. De resultaten, vooral onder donkere hemels, zijn ronduit indrukwekkend.

Voor Android-telefoons met een handmatige modus zonder automatische astrofunctie is de truc dezelfde als de handmatige iPhone-aanpak — stel de ISO in, stel de sluitertijd in, stel scherp op oneindig en vertrouw op het statief.

Stabiliteit

Dit deel is niet onderhandelbaar. Een telefoon die tijdens een belichting van 20 seconden zelfs maar een millimeter beweegt, levert wazige sterren op. Je hebt absoluut een statief of een stabiel oppervlak nodig. Een goedkoop telefoonstatief kost ongeveer vijftien dollar en is het beste geld dat je kunt uitgeven als je dit serieus wilt aanpakken.

Zonder statief werkt de telefoon tegen een muur of op een steen leunen in geval van nood, maar je moet erop letten dat de cameralens vrij zicht op de hemel heeft en niet schuin staat. De meeste telefooncamera’s zitten niet in het geometrische midden van de telefoon, dus de telefoon plat op zijn rug leggen werkt niet altijd zoals je zou verwachten.

Ook: gebruik een zelfontspanner van 3 seconden in plaats van direct op de sluiter te drukken. Alleen al het scherm aanraken laat de telefoon even trillen, en de resulterende beweging is zichtbaar in een belichting van 15 seconden. De zelfontspanner haalt dit volledig weg.

De 500-regel

Als je belichting te lang is, beginnen sterren te trekken — ze worden korte boogjes in plaats van punten — omdat de Aarde tijdens de belichting draait. De traditionele vuistregel om de maximale belichting te bepalen, is de 500-regel: deel 500 door de brandpuntsafstand van je lens, uitgedrukt in 35mm-equivalent, om de maximale belichting in seconden te krijgen.

Voor een groothoeklens van een telefoon (rond 25mm-equivalent) geeft de rekensom ruwweg 20 seconden. Voor een telelens van een telefoon (75mm-equivalent) is het ongeveer 7 seconden. Daarboven krijg je merkbare startrails. Daarbinnen krijg je puntsterren.

Sommige mensen gebruiken de 300-regel voor striktere resultaten op hogeresolutiesensoren. Telefoons zijn vergevingsgezind en 500 werkt prima voor losse opnames.

Stapelen, de valstrik

De echte magie, als je kwaliteit wilt die in de buurt komt van wat amateurs met veel duurdere apparatuur halen, is stapelen. Het principe: maak veel korte belichtingen van hetzelfde stukje hemel, en gebruik dan software om ze uit te lijnen en bij elkaar op te tellen. Het signaal (echte sterren) telt lineair op, terwijl de ruis (sensortoeval) optelt als een vierkantswortel. Het resultaat van het stapelen van 20 belichtingen van 20 seconden ligt dichter bij één belichting van 400 seconden dan bij een belichting van 20 seconden, met veel minder ruis.

Gratis software doet het zware werk. DeepSkyStacker voor Windows, Siril voor meerdere platformen, of Sequator voor eenvoudiger uitlijnen. Maak 20 tot 50 belichtingen van hetzelfde stukje hemel, gooi ze erin en laat het draaien. De eerste keer dat je een gestapeld resultaat ziet, vraag je je af hoe dezelfde telefoon zulke verschillende beelden kon maken.

De astromodus van de Pixel doet dit intern, en daarom zien de Pixel-resultaten er zo goed uit — hij doet automatisch 4 minuten stapelen, in de camera-app, zonder dat je het doorhebt.

Een laatste tip

De camera hoeft jouw ogen niet donkeraangepast te hebben. Maar jij wel. Na 20 of 30 minuten buiten zonder naar wit licht te kijken, zie je veel meer hemeldetail dan op minuut nul, wat betekent dat je betere foto’s componeert omdat je daadwerkelijk weet wat er in je beeld zit. Het waard om op te wachten.