Este documento describe una técnica de astrofotografía sin montura motorizada que consiste en apilar múltiples tomas cortas de exposición para revelar objetos débiles en el cielo nocturno. Explica que al combinar numerosas tomas de 6 segundos cada una y sustrayendo tomas de ruido, se puede mejorar notablemente la imagen final cancelando el ruido y amplificando la débil luz captada. También discute otros aspectos como el enfoque, el uso de parasoles, la temperatura del sensor y los programas de procesamiento

1. Astrofotografía con cámara y trípode
Desde hace ya tiempo, y cuando las circunstancias lo permiten, intento hacer
alguna fotografía astronómica mediante el apilado de un número importante de
tomas. La cosa tiene su diversión porque nunca sabes qué te va a salir hasta que
acabas todo el proceso, pero el resultado normalmente suele sorprender. En esta
foto se revela la galaxia de andrómeda mediante el apilado de 50 fotos de 6
segundos cada una, tomada con un 50mm 1.8 y un trípode normal y corriente.
Finalmente he decidido compartir mi experiencia con la astrofotografía sin
montura, en especial con los que no tienen mucha idea y les apetece probarlo,
pero también con los que conocen el tema y puedan ayudarme a mejorar esta
técnica. Así que paso a comentar en más detalle de qué va todo esto.
Como sabéis, este tipo de fotografías de espacio profundo requieren de bastante
tiempo de exposición, el problema es que, debido a la rotación de la tierra es
preciso realizar un seguimiento con una montura ecuatorial motorizada, si se hace
con montura fija enseguida se apreciará el desplazamiento. Aunque existe un
margen de tiempo (normalmente de unos cuantos segundos) que es inversamente
proporcional a la focal usada, en el que se puede hacer la foto sin problemas.
Con montura motorizada se puede hacer por ejemplo 10 tomas de 300 segundos
de exposición para después combinarlas. Pero, ¿y qué pasaría si hiciéramos 300
fotos de 10 segundos?, ¿no tendríamos el mismo resultado?.

2. En realidad la cosa es más compleja, primero porque 300 fotos son muchas fotos,
y 10 segundos no permitiría mucho acercamiento, y además, debido según parece
a que, para que el sensor pueda obtener una cantidad contable de electricidad
para convertir a digital, es necesario recolectar un número determinado de
fotones, de manera que si durante la toma de unos pocos segundos no se alcanza
esa cantidad mínima, se perderá.
De todos modos, incluso con poco tiempo de exposición es posible capturar luces
débiles, que mediante el procesado adecuado podemos amplificar y revelar. El
problema es que, es en tan poca cantidad que incluso el ruido del sensor es
mayor, por lo que las señales captadas quedan anuladas. Si subimos el brillo o
estiramos el histograma lo único que vemos es ruido y más ruido. Aquí se puede
ver en una foto tirada a ISO 1600, como hemos captado las estrellas más
brillantes, pero el resto es un fondo ruidoso. Si bajásemos el ISO o redujéramos el
brillo apenas nos quedarían visibles unos puntos luminosos.
Como el ruido que produce el sensor es en su mayoría aleatorio, la solución pasa
por combinar muchas tomas, cuantas más mejor, de esta manera la señal de luz
se suma y se refuerza, mientras que el ruido tiende a cancelarse.
Pero también existe un ruido inherente a cada sensor y a cada cámara, incluso a
cada celda del sensor y a los componentes electronicos que convierten la señal.
Ese ruido suele ser muy parecido en cada toma. De manera que al combinar las
imágenes este ruido también se refuerza y se suma a la señal de luz de la imagen.
Así que la solución pasa por restar ese ruido y quedarnos con lo que nos interesa.
Para restar esa ruido característico previamente hay que capturar la señal por
separado sin nada de luz (con la tapa puesta y a oscuras), por un lado los darks,
que son tomas de exposición que deben de hacer con el mismo tiempo, ISO, y
temperatura que la foto a la que le vamos a sustraer, y por otro los bias, que se
harán al mismo ISO pero a la mayor velocidad posible para capturar únicamente el
ruido electrónico. En esta página se puede leer un extenso e interesante
documento sobre el ruido en astrofotografía, para el que quiera profundizar y
entender mejor todo esto. SNR en Astrofotografía Digital de Cielo Profundo
Al aplicar las dos técnicas, por un lado de combinación de tomas de luz, y por otro
sustracción de tomas de ruido, la imagen anterior mejora notablemente. El ruido
ha sido cancelado en buena parte, y la débil luz captada pudo ser amplificada y
procesada. 50 tomas de 6 segundos cada una a ISO 1600 y apertura 1.8, con 10
tomas promediadas de dark y bias.
La imagen completa del recorte, perteneciente al doble cúmulo de Perseo. El
procesado supongo que es mejorable.

3. También puede ser necesario otro tipo de toma, llamada flat, que consiste en
capturar solamente luz uniforme sin detalles con el fin de corregir los defectos de
las lentes. Al hacer una foto con el 50mm apareció un tremendo viñeteo con las
esquinas prácticamente negras, por lo que me vi obligado a hacer esta toma.
Hay diferentes formas de hacerla, en un fondo blanco, al cielo, etc. Yo la he hecho
colocando una hoja de papel blanco tapando el objetivo y asomando por la
ventana aprovechando la luz uniforme del día. Esta toma se procesa con la imagen
y se corrigen los defectos. En mi caso he corregido el viñeteo de forma efectiva. La
imagen para el 50 1.8 tiene este aspecto.
Un problema importante al hacer estas fotos es el del filtro de infrarrojos que hay
colocado en el sensor, y que impide captar el rojo de las nebulosas de emisión. Por
desgracia el resolverlo pasa por quitar dicho filtro, lo que no es muy buena opción
para los que usamos la cámara de manera normal. De todos modos desconozco el
resultado de aplicar esta técnica de apilado de múltiples tomas de corta exposición
sin el filtro, y si se llegarían a captar dichas emisiones, si alguien puede hacer la
prueba que nos lo enseñe a ver qué sale, a lo mejor interesa hacerse con una de
esas cámaras modificadas.
A la hora de hacer la serie de fotos hay que prestar atención a algunos detalles,
sobre todo el del enfoque, que ha de ser de absoluta precisión. Por suerte con el
liveview se puede ajustar de manera precisa apuntando a alguna estrella brillante.
Aunque perderlo también es bastante fácil. Creo que esto es lo más crítico al hacer
la serie de fotos.

4. También es importante el uso de parasol, porque cualquier punto de luz cercano
podría anular por completo las débiles señales que queremos capturar. Y por
supuesto es casi imprescindible estar alejado de ciudades y hacer las fotos hacia
donde haya más oscuridad. Cuanta más mejor.
El calor no sienta bien al sensor por lo que cuanto más frío haya mejor. De hecho
las cámaras dedicadas a la astrofotografía llevan refrigeración incluida.
La configuración de la cámara será con el objetivo en máxima apertura, aunque
podemos optar por diafragmar un poco si queremos mejorar la calidad a costa de
perder luz. El tiempo de exposición depende de la focal, pero no es mala idea
hacer una toma de prueba para comprobar si el desplazamiento de las estrellas no
sobrepasa el umbral y en lugar de estrellas se ven pepinos. El ISO, debido a la
poca exposición, lo mejor es que sea lo más alto posible siempre que no lleguemos
a quemar nada.
El programa que yo uso para hacer todo el proceso es DeepSkyStacker, que
aunque es bastante básico, es muy efectivo, fácil de manejar, gratuito y en
español. DeepSkyStacker - Free
Basta con cargar en el programa todas las tomas, light (que son las fotos), darks,
bias y flat, ajustar unos parámetros y el programa se encarga de alinearlas y
apilarlas. Finalmente la imagen resultante se puede procesar con unos controles
que tiene, o exportarla para procesarla en otro programa más especializado.
Si contamos con un telescopio, también se puede intentar hacer algo, aunque aquí
el problema es que al aumentar la focal el tiempo de exposición se limita bastante.
Con un tiempo de exposición de 1.3 segundos y un total de 100 tomas, pude
captar la nebulosa de Orión debido a que es bastante brillante, con un telescopio
de 400mm. En cambio con la galaxia de andrómeda o las Pleiades no tuve tanta
suerte. Supongo que sin el filtro IR hubiera salido mucho más bonita. Los que
tengan teleobjetivos muy luminosos de entre 100 y 200mm y cámara modificada
creo que podrían conseguir cosas interesantes.

5. Mi próximo objetivo cuando el tiempo y la luna lo permitan, será intentar una
parte de la vía láctea con el sigma 10-20, que supongo que podré hacer las tomas
(unas 50) con tiempos de exposición de hasta 20 segundos.
Espero que os haya interesado, por algunos hilos que he leído aquí me consta que
a mucha gente le gusta este apasionante mundo pero no tiene ni los
conocimientos ni el material necesario, y creo que esta técnica le puede venir bien
para empezar a hacer cositas, o incluso para iniciarse en las astrofotografía. Sólo
hace falta una cámara, un trípode y ganas. Yo tampoco tengo mucha idea, ni
tengo equipo, pero siempre me ha llamado la atención este tipo de fotografía y he
aprendido algunas cosas. Espero que con la experiencia de otros usuarios poder
seguir evolucionando, acepto todos los consejos para mejorar.
Si alguien necesita más información de cómo hacerlo o tiene dudas que lo exponga
en este mismo hilo, y si lo intenta que muestre los resultados que pueda conseguir
usando esta técnica.