土星とFaceTime:望遠鏡とiPhone 5sで空を眺める

土星とFaceTime:望遠鏡とiPhone 5sで空を眺める

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FaceTimeの用途は誰もが知っています。それは、顔を合わせてコミュニケーションをとることです。しかし、iPhoneを天体望遠鏡の接眼レンズの後ろに置き、FaceTime通話をするとどうなるでしょうか?月や惑星を遠くから眺める、素晴らしい体験ができるのです。

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アリゾナ州ツーソン近郊でアマチュア天文活動をしている友人のマイケル・ウィーズナーがいます。9月23日、彼から電話があり、あるアイデアをもらいました。「iPhone 5sを望遠鏡の接眼レンズに当ててFaceTimeで撮影してみよう」と。すると見事にうまくいきました。デンバーにいる彼の天文台からFaceTimeで撮影した土星のライブ映像をご覧ください。

FaceTime 通話中の iPad 3 から切り取った土星。

仕組み

天体望遠鏡の接眼レンズを惑星や月などの遠く離れた天体に焦点を合わせると、目には拡大された像が見えます。その代わりに、無限遠に焦点を合わせたカメラとレンズを、目と同じ位置に置くと、その像を捉えることができます。これをアフォーカル天体写真法と呼びます。

マイクは、新しいiPhone 5sで写真を撮る代わりに、FaceTimeを使って私とセッションを始めようと思いつきました。もちろん、iPad 3で見たものは、彼の望遠鏡が指していたものと全く同じでした。(上図)

これはそれほど簡単ではありません。iPhoneを適切な位置に正確に固定できる専用のホルダーを用意するのが最善です。少し練習が必要です。マイクのセットアップはこんな感じです。

iPhone、接眼レンズ、望遠鏡を使ったアフォーカル設定の例

50%を少し超えた明るさの金星もFaceTimeで観察しました。iPad 3でリアルタイムに見た映像がこちらです。

FaceTime 通話中の iPad 3 から切り取った、50% 強が照らされた金星。

惑星(そして月も)しか撮影できなかったのは、iPhoneのCCDのリアルタイム低感度が限られているためです。例えば、土星の最も明るい衛星タイタンは、私のカメラでは見えませんでしたが、マイクは接眼レンズで簡単に見ることができました。

技術ノート

9月23日午後8時(MDT)のFaceTimeセッション中、金星と土星はどちらも地平線上で高度10度をわずかに下回る低高度に位置していたため、透けて見える大気が多く、低高度の乱気流も多少ありました。(下のSky Safari画像をご覧ください。)そのため、FaceTimeのスクリーンショットでは画像の鮮明さが損なわれていました。また、上の2枚の画像は、iPadの2048 x 1536解像度から惑星の画像のみを切り出し、Web公開に適したサイズにしています。

これらの画像を直接アフォーカル写真と比較すると役立つと考えました。

約30分前、惑星がもっと高かった頃、マイクはiPhone 5sのiSightカメラで直接写真を撮影しました。土星の写真はMeade社の9mm接眼レンズで撮影したもので、金星の写真は同じ接眼レンズと月フィルター(明るさを抑えるため)を使ったスローモーション動画のベストショットです。編集作業中、マイクはウェブサイト掲載用に土星と金星の向きを変えたため、以下の動画ではFaceTimeセッション時とは異なる角度で表示されています。

30分前のiPhone 5sで撮影した直接アフォーカル画像。編集により向きを変えています。

マイクに、222倍の9mm接眼レンズで撮影した画像がiPhoneでどのように表示されるのか尋ねたところ、彼はこう答えました。「どんなカメラでも、アフォーカル撮影では目で見ているものと同じものを見ることになります。ですから、他の要因(デジタルズーム、画面と目の距離など)にもよりますが、実際に接眼レンズを覗いた時に目で見ているものとほぼ同じ景色が見えるのです。」

機器の詳細

こちらは、カナダの会社 Sky Shed が製造した、マイクの天文台 Sky Shed POD の写真です。

カシオペア天文台。iPhone 5sと新しいフラッシュ機能を使って撮影した写真。

天文台で使用されている機器の詳細は次のとおりです。

  • ミードインストゥルメンツ 8インチ (20 cm) LX200-ACF
  • f/10 2000mm 焦点距離
  • ミード9mm接眼レンズ。有効倍率222倍
  • iPhone 5s、スペース グレイ、iOS 7.0、リア/iSight カメラと FaceTime を使用。
  • 自家製アフォーカルアダプター
  • 観測所からのAT&T 4Gセルネットワーク

デンバーの設備の詳細は次のとおりです。

  • Apple iPad 3 (Retina) iOS 7.0
  • FaceTimeアプリ
  • Comcast、Apple AirPort Extreme(802.11n)経由のホームWi-Fi

マイク・ウィーズナーによるカシオペア天文台のレポートには、より詳しい情報が掲載されています。参考までに、Sky Safariという素晴らしいiOSアプリを使って、肉眼で見た時の西(243度)の姿をご覧ください。

iOS 版 Sky Safari のスクリーンショット、西南西方向、9 月 23 日午後 8 時頃 MDT

観察

この技術は、適切な機材を持つアマチュア天文家なら誰でも活用でき、遠く離れた場所にいる観測者のためのバーチャルな星空観察会を開催することができます。顕微鏡、双眼鏡、あるいは望遠レンズを取り付けたiPhoneでも利用できます。これは、高度な光学技術、iPhone、FaceTime、そしてインターネットの融合によって実現できることのほんの始まりに過ぎないのかもしれません。

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