Astrophotography for Beginners

--- EN ---

Since childhood, I have been attracted by the stars, the boundless expanses of the universe and its secrets. Every time I looked up at the night sky, I mentally lifted myself off the ground and flew high, to get a little closer to the stars. And when I bought my first DSLR camera, I realized that it was possible to make the stars closer to me.

I have been doing astrophotography for several years, and in this instructable I'd like to share some basic aspects of this extremely interesting hobby.

--- RU ---

Меня с детства манило ночное небо, бескрайние просторы вселенной, ее тайны. Каждый раз, когда ночью я поднимал свой взгляд вверх, я мысленно отрывался от земли и взлетал высоко-высоко, чтобы стать хотя бы чуточку ближе к звездам. А когда я купил свой первый зеркальный фотоаппарат, я понял, что вполне реально звезды сделать ближе к себе.

Уже несколько лет я занимаюсь астрофотографией, и в этом уроке хочу поделиться некоторыми базовыми аспектами и тонкостями этого крайне интересного увлечения.

--- EN ---

There are only three main things you need to have to start with astrophotography:

• DSLR with a lens or mirrorless camera
• Tripod
• Clear starry sky and no wind

Of course, there is a lot of other stuff you might need, the stuff that can make the process easier and faster, but if you have the first three, you're good to go!

But if you want to fully immerse yourself in this process you will need to consider purchasing the following items:

• Red headlamp (very simple, but very useful piece of gear)
• Remote camera trigger (can be wired or wireless, wired is cheaper, wireless has no limitations that wired has)
• Bahtinov mask (special cap for lens to get perfect focus)
• A set of several fast lenses with various focal lengths
• If you are using a cropped DSLR, you may consider purchasing a full-frame one
• Ballhead tripod (if you don't have one yet)
• Star Tracker device (pretty expensive, but it allows you to drastically improve your astrophotography abilities)
• Telescope (might be very expensive, but it'll literally allow you to reach the surface of the Moon, our neighboring planets and faraway galaxies)
• There's actually a lot of other stuff you can get, but all above is what I use and have experience with.

--- RU ---

Всего три вещи нужны, чтобы начать заниматься астрофотографией:

• Зеркальная или беззеркальная камера с объективом
• Штатив
• Ясное звездное небо и безветренная погода

Конечно, есть куча других вещей, которые могут упростить и ускорить процесс съемки, но если у Вас есть хотя бы эти три, то уже можно стартовать!

Однако, если Вы хотите полностью погрузиться в этот процесс, вам следует подумать о приобретении следующих вещей:

• Красный налобный фонарь (очень простой, но очень полезный предмет снаряжения)
• Спусковой тросик (может быть проводным или беспроводным, проводной дешевле, беспроводный не имеет ограничений, которые есть у проводного)
• Маска Бахтинова (специальная крышка на объектив для идеальной фокусировки)
• Набор из нескольких светосильных объективов с разными фокусными расстояниями.
• Если вы используете кропнутую зеркалку, вы можете подумать о покупке полнокадровой.
• Штатив с шаровой головкой (если у вас его еще нет)
• Стартрекер (довольно дорогое устройство, но зато позволяет вывести астрофото на новый уровень)
• Телескоп (обычно стоит весьма дорого, но зато он позволит Вам прикоснуться к поверхности Луны и дотянуться до соседних планет и далеких галактик)
• На самом деле есть еще много других вещей, которые можно прикупить для этого хобби, но все вышеперечисленное - это то, что использую я, и с чем имею личный опыт.

--- EN ---

What Is Astrophotography? Astrophotography is a type of photography that captures different celestial objects in the night sky. Milky Way, planets, galaxies, nebulas, meteor showers - that all is astrophotography!

And there are three main types:

• Wide-Angle Astrophotography
• Planetary Imaging
• Deep-Sky Objects

Each of these types has its own features, which we will discuss next.

--- RU ---

Что такое астрофотография? Это такой тип фотографии, который позволяет запечатлеть различные небесные объекты в ночном небе. Млечный Путь, планеты, галактики, туманности, метеорные потоки - это все астрофотография!

Есть три основных типа астрофотографии:

• Широкоугольная астрофотография
• Планетарная съемка
• Съемка объектов глубокого космоса

Каждый из этих типов имеет свои особенности, о которых мы поговорим далее.

--- EN ---

This is actually the most simple type of astrophotography. It requires only a camera with a lens and a tripod. Remote trigger will also be good, but not necessary. With this type of photo, the whole sky is available to you, including the Milky Way and meteor showers.

The main thing is to catch as much light as possible from distant celestial sources with the camera sensor. And the critical thing here is the correct camera settings. Let's talk about the settings:

ISO

This is the sensor sensitivity setting. The higher ISO you use, the brighter the image will be. But there's a catch, when you use too high ISO level, you will see the noise start to show up. Therefore, you need to find a compromise between the brightness of the image and the noise that appears. For each camera, noise starts to appear at different ISO levels, so you'll have to experiment. However, I recommend starting with a value of 1600 for night shooting.

Shutter speed

The principle here is also simple - the slower shutter speed is, the more light will hit a camera sensor, the brighter will be the image. But again, there is a trick. The Earth rotates, and that is why stars move. So if you set too slow shutter speed, the stars will appear as lines, this is called Star Trails. If you want to get an image with long star trails, then everything is fine, you set the lowest possible shutter speed (usually 30 seconds, or use Bulb mode with remote trigger), take a shot (or several shots and later stack them together) and there you go, you have a great shot with star trails.

But what if you want the stars to remain stars? In this case you can use two options:

• You can use a device called Star tracker which eliminates the effect of moving stars (you can buy one, but they are rather expensive, or you can build one, so see next steps)
• Or you can use "Rule of 500" (or "Rule of 300" if you are using a DSLR with cropped sensor). It's quite simple. When taking a photo using a camera on a tripod, this rule tells you how long you can expose before the stars begin to trail. You take the number 500 and divide by the focal length of your lens. For example, if you have a 200-mm telephoto lens, then 500 / 200 = 2.5. You can shoot for 2.5 seconds on a tripod with a 200-mm lens on a full-frame body before the stars start to turn into trails. If you are using a cropped DSLR, you need to use number 300 instead of 500.

But again, what if you want to make a bright Milky Way image in detail, but you are limited by your lens and shutter speed. In this case you will have to take a series of shots and stack them later in the postprocessing. This is actually how all amazing astrophotos are done! But we'll discuss this technique later.

Aperture

And again, the principle is simple: the wider aperture can be opened (a lens with a maximum aperture of f/2.8 or lower is considered to be a fast lens and is excellent for astrophotography), the more light will hit the camera sensor. But again, there's a trick, the higher aperture value lens has, the more expensive it will cost.

I personally can recommend you to start with Samyang (Rokinon) f/2.8 14mm. This is an awesome lens, I've been using it for several years now, and I like it! Pretty affordable too.

P.S.

One more thing, you can actually try to take your first astro pictures even with your smartphone camera and a small tripod. And that'll work, you can do that, you can even get pretty good shots, if your phone camera supports manual settings. But creating one good shot will take you a lot of time and it will be a lot of work! So you can consider this more like a good training before having a DSLR.

--- RU ---

По сути, это самый простой вид астрофотографии. Для него требуется только камера с объективом и штатив. Спусковой тросик тоже будет полезен, но не обязателен. Здесь Вам доступно все небо, включая Млечный Путь и метеорные потоки.

Требуется словить матрицей камеры как можно больше света от далеких небесных источников. И самое главное здесь - правильная настройка камеры. Чуть подробней о настройках:

ISO

Это параметр чувствительности матрицы. Чем выше значение ISO, тем ярче будет изображение. Но есть одна загвоздка: если задрать ISO слишком сильно, начнут вылезать шумы. Поэтому нужно найти золотую середину между яркостью изображения и шумами. У каждой камеры шумы начинают появляться на разных уровнях ISO, так что придется экспериментировать. Однако я рекомендую начинать с ISO 1600 для ночной съемки.

Скорость срабатывания затвора

Принцип здесь прост - чем длиннее выдержка, тем больше света попадет на матрицу камеры, тем ярче будет изображение. Но опять же, есть хитрость. Земля вращается, звезды по небосводу движутся. Поэтому, если установить слишком длинную выдержку, звезды начнут прекращаться в линии, так называемые звездные треки. Если вы хотите получить изображение с треками, то все в порядке, просто устанавливаете максимально возможную выдержку (обычно 30 секунд или используете тросик в режиме Bulb), делаете снимок (или несколько снимков, а потом складываете их вместе) и вот, получился отличный снимок со звездными треками.

Ну а если Вы хотите, чтобы звезды оставались звездами? В этом случае можно использовать два варианта:

• Применить стартрекер, который устраняет эффект движущихся звезд (его можно купить, но они довольно дороги, а можно сделать такой аппарат самому, но об этом чуть позже)
• Также Вы можете использовать «Правило 500» (или «Правило 300» для кропнутых камер). Тут все просто, при съемке на штативе это правило подскажет, какую можно использовать максимальную выдержку, чтобы звезды не превращались в треки. Берем число 500 и делим его на фокусное расстояние объектива. Например, если у Вас объектив 200 мм, то 500 / 200 = 2,5. Для связки полнокадрового фотоаппарата с 200-мм объективом можно использовать выдержку в 2,5 секунды, прежде чем звезды начнут превращаться в треки. Если Вы используете кропнутую зеркалку, вам нужно использовать число 300 вместо 500.

Но опять же, что если Вы хотите сделать яркое изображение Млечного Пути в деталях, но ограничены способностями своего объектива и величиной выдержки? В этом случае вам придется сделать серию снимков и сложить их воедино при постобработке. Именно так и делаются все шикарные астроснимки! Но мы обсудим эту технику позже.

Диафрагма

И тут тоже принцип прост: чем шире открывается диафрагма (объектив с максимальной диафрагмой f/2,8 и выше считается светосильным и отлично подходит для астрофотографии), тем больше света попадет на матрицу камеры. Но и тут есть нюанс, чем выше светосила у объектива, тем дороже он будет стоить.

Лично я могу порекомендовать вам начать с Samyang (Rokinon) f/2.8 14mm. Отличный объектив, пользуюсь им уже несколько лет и он мне нравится! Вполне доступный по цене.

P.S.

Еще один момент: вполне можно попытаться сделать свои первые астрофотографии с камерой смартфона и небольшим штативом. Скажу больше, это даже сработает, таким образом вполне можно получить неплохие снимки. Но на создание одного хорошего снимка уйдет очень много времени, и это потребует большого труда! Так что, если хотите попробовать, дерзайте, но рекомендую рассматривать это как хорошую тренировку перед покупкой зеркалки.

--- EN ---

For this type of astrophotography you will need the telescope or at least a camera with a powerful telephoto lens. Star tracker will also be very useful here.

The shooting technique here is different. You actually don't take pictures, you record videos and then use special software to process those videos, stack hundreds or thousands of video frames and then make the final image perfect in some editing software like Adobe Photoshop.

Here's a great video that will explain you how it works, what software to use and how to use it:

https://www.youtube.com/watch?v=FQagPJ8pM7Y

And here are the links to download all necessary software (all free):

• PIPP
• Autostakkert
• Registax

--- RU ---

Для этого вида астрофотографии Вам понадобится телескоп или хотя бы камера с мощным телеобъективом. Стартрекер здесь тоже будет очень кстати.

Техника съемки здесь иная. Вы не делаете снимки, Вы записываете видео, а затем используете специальное программное обеспечение для обработки этих видео, складываете сотни или тысячи видеокадров, и далее доводите окончательное изображение до совершенства в каком-нибудь редакторе, например Adobe Photoshop.

Вот отличное видео, которое объяснит, как это работает, какое программное обеспечение использовать и как с ним работать:

https://www.youtube.com/watch?v=FQagPJ8pM7Y

А вот ссылки для скачивания всего необходимого софта (все бесплатно):

• PIPP
• Autostakkert
• Registax

--- EN ---

This type of astrophotography also requires using a telescope or a star tracker for better results. However, you can do without these devices.

Let's briefly consider the options for working with and without devices:

• If we use a telescope or a star tracker, it allows us to set longer exposures to capture more light. So overall we need to make fewer shots, stack them together and get a great shot
• But if we don't use guiding, we still can reach good results, but we will need to take much more pictures with short exposures (remember the Rule of 500).

Here's a great video that will explain you how it works: https://www.youtube.com/watch?v=mYucAuUrdTs

The software used for this step is called Deep Sky Stacker and it is also free.

--- RU ---

Для этого типа астрофотографии также желательно использование телескопа или стартрекера. Однако можно обойтись и без них.

Кратко рассмотрим варианты работы с устройствами и без них:

• Если мы используем телескоп или стартрекер, это позволяет нам устанавливать более длительные выдержки, чтобы захватить больше света. Так что в сумме нам нужно сделать меньше кадров, а затем сложить их вместе, чтобы получить отличное финальное изображение.
• Но даже если мы не используем ведение, мы все равно можем добиться хороших результатов, правда для этого потребуется сделать гораздо больше кадров с короткими выдержками (вспомните правило 500).

Вот отличное видео, которое все объяснит: https://www.youtube.com/watch?v=mYucAuUrdTs

Применяемое программное обеспечение называется Deep Sky Stacker и также является бесплатным.

--- EN ---

Combination of astrophotography and light painting can give really awesome effects!

To add some light painting to your nighttime pictures you will need any source of light and some imagination! You can use literally any source of light!

That can be a flashlight, a laser (but be very careful, never point the beam into eyes or on any kind of vehicles) a burning torch, a Bengal fire, a burning steel wool, a drone with attached flashlight, a lightstick with a row of LEDs, etc. And the weirder the light source looks, the more interesting effects you might get!

Only thing you need to do is to install your camera on a tripod, choose the right camera settings, press the trigger button and then run into a frame and have some fun in front of your camera! :)

As a result you might get something like attached pictures!

TIPS:

1. There are no universal camera settings for this type of photography. You need to find the best settings directly on the spot.
2. If you are using a drone during night time, be extremely careful (and better take a look at the shooting spot at daylight), because there can be trees, towers, buildings, powerlines, etc.
3. If you are using a laser pointer, never point the beam into the eyes (no matter human eyes or the eyes of an animal), and never point it at any kind of vehicle.
4. If you are using the steel wool, be extremely careful, because the sparkles of the steel can burn your clothes or your skin. Use protective glasses.
5. If you want to know how to build your own LED RGB light stick, check out my other instructable: https://www.instructables.com/RGB-LED-Light-Stick-for-Night-Time-Photography-and/

--- RU ---

Сочетание астрофотографии и так называемого фризлайта может дать потрясающие эффекты!

Для этого потребуются любой источник света и немного воображения!

В качестве источника света может выступать что угодно! Это может быть фонарик, лазер (но будьте очень осторожны, никогда не направляйте луч в глаза или на какой-либо транспорт), горящий факел, бенгальский огонь, горящая стальная вата, дрон с прикрепленным фонариком, световая палка с рядом светодиодов и т.д. И чем причудливее выглядит источник света, тем интереснее эффекты можно получить!

Все, что Вам нужно сделать, это установить камеру на штатив, выбрать правильные настройки, нажать кнопку спуска, а затем в кадре потанцевать! :)

В результате можно получить что-то наподобие прикрепленных фотографий.

СОВЕТЫ:

• Универсальных настроек камеры для этого типа фотосъемки не существует. Вам нужно подобрать их самостоятельно.
• Если Вы используете дрон в ночное время, будьте предельно осторожны (заранее при свете дня осмотрите предполагаемое место полетов), ведь там могут быть деревья, вышки, здания, линии электропередач и т.д.
• Если Вы используете лазерную указку, никогда не направляйте луч в глаза (независимо от того, глаза человека или глаза животного) и никогда не направляйте его на какое-либо транспортное средство.
• Если Вы используете стальную вату, будьте предельно осторожны, потому что искры могут прожечь Вашу одежду или нанести ожог кожным покровам. Используйте защитные очки.
• Если Вы хотите узнать, как сделать свой собственный светодиодный RGB-светильник, предлагаю посмотреть этот мануал: https://www.instructables.com/RGB-LED-Light-Stick-for-Night-Time-Photography-and/

--- EN ---

If you are really lucky, or if you check the thunderstorm forecast before going to the shooting location, you can take some amazing pictures of an approaching or passing thunderstorm with lightning and a starry sky above it.

In addition to thunderstorms, you can make gorgeous shots with other unusual weather, for example, during fog.

This step also includes the auroras, Moon halos, etc.

TIPS:

• If you are shooting a thunderstorm, always stay alert. In the dark, a thunderstorm can approach quickly and suddenly. If this happens, you're in great danger, especially if you are photographing on top of a hill. If a thunderstorm has already overtaken you, leave your gear and take cover in any lowland as soon as possible. It's better to lose your camera than your life.

--- RU ---

Перед тем, как отправиться на место съемки, обязательно посмотрите прогноз погоды. Если повезет, Вы сможете сделать несколько потрясающих снимков приближающейся или проходящей вдалеке грозы с молниями и звездным небом сверху.

Кроме гроз можно сделать шикарные кадры и при другой интересной погоде, например, во время тумана.

Сюда также можно отнести полярные сияния, Лунные гало и т.д.

СОВЕТ:

• При съемке во время грозы всегда будьте начеку. В темноте гроза может приблизиться быстро и внезапно. Если это произойдет, Вы окажетесь в большой опасности, особенно если фотографируете с вершины холма. Если вас уже настигла гроза, оставьте свое снаряжение и как можно скорее укройтесь в любой низине. Лучше потерять камеру, чем жизнь.

--- EN ---

Telescopes are very important for deep-sky and planetary astrophotography, but they can be super expensive. This is why in one of my previous projects I tried to upgrade a cheap entry-level telescope so it could work together with a DSLR and take good pictures!

If you are interested, please take a look at this Instructable: How to Squeeze the Max Out of Entry-level Telescope

---

And at this moment I'm also working on a project of a relatively cheap Star Tracker (barn door replica). I wanted to create a device that would be easy and comfortable to use and transport. It is 95% ready, now it is undergoing a testing phase. Actually, the images of the Orion Nebula and the Pleiades from "Step 4: Deep-Sky Objects" were taken with it. Here's a link to an instructable of how you can make one: https://www.instructables.com/Star-Tracker-for-DSLR-Arduino-3D-Printing/

--- RU ---

Телескопы очень важны для съемок дальнего космоса и планетарной астрофотографии, но они могут быть очень дорогими. Поэтому в одном из своих предыдущих проектов я попытался модернизировать дешевый телескоп начального уровня, чтобы он мог работать в связке с зеркальной камерой и делать хорошие снимки!

Если Вам интересно, предлагаю ознакомиться с инструкцией: Как выжать максимум из телескопа начального уровня.

---

И в данный момент я также работаю над проектом относительно дешевого стартрекера (созданного по технологии barn door). Я хотел сделать устройство, которое было бы легко и удобно использовать и транспортировать. Трекер уже готов на 95% и сейчас проходит этап тестирования. Кстати, изображения Туманности Ориона и Плеяд из «Шага 4: Объекты глубокого космоса» были сделаны с использованием этого трекера. А вот ссыль на мануал по сборке: https://www.instructables.com/Star-Tracker-for-DSLR-Arduino-3D-Printing/

--- EN ---

And here are some more tips that can be useful for astrophotography:

1. Always check the Light Pollution Map before moving to a spot. Select a location with as little light pollution as possible.
2. Use a steady tripod and use camera mirror lockup to minimize camera shaking.
3. Always shoot in RAW!
4. Use the same “Rule of thirds” you are using during the daylight shots.
5. Always check the weather forecast and the Moon phase. Clouds can close the sky and a full Moon can turn your nighttime shot into a daytime.

--- RU ---

А вот еще несколько советов, которые могут быть полезны для астрофотографии:

• Всегда смотрите карту светового загрязнения, прежде чем отправиться на точку съемки. Выбирайте самые темные места.
• Используйте устойчивый штатив и функцию блокировки зеркала камеры, чтобы свести к минимуму шевеленку в кадре.
• Всегда снимайте в RAW-формате!
• Используйте то же самое «Правило третей», которое Вы используете при съемке днем.
• Всегда проверяйте прогноз погоды и фазу Луны. Облака могут закрыть небо, а полная Луна может превратить ваш ночной снимок в дневной.

--- EN ---

The topic of astrophotography is very extensive. It is impossible to fit it into one post. So if you have any questions, ask them in the comments, and I will answer as soon as possible.

Thank you! :)

--- RU ---

Тема астрофотографии очень обширна. В один пост всю информацию вместить невозможно. Так что если у Вас есть какие-либо вопросы, задавайте их в комментариях, и я постараюсь ответить в ближайшее время.

Спасибо! :)