La observación astronómica ha experimentado una importante revolución con el uso de cámaras para videoconferencia. Sin embargo nos encontramos con una situación paradójica: mientras que están muy de moda las webcams, resulta que no está de moda la observación planetaria, que es precisamente el ámbito donde son más efectivas. Con esta exposición espero contribuir a solventar esta contradictoria situación. He procurado recoger todo lo que he aprendido al respecto tanto en mi práctica personal como en mis contactos con los observadores planetarios de otros países que han llegado al límite de las posibilidades de su instrumental.

Podemos hablar del "método webcam" para observación planetaria ya que tiene una serie de ventajas respecto al uso de los métodos previos: fotografía ó CCD convencional. Es mucho más eficaz porque incrementa la producción del observador, las imágenes son más detalladas, objetivas e incluso más bellas. También resulta económicamente interesante porque además que la cámara es de bajo costo, es conveniente disponer de una instalación sencilla para evitar la turbulencia local.

Técnicamente las cámaras de videoconferencia son un dispositivo de bajo rendimiento estático pero alta eficacia dinámica porque los fotogramas aislados tienen una baja calidad (alto ruido) con el fin de mantener una alta velocidad de transferencia al ordenador. Por otra parte su sensibilidad luminosa y la precisión del color son relativamente aceptables.

Para elaborar una imagen planetaria de alta resolución nos basamos en el llamado método de integración: tras obtener una secuencia de video del planeta se usa un programa que selecciona y suma todos los fotogramas útiles hasta integrarlos en una sola imagen. Es una labor que depende bastante de la capacidad del ordenador y de las funciones del software. Supone un método científico de ponderación de datos ya que su mecanismo es recopilar la información válida de cada fotograma y hacer un promedio con todos ellos.

Hay una evolución técnica evidente en nuestro método. Se hablaba de "Quickcam astronomy" en Sky&Telescope de Junio 1998 refiriendose a las primeras webcams en blanco y negro. Posteriormente se usó bastante el modelo VC en color pero todavía con menor resolución y velocidad de transferencia que el modelo Toucam Pro, que ha tenido un enorme éxito y difusión. El software de procesamiento ha marcado el ritmo de esta evolución y tras una fase de uso de Astrostack, actualmente el más avanzado es Registax. Hay otros muchos programas menos específicos pero de gran eficacia como por ejemplo la versión 4 de Iris.

La observación planetaria con webcam no se debe confundir con obtener imágenes de planetas con fines artísticos. El fin debe ser recabar información de la superficie de los planetas y a tal efecto es importante una sólida formación del observador en las bases de la observación planetaria clásica para analizar los detalles visibles y valorar su importancia. Las imágenes con frecuencia no son de alta calidad pero pueden contener información valiosa de fenómenos esporádicos. Hay que anotar con precisión los datos técnicos y también mantener contacto con los coordinadores, a los cuales hay que enviar pronto las observaciones. Para esto último, Internet ha supuesto un importante avance.

Al tratar sobre el telescopio más apropiado para planetas, tras mi experiencia y estudio profundo del tema encuentro discrepancia con la idea clásica al respecto. Se decía que los mejores telescopios planetarios eran los refractores ó los Newton de alta calidad. En mi opinión la cualidad más importante para obtener éxito es la facilidad para el manejo y el uso, y a tal efecto los modelos catadióptricos creo son muy apropiados.

Hay que buscar también que su calidad óptica sea buena y ello no es fácil. Por una parte los telescopios comerciales ofrecen muy poca garantía al respeto y por otra si se piensa en construir un telescopio de calidad, los fabricantes de elementos de precisión no son asequibles ni fáciles de encontrar. Hay por tanto bastante fraude al respecto precisamente porque los usuarios no saben valorar el nivel de calidad.

En los últimos años esta situación se ha visto muy mejorada al menos en el ámbito norteamericano porque los usuarios han aprendido a valorar y reclaman mejor calidad óptica. Ello se ha visto claramente reflejado en la producción de telescopios con calidad bastante estable y además han aumentado mucho los modelos de mayor reputación y precio.

En este asunto ha tenido mucho que ver la popularización del método Startest. Se trata de un sistema muy fácil de practicar que es bastante conocido por los aficionados norteamericanos pero poco difundido en Europa. Consiste en el análisis visual de la imagen de una estrella desenfocada y la comparación de su aspecto a ambos lados del foco. Hacer un diagnóstico fiable no es fácil pero en cambio no es difícil hacer una valoración cuantitativa del nivel óptico de cualquier telescopio.

De todas formas y en resumen: para obtener buenos resultados hay que conseguir que el telescopio cumpla con el criterio clásico de Rayleight (1/4 de onda como máxima aberración esférica). También es fundamental una cuidadosa colimación del telescopio que debe comprobarse con un ocular de aumento mirando una estrella desenfocada. No es preciso el uso de colimadores laser porque incluso son menos fiables.

Respecto a la abertura necesaria hay también que ser cautos. Es erróneo pensar que "mejor cuanto más grande". La mínima abertura para conseguir alta resolución está entre 18 y 20 cms. La medida más práctica y eficaz se situa entre 23 y 30 cms. Sólo en caso de disponer de atmósfera muy estable es práctico usar telescopios de 35 a 40 cms. Los instrumentos de mayor abertura creo no son últiles en observación planetaria porque su equilibrio térmico es casi imposible y por tanto la turbulencia dentro del tubo óptico es elevada.

Esta tendencia a reducir la abertura necesaria es debida también a que gracias a la webcam superamos sin problema los límites clásicos que se imponían en cuanto a resolución. Al igual que la CCD permite registrar magnitudes de estrellas muy débiles, el método webcam permite mostrar detalles no asequibles a la observación visual. Un ejemplo lo encontramos en la resolución de la división de Encke en el anillo A de Saturno que ahora es asequible a telescopios de 25 cms.

Aunque la observación planetaria no requiere un seguimiento de alta precisión resulta muy conveniente disponer de una montura muy estable y con un seguimiento regular debido a que se usan altas ampliaciones de la imagen y el tamaño del sensor de imagen es muy reducido.

Es muy importante conseguir una amplificación adecuada. Lo mejor es usar una lente de barlow bien corregida ó un ocular de alta calidad. Se deben hacer diversas pruebas modificando la distancia hasta la cámara y como norma mínima recomiendo que en los planetas mayores (Júpiter y Saturno) se consiga una imagen que ocupe tantos píxeles como milímetros de abertura del telescopio. Sin embargo para conseguir imágenes de la máxima resolución hay que casi duplicar esta cifra. En telescopios de 25 a 30 cms. el disco de Júpìter debe ocupar de 400 a 500 píxeles. Por lo tanto la cámara debe estar en formato de 640 x 480.

Para poder centrar la imagen en el reducido campo de la webcam hay que usar algún sistema de ayuda. El dispositivo más apropiado es el flip-mirror ó espejo basculante, que permite alternar rápidamente entre el uso visual y la cámara.

En telescopios Newton es más cómodo disponer de otro dispositivo más simple y que he construido con un envase de película fotográfica. El fondo lo he sustituido por un acetato translúcido que sirve como una mini-pantalla de enfoque. Una vez se centra y enfoca el planeta se sustituye este "planet-finder" por la webcam. La carcasa de la cámara debe ir provista de un tubo de 31,7 mm. para facilitar su manejo. También he probado con buen resultado el reciclaje de una cámara réflex en la cual se instala la placa del sensor CCD en el lugar donde debería ir la película fotográfica. El visor pentaprisma tiene un campo muy amplio y cómodo para el uso con telescopios Newton.

El observador planetario tiene un inconveniente principal que limita sin lugar a dudas sus posibilidades: la turbulencia atmosférica. Para conseguir la mayor calidad posible en sus imágenes debe establecer una sistemática basada en la comodidad y fácil acceso al equipo de observación. Para ello es muy importante disponer de un sitio en el propio domicilio aunque no sea una instalación permanente. Considero poco adecuadas las cúpulas metálicas porque son una fuente importante de desequilibrio térmico. También son poco adecuados los telescopios de gran abertura (más de 30 cms.). En cualquier caso hay que facilitar el equilibrio térmico del telescopio procurando que se "enfrie" desde el anochecer y al menos 2 horas antes de las observaciones. En resumen se puede concluir que es suficiente una instalación modesta y no importa que sea en pleno casco urbano.

Un pareado muy tópico puede resumir la filosofía del observador: "Paciencia con la turbulencia". Una simple inspección visual al ocular nos dirá la calidad de la atmósfera: Muchos dias será inútil tomar imágenes; muy pocos dias la atmósfera será casi estática y esas sesiones serán muy largas; y por último habrá otras muchas en que el cielo esté sólo algo revuelto y con un buen trabajo de procesado se podrán elaborar trabajos de calidad. Para aprovechar todas las ocasiones hay que intentarlo una y otra vez.

Tan sólo con brevedad me referiré al ordenador necesario para la toma de imágenes. Por supuesto debe tener conexión USB y es conveniente que sea portátil para facilitar la labor. La pantalla debe tener buena calidad para poder enfocar con más facilidad y no es preciso un procesador muy avanzado. Es suficiente con 300 Mhzs. para hacer videos de 640x480 a 10 f.p.s. El disco duro debe tener bastante capacidad: recomendable un mínimo de 4 gigabytes libres.

Antes hemos indicado el formato y amplificación necesarias. Los parámetros de ajuste de la Toucam Pro son algo excesivos pero se pueden dominar en unas sesiones.:

El programa para obtener las secuencias de video no tiene gran importancia pero tal vez el más específico es K3CCDtools que además es de libre distribución. El método de obtener fotogramas sueltos en lugar de secuencias resulta válido si hay poca capacidad en el disco duro pero sus resultados son muy inferiores.

Por supuesto antes de comenzar a grabar hay que asegurarse que las condiciones son las más favorables:

Las secuencias pueden ser desde 30 a 300 segundos de duración pero es recomendable hacerlas entre 60 y 120" para los mejores resultados. No es preciso repetir a cortos intervalos porque por lo general se conseguirán similares resultados. Sin embargo es conveniente hacerlas cada 15 ó 30 min. para registrar el movimiento de rotación del planeta.

La base del procesamiento es la integración, o sea la suma de todos los fotogramas útiles de una secuencia extrayendo la información de cada uno hasta obtener una sóla imagen con la información más veraz y limpia. Técnicamente se consigue aumentar mucho la relación señal/ruido y matemáticamente obtenemos una "media ponderada" por lo tanto el resultado es muy eficaz y fiel a la realidad. Tanto es así que incluso se consiguen resultados muy espectaculares que superan ampliamente el poder resolutivo del telescopio y al menos en muchas ocasiones podemos eliminar de forma apreciable el efecto negativo de la turbulencia.

Actualmente el programa que considero más potente para completar el método webcam es Registax. Tiene una serie de cualidades importantes pero dos inconvenientes no despreciables:

No domino todavía el programa pero puedo dar una serie de orientaciones para facilitar su manejo (Versión 2.1):

Tras estos ajustes se pulsa "Align & Stack" para comenzar el proceso de integración. Podemos seguirlo de forma clara pero NO se puede interrumpir (no hay opción a ello).

A continuación llegamos a la pantalla "Wavelelet Processing" donde aparecerá la imagen integrada (si ha tenido éxito la operación). A la derecha aparecen unos cursores deslizantes que se manejan mejor en modo "Dyadic". De forma directa vemos lo que ocurre cuando los deslizamos: Se incrementa el contraste de los detalles a diversos niveles. Los más usados serán el "2:2" y el 3:4". Depende del gusto del usuario el grado de realce a aplicar.

También es conveniente ajustar el "Contrast" y el "Brightness" hasta conseguir el aspecto deseado.

Tras grabar la imagen hay que elaborar el parte ó informe con los datos que la acompañan. Resulta interesante realizar una secuencia con las diversas imágenes recogidas en cada sesión ó bien comparando la evolución a lo largo de varios dias. Por supuesto hay que anotar con precisión, hora y longitud del meridiano central.

Podemos resumir brevemente los aspectos clave para conseguir el éxito e imágenes detalladas:

La tecnología se ha impuesto definitivamente en la observación del aficionado y ello supone una mejora sustancial de los resultados. El uso de webcams en planetaria ha desplazado de forma importante el uso de la CCD convencional y sus resultados son plenamente aceptados por los analistas y expertos como de similar fidelidad.

Todo esto supone una cierta pérdida del espiritu romántico que debe mover a todo amante del Cosmos pero no debemos olvidar que la webcam es compatible con el placer de la observación visual. No debemos renunciar a descubrir con nuestros propios ojos la extraordinaria belleza y misterio de los planetas más cercanos al nuestro.

Córdoba 2003