Photographier la station spatiale ISS devant le Soleil ou la Lune

La station spatiale internationale, véritable laboratoire scientifique abrite tout au long de l'année 6 spationautes. Ils y résident pendant 6 mois pour y effectuer diverses missions.
L' ISS effectue une rotation terrestre en environ 1H30. On peut l'observer à l'oeil nu traverser le ciel nocturne ou la prendre en photo en pause longue créant une grande trainée lumineuse qui traverse le ciel étoilé.
 
En fonction du point d'observation, elle traverse parfois le disque solaire ou lunaire.
Cet article traite de la capture rapide de la station lors de ces moments particuliers appelés transits.

 

Voila une expérience que chacun pourrait tenter dès lors qu'il peut atteindre environ 800mm de focale devant son APN.

 

Vous voudrez certainement agrandir la petite mouche sur la photo. De manière générale, plus le disque solaire remplira le cadre de votre photo, meilleure sera la résolution pour l'agrandissement.

 

De nombreux photographes possèdent des zooms atteignant 400mm voir 600mm. Avec un doubleur, une focale de 1200 avec un APS-C constitue un plein remplissage du capteur.

 

Malgré tout, je suis sur qu'il est possible de jouer avec son 300mm. La station sera petite, mais quand même capturée.

082016

 

 

SOLEIL: Mise en garde

On ne le répètera jamais assez.

On ne regarde pas directement le Soleil à l'oeil nu et encore moins dans un objectif avec un grossissement sans les protections adéquates !

 

La protection idéale au moindre cout est une feuille solaire Astrosolar que vous prendrez soin d'adapter à votre optique.

Ce filtre constitué devra être fixé pour éviter son envol ou son glissement.

Il en existe deux modèles de densité différente.

  • Densité 5. La transmission est de 1/100000. Parfaite pour l'observation visuelle et fonctionne bien en photo.
  • Densité 3.8 avec une transmission de 1/10000. Ce modèle est destiné à la photographie uniquement.

Vous comprendrez plus loin l'utilité de la densité 3.8

 

 

Un peu de projection dans l'espace

Pour faire simple, on capture l'image d'un objet mesurant 100m x 70m x 27m se baladant entre 420 et 1000 km de nous à la vitesse de 28000km/h.

Le tout passant visuellement au centre du soleil situé à 150 millions de km pour un diamètre de 1.5millions de km. Ce qui représente un disque d'environ 0.5° de diamètre angulaire. La Lune se montre avec le même diamètre apparent.

Il ne suffit pas de rester dans son jardin pour ce genre de photo. L'ombre de la station pourrait d'ailleurs ne jamais y passer durant toute votre vie.

Il va donc falloir faire quelques kilomètres, et s'y trouver à la fraction de seconde correspondant au transit.

22082016

fanf@fanf.org Le 21/08/2016 12H51m8s 1/8000s 800Iso f/d:7 Focale 840mm Distance 475km Voir l'image dans la galerie

 

 

Le rendez-vous:

Ou se rendre et à quel moment ?

La NASA publie et met à jour régulièrement les paramètres orbitaux de l'ISS. Certains sites web utilisent ces données et sauront vous annoncer les différents événements en fonction de votre lieu d'observation choisi.

J'ai choisi d'utiliser le site Calsky pour son ergonomie et la planification automatique de rapports et d'alertes.

 

Effectuer une recherche sur Calsky

Tout d'abord, vérifier ou définir sa position géographique si vous n'avez pas encore de compte.

Ensuite, se rendre dans le menu Satellites, puis Internat. Space Station ISS

 

calsky

 

Sélectionnez une durée d'analyse de 1 mois pour planifier un peu à l'avance votre sortie.

Cochez plus bas la case "Only Sun/Moon events" pour minimiser le nombre de résultats.

Relancez la recherche avec le petit bouton : "Go!"

 

Que rechercher ?

Les informations à rechercher sont de type: "Close to sun" ou "Close to Moon".

Eventuellement si vous êtes déjà sur la ligne vous lirez "Crosses the disk of moon/sun"

Les informations ci-dessus sont à déchiffrer comme deux parties distinctes.

La première section concerne l'ISS, la deuxième section concerne le point de rendez-vous le plus proche calculé.

 

Les valeurs importantes à lire:

Les deux valeurs de distance représentent pour la première, la distance de la station par rapport à l'observateur.

Dans l'exemple ci-dessus, l'ISS est à presque 1000km. C'est un peu trop loin pour obtenir une taille correcte de la bête sur la photo.

Quand l'occasion se présentera, j'irai faire ces captures pour permettre de comparer les tailles.

 

La deuxième valeur de distance représente ce que vous aurez à parcourir jusqu'au point de rendez-vous le plus proche.

Nous verrons dans la pratique que ce n'est pas forcément celui qui sera choisi.

 

Notez aussi la relation entre l'altitude, la distance, et la durée du transit.

Dans le cas ci-dessus, le soleil est à 23° d'élévation, il est normal que la distance de la station soit plus grande, de même que le transit soit plus long : 2.2s

Comparativement, un passage à 450km de distance ne durera que 0.6 secondes.

 

La ligne de centralité

Pour déterminer le lieu d'observation, utiliser le lien du rapport en tout début de deuxième section: Centerline

Pour voir l' ISS traverser le Soleil par son centre vous pouvez vous placer sur n'importe quelle position le long de cette ligne. A la différence près du timing qui sera différent suivant l'endroit.

On voit d'ailleurs dans l'exemple, la vitesse de déplacement de l' "ombre" de la station sur le sol: "ground speed": 9.418km/s

Chaque noeud sur la ligne vous donnera l'horodatage précis du passage en cliquant dessus.

map1

 

Le bon coin

J'utilise ensuite la vue satellite pour trouver l'emplacement idéal. Il faut parfois se déplacer à plus de 50km, on ne connait pas les lieux.

Le repérage sur site peut s'avérer inutile, les données et positions évoluent de jour en jour.

Il nous est arrivé de décaler le rendez-vous de plus de 10km la veille au soir, la ligne s'étant rapprochée des montagnes et le temps très humide incitant à s'en éloigner pour éviter les nuages accrochés ou en formation.

 

On commence à grande échelle, puis en détails pour observer.

- Arbres, bâtiments, obstacles.

- Cultures, fossés, possibilité de se garer.

- Routes, chemins praticables.

 

Première approche:

map2

 

Le matériel est lourd, on ne se pose pas au milieu d'un champ, sans chemin, loin de tout.

Le bord d'une grande route vous évitera les badauds mais risque de provoquer des accidents.

Un coin perdu au contraire encouragera les éventuels promeneurs curieux à s'arrêter et discuter.

 

Ci-dessous, en jaune, la zone choisie pour exemple. Même en cas de mauvaise surprise sur place, il sera possible de se poser à proximité.

map3

 

Vous remarquerez que la zone n'est pas exactement sur la ligne. Ne chipotez pas, à quelques petites centaines de mètres de celle-ci l'observation sera identique.

 

Détails du transit

Utile à connaitre pour la Lune surtout car elle n'est pas toujours pleine lors de ces évènements.

En cliquant sur le noeud le plus proche un lien "Calsky Details" dans la bulle d'info vous montrera le chemin parcouru sur le disque.

cap4

En déplaçant la souris sur chaque rond blanc représentant l'ISS, on peut constater la différence horaire et en déduire le sens du transit.

 

 

Choix de la focale

Ce sujet est évoqué en préface de l'article.

Ce qui compte c'est que l'objet (soleil/lune) occupe le plus de place possible dans le cadre photographique.
 

 

 

Vitesse et ISO

Regardez les métadonnées de vos anciennes photos du soleil.
Par exemple f/d = 7 : 100 iso - 1/2000s

Je rajouterai ici aussi quelques calculs sur la vitesse minimum de capture. Nous connaissons la vitesse angulaire de l'ISS dans les données (dans l'exemple: 14.2'/s)

Sur la plupart des sites traitant du sujet, tous recommandent une vitesse de 1/8000s

Dans la réalité, avec une densité 5 de filtre, je dois monter à 800 ISO pour atteindre 1/8000s sur le soleil.

 

Attention ! La montée à 800 iso peut commencer à produire un peu de bruit suivant l'appareil et devrait ralentir un peu la
cadence de tir.

Je compléterai quelques tests pratiques, mais de notre dernière expérience, 1/1000s semble encore un peu trop lent.

 

Retenez qu'il faudra trouver le meilleur compromis en fonction de votre appareil photo, sans trop monter en ISO tout en gardant une vitesse minimum très élevée.

 

iss-lune

fanf@fanf.org Le 22/09/2016 5H52m06.55s. 1/1000s 400Iso f/d:7 Focale 840mm Distance 457km -4mag Voir dans la galerie

 

 

La mise au point

La mise au point se fait manuellement.

Sur la Lune ou s'il y a des taches solaires, ce sera facile. Sans celles-ci, faire la MAP sur un bord du disque solaire pour lui
apporter le plus de netteté possible.

Verrouillez si possible la MAP.

 

 

Le timing et les rafales

Pour éviter d'avoir tiré toutes ses cartouches avant le passage réel :

Connaitre sa vitesse de rafale et la capacité de la mémoire cache de son appareil.

Faites des essais les jours précédents si vous l'ignorez.


Le tableau dans votre manuel de l'APN inclue aussi le format d'image qui influe fortement sur la taille des
photos et du coup le nombre de photos possibles en rafales avant que l'appareil n'en puisse plus.

 

Les alternatives possibles sont de choisir raw ou jpeg. On peut aussi choisir de diminuer la résolution de l'image.


Par exemple. J'ai choisi de shooter en raw pour un gage de qualité.
Je ne peux envoyer qu'une rafale de 16 photos avant que l'appareil n'engorge son cache et peine à envoyer son
contenu vers la carte SD pourtant rapide.

 

Faites votre calcul à l'avance. Par exemple.
A 7 images/seconde, la fenêtre de tir est courte :
- Déclenchement 0.7s avant l'entrée.
- Passage pendant 0.8s.
- 0.7s de prise après la sortie.
Le tout pour avoir 4 ou 5 images avec la bête dedans.

 

On comprend aisément qu'en déclenchant 1.5s trop tôt, vous n'aurez plus de balles dans le barillet pour le transit.
En choisissant jpeg, j'aurais pu faire 57 photos avec la rafale. Ce qui est plus confortable quand même.

 

Si la cadence de rafale votre appareil est trop faible, avec un déclencheur souple, vous pouvez spammer le bouton de prise de vue. Ce sera moins régulier mais vous pourrez peut être avoir plus de prises.

 

 

Avoir l'heure exacte

Installez une application sur votre smartphone pour avoir une horloge "atomique". Si possible avec la gestion NTP par internet ET satellite.

Vous pouvez aussi acheter une petite horloge de précision pour un prix abordable.

Pour la lune, une application "tracker ISS" suffira. Attention à ne pas déclencher trop tôt en visuel, on a tendance à vouloir anticiper un peu.

 

 

Télécommande infrarouge ou filaire

Personnellement, je préfère utiliser le bouton de l'APN pour être sur du déclenchement smiley

Le déclenchement infrarouge ne fonctionne pas toujours en mode rafale suivant les appareils et est moins véloce.

La commande filaire pour l'avoir vue à l'épreuve reste le meilleur usage.

 


Chronologie des phases finales :

* H - 5 minutes, procédez à un dernier contrôle de la mise au point et de vos réglages.
* H - 2 minutes, posez vous, détendez vous.
* H - 1 minute, laissez passer les anges... zen et sourire.
* H - 30 secondes, dernier recadrage
* H - x secondes, go go go, appuyez et maintenez le déclencheur.
* Heure H, priez si vous y croyez, ou râlez parce qu'un nuage est juste en train de passer.
* H + x secondes, maintenez encore quelques secondes.

 

 

Un peu de traitement

Les composites montrant différentes captures et la trajectoire font toujours bon effet.

Les photos lunaires auront besoin de traitement classique ou composite lunaire si la station est sur l'ombre.

Les photos solaires devront en plus des contrastes et netteté recevoir un peu de couleur. La capture se fait en "lumière blanche", votre photo solaire ressemblera à ceci:

 


Photo ou vidéo :

J'ai hésité un peu étant donné le nombre d'images produites par seconde (50-60/s) contre une bonne rafale de
photos (7/s).
Je préfère le setup photo pour:
- Une vitesse de rideau bien calibrée.
- Une qualité RAW pour le traitement.
- Des images de plus grande résolution (18Mpx) a savoir que la vidéo est de bien plus petite taille.

- Une caméra planétaire donne de très bons résultats, mais sans couleurs.

 


Quelques petits plus :

- Avoir un observateur pour confirmer le passage. C'est aussi spectaculaire en visuel avec une petite lunette.


- Avoir une personne déléguée à l'annonce du timing, ce qui permet à chaque photographe d'être
bien concentré pour déclencher au moment qui le concerne suivant ses réglages et son choix.

Pour ma part je compte les 15 dernières secondes, sans compte à rebours. Chacun sait à quelle seconde il doit enclencher.

 

 

Ce n'est pas encore tout à fait fini

Evolution de cet article

L'aventure n'est pas terminée, beaucoup d'essais encore à réaliser pour optimiser cet article et vous permettre d'aller droit au but.

 

Vos photos

Si le jeu vous prend, je vous invite à m'envoyer vos photos, avec les mentions d'auteur , paramètres de prise de vue et les caractéristiques du transit complètes comme ci-dessous.

infos

Vos photos seront avec votre accord publiées sur cette page.

 

Et si vraiment vous n'y arrivez pas...

Il vous reste toujours The Gimp (Oui, je change l'expression, mais vantons le libre plutôt)

On m'a fait passer ce montage arrangé de mon original cheeky

fake