Могу рассказать, как это реализовать в Линуксе (один из вариантов).
1. берем видеокамеру Philips Toucam
2. Переделываем ее для ручного управления (через LPT, COM или "Tuc led" вариант - от светодиода установленного на самой камере, т.е. по тому же USB )
3. ставим софт Qastrocam (
http://3demi.net/astro/qastrocam/doc/ )
данный сетап позволяет рулить камерой посекундно, но ничто не мешает немного поправить код QastroCam (исходники открыты), и сделать меньшие экспозиции, серии экспозиций и т.д... а вся остальная часть по сохранению результата в виде картинок или видео (AVI) в QastroCam уже есть.... можно дописать самому нужную пред и -пост обработку данных...
Кому надо, могу выложить подправленный мной QastroCam для работы на современных дистрибутивах...