Unter der Sternfeldfotografie versteht man nachgeführt es Fotografieren mit kleineren Brennweiten, wenn es auf ein möglichst großes Bildfeld oder eine lichtstarke Aufnahme ankommt. Die einfachste Art der Sternfeldfotografie braucht man hierzu kein Fernrohr, sondern nur eine Kamera, gutes Objektiv, ein Stativ und einen Fernauslöser. Damit kann man Sternfelder fotografieren oder Strichspuraufnahmen machen. Als Objektive können Brennweiten von 28 mm bis 200 mm Teleobjektiven eingesetzt werden. Die Kamera wird dabei auf das Fernrohr gesetzt und mit dem Hauptrohr wird nachgeführt. Die Fernrohrmontierung mussin diesem Fall einwandfrei justiert sein. Bei ungenauer Justierung besteht die Gefahr, das häufige Korrekturen der Deklination zwar den Leitstern schön punktförmig erscheinen lassen, das restliche Feld jedoch mehr oder weniger große Kreise um den Leitstern zieht. Bei Verwendung kleineren Brennweiten kann man sich beim Einstellen des Objekts darauf beschränken, einen hellen Leitstern in seiner Nähe zu suchen. Wichtig ist dabei, daß dieser Leitstern auch das Zentrum des Kamerabildes darstellt.

Nach geführte Sternfeldaufnahmen auf einer Barndoor-Montierung kann auch ohne großen Aufwand im Gegensatz einer motorischen Nachführung zu beeindruckenden Bilder kommen, in der Astrofotografie. Eine genaue Bauanleitung für so eine solche Barndoormontierung, findet man auf der Webseite von Torsten Frank. Die Barndoormontierung muss vor der Aufnahme auf den Himmelspol ausgerichtet werden, wobei die Achse des Scharniers auf den Himmelspol zeigen muss. Der nördliche Himmelspol liegt, fällt nicht mit Polaris zusammen, sondern liegt 0,8° daneben.

 

 

Für Astroaufnahmen ist fast jede Kamera geeignet. Die Kamera mus die Möglichkeiten für die Langzeitbelichtungen (eine Einstellmarke "B" oder bei Digitalkameras "Bulb") besitzen. Das Sternenlicht wirkt in der Regel mehrere Minuten lang auf den Film ein.

Schließlich sollte bei einer idealen Kamera für Himmelsaufnahmen das Objektiv ausgewechselt werden können, wie bei Spiegelreflex-Kameras. Auch ein Stativ und ein Drahtauslöser oder Fernauslösekabel sollten zur Verfügung stehen.

Bei der Befestigung der Kamera an Fernrohren gibt es zwei Möglichkeiten: Die Kamera wird auf ein Stativgewinde, die an den Rohrschellen befestigt ist, dort angebracht.

Soll das Fernrohr selbst als Teleobjektiv verwendet werden, so wird die Kamera anstelle des Okulars angebracht.

Wenn der Astrofotograf sich auf ein spezielles Gebiet festlegen möchte und dabei Galaxien, offenene Sternhaufen oder andere Himmelsobjekte ablichten möchte, braucht man als weitere Ausrüstung ein Teleskop. Fernrohrsysteme teilt man in zwei Gruppen ein, die nach Art des Bilderzeugungssystems unterschieden werden. Bei Refraktoren oder Linsenfernrohren entsteht das Bild durch die Lichtbrechende Wirkung einer Linsenkombination. Im Gegensatz dazu wird das Bild bei Reflektoren oder Spiegelfernrohren durch die Reflexion der Lichtbündel auf der Oberfläche eines gekrümmten Spiegels erzeugt.

Refraktoren (Linsenfernrohre)

Wie gesagt, wird bei diesem Fernrohrsystem eine Linsenkombination zur Bilderzeugung verwendet. Der Einsatz derartiger Linsen, die meist aus einer einzelnen Sammellinse bestehen, für astronomische Zwecke scheitert an den ausgeprägten Bildfehlern dieser Linsen. Sammellinsen finden in der Amateurastronomie in Kleinstfernrohren und in Spezialfernrohren Verwendung. Um die vielfältigen Bildfehler, die schon die einzelne Linse aufweist, auszugleichen oder zu mindern, wurden spezielle Objektivkonstruktionen geschaffen, die diese Fehler durch einen entgegengesetzten Fehler der nächsten Linse wieder ausgleichen.

Reflektoren (Spiegelteleskope)

Ein einfaches und optisch hervorragendes Instrument, ist das Spiegelteleskop genannt, da sich auch für den Selbstbau sehr gut eignet. Das Licht, das der Hauptspiegel reflektiert, wird vom einem kleinen Hilfsspiegel, dem sogenannten Fangspiegel, aus dem Strahlengang heraus gelenkt, damit der Brennpunkt außerhalb des Fernrohrtubus liegt.
Beide Fernrohrtypen sammeln die Lichtbündel, die von entfernten Objekten aufgefangen werden, in einem gewissen Abstand vom Objektiv in einem Schnittpunkt: dem Brennpunkt. In ihm kann das Bild des Objekts mit geeigneten Okularen betrachtet oder auch direkt fotografiert werden. Der Abstand des Brennpunktes vom Objektiv wird Brennweite genannt und ist direktes Maß für die Bildgröße. Je länger die Brennweite eines Systems, desto größer ist das Bild, das empfangen werden kann. Die Brennweite wird im Millimeter angegeben.

Spiegelteleskope haben zwei Nachteile

Der Tubus (Rohr) ist nach vorne offen. Daher können sich leicht Luftturbulenzen bilden und die Bildqualität verschlechtern. Der Temperaturausgleich von geheizten Aufbewahrungsort zum meist kalten Beobachtungsort verursacht ebenfalls solche Turbulenzen. Infolge der offenen Bauweise ist der Objektiv spiegel der Verschmutzungen durch die Luft ausgesetzt. Die Anlagerung von Schmutzteilchen, die fein verteilt in der Atmosphäre schweben, bewirkt das der Belag des Spiegels, der meist aus einer hauchdünnen Aluminiumschicht besteht, im Laufe der Zeit verblasst. Der Reinigung des Spiegels ist daher besonderes Augenmerk zu schenken.

Die wichtigste Nachführhilfe ist das Fadenkreuz, mit dem kontrolliert wird, ob sich ein Stern während der Aufnahme bewegt hat. Meist werden handelsübliche Fadenkreuzokulare ohne Beleuchtung angeboten. Dies kann bei der Nachführung einige Schwierigkeiten verursachen, so das ein beleuchtetes Fadenkreuz in jedem Fall zu bevorzugen ist. Ein beleuchtetes Fadenkreuzokular mit verstellbaren Fadenkreuzgittern ist hier optimal.

Beim Offset-Guiding, wird ein vor der Kamera, außerhalb des Bildfeldes liegender Stern ausgespiegelt, und dann in einem separaten Nachführokular betrachtet. Um eine höhere Vergrößerung zu erzielen, kann man eine Negativlinse vor dem Okular anbringen. Mit einer solchen Nachführeinrichtung wird ein Leitfernrohr überflüssig.

Fernrohrmontierungen

Es nützt einem nichts, wenn man die beste Optik und die stabilste Montierung hat, wenn der Stundenantrieb und die Deklinationskorrektur nicht einwandfrei beherrscht werden. Hier spielt das Einfühlungsvermögen des Amateurs eine große Rolle. Die Hauptfehlerquelle liegt am Spiel des Getriebes. Dieses Spiel des Getriebes lässt sich durch die Verstellung des Gegengewichtes mildern. Darauf sollte hier geachtet werden, dass das Gegengewicht so verstellt werden, das der Motor das Fernrohr zieht.

a) Handnachführung

Bei kleineren Fernrohren wird meistens kein Elektroantrieb verwendet. Am Stundenantriebsachse ist eine biegsame Welle angebracht. Auch an der Deklinationsachse ist es möglich, dass dort eine biegsame Welle vorhanden ist, und eine Nachführung per Hand nicht ganz gleichmäßig umläuft, ist hier eine Eingewöhnung der Hand erforderlich.

b) Synchronmotor

Dieser Motor hat das Merkmal der vollelektronischen Steuerung, das in der einfachsten Art des Antriebes darstellt. Der Antrieb kann durch das Verstellen der Frequenzen gesteuert werden. Ein Nachteil dieser Antriebsart ist, dass die Frequenz bei Temperaturen um -5°C nicht mehr genau gehalten wird.

c) Schrittmotor

Dieser Motor funktioniert wie ein Synchronmotor, aber besitzt im Gegensatz mehrere Pole, die kreisförmig um die Motorwelle angeordnet ist. Wird der Motor eingeschaltet, bewegt sich die Welle von einem Pol zum nächsten und bleibt dort dann stehen. Danach wird wieder beschleunigt und das gleiche Spiel wiederholt sich wieder. Läuft der Motor mit einer hohen Frequenz, so sind die Schritte nicht mehr hörbar.

Die Instrumentenplege sollte hier nicht außer Acht gelassen werden, wenn Sie eine lange Lebensdauer ihrer Optik und der Montierung und dem Zubehör haben möchten. Man sollte hier niemals das übliche Nähmaschinenöl oder sonstige Mineralöl, sondern nur Siliconöl verwenden. Durch die Umweltabgase ist es ratsam, einmal jährlich das Getriebe mit Waschbenzin mit einem Pinsel auszuwaschen. Für die Spiegelreinigung wird doppelt destilliertes Wasser aus einer sehr sauberen Flasche verwendet, das mit einer Spritzflasche auf den ausgebauten Spiegel aufgespritzt wird. Man lässt das Wasser vom Spiegel ablaufen und tropft hier reinsten absoluten Alkohol zum Nach reinigen auf, der sich über den ganzen Spiegel verteilt. Der Spiegel wird mit der beschichteten Seite auf einen sauberen Leinen lappen auf drei Gummistücken gelegt. Hier sollten dann nur die äußersten Spiegelkanten berührt werden. Okulare und Objektive sollten mit einem sauberen weichen Leine-lappen sanft abgerieben werden.

Für gute Astroaufnahmen ist ein dunkler Himmel und gutes Wetter Voraussetzung !

In den mitteleuropäischen Breiten herrschen diese Bedingungen nur kurzzeitig, so das wenig Zeit bleibt, sich die Aufnahmeobjekte auszusuchen. Gutes Planen hilft, das Beste aus der ohnehin kurzen Nachtzeit herauszuholen. Zunächst sind die Zeiten des Sonnenuntergangs und des Beginns der astronomischen Dämmerung wichtig. In diesem Zeitraum kann später das Instrument aufgebaut und in der fortgeschrittenen Dämmerung dann justiert werden. Wichtig ist auch die Zeit des Mondaufgangs, weil danach nicht mehr fotografiert werden kann.

 

Mithilfe einer einfachen drehbaren Sternkarte kann man feststellen, wann die gewählten Objekte mindestens 40° über dem Horizont stehen. Nur in dieser Höhe gelangen sie soweit aus dem Dunst, das sie einigermaßen gut fotografiert werden können. Da Objekte, die im Westen stehen, am frühesten untergehen, sollten sie zuerst aufgenommen werden. Stehen mehrere Objekte zur Verfügung, sollte in einer Liste der Aufnahmeobjekte das geplante Objektiv für das jeweilige Objekt und deren Belichtungszeit vermerkt sein.

 

Sich mehr als 10 Objekte in einer Nacht zu fotografieren, ist nicht sinnvoll. Nicht zu vergessen ist das Beobachtungsbuch in dem alle Daten vermerkt werden. Die nächtlichen Außentemperaturen sind nicht zu unterschätzen. Auch die Sommernächte können recht kühl werden, warme Kleidung gehört unbedingt dazu. Die Fernrohroptik braucht Zeit, um sich abzukühlen. Beim Übergang von einem meist geheizten Aufbewahrungsort zum kühlen Beobachtungsort wird jede Optik durch den Wärmeaustausch derartige Turbulenzen im Rohr haben, das kaum ein scharfes Bild möglich ist.

 

Wetter

 

 

 

 

Nicht jedes klare Wetter eignet sich für die Astrofotografie. Besonders im Herbst und im Frühjahr, ist es nachts zwar klar, in der höheren Atmosphäre lagert sich aber eine feine Hochnebelschicht an. Für die Astrofotografie sind solche Wetterlagen nur bedingt günstig. Im Sommer kommt es oft vor, das sich, unsichtbar für den Beobachter auf der Erde, in größerer Höhe Cirruswolken die ganze Nacht über festsetzen. Dies macht sich durch die herabgesetzte visuelle Grenzgröße bemerkbar.

 

 

 

 

 

Beobachtungsbuch

Neben Notizen über die Wetterbedingungen ist es ratsam, im Beobachtungsbuch folgende Angaben festzuhalten:

 

 

Aufnahmeobjekt Koordinaten (Rektaszension und Deklination) Beginn und Ende der Aufnahme Höhe des Objekts, über dem Horizont Aufnahmeinstrument, Filter, Aufnahmedatum Besondere Beobachtungen Wetterzustand

Soll das Fernrohr selbst als Teleobjektiv verwendet werden, so wird die Kamera Anstelle des Okulars hinten angebracht.

Hier betritt der Astrofotograf ein Gebiet, das bereits erheblich mehr an Ausrüstung erfordert, als das mit der Sternfeld-Fotografie ist. Mit steigenden Brennweiten treten die Probleme der Montierungen immer stärker in Erscheinung. Die mechanischen Teile, auf die es bei einer Montierung ankommt, sind im Wesentlichen das Schneckenrad und die Schnecke der Stundenachse. Die üblichen Gewindefehler, die bei ihrer Herstellung unvermeidbar sind, sorgen trotz einer etwaigen einwandfreien Nachführung vonseiten des Motors für eine ungleichmäßige Bewegung in Stundenrichtung..

Diese Teile "eiern" quasi in ihren Lagern. Der mechanische Fehler kann leicht festgestellt werden, indem mit einer de justierten Montierung Fokal aufnahmen eines Sterns gemacht werden. Dies sollte bei eingeschalteter Nachführung und einwandfreier Mechanik eine saubere Strichspur ergeben. Meist wird jedoch eine mehr oder weniger geschwungene Linie auf dem Negativ herauskommen. Die Abweichungen dieser geschwungenen Linie von einer geraden geben den mechanischen Fehler der Montierung. Für Fokalfotografie müssen diese Bogen in der Sternspur innerhalb des Toleranz-Winkels liegen.

Planetoiden sind im allgemeinen punktförmig und können deshalb wie Sterne fotografiert werden. Der Beobachter mus vor der Aufnahme das ungefähre Gebiet kennen, indem der Planetoid steht. Die Koordinaten kann man aus einem Astronomie-Programm oder einem astronomischen Jahreskalender entnehmen. Das Fernrohr wird dann auf diesen Himmelsausschnitt eingestellt, dann wird belichtet.

Schnelllaufende Planetoiden bilden sich als länger belichteten Aufnahmen als Striche ab. In diesem Fall ist die Identifizierung nicht schwierig. Bleibt der Planetoid punktförmig, kann die Suche nach ihm, besonders in der Milchstraßengegend, zu einem wahren Geduldsspiel werden. Es empfiehlt sich eine Reihe von Aufnahmen desselben Planetoiden zu machen, damit man seine Bewegung leichter verfolgen kann. Die Belichtungszeit sollte bei Objekten der 10. Größe etwa 30 Minuten betragen. Für Reihenaufnahmen ist es sinnvoll, wenn der zeitliche Abstand zwischen zwei Aufnahmen bei 12 Stunden liegt, damit die Bewegung ausreicht, um ihn zu erkennen.

Gasnebel und planetarische Nebel mit größerem Durchmesser erfordern lichtstarke Objektive. Für Aufnahmen des Nordamerikanebels sollte b.z.w je nach Brennweite das Öffnungsverhältnis von 1 : 8 nicht unterschritten werden. Gerade bei diesem Beispielobjekt verteilt sich ja die Helligkeit des Nebels über ein großes Areal am Himmel. Besonders Gasnebel sind für die Filterfotografie geeignet. Einige Filter je nach Bauart, lassen bestimmte spektrale Wellen des Lichtes durch und erzeugen eine Art "dunklen Himmel", wobei sich das Streulicht der Straßenlichter gewaltig reduzieren lässt.

Die Belichtungszeit sollte so gewählt werden, das sich der Himmelshintergrund noch nicht auf der Aufnahme bemerkbar macht. Die Mehrzahl der Nebel ist jedoch so klein, das zu größeren Brennweiten und sogar zu Fokalaufnahmen gegriffen werden muss. Dann ist bei den meisten Fernrohren oft das geringe Öffnungsverhältnis das Hauptproblem. Das hat zur Folge, von Belichtungszeiten von einigen Stunden, die hohe Anforderungen an das Durchhaltevermögen des Fotografen stellt.

Bei den nach geführten Aufnahmen von helleren Kometen, können diese Schwierigkeiten verursachen: Wenn sich diese Kometen nicht so schnell bewegen, im Gegensatz zu den Sternen, erscheint die Aufnahme des Kometen unscharf. Um zu vermeiden, dass der Komet somit unscharf dargestellt wird, sollte mit einem Nachführ-Okular auf dem Kern des Kometen nachgeführt werden. Da sich der Komet am Himmel bewegt, wird man in beiden Achsen korrigieren müssen.

Am Sternenhimmel vorkommende meist offene Sternhaufen oder Kugelsternhaufen können mit der normalen Sternfeldfotografie aufgenommen werden. Hier genügt es ein Teleobjektiv ab 135 mm Brennweite, die man an einer digitalen Spiegelreflexkamera anbringen kann. Hier wird an die Montierung eine hohe Genauigkeit bei der Nachführung gefragt. Auch hier ist das Off-Axis-Guiding Verfahren zu empfehlen.

Um Einzelheiten auf der Mondoberfläche oder die winzigen Scheiben der Planeten fotografisch einzufangen, genügt die einfache Brennweite des Fernrohres meistens nicht mehr. Zur Mond und Planetenfotografie sind alle Fernrohrtypen geeignet. Bei den Linsenteleskopen sind geringe Öffnungsverhältnisse vorzuziehen (1 :15 oder kleiner). Auch mit einem einfachen Spiegelteleskop lassen sich beste Aufnahmen herstellen. Zur Brennweitenverlängerung, können Telekonverter oder Barlowlinsen eingesetzt werden, die das Bild dementsprechend vergrößern.

Bei Langbrennweitigen Aufnahmen ist eine exakte Nachführung Voraussetzung, außer bei Mond oder Venus kommt man mit stehendem Fernrohr aus. Bei Belichtungszeiten bis zu wenigen Sekunden erfüllen handelsübliche Schnecken jedoch die erforderliche Nachführgenauigkeit. Eine ruckende Nachführung ist nicht zu gebrauchen. Oft verschwindet dieses Rucken, wenn das Fernrohr nicht ganz austariert wird, sondern der eine Teil der Montierung (Fernrohr bzw. Gegengewicht) etwas ins Übergewicht gebracht wird, so das die Nachführung das Fernrohr ziehen muss. Selbst ein Ausrichtungsfehler von einem Grad führt bereits nach vier Sekunden zu einer Strichspur.

Es ist vom Vorteil, dasselbe Objekt gleich mehrere Male hintereinander aufzunehmen. Damit wächst die Chance, einmal einen Moment mit ruhiger Luft zu erwischen. Ein weiter Effekt ist die atmosphärische Refraktion, die abhängig ist von der Wellenlänge des Objekts. Blaues Licht wird stärker gebrochen als rotes. Der obere Rand von Objekten erscheint bläulich, der untere rötlich; ein Objekt wird in 20 ° - Höhe verschmiert, was bei ruhiger Luft eine deutliche Verschlechterung bewirkt.

!!!! Eindringliche Warnung !!!!!

Selbst ein flüchtiger Blick auf die Sonne durch das Teleskop, Fernglas oder ein anderes optisches Instrument ist sehr gefährlich, es sei denn, das Gerät ist mit einem eigens für Sonnenbeobachtungen hergestellten Filter ausgestattet !!! Verwenden Sie auch keine Sonnenfilter die am Okular angebracht werden, Sie können aufgrund der starken Erwärmung kaputtgehen!!!

Für die Sonnenfotografie können alle Fernrohre verwendet werden. Den Vorteil haben die Langbrennweitigen Refraktoren, einmal wegen des größeren Abbildungsmaßstab und der geringen Anfälligkeit in thermischer Hinsicht.

Objektivfilter

Eine bessere Methode der Lichtabschwächung als die Verwendung von Okular filtern erreicht man durch Verwenden eines Objektivfilters. Zum Fotografieren muss der Objektiv filter einen Lichtdurchlass haben, der in dem Bereich zwischen 0,1 % und 0,01 % liegt.

Folienfilter

Anstelle des Glasfilters kann auch eine Spezialfolie Verwendung finden. Dieses Material ist extrem dünn. Auf der lichtdurchlässigen Kunststoffunterlage ist eine hauchdünne Aluminiumschicht aufgedampft. Leider zeigt diese Schicht zahlreiche kleine Löcher und Beschädigungen, die Streulicht verursachen. Für große Fernrohröffnungen ist diese Folie nicht zu empfehlen, die fotografische Schicht wird zu sehr angegraut, das führt zu starker Kontrastminderung.

Bei Sonnenbeobachtungen mit Folienfilter muß die Folie auf Beschädigungen untersucht werden, dies kann eine Gefahr für das Auge mit sich bringen !!!

Aufnahmeverfahren Sonnenaufnahmen

Dazu wird eine Spiegelreflexkamera an den Okularauszug angeschlossen, indem man das Kameraobjektiv entfernt hat. Der Klarfleck darf für die Kamera-Scharfeinstellung nicht benutzt werden, wobei es zu Fehleinstellungen kommt. Die Verschlusszeiten sollten in einen Bereich von 1/500 bis zu 1/2000 Sek liegen, das das Negativ richtig belichtet ist. Erweist sich das Dämpffilter als zu hell, bringt man zusätzlich vor dem Kameraeingang einen Grau filter an. Das Sucherbild im Kamerasucher muss sehr hell erscheinen. Die Scharfeinstellung des Bildes ist am besten am Sonnenrand durchzuführen. Im direkten Aufnahmefokus sind mit mittelgroßen Instrumenten, in Verbindung mit Feinkornfilmen, Flecken bis zu 1 Bogensekunde Durchmesser erfassbar und die granulare Struktur ist auf dem Film schon deutlich sichtbar.

Protuberanzen

Die Aufnahme der Protuberanzen sind mit einem Protuberanzen-ansatz- durchführbar. Für die Aufnahme der Protuberanzen ist ein Film zu verwenden, der im ROT hochempfindlich ist und feinkörnig ist. Die Belichtungszeiten muss für jedes Instrument ermittelt werden, weil sie von verschiedenen Faktoren abhängig ist, wie z.B: die Lichtstärke, Durchlassgrad des Filters, Filmempfindlichkeit des Film im Rot und Helligkeit der Protuberanzen.

Die Belichtungszeit richtet sich im Wesentlichen nach der:

-- Filmentpfindlichkeit

Objekt	Mondalter in Tagen	Belichtungszeit in Sekunden
Mond	2 oder 27,5 Tage	15
Mond	4 oder 25	6
erstes Viertel	7 oder 22	3
Mond	11 oder 18	1
Vollmond	15	1/2
sekundäre Licht		5000
Mondfinsternis	Halbschatten	1 - 20
Mondfinsternis	Kernschatten	1000
Merkur		1/2
Venus		1/8
Mars		1
Jupiter		3
Jupitermonde		10
Saturn		10

Für andere Öffnungsverhältnisse und Filmentpfindlichkeiten ist die Belichtungszeit auszurechnen.

Belichtungszeit =	(Öffnungsverhältnis)²	*3 s (Jupiter)
	ISO*100

Beispiel: 750 mm Brennweite, 150 mm Durchmesser - Spiegelteleskop - Mondaufnahme (4 Tage nach Neumond) mit 800 ISO

Öffnungsverhältnis = 750 / 150 == 5

Belichtungszeit dafür:= 5 * 5 / (800 * 100) * 6 == 0,001875 Sek (1/500 Sekunde)