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Astrofotografie - kleiner Leitfaden

Fotografieren zählt zu den beliebtesten Freizeitbeschäftigungen. Astrofotografie ist nicht in erster Linie eine Frage von technisch aufwendigen Geräten wie digitale Spiegelreflexkameras oder teuren Spezialfilmen. Wer erfolgreich den Himmel fotografieren will, braucht sicher eine fotografische Grundausrüstung, dann aber vor allem viel Zeit, Geduld und Ausdauer. Erst die stete Bereitschaft, sorgfältig zu arbeiten, die erzielten Aufnahmen selbstkritisch zu überprüfen und aus gemachten Fehlern immer wieder zu lernen, führt zu optimalen Ergebnissen in der Himmelsfotografie. Hinweis: Wenn Sie mit der Maus über die "hellblauen" markierten Wörter fahren, erhalten Sie weitere Informationen (Tooltip).

 


Sternaufnahmen mit stehender Kamera


Diese Art der Astrofotografie erfordert am wenigsten an Ausrüstung und ist deshalb überall einsetzbar. Sternaufnahmen mit feststehender Kamera lassen sich in zwei Gruppen unterteilen:

- in Aufnahmen, auf denen die Sterne punktförmig bleiben.

Als Ausrüstung braucht man eine Kamera mit einem lichtstarken Objektiv, ein Stativ und einen Drahtauslöser oder Fernauslösekabel, damit auch punktförmige Sternaufnahmen gemacht werden können.
HIer mit wird eine digitale Spiegelreflex-Kamera (ab 800 ISO) für Sternaufnahmen mit stehender Kamera (ohne Nachführung) verwendet. Bedingt durch die Drehung der Erde werden sich Sterne nach einer bestimmten Belichtungszeit als Striche auf dem Film abbilden. Bei einer digitalen Spiegelreflex-Kamera stellt man die Einstellung auf "Bulb".

- um punktförmige Sternbildaufnahmen zu bekommen, kann das man über die Formel errechnen:

Digitale Spiegelreflexkamera

tmax = 86164 x p / (2 x Pi x f x cos(d)) x 5 oder 300 / Brennweite
Bei 300 / 24 mm = 13 Sekunden Belichtungszeit

p = Pixelgröße des Kamerachips in mm (EOS 600d 0,00431 mm (4,31 µm))
f = Kamerabrennweite Pi = 3,14......
d = Deklination des Objektes


Sternfeldaufnahmen (nachgeführte)


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.


Sternfeldaufnahmen mit Barndoormontierung


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.
Barndoor

Die geeignete Kamera


Für Astroaufnahmen ist fast jede Kamera geeignet. Die Digitalte Spiegelreflex-Kamera mus die Möglichkeiten
für die Langzeitbelichtungen (eine Einstellung "Bulb") besitzen. Das Sternenlicht wirkt in der Regel mehrere Minuten lang auf den Sensor ein.

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



Astroaufnahmen mit Webcam


Ein umfassendes Gebiet zur Aufnahme von Himmelsobjekten kommen Webcams zur Anwendung, als mit der herkömmlichen Methode mit digitalen Spiegelreflexkameras direkt am Okularauszug. Leider sind nicht alle Webcams für Astroaufnahmen geeignet. Für Astroaufnahmen kann die Webcam Philips PCVC740K ToUcam Pro verwendet werden. Sie besitzt im Inneren des Gehäuses einen CCD-Chip. Wenn man die Webcam umbaut, kann man mit ihr Langzeitbelichtungen von lichtschwachen Objekten aufnehmen. Voraussetzung ist das ein Computer vorhanden ist, um Astroaufnahmen von Sonne, Planeten, Mond u.s.w. machen zu können.

Die Vorgehensweise ist bei der Anwendung der Webcam bei Astroaufnahmen ganz einfach, indem man die Webcam wird fokal befestigt, also per Adapter direkt an den Okularauszug. Diese Anwengung hat sich in den letzten Jahren für Planetenfotografie durchgesetzt. Das Objektiv an der Webcam wird durch einen Adapter ausgetauscht und an den Okularauszug befestigt. Scharfgestellt wird am Monitor des Computers. Man kann entweder daraus einen AVI-Film erstellen oder Serienbilder auf der Festplatte abspeichern. Diese Rohdaten kann man z.B. mit Giotto bearbeiten. Auf der Seite von Giotto können Sie nachlesen, wie Webcams in der Astrofotografie im Einsatz kommen. Leider reicht Giotto nicht aus, um das optimale Ergebnis aus den Bildern heraus zu hohlen. Dies kann man mit einem anderen Bildbearbeitungsprogramm umsetzen.

Hilfsmittel, Anleitungen
Keine Einführung Webcam
Astrobildbearbeitung bei Aufnahmen der Webcam
Mondbilderserien mit Webcam

 



Aufnahmevorbereitungen am Tag und das Wetter


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.

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.


Fokalfotografie


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.


Planetoiden oder Asteroiden


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.


Gas oder Planetarische Nebel


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


Kometenfotografie


Kometen lassen sich einfach mit Teleskopen und Teleobjektiven von Brennweiten von 75 mm bis 300 mm mit einer digitalen Spiegelreflexkamera fotografieren. Für eine erfolgreiche Kometenfotografie setzt vorraus, dass man eine stabile Montierung besitzt, ein Teleskop vorhanden ist und eine geeignete Kamera die sich am Okularauszug anbringen lässt. Da die Belichtungszeit bei einigen Minuten liegen, ist eine genaue Nachführgenauigkeit wie bei Deep-Sky-Objekten nicht erforderlich.

Doch eine stabile und gut nachführende Montierung sollte vorhanden sein. Auch die Ausrichtung auf den Himmelspol der Montierung ist vor Beginn der Aufnahme zu achten.

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.


Sternhaufen


Am Sternenhimmel vorkommende meist offene Sternhaufen oder Kugelsternhaufen können mit der normalen Sternfeldfotografie aufgenommen werden. Im Gegensatz zu anderen DeepSkyObjekten sind diese leicht zu fotografieren. Aber einige dieser Sternhaufen sind sogar mit dem bloßem Auge sichtbar, wie h + x im Sternbild Perseus, die Plejaden im Sternbild Stier, oder die Hyaden.

Bei Sternhaufen handelt es sich hier dabei um Ansammlungen von vielzahl von einzelnen Sternen. Man unterscheidet hier zwischen offenen Sternhaufen und Kugelsternhaufen.
Besonders in der Milchstraßen-Region kann man viele Sternhaufen auch schon mit kleinen Teleobjektiven gut fotografieren. Bei Kugelsternhaufen, wenn man diese in hoher Auflösung abbilden möchte, muss man entsprechend auch hier deutlich länger belichten.

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.


Mond und Planetenaufnahmen


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.


Sonnenfotografie



!!!! 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!!!

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 !!!

 

 

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