Samstag, 8. Februar 2014

Wikibook Astrophotographie - Überblick

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Ein paar Worte zur Einleitung

Jetzt, wo es an die Praxis geht, möchte ich noch ein paar Tipps geben, was sonst noch zu beachten ist. Das Wetter und die Mondphase sind für Astroaufnahmen ein sehr entscheidender Faktor. Ein gelegentlicher Blick zum Himmel ist für die Planung, ob an diesem Tag gute Astrofotos gelingen können angeraten. Es sollten von Ihnen verschiedene Wolkenarten unterschieden werden können, weil es bestimmte Wetterlagen gibt, die günstig oder ungünstig für Aufnahmen sind. Wenn zum Beispiel am Abend der ganze Himmel voller Zirruswolken hängt, oder der Mondschein einen deutlichen Lichtkranz aufweist, dann sind das sehr schlechte Vorrausetzungen.


Wenn es allerdings einen Tag zuvor geregnet hat, den ganzen Tag über Wolken die Sicht zur Sonne verwehren und es abends aufklart, dann ist die Luft sauber und klar. Sauber, weil die Pollen und der Staub durch den Regen ausgewaschen wurden und klar, weil es keine thermischen Luftbewegungen gibt, die die Sicht verzerren. Das, was für Segelflieger ein Superwetter ist, ist für den Astronom schlechtes Wetter. Thermik ist dort anzutreffen, wo die Sonne auf eine dunkle Fläche scheinen kann. Also zum Beispiel auf Äcker, Seen oder Felsen. Diese heizen sich durch die Sonnenstrahlung den ganzen Tag über auf. Nachts fällt die Umgebungstemperautur und diese Flächen geben die Wärme wieder an die Luft ab. Es entsteht ein Aufwind. Wald und Wiesenflächen sind vorteilhaft für die Sternenfotografie, da sie die Strahlung der Sonne entweder absorbieren oder wieder zurückstrahlen. Deshalb sollte die nähere Umgebung um die Sternwarte möglichst mit diesen beiden Formen des Bewuchses umgeben sein. Um dem Dunst am Boden zu entgehen, der das Bild bei feuchter Witterung beträchtlich verschlechtern kann, ist es von Vorteil einen erhöhten Beobachtungsplatz zu wählen. Dies kann eine Bergkuppe oder ein Turm sein.

Kleidung

Astronomen halten sich für gewöhnlich unter freiem Himmel auf. Deshalb ist selbst bei sommerlichen Temperaturen am Tage auf eine warme Kleidung in der Beobachtungsnacht zu achten. Im Winter können es schon mal minus 10 Grad Celsius und weniger werden. Wer da nicht richtig angezogen ist, der fängt schon nach kurzer Zeit an zu frieren, da sich ein Astronom hinter dem Teleskop fast garnicht bewegt. Der Kuppelraum ist zudem noch ungeheizt. Neue Amateurastronomen schrecken meist davor zurück, sich wie ein Eskimo anzuziehen, da es nicht besonders modisch ist sich mit mehreren Lagen von Kleidungsstücken einzupacken. In diesem Falle gilt die Regel: "Viel hilft viel!". Mütze, Handschuhe und Moonboots sollten nicht in Ihrer Kleidungsausstattung fehlen.

Spezielle Aufnahmetechnik zur Bildverbesserung

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Aufnahmen entscheidend zu verbessern. Die Meisten davon sind erst durch die digitale Aufnahme / digitale Speicherung entstanden, so das diese Techniken noch nicht allzulange benutzt werden.
  • lucky imaging
  • Dunkelbild,Hellbild
  • RGBA-Bild
  • Bracketing

Guiding/Autoguiding

Guiding bedeutet Nachführung des Teleskopes am Sternenhimmel. Dies wurde zu früheren Zeiten nur mit dem Auge und viel Gefühl in der Hand, am Rad für die Rektaszensionsachse bewerkstelligt. Heutzutage wird diese wichtige Aufgabe meist mit einer Kamera als Aufnahmeeinheit und Motoren als Stellglieder ausgeführt. Eine Regelung wertet die Aufnahmen der Kamera aus und vergrößert oder verringert die Drehgeschwindigkeit der Antriebsmotoren der Teleskopachsen. Diese Art der Regelung wird Autoguiding genannt. Wenn dieser Regelkreis funktioniert, dann kann so ein heller Stern in der Mitte der Guidingkamera gehalten werden, obwohl kleinste mechanische Abweichungen im Getriebe der RA-Achse für unterschiedliche Geschwindigkeit des Sternes in Ost-West-Richtung sorgen. Abweichungen in Nord-Süd-Richtung sollten bei einer korrekt auf den Himmelspol ausgerichteten äquatorialen Montierung nicht auftreten.
Zu beachten ist, das jedes Getriebe ein gewisses Spiel hat. Das bedeutet, das die Zahnräder des Getriebes einen geringen Abstand zueinander haben. Das ist technisch leider nicht zu ändern, deshalb muss es manuell ausgeglichen werden. Besonders deutlich wird dies, wenn eine Richtungsänderung stattfinden soll, zum Beispiel wenn ein anderes Objekt ins Sichtfeld gerückt werden soll. Wird das Handrad in die andere Richtung gedreht, ändert sich im Fernrohr die Position erstmal nicht. Erst nachdem die Zahnräder auf der anderen Seite angekommen sind und wieder ineinandergreifen, kann das Teleskop wieder bewegt werden. Die Menge des Getriebespiels kann in Grad gemessen werden und bei automatischen Montierungen in die Steuerelektronik eingegeben werden, damit bei einer Richtungsänderung der Motor für eine kurze Zeit schnell läuft, um das Spiel schnell zu überwinden.
Der periodische Schneckenfehler ist ein weiteres mechanisches Hindernis für gute Astrofotos. Dieses trifft nur bei Schneckenradgetrieben auf. Aber da die meisten Getriebe bei Montierungen ein Schneckenradgetriebe benutzen, sollten Sie dieses Problem kennen und es weitestgehend ausgleichen können.
Die Schnecke des Getriebes ist ein Bauteil, das aus Metall gedreht wird. Es ist ähnlich einer Schraube geformt, aber es hat eine wesentlich größere Steigung und weniger Windungen. Kleinste Abweichungen in der Größenordnung von weniger als einem tausendsten Teil eines Meters lassen die Drehung der Achse von der konstanten Geschwindigkeit abweichen. Das Teleskop bewegt sich ja normalerweise mit konstanter Geschwindigkeit über den Himmel, um exakt den Sternen zu folgen. Wenn sich das Teleskop durch den Schneckenfehler für einen Moment zu langsam oder zu schnell dreht, liegt der Stern neben seiner vorherigen Position. Wenn zu dieser Zeit eine Aufnahme angefertigt wird, sieht man statt einem Sternenpunkt einen Strich. Die Aufnahme wurde versaut.
Da aber die Steigung der Schnecke am Sternenhimmel gemessen werden kann, kann eine Messkurve vom Schneckenfehler angefertigt werden, um die Geschwindigkeit des Antriebsmotors so anzupassen, das der Schneckenfehler fast komplett ausgeglichen werden kann. Nach dem Ausgleich des Schneckenfehlers sollte die Abweichung deutlich unter fünf Bogensekunden liegen.
Zu beachten ist auch, dass das Guiding als optische Regelung nicht immer nützlich ist. Zum Beispiel kann schlechtes Seeing die Regelung so weit aufschaukeln, das durch das Guiding das Foto noch verschlechtert wird. Die Luft wabert mit einer bestimmten Frequenz und für gewöhnlich, bei klarer Sicht, wird das Guidingbild mit einem Abstand von einer Sekunde geschossen. Bei schlechtem Seeing kann es notwendig sein, diese Zeit auf fünf bis zehn Sekunden zu erhöhen oder die Fotografie in dieser Nacht komplett abbrechen und nur noch mit dem Auge beobachten.
Separate Teleskope und Kameras sind von Vorteil für die Genauigkeit der Regelung. Als Faustformel kann gesagt werden, das die Guidingkamera an dem Telekop mit mindestens der dreifachen Brennweite angeschlossen werden soll, als die Kamera die für die eigentlichen Aufnahmen benutzt werden soll. Durch die Trennung der beiden Teleskope ergibt sich auch meistens die Möglichkeit einen besonders hellen Stern für das Guiding zu benutzen, während die Kamera für die Aufnahmen auf einen anderen Bereich des Himmels gerichtet sein kann. Das Autoguiding kann natürlich nur funktionieren, wenn beide Teleskope auf der selben Montierung angebracht wurden. Viele Amateure benutzen das Teleskoprohr für die Guidingkamera und schrauben ihre Digitalkamera mit Brennweiten zwischen 200 und 1000 mm auf das Teleskop. Diese Anordnung wird Piggiback genannt.

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