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Wissenswertes - Astrofotografie

INHALTSVERZEICHNIS:

Vorwort

Teil I: Hobby Astronomie
 I.1 Einsteigerhinweise
 I.2 Die Geräte:
  I.2.1 Das Teleskop
  I.2.2 Die Montierung
  I.2.3 Nachführung und Guiding
  I.2.4 Newtonteleskope: die Justage
  I.2.5 Okulare, Filter und mehr
  I.2.6 Kamera & Co.
  I.2.7 weiteres Zubehör
  I.2.8 Ferngläser
 I.3 Software
 I.4 Die Beobachtung:
  I.4.1 Die Sonnenbeobachtung
 I.5 Die Astrofotografie
 I.6 Bildbearbeitung

Teil II: Die Astronomie
 II.1 Historisches
 II.2 Unser Kosmos
  II.2.1 Der Himmel
  II.2.2 Unsere Erde
  II.2.3 Unser Sonnensystem
   II.2.3.1 Die Sonne
   II.2.3.2 Die Planeten
    II.2.3.2.1 Der Merkur
    II.2.3.2.2 Die Venus
    II.2.3.2.3 Planet Erde
    II.2.3.2.3.2 Unser Mond
    II.2.3.2.4 Der Mars
    II.2.3.2.5 Der Jupiter
    II.2.3.2.6 Der Saturn
    II.2.3.2.7 Der Uranus
    II.2.3.2.8 Der Neptun
   II.2.3.3 Weitere Objekte unseres Sonnensystems
    II.2.3.3.1 Der Asteroidengürtel
    II.2.3.3.2 Transneptunische Objekte
     II.2.3.3.2.1 Der Pluto und Co
     II.2.3.3.2.2 Kuiper-Gürtel
     II.2.3.3.2.2 Oortsche Wolke
  II.2.4 Unsere Heimatgalaxie - Die Milchstraße
  II.2.5 Sterne
  II.2.6 Nebel
  II.2.7 Galaxien
 II.3 Himmelsmechanik
  II.3.1 Entfernungsbestimmung

Quellen und Literatur

   
 
Astrofotografie

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Sie sind Einsteiger, und möchten mit der Astrofotografie beginnen? Fangen Sie nicht zu hoch an und erwarten Sie nicht zu viel. Beginnen Sie mit einfachen, hellen Objekten, als erstes Objekt empfiehlt sich der Mond. Für Informationen und Hinweise zu den Aufnahmegeräten lesen Sie bitte den Teil Kamera & Co.

Astrofotos mit Planetencams / speziellen Webcams

Diese Planetencams benutzen einen elektronischen Verstärkungsfaktor, der meistens als "Gain" betitelt ist. Passen Sie für jedes Objekt diesen Verstärkungsfaktor und die Belichtungszeit an (nach meiner Erfahrung ist die Bildqualität am besten, wenn die beiden Schieberegler für diese Werte immer ungefähr gemeinsam verschoben werden). Da Geräte und Himmelsobjekte teilweise sehr stark unterschiedliche Werte benötigen, kann hier kein allgemeiner Richtwert gegeben werden. Das muss jedes Mal neu eingestellt werden. Nehmen Sie mehrere 30-60 sekunden lange Videosequenzen auf, die Sie anschließend mit einem entsprechenden Programm (siehe auch den Teil Bildbearbeitung) bearbeiten und sich das beste Ergebnis heraussuchen.

Astrofotografie mit der Digitalkamera

Fotografie durch das Teleskop, Piggy-Back oder frei (Panorama/Strichspuren)

In der Astrofotografie werden grundsätzlich Einstellungen für ein unendlich entferntes Objekt gewählt, daher wird auch keine Blende benötigt. Die Aufgabe einer Blende ist die Helligkeitskontrolle und indirekte Regelung der Schärfentiefe. Da bei astronomischen Objekten eine Schärfentiefe keinen Sinn macht und die Helligkeit über die ISO-Zahl und Belichtungszeit geregelt wird, wird die Blende auf die größtmögliche Öffnung (kleinste Blendenzahl) gestellt und nicht weiter benutzt. Nur wenn Sie Vordergrundobjekte, wie z.B. einen Kirchturm im Bild haben möchten, müssen Sie die Blende gegebenenfalls anpassen.
Als Bildformat benutzen Sie vorzugsweise das RAW-Format, da dieses die meisten Informationen enthält und von den gängigen Nachbearbeitungsprogrammen für die Astrofotografie unterstützt wird. Die üblichen Bildbearbeitungsprogramme unterstützen dieses Format allerdings nicht immer, wenn ihre Kamera die Möglichkeit anbietet, können Sie zusätzlich das JPG-Format einstellen. Bei Canon-Kameras wäre das die Einstellung "R+L". Die RAW-Bilder werden hier mit der Dateiendung ".CR2" gespeichert. Beachten Sie, daß speziell das RAW-Format sehr viel Speicherplatz beansprucht, halten Sie also ausreichend Speicherplatz (z.B. eine zweite Speicherkarte) bereit.

Ein Problem für sich ist die Fokussierung mit der Kamera. Schauen Sie durch den Sucher einer Kamera, können Sie hellere Objekte relativ gut scharf stellen. Möchten Sie ein dunkleres Objekt fotografieren, muss das Teleskop nach der Fokussierung an einem hellen Objekt umgeschwenkt werden, ohne die eingestellte Kamera bzw. den Okularauszug auch nur zu berühren. Bei einem zu lockeren Okularauszug oder Spannungen in den Kabeln ist die Gefahr groß, daß sich der Fokus wieder verstellt. Suchen Sie zum Fokussieren also möglichst helle Objekte in direkter Nähe des geplanten Objektes. Da sich im Laufe einer Nacht Umgebungstemperatur und Wetterbedingungen verändern, kann sich auch der Fokus bei längeren Sitzungen verändern. Ein Nachfokussieren ist dann nötig.
Fokussierhilfen, wie z.B. eine Batimowmaske oder eine Schreinerblende helfen beim genauen Einstellen des Fokus. Das geht aber wirklich nur bei sehr hellen Objekten wie den hellsten Sternen oder den hellen Planeten. Durch die Blende vor der Teleskopöffnung wird ein Strahlenmuster erzeugt, das dann symmetrisch eingestellt wird.
Ich stelle bei angeschlossener Kamera den Okularauszug auf den durch Ausprobieren gefundenen ungefähren Fokus ein (eine Skala am Okularauszug hilft mir dabei) und benutze zum genauen Fokussieren die vergrößerte LiveView-Anzeige des Kamerabildes auf meinem Monitor und versuche, direkt an Sternen im Objektumkreis zu fokussieren. Das kann unter Umständen - wenn z.B. die Umgebung Sternenarm ist - sehr kniffelig sein und verlangt viel Geduld und Feingefühl.

Bias: Jede Kamera hat ein gewisses, technisch bedingtes Grundrauschen. Um dieses aus den Bildern heraus zu rechnen, werden sogenannte Bias gemacht. Dazu wird einfach mit aufgesetzter Verschlusskappe eine Serie von 50-100 Fotos für jeden ISO-Wert geschossen. Das muss nur einmalig für jede Kamera gemacht werden, kann also schon im voraus zuhause erfolgen. Wichtig ist dabei nur, dass die Verschlussklappe auch wirklich dicht ist. Im Zweifelsfall kann die Kamera zusätzlich in eine Decke eingewickelt werden. Sie können die Bias alle paar Jahre neu erstellen um eventuelle alters- und nutzungsbedingte Veränderungen der Kamera im Rauschverhalten zu berücksichtigen.

Lights: Das sind die eigentlichen Fotos. Leider können für ISO-Werte und Belichtungszeiten keine Vorgaben gemacht werden. Grundsätzlich sollte man versuchen die ISO-Zahl möglichst gering zu halten (wenig ISO bedeutet auch geringeres Rauschen) und die Belichtungszeit dem Objekt anzupassen. Das ist anfangs nicht einfach, besonders wenn man keine automatische Nachführung hat um den Sternen genau zu folgen. Für jedes Teleskop - eigentlich für jedes optische Gerät - und für jedes Objekt müssen durch ausprobieren und Erfahrung die optimalen Werte selber gefunden werden. Für DeepSky-Aufnahmen gehen Sie dabei wie folgt vor:
Haben Sie keine oder nur einfache Nachführung, richten Sie Ihre Geräte auf einen Stern in der Nähe des gewünschten Objektes und testen bei mittlerern ISO-Werten (um die 3200) wie lange Sie belichten können, ohne das der Stern auf dem Bild zu einem Ei oder sogar Strich wird. Da sich in unseren Breiten die Sterne in Horizontnähe (genauer gesagt zum Himmelsäquator hin) schneller bewegen als im Zenit (bzw. zum Himmelspol hin), ist diese Belichtungszeit auch von Objekt zu Objekt unterschiedlich. Mit einer einfachen Nachführung und einem genau ausgerichteten Teleskop kann man Belichtungszeiten von wenigen Minuten erreichen. Ich hatte mit einer alten, einfachen Nachführung um die 45 Sekunden erreicht. Haben Sie die längstmögliche Zeit gefunden, passen Sie den ISO-Wert schrittweise an, bis Ihnen die Helligkeit des Bildes gefällt.
Haben Sie ein Guidingsystem, das einem Leitstern folgt, so haben Sie theoretisch keine Begrenzung der Belichtungszeit.
Ein sogenanntes Histogramm (Erklärung folgt), möglichst zusammen mit einem Live-Bild der Kamera ist bei der Auswahl der Werte hilfreich. Machen Sie so viele Fotos wie möglich, wie Ihre Zeit, das Wetter sowie der Stand des Objektes am Himmel es erlauben. 10 Fotos sollten Minimum sein, 50-100 Fotos wären super.

Flats: Bei optischen Geräten treten häufig (eigentlich immer, jedoch unterschiedlich stark) verschiedene Bildfehler auf, die durch sogenannte Flats bei der Nachbearbeitung herausgerechnet werden können. Flats sind Weißbilder die von der gesamten Optik erstellt werden. Dazu wird nach der Fotosession das Teleskop auf eine möglichst gleichmäßige Lichtquelle gerichtet - bzw. eine Lichtquelle vor die Tubusöffnung gebracht - ohne die Kamera, den Fokus oder irgend etwas anderes zu verstellen, Insbesondere darf die Kamera oder die Optik nicht gedreht oder sonst wie verschoben werden. Die Lichtquelle sollte möglicht nicht farbig sein (ein leichter Farbstich ist nicht schlimm) und sollte möglichst gleichmäßig sein. Ein weißes Tuch oder T-Shirt über die Teleskopöffnung gespannt ist dabei hilfreich. Ideal sind im Handel erhältliche Flatlights, die speziell für die Astrofotografie ausgerichtet sind. Diese Lichtquelle wird dann mit der gleichen ISO-Zahl wie die Rohbilder durch das Teleskop/die Optik abfotografiert. Dabei wird die Belichtungszeit so angepasst, dass die Fotos sehr hellgrau (nicht überstrahlt weiß) sind. Wer ein Histogramm als Hilfe hat, sollte dabei das Maximum im hinteren drittel haben.

Das Histogramm:

Ein Histogramm zeigt, wie viele dunkle bis helle Punkte ein Bild enthält. Das Maximum der Histogrammkurve sollte dabei möglichst im rechten Drittel des Histogramms liegen und die Füße niemals den rechten oder linken Rand erreichen. Speziell ohne Nachführung kann das je nach Objekt nur schwer oder gar nicht zu erreichen sein. Ihr Bild ist dann nicht unbedingt optimal, kann aber trotzdem noch brauchbar sein.

---> Weiter geht's mit der Bildbearbeitung.


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