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 Astrofotografie

Filmfotografie

Nach vielen Jahren visueller Beobachtung kam auch der Wunsch nach fotografischer Festhaltung der beobachteten Objekte auf. Um dies zu bewerkstelligen braucht man eine genaue Montierung, ein scharfes Teleskop, viel Geduld und eiserne Nerven (wenigstens bei meinen früheren Geräten).

Da sich die Erde dreht und demzufolge die himmlischen Objekte nicht am Himmel verharren, muss das Fernrohr diesen Objekten folgen. Dazu dient die Montierung, auf der das Fernrohr befestigt ist.

Die Nachführkorrekturen der Montierung machte ich beim alten 46cm AOK Cassegrain off-axis von Hand mit einem modifizierten Lumicon Giant Easy Guider, bei einer Vergrösserung von 450 x.

Als fotografisches Material benutzte ich meistens Fuji Superia 800 oder Kodak Royal Gold 1000.

Ich platzierte einen hellen Stern im Fotoapparat, stellte mit der Messerschneide scharf, stellte das Objekt ein, suchte mir einen möglichst hellen Leitstern und drückte auf den Auslöser der Kamera. Nach 5 Minuten hätte ich am liebsten aufhören wollen weil ich dauernd korrigieren musste, oft reichte nicht mal die Zeit um die Kuppel nachzudrehen. Nach einer Ewigkeit von einer Stunde oder mehr kam es auch oft vor, dass ich den Leitstern vor lauter Starren mehrfach oder gar nicht mehr gesehen habe und die Belichtung beenden musste. Die Bilder waren also hart verdient.

CCD

Ende der 90er hat auch in der Amateurastronomie die elektronische Bildaufnahme Einzug gehalten und es wurden Bilder möglich, die früher nur mit metergrossen Profiteleskopen gemacht werden konnten. Mit einem 10cm Teleskop (Optikdurchmesser) und einer CCD-Kamera kann man durchaus einen 1m Teleskopriesen mit Film konkurrieren !

Eine CCD-Kamera ist mit einer heute üblichen Digitalkamera verwandt, muss für astronomische Zwecke einige Zusatzanforderungen erfüllen. Der CCD-Chip besteht wie bei einer Digitalkamera aus vielen Millionen lichtempfindlichen Pixeln, diese sind aber im Unterschied zu dieser nur monochrom (Digitalkameras weisen über den Pixeln Farbfilter auf).

Da die Pixel des CCD-Chips spontan Signal bilden, (man sagt "Rauschen") muss der CCD-Chip gekühlt werden, auf etwa -25 bis -30°C. Bei diesen tiefen Temperatur ist das elektronische Rauschen des CCD-Chips kleiner.

Zudem kann man eine Aufnahme dieses Rauschens machen (Dunkelbilder) und diese dann von dem belichteten Bild subtrahieren und so das Rauschen herausrechnen.

Link CCD: STL11000XM

Ein Rohbild, mit CCD-Chip-Rauschen.
Ein Dunkelbild, welches das  CCD-Chip Rauschen anzeigt.
Das Dunkelbild wurde vom Rohbild subtrahiert (das Bild ist sauberer, unverrauscht).

Weil das Teleskop den Chip nicht gleichmässig ausleuchtet und sich oft Staub auf dem CCD-Chip befindet, macht man ein Flatbild (gleichmässig hell beleuchtete Fläche). Das mit dem Dunkelbild korrigierte Rohbild wird dann durch dieses Flat dividiert und das Bild ist dann über die ganze Fläche gleich ausgeleuchtet und auch der Staub ist so herausgerechnet worden.

Links: Ein Flat.

 

 

Der Riesenvorteil der digitalen Fotografie liegt in der Tatsache, dass man einzelne Aufnahmen addieren kann. Ich muss also nicht 2 Stunden belichten, sondern genauso gut 12 mal 10min. Das Gute daran ist, dass der Schaden nicht so gross ist, wenn eine Aufnahme misslingt (Satelittenspuren, Flugzeuge,......). Man kann so durchaus Bilder machen die aus Dutzenden Belichtungsstunden bestehen, was ja  während einer einzigen Nacht gar nicht möglich ist !

Links: 12 mal 10min (also gleich hell wie eine einzelne 2stündige Aufnahme !)

Um Farbbilder zu machen, müssen Aufnahmen durch Farbfilter gemacht werden (Rot, grün, blau). Diese werden gleich behandelt wie die Bilder vorher.

Links: Rotbild, 1x10min

 

 

Links: Grünbild, 1x10min

 

 

Links: Blaubild, 1x10min

 

Diese Farbfilterbilder werden zusammen verrechnet, so entsteht ein RGB Farbbild.

Weil die Filter viel Licht schlucken (lassen ja nur eine Farbe durch), fasst man oft Pixel zusammen (binnen), so ist der CCD-Chip empfindlicher, aber das Bild verliert an Auflösung

Links: Farbbild RGB

 

Zum Schluss verrechnet man noch das addierte Schwarzweissbild mit dem Farbbild. Dies bringt die Auflösung und Helligkeit des Schwarzweissbildes UND die Farbe des Farbbildes. Ein Traum wird wahr....

Links: Das fertige Farbbild, NGC 772

 

Vergleich Filmaufnahme mit CCD
oben links: Die Galaxie M51.

Fotografiert auf Film Fuji Super G800 im Jahr 1998 mit dem 46cm AOK Cassegrain bei f = 5.62 m

Belichtungszeit: 75 min

oben rechts: Die Galaxie M51.

Fotografiert mit der CCD STL11K im Jahr 2005 mit dem 50cm Cassegrain bei f = 5.8 m

Belichtungszeit: 120 min

 

Steuerung der Kamera:

Die CCD-Kamera wird mit einem Notebook mit der Software MaxIm DL CCD gesteuert (Bild). Oben rechts werden die Korrekturen der Montierung angezeigt (oben die Rect-Achse, unten die Decl-Achse), in der Mitte das jeweilig aktuelle Bild des Leitsterns, dann Infos zum Leitstern und zur Luft(un)ruhe. Unten links ein Rohbild.

Wie schon erwähnt, führt sich die Kamera selber nach (bzw. die Montierung), man hat also während der Belichtung nichts zu tun, im Gegensatz zur Filmfotografie, als manchmal 2 Hände zu wenig waren.....

 
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