Workshop Astrofotografie
von Ingo Mathyl

Folge I: Der Mond

Die Astrofotografie muss kein Buch mit sieben Siegeln sein. Im folgenden Workshop wird am Beispiel des Mondes gezeigt, wie der Einstieg in die Astrofotografie auch mit einfacherem bzw. bereits vorhandenem Equipment möglich ist.

Wer seinen Blick den höheren Gefilden zuwendet, lernt vielleicht erstmals die nächtliche Dimension der Fotografie kennen. Einen klaren Himmel vorausgesetzt sind diese Objekte präsent und ideal ausgeleuchtet. So lassen sich auch bei geringen Investitionskosten eindrucksvolle Aufnahmen erzielen.

Themenüberblick
das erste Motiv am Himmel - der Mond
Checkliste - was brauchen wir ?
Theorie
Detailblick
Praxis
aktuelle Wolkenkarte und Mondphase

1.      Das erste Motiv am Himmel – der Mond

1.1.   Warum der Mond? 

Im ersten Workshop widmen wir uns dem Himmelsobjekt, das am einfachsten zu fotografieren ist - dem Mond. Der Mond ist nach der Sonne der hellste sichtbare Himmelskörper. Es ergeben sich dadurch zum Fotografieren relativ kurze Belichtungszeiten. Man benötigt nicht zwingend eine elektrische Nachführung und so auch keine parallaktische Montierung.

Der zweite Grund ist die scheinbare Größe des Mondes. Sie beträgt ca. 0,5° und lässt erste befriedigende Fotos schon mit „normalen“ Teleobjektiven ab 400mm zu.zum Dokumentanfang
 

2.      Checkliste - Was brauchen wir?  

Kamera, Fernauslöser, Teleskop/Teleobjektiv, passenden Adapter, Stativ/Montierung
 

2.1.   Kamera 

Geeignet sind vor allem Digitale Spiegelreflexkameras (DSLR) wie die Canon EOS 300d, 10d, 20d, die Nikon D70 oder ähnliche. Diese DSLR’s besitzen alle Voraussetzungen für unser Vorhaben den Mond zu fotografieren, die da wären: 

1.)   Man kann das Objektiv abnehmen und ein entsprechendes Teleobjektiv verwenden bzw. sie über einen Adapter in den primären Fokus eines Teleskops bringen.

2.)    Sie habe große, rauscharme und empfindliche CMOS-Sensoren.

3.)    Sie sind in der Lage die Bilddaten im RAW- Format unkomprimiert zu speichern

4.)    Sie sind mit Fernauslöser (Kabel oder IR) steuerbar
 

2.2.   Fernauslöser / Kabel oder Infrarot 

Aufgrund der langen Brennweiten und langsamen Optiken, ist die Verwackelungsgefahr sehr groß. Um das Verwackeln durch das Auslösen an der Kamera zu verhindern, sollte zwingend ein Kabel- oder IR-Fernauslöser verwendet werden. Entsprechende Fernauslöser gibt es als Kamerazubehör. Für die EOS 300d z.B. der  RS-60E3 (Kabel) oder der RC-5 (IR). Es kommt auch ein Eigenbau in Frage, der nicht mehr als 10 € kostet. (eine Selbstbauanleitung gibt’s hier)
 

2.3.   Teleskop 

Ideale Teleskope (Refraktoren) für die Mondbeobachtung sollten eine Brennweite von f=800 mm bis 1200 mm bei einem Öffnungsverhältnis von f/15 bis f/8 haben. Das Objektiv sollte mindestens ein Achromat besser ein Apochromat sein, um möglichst wenige chromatische Aberrationen zu erzeugen. .

Empfehlenswerte Geräte sind z.B. aus ehemaliger Carl Zeiss Produktion das Schulfernrohr Telementor mit FH-Achromat AS 63/840 oder seine „großen Brüder“ mit AS 100/1000 und AS 80/1200 Objektiven. Leider werden diese Geräte nicht mehr hergestellt. Ab und zu wechselt ein Telementor bei ebay für 300 bis 600 € seinen Besitzer und ist damit preiswerter als so manches Teleobjektiv.

Andere empfehlenswerte Geräte gibt es von  Meade, Vixen, oder ... 

Teleobjektive sind zur Mondfotografie ab Brennweiten von ca. 400mm geeignet. Allerdings bleiben bei kurzen Brennweiten (unter 800mm)  viele Details der Mondoberfläche verborgen.

Empfehlenswert ist hier eine Brennweitenverlängerung mittels Telekonverter (Ein Telekonverter-Report findet sich z.B. hier).
 

2.4.   Adapter

Die Art des Adapters bestimmen die Kamera und das Teleskop.

Teleskope haben i.d.R. T2 Anschlüsse (M42x0,75), M42x1 Gewinde, 1,25’’ oder 2 ’’ Steckhülsen o.ä. Für die Canon EF Kameras gibt es entsprechende Adapter von EF auf T2 oder von EF auf M42. Das gleiche gibt’s  für Nikonkameras.

Aber auch ältere Teleobjektive können mit entsprechenden Adaptern an die Kameras angeschlossen werden (z.B. Pentax / Pentacon M42x1)

Verwendet man einen solchen Adapter funktionieren Autofokus und Blendensteuerung natürlich nicht mehr.

Ein Selbstbauadapter wird hier vorgestellt. Ansonsten finden sich Bezugsquellen für diverse Adapter z.B. bei Foto-Walser, Baader-Planetarium, Teleskopservice oder für Spezialadapter bei Gerd Neumann jr.

 

2.5.   Stativ / Montierung

Der Montierung mit dem Stativ kommt besondere Bedeutung zu. Mit der mechanischen Stabilität steht und fällt die Qualität der Astrofotos. Wie eingangs erwähnt, ist die Verwackelungsgefahr durch die langen Brennweiten extrem hoch. Dem kann nur durch eine entsprechend stabile, schwingungsarme Montierung entgegengewirkt werden.

Bewährt haben sich T-Montierungen mit Gegengewicht auf massiven Hartholzstativen.

 

2.6.   Gutes Wetter / Standort / Seeing

Nicht zuletzt hängt unser Vorhaben von der guten Sichtbarkeit des Mondes ab. Mondphase, Mondauf – und untergang, Wetterinfos sind schnell über diverse Webpages in Erfahrung gebracht.

Tipp: Die Sichtbarkeit von Monddetails ist sehr stark vom Lichteinfall abhängig, sprich die Detailsichtbarkeit ist an der Phasengrenze (Terminator) extrem hoch. Dort gibt es sehr starke Kontraste durch die Schattenbildung der Formationen. Mondphasen wirken aus diesem Grund oft interessanter als der Vollmond.

 
wirkt der Vollmond meist flach und strukturlos, so zeigt der schräge Lichteinfall des Halbmondes eine detaillierte Kraterlandschaft

Das gute Seeing hängt aber auch vom Standort ab. Lichtverschmutzung in der Stadt und Luftverwerfungen durch warme Abluft an Häuserfronten sind zu vermeiden. 

Tipp: Wolken können dem Vorhaben, ein typisches Astrofoto vom Mond aufzunehmen,  schnell einen Strich durch die Rechnung machen. Aber auch bei schlechtem Seeing können gute Mondaufnahmen entstehen. Unter künstlerischem Aspekt lassen sich  hier reizvolle Stimmungsbilder realisieren. Man kombiniert den Mond dann mit einem geeigneten Vordergrund z.B. einer Bergformation, Bäumen, Blättern oder einem Häuserdach.

Wolkenfront oder diesiges Wetter müssen nicht das vorzeitige Ende einer geplanten Mondfotosession sein. In Kombination auch mit Vordergrundelementen kann der Mond zu stimmungsvollen Aufnahmen inspirieren.

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3.      Theorie

3.1.   Brennweiten

Die effektive Brennweite der Optik bestimmt die Größe der Projektion des Mondes auf dem Sensor und damit die Vergrößerung und den Detailreichtum der Aufnahme. Füllt die Projektion des Mondes den Sensor größtmöglich aus, ist die Auflösung durch den Sensor optimal.
 

3.2.   Primärer Fokus

Im primären Fokus hat man nur das Objektiv des Teleskops vor der Kamera, ähnlich eines großen Teleobjektives. Das Okular wird entfernt und die Kamera wird über einen Adapter an dessen Stelle montiert. Systembedingt hat man durch die feste Brennweite nur eine Vergrößerung.

Die Vergrößerung ergibt sich aus der effektiven Brennweite des Teleskops geteilt durch die Normalbrennweite der Kamera.

Durch die minimale Anzahl an optischen Elementen im Strahlengang erzeugt diese Methode die besten Ergebnisse. Sie ist auch lichtstärker und besser zu fokussieren als die beiden folgenden Methoden und deshalb zu bevorzugen.
 

3.3.   Okularprojektion

Bei der Okularprojektion ist das Teleskop inklusive Okular vor der Kamera ohne Objektiv. Das Bild, das beim Beobachten auf das Auge projiziert wird, bildet sich nun direkt auf dem Sensor der Kamera ab.

Durch die Wahl verschiedener Okulare hat man die Möglichkeit die Vergrößerung zu ändern. Da man sehr große effektive Brennweiten erreichen kann, ist diese Methode für Monddetailaufnahmen gut geeignet.
 

3.4.   Afokale Projektion

Bei der afokalen Projektion ist das Teleskop inklusive Okular vor der Kamera mit Kameraobjektiv. Durch die Vielzahl von optischen Elementen ist die Fokussierung kompliziert. Diese Methode sollte nur bei fest montierten Objektiven bei Kompaktkameras Anwendung finden.
 

3.5.   Auflösung  / Seeing

Geht man von einer idealen verwacklungsfreien Montierung und kurzen Belichtungs-zeiten aus, wird die erreichbare Auflösung durch drei Größen begrenzt:

1. dem Verhältnis zwischen Pixelgröße des Sensors und der Brennweite

2. dem Auflösungsvermögen der Optik des Teleskops (optische Güte/Öffnung)

3. der Auflösungsbegrenzung durch das Seeing (Wetter, Luftschichten)

Geht man davon aus, dass das durchschnittliche Seeing in unseren Breiten Auflösungen von 1’’ zulässt - bedeuten Optiken, die eine bessere theoretische Auflösung leisten, dass man sie nicht immer bis an ihre Grenzen nutzen kann. Bezogen auf eine Canon EOS 300d mit einer Pixelgröße von 7,35 μm beträgt die zugehörige Brennweite für eine theoretische Auflösung von 1’’

f = 206 *  7,35  /  1’’ = 1514 mm.

Brennweiten von f  > 1514mm bringen natürlich eine größere Projektion des Mondes auf dem Sensor und eine stärkere Vergrößerung  - bei einem  Seeing von 1’’ aber keine wirklich größere Auflösung bzw. mehr Details.

Im Idealfall sind die erreichbaren Auflösungen aus Seeing, Brennweite und der Güte der Optik gleich, so dass die eingesetzte Technik ein optimales Ergebnis erzielt.
 

3.6.   Bild-Formate RAW,TIFF,JPEG

Die Bilder sollten in der bestmöglichen Auflösung unkomprimiert im Rohdatenformat (RAW) gespeichert werden. Das ist die Voraussetzung für die effektive Nachbe-arbeitung der Bilder. Das Rohdatenformat ist ein kameraspezifisches Format in dem die Sensordaten unverfälscht abgelegt werden. Man kann es vielleicht mit dem Negativ einer Analogaufnahme vergleichen - also dem Original.

Später sollten die Bilder ins verlustfreie 16b TIFF – Format konvertiert werden.  

Trotzdem kann es am Anfang durchaus sinnvoll sein mit dem JPEG Format zu arbeiten. Diese Bilder sind leichter handhabbar und reichen für eine erste Schärfebeurteilung auf einem mitgenommenen Laptop völlig aus.
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weiter zum 2. Teil
 




 

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