Astronomie Software: N.I.N.A. eine neue Software für die Astrofotografie

Gehört zu:  Astro-Software
Siehe auch:  INDI, KStars, Ekos, APT, ASCOM, ASTAP, Fokussieren, Plate Solving, Mein Workflow mit N.I.N.A.
Benutzt: Fotos von Flickr, SVG-Grafiken aus GitHub

Stand: 5.1.2022

Contents

N.I.N.A. eine neue Software für die Astrofotografie

N.I.N.A. steht für “Nighttime Imaging ‘n’ Astronomy”

N.I.N.A. läuft unter Windows und ist kostenlos.

N.I.N.A. verbindet sich mit den Geräten über ASCOM oder per Native Driver.

Website: https://nighttime-imaging.eu/

N.I.N.A. arbeitet viel mit Platesolving:

Gliederung dieses Artikels

  • N.I.N.A. Download und Installation
  • N.I.N.A. Benutzeroberfläche
  • Verbindungen meiner Astro-Geräte mit N.I.N.A.
  • Settings und Konfiguration
  • Customizing the Imaging Tab
  • Sky Atlas und Framing
  • Sequencing

N.I.N.A. Download und Installation

N.I.N.A. is an open source software released under the GNU General Public License v3.

N.I.N.A. – Versionen   

  • 1.09 vom 12. Oct. 2019
  • 1.10 BETA 16  (10. May 2020)
  • 1.10 HF3 (17. July 2020)
  • 1.11 Nightly Build (August 2021)
  • 2.00 BETA020 (27. Dec. 2021)

Download: https://nighttime-imaging.eu/download/

Nach dem Download und der Installation von N.I.N.A. erfolgt der erste Aufruf und die Konfiguration.

Benutzeroberfläche: Linke vertikale Leiste

Wenn N.I.N.A. gestatet wird (Profile ignorieren) erscheint ganz links im Bild eine vertikale Leiste mit folgenden Tabs:

  • Equipment
  • Sky Atlas  (besprechen wir später)
  • Framing
  • Flat Wizzard
  • Sequencer
  • Imaging
  • Options
  • Plugins (neu!)

Zu den fett ausgezeichnenten Tabs (Equipment, Imaging, Options) habe ich weiter unten Einzelheiten beschrieben.

Equipment Tab: Verbindungen

Zuerst wollen wir unsere Geräte verbinden, das geht mit dem Equipment Tab.

Wenn wir den Equipment-Tab klicken, erscheit eine zweite vertikale Leiste mit folgenden Symbolen:

  • Camera
  • Filter Wheel
  • Focusser
  • Rotator
  • Telescope
  • Guider
  • Switch
  • Flat Panel
  • Weather
  • Dome
  • Safety Monitor

Die wichtigsten Einzelheiten zum Equipment-Tab beschreibe ich weiter unten.

Sky Atlas Tab

Da muss man erst etwas herunterladen: Sky Atlas Image Repository von https://nighttime-imaging.eu/download/

Diesen Ordner entpacken und in N.I.N.A. im Tab Options->General einstellen bei “Sky Atlas Image Folder”: C:\Program Files\N.I.N.A. – Nighttime Imaging ‘N’ Astronomy\SkyAtlasImageRepository

Danach kann die Funktion benutzt werden.

Framing Tab

xyz

Flat Wizzard Tab

xyz

Sequencer Tab

xyz

Imaging Tab

Die wichtigsten Einzelheiten zum Imaging-Tab beschreibe ich weiter unten.

Options Tab

Die wichtigsten Einzelheiten zum Options-Tab beschreibe ich weiter unten.

Plugins Tab (neu in Version 2.00)

xyz

Equipment-Tab: Einzelheiten

Equipment: Camera verbinden

Wir gehen links auf den Equipment-Tab und dann auf Camera.

Aus dem Drop-Down kann ich meine Haupt-Kamera die ZWO ASI292MC Pro mit native driver auswählen (im Drop Down unter ZWOptical). Nur mit native driver funktioniert später der Live View. In N.I.N.A. Version 2.0 wurde der Live View entfernt.

Schießlich klicke ich oben auf die Schaltfläche “Connect”

Abblidung 1: N.I.N.A. Equipment – Camera  – Connect (Flickr: NINA-Camera-Connect.jpg)

NINA-Camera-Connect.jpg

NINA-Camera-Connect

Equipment: Telescope verbinden

Wir gehen links auf den Equipment-Tab und dann links auf Telescope.

Aus dem Drop-down wähle ich “EQMOD ASCOM HEQ5/6” (nicht EQMOD HEQ5/6).

Schießlich klicke ich oben auf die Schaltfläche “Connect”

Equipment: Guider verbinden

Wir gehen links auf den Equipment-Tab und dann links auf Guider.

Aus dem Drop Down wähle ich “PHD2” .

Schießlich klicke ich oben auf die Schaltfläche “Connect”   (vorher muss allerdings PHD2 Guiding gestartet sein)

Equipment: Focuser verbinden

Wir gehen links auf den Equipment-Tab und dann links auf Focusser.

Aus dem Drop Down wähle ich “Pegasus Astro Focus Controller” (weil der Controller bei mir immer noch den Pegasus ist…)

Schießlich klicke ich oben auf die Schaltfläche “Connect”

Equipment: Rotator verbinden

Wir gehen links auf den Equipment-Tab und dann links auf Rotator.

Im Drop Down kann ich manual auswählen, dann bestimmt das Plate Solving den Ist-Drehwinkel des Bildes und N.I.N.A. sagt mir wenn mein geplanter Drehwinkel ein anderer war und hilft bei der Korrektur.

Schießlich klicke ich oben auf die Schaltfläche “Connect”

Equipment: Filterwheel verbinden

Wir gehen links auf den Equipment-Tab und dann links auf Filter Wheel.

(habe ich nicht)

Imaging-Tab: Einzelheiten (Customizing the Imaging Tab)

Wenn wir in der ganz linken Leiste auf “Imaging” klicken, erschein ein Fenster namens “Imaging”. Dieses kan ganz flexibel in Unter-Fenster aufgeteilt werden – je nach perönlichen Vorlieben..

Ich habe folgende Aufteilung (layout) gewählt:

Abbildung 4: NINA-Imaging-Fenster-Layout (Github: NINA-Image-Window-Layout.svg)

NINA-Image-Window-Layout.svg

Wie kann ich die einzelnen Unter-Fenster innerhalb des Haupt-Fensters plazieren?

Erstens kann man Unter-Fenster verschwinden lassen indem man in dem Unter-Fenster oben rechts auf das Kreuz (=Close) klickt.

Zweitens kann man neue Unter-Fenster hineinholen indem man auf der waagerechten Leiste (ganz oben) auf eines der Symbole klickt.

Drittens kann man ein “neues” Unter-Fenster so nach eigenen Wünschen innerhalb es Haupt-Fensters plazieren, indem man das sog. “Dock” benutzt.

Das Imaging-Fenster besteht aus dem Haupt-Fenster, was in mehreren Unter-Fenstern aufgeteilt werden kann. Durch Anklicken des “X” in oberen rechten Eck können wir jedes Unter-Fenster schließen (entfernen).

Durch Klicken auf ein Symbol in der oberen Leiste (links=”Info”und rechts=”Tools”) aktivieren wir das zugehörige Unter-Fenster (und können es später auch noch fein plazieren).

Die möglichen Info-Unterfenster (von links nach rechts) sind:

  • Image (das wird wohl das Haupt-Unterfenster werden)
  • Camera
  • Filter Wheel
  • Focuser
  • Rotator
  • Telescope
  • Guider
  • Sequence
  • Switch
  • Weather
  • Dome
  • Statistics
  • HTR History
  • Flat Panel
  • Safety Monitor

Die möglichen Tools-Unterfenster (von links nach rechts) sind:

  • Three Point Alignment (wenn das Plugin geladen ist)
  • Optimal Exposure Calculator
  • Manual Focus Targets
  • Autofocus
  • Polar Alignment
  • Plate Solving
  • Image History
  • Imaging

Options Tab: Einzelheiten

Wenn wir auf den Options-Tab in der ganz linken Leiste klicken, erscheint links eine weitere Leiste:

  • General
  • Equipment
  • Autofocus
  • Dome
  • Imaging
  • Platesolving

Options: Equipment Tab – Planetariums-Software

Bein Erstellen einer Sequenz mit Hilfe des Framing-Assistenten können die Daten des gewünschen Beobachtungsobjekts vom Planetariums-Programm in N.I.N.A. übernommen werden.

Deshalb gehen wir links auf den Reiter “Options” und dann oben auf den Reiter “Equipment”.

Dort stellen wir im Bereich “Planetarium” im Drop Down “Preferred Planetarium Software” unser gewünschtes Planetariums-Programm ein (im Beispiel: Cartes du Ciel).

Abbildung 2: N.I.N.A. Planetarium (Flickr: NINA_Planetarium_Software.jpg)

NINA_Planetarium_Software

Options: Plate Solving Tab

Plate Solving wird von N.I.N.A. an mehreren Stellen im Ablauf automatisch benutzt. Deshalb ist es wichtig, das am Anfang einmal sorgfältig zu konfigurieren und zu testen.

Wir gehen links auf den Reiter Options und dann oben auf den Reiter Plate Solving.

Abbildung 3: N.I.N.A. Plate Solving Settings (Flickr: NINA-PlateSolving-Settings)

NINA-PlateSolving-Settings

Dort müsen wir nun einstellen welche Software wir als “Plate Solver” (im Beispiel ASTAP) einsetzen wollen und welche Software als “Blind Solver” (im Beispiel All Sky Plate Solver) eingesetzt werden soll.

Dabei meint N.I.N.A. hier mit “Plate Solver” einen “Near Solver”.

Die so ausgewählte Software muss natürlich auf dem Computer installiert sein. Die Dateipfade zu der zu Plate Solving  ausgewählten Software muss im unteren Bereich dann angegeben werden.

Da N.I.N.A. extrem viel mit Platesolving macht, müssen die Pfad-Einstellungen für die lokalen Platesolver gemacht werden und möglichst im Profil gespeichert sein – sonst: “Executable not found”

Options: Imaging Tab

Hier können wir diverse Einstellungen für unsere Imaging Session vornehmen. Dies ist gegliedert nach:

  • File Settings
  • Meridian Flip Settings
  • Image Options
  • Sequence
  • Layout

Konfigurationsdatei von N.I.N.A.

Es gibt eine Konfigurationsdatei NINA.exe.config (im Programm-Ordner), die u.a. sagt, wo die N.I.N.A.-Datenbank gespeichert ist.
In meinem Fall ist das der Pfad: c:\users\<name>\AppData\Local\NINA\NINA.sqlite

Abbildung 5: N.I.N.A. Konfigurationsdatei (Flickr: NINA-Database.jpg)

NINA-Database

Dies ist eine SQLite-Datenbank und ich kann sie mit den entsprechenden Tools bearbeiten (zuerst mal anschauen, später vielleicht ergänzen)…

In der SQLite-Datenbank befinden sich folgende Tabellen:

  • brightstars(name, ra, dec, magnitude, syncedfrom)
  • visualdescription
  • dsodetail(id, ra, dec, magnitude,…)
  • constellationstar
  • constellationboundaries
  • constellation
  • cataloguenr(dsodetailid, catalogue, designation)
  • earthrotationalparameters

Die Tabelle “cataloguenr” zeigt mit dem Fremdschlüssel “dsodetailid” auf den Primärschlüssel “id” in der Tabelle “dsodetail”.

Die Tabelle “brightstars” kann beispielsweise leicht um Objekte ergänzt werden, die man in der N.I.N.A.-Funktion “Manual Focus Tragets” haben möchte. In dieser Funktion ist dann ein “Slew” möglich…

Z.B. Alpha Cephei “Alderamin” RA=319,646 Dekl=62,5850    (Achtung es muss tatsächlich in Grad und mit Dezimalstellen eigegeben werden!!!)

Die Sterne in dieser Tabelle können bei “Manual Focus Targets”  (diesen Reiter aktivieren durch Klicken auf das Symbol “Stern” oben rechts)…

Profiles und Layouts von N.I.N.A.

Die “Profiles” von N.I.N.A. werden in einem speziellen Ordner gespeichert.
In meinem Fall ist das der Pfad: c:\users\<name>\AppData\Local\NINA\profiles

Für das gecustomizte Layout des Fenstes “Imaging” legt N.I.N.A. zu jeder Profile-Datei noch eine Layout-Datei mit dem Namensbestandtteil “dock” dort an.

Probleme und Lösungen

Problem Live View: Native Driver für Kameras

Die Kamera ZWO ASI294MC Pro sollte nicht per ASCOM-Treiber, sondern per nativem Treiber verbunden werden. Nur dann ist eine Live-View-Funktion möglich.

Abbildung 6:  N.I.N.A.: Equipment -> Camera -> Treiber -> Connect (Flickr: NINA-00.jpg)

NINA-00

Mit dem nativen Treiber kann man in “Imaging” ein Einzelfoto oder auch Live View anklicken.

Abbildung 7: N.I.N.A. Imaging (Flickr: NINA-03.jpg)

NINA-03

Problem Image Speichern: Angabe eines “Image File Path”

Es muss ein Ordner “Image File Path” angegeben werden, wo die Fotos gespeichert werden sollen – sonst geht nichts: “Directory to save image to not found”.

Abbildung 8: N.I.N.A.: Options -> Imaging -> File Settings (Flickr: NINA-01.jpg)

NINA-01

 

Einzel-Funktionen in N.I.N.A.

Einzel-Funktion: N.I.N.A.-Profile

Wenn man mehrere Teleskope hat bzw. an verschiedenen Standorten arbeitet, empfiehlt es sich mit sog. Profilen zu arbeiten.

SAVE Profile: so eine Funktion gibt es nicht – alle Änderungen am Profil werden sofort gespeichert

LOAD Profile: diese Funktion ist nur aktiv (Schaltfläche sonst ausgegraut), wenn keine Geräte connected sind.

Mit einem Profil wird  von N.I.N.A. gespeichert:

  • Name des Profils
  • Das ausgewählte Planetariums-Programm (Stellatium, Cartes du Ciel,…)
  • Der Standort mit seinen geografischen Koordinaten (unter “Options -> General ->Astrometry” sichtbar)
  • Der “Sky Atlas Image Folder” – keine Ahnung wozu man den braucht…
  • Der “Image File Path” (unter Options -> Imaging -> File Settings)
  • Der “Default folder for sequence files” (unter Options -> Imaging -> Sequence)

Die “Profiles” von N.I.N.A. werden in einem speziellen Ordner gespeichert.
In meinem Fall ist das der Pfad: c:\users\<name>\AppData\Local\NINA\profiles

Einzel-Funktion: Ein Foto machen

Ich gehe links auf den Reiter Immaging.

Es öffen sich dann rechts mehrere Panels.

Im Haupt-Panel “Imaging” klicke ich in der unteren Leiste auf den Reiter Imaging.

Dort kann ich einstellen:

  • Belichtungszeit
  • Filter
  • Binning
  • Gain
  • ,,,

Nun kann ich wahlweise die Schaltfläche Video oder die Schaltfläche Einzelaufnahme drücken…

Abbildung 9: N.I.N.A.  Einzelfoto aufnehmen (Flickr: NINA-Imaging-StartExposure.jpg)

NINA-Imaging-StartExposure.jpg

NINA-Imaging-StartExposure

Wenn ich das aufgenommene Foto speichen will, muss ich den Schalter (oben) auf “ON” stellen und es muss bei den Options ein File Path zum Speichern angegeben sein (siehe unten “Probleme und Lösungen”).

Ich kann das Foto aber auch zuerst nur betrachten -> Reiter “Image”…

Einzel-Funktion: Fokussieren

The Lazy Geek brachte ein schönes Youtube-Video zum Thema Fokussieren mit N.I.N.A: Setting up my Focuser in N.I.N.A. from Scratch.
Wie immmer geht da aber alles sehr schnell. Deshalb versuche ich hier, das nocheinmal ganz sinnig Schritt für Schritt aufzuschreiben:

Stichworte:

  • Motorfocusser
  • Backlash
  • HFD Half Flux Diameter bzw. HFR Half Flux Radius

Fokussieren Erster Schritt: Einstellungen des Focuser’s

  • Belichtungszeit: 5 Sekunden
  • Auto Focus Step Size: 10
  • AF Curve Fitting: Trends & Parabolic
  • Backlash: Zero (in and out)

Abbildung 10: Settings -> Equipment -> Focuser (Flickr: NINA-Focus-01.jpg)

NINA-Focus-01.jpg

Fokussieren Zweiter Schritt N.I.N.A. Oberfläche einrichten

Linke Spalte:

  • Focuser
  • Teleskop
  • Wetter

Mittlere Spalte:

  • Image (mit den Reitern “Manual Focus Targets”, “Auto Focus”, “Plate Solving”)

Rechte Spalte:

  • Imaging

Fokussieren Dritter Schritt: Manuell den Fokus beurteilen

Also: Bild aufnehmen (Imaging), Vergrößern, Fokus beurteilen (Image).

Bewegung des Motorfokussierers

Die Step Size ist jetzt ersteinmal 10, weil das in den “Settings” so angegeben war.
Damit bedeutet der einfache Pfeil “>” eine Bewegung des Fokus um 0,5 * StepSize, also 5.
Der Doppelpfeil bewirkt eine Bewegung des Fokus um 5 * StepSize, also 50 Schritte.

Abschätzung des Backlash

Erster Schritt: Hypothese zum Backlash

  • 50 Schritte nach rechts (also nach draussen) und ein Foto aufnehmen.
  • Wenn sich keine Veränderung in den Sternscheibchen zeigt, sind wir noch innerhalb des Backlash.
  • wir machen weiter: 50 oder 5 Schritte nach rechts und Foto, bis wir einen Unterschied sehen.
  • Wenn wir nach drei Mal 50 Schritten endlich einen Unterschied sehen, wäre die Hypothese, dass der Backlash so bei 100 liegen könnte.

Zweiter Schritt: Verifikation der Hypothese

  • 50 Schritte nach links (also nach innen) und ein Foto aufnehmen: keine Veränderung. Also ist der backlash mindestens 50
  • nocheinmal 50 Schritte nach links und Foto: fast keine Veränderung. vielleicht ist der Backlash leicht unter 100.
  • weitere 50 Schritte nach links und Foto: die Sternscheiben wurden kleiner. Gut wir bleiben bei unserer Annahme: Backlash ca. 100

Bereich der Sternerkennung (und HFD Berechnung)

Nun wäre die Frage, wieviel Spielraum nach links und nach rechst haben wir damit die Software noch die Sterne erkennt (und den HFD berechnet)?

  • Wir gehen immer weiter nach links, bis wir glauben so ungefär den “best focus” erreicht zuhaben
  • Der  Weg bis zum “best focus” war ungefähr 150 Schritte; also kann N.I.N.A. in einem Bereich von plus-minus 150 Schritten um den “best focus” gut die Sterne erkennen und den HFD berechnen
  • Zur Kontrolle, wieviele Sterne von N.I.N.A. tatsächlich erkannt werden, können wir “Annotation” anschalten
  • Wir erkennen, dass die Belichtungszeit ruhig etwas mehr sein kann: 5 Sekunden (statt 1 Sekunde)

Bildbeschreibung: Sternerkennung mit “Annotation”

XYZ

Autofocus Stepsize

Die “Auto Focus Initial Offset Steps” sind ja auf 4 und die “Auto Focus Step Size” auf 10
Die Autofokus-Prozedur würde mit einer anfänglichen Bewegung nach rechts um 4 mal 10 starten…

Wir haben aber einen Spielraum von ca. plus-minus 150. Wenn wir den nur in etwas halb ausnutzen, landen wir immer noch bei 75 / 4 = 17
Wir setzen die “Auto Focus Step Size” deswegen auf 20.

Fokussieren Vierter Schritt: Autofokus-Prozedur noch mit Backlash 0

  • Wir gehen 100 Fokusser-Schritte nach links, damit die Autofokus-Prozedur ohne Backlash starten kann.
  • Wir starten die Autofokus-Prozedur
  • Die Autofokus-Kurve zeigt rechts einen Backlash von 2 mal 20 Steps

Abbildung 11: N.I.N.A. Autofocus ohne Backlash (Flickr: NINA-Focus-05.jpg)

NINA-Focus-05.jpg

Fokussieren Fünfter Schritt: Autofokus-Prozedur mit Backlash 100

  • Wir tragen den Backlash von 100 in beiden Richtungen ein
  • Wir starten die Autofokus-Prozedur erneut

Abbildung 12: N.I.N.A. Autofokus mit richtigem Backlash (Flickr: NINA-Focus-07.jpg)

NINA-Focus-07.jpg

 

N.I.N.A. Praxisbeispiel: M92

N.I.N.A. Einzelfunktion: Framing

Nachdem wir nun N.I.N.A. installiert und eingerichtet haben, können wir nun endlich ein echtes Astro-Objekt fotografieren. Dazu wollen wir zuerst für das ausgewählte Astro-Objekt den genauen Bildausschnitt festlegen (“Framing”) und das dann als sog. “Sequence” abspeichern.

Wir wählen also ein Astro-Objekt (im Beispiel M92) in unserer Planetariums-Software (im Beispiel ist das Cartes du Ciel) aus.

Dann gehen wir in N.I.N.A. auf den Reiter “Framing”.

Wenn wir im Bereich “Coordinates” auf das Symbol neben dem Wort “Coordinates” klicken, wird das Objekt aus der Planetariums-Software mit seinen Koordinaten in N.I.N.A. übernommen. Alternativ können wir auch den Namen eines Astro-Objekts im Feld “Name” direkt eingeben und die Koordinaten werden übernommen.

Wir können auch auf die Schaltfläche “Load Image” klicken. Dann wird rechts im Hauptfenster ein Foto des Objekts angezeigt, wobei das Bild sogroß wird, wie im Feld “Field Of View” angegeben.

Der Bildauschnitt wird bei gegebener Sensorgröße bestimmt durch die Brennweite; diese sollten wir kontrollieren und ggf. hier richtig eingeben. Dann erscheint ein Kästchen, das den Bildausschnutt zeigt. Dieses Kästchen können wir noch ein bisschen hin und her schieben. Mit dem Mausrad (oder den Symbolen oben) kann man auch in das Bild hineinzoomen oder herauszoomen.

Abbildung 13: N.I.N.A. Framing on Target M92 (Flickr: NINA-Framing-01.jpg)

NINA-Framing-01.jpg

Am Ende speichern wir da Ganze als sog. “Sequenz” ab (“Replace as”), dabei werden die Koordinaten des Frame-Mittelpunkts an die Sequence übergeben.

N.I.N.A. Einzel-Funktion Sequence

Nachdem wir mit hilfe des Framing-Assitenmten (s.o.) eine “Sequence” erstellt haben, können wir nun diese Sequence noch ein wenig bearbeiten und dann speichern (oder gleich ausführen).

In unserer Sequence haben wir ein “Target” wofür wir jetzt noch Einzelheiten (z.B. Anzahl Einzelbilder, Belichtungszeit, Gain,…) festlegen können.

Ich schalte auch “Slew to target” und “Center target” an. Dann wird das Teleskop vor der ersten Aufnahme auf das Beobachtungsobjekt (“Target”) geschwenkt (= Goto) und genau auf den Bildmittelpunkt eingestellt (“Center”). Für letzteres wird – ohne das man irgendetwas tun muss – Plate Solving eingesetzt.

Abbildung 14: N.I.N.A. Sequence (Flickr: NINA-05.jpg)

NINA-05

Wenn man eine “Sequence” testweise durchgeführt hat und danach etwas ändern will und die Sequence nocheinmal ausführen will, so geht das ersteinmal nicht. Die Sequence muss erst wieder “aktiv” gesetzt werden…

Abbildung 15: N.I.N.A. Sequence ausführen (Flickr: NINA-06.jpg)

NINA-06