Astronomie: Adobe Photoshop Ebenen

Gehört zu: Astro-Software
Siehe auch: Photoshop GrundlagenAstrofotografie mit GIMP, Photoshop Luminanzmasken
Benutzt: Fotos aus Google Archiv

Stand: 2.12.2022

Photoshop Layer / Ebenen / Masken

Bei Photoshop kann man die Bildverarbeitung in Ebenen organisieren, die über das ursprüngliche Bild gelegt werden, sodass das ursprüngliche Bild nicht verändert wird. Man nennt das “non destructive“. Beim Öffnen eines Bildes zur Bearbeitung wird dieses in eine sog. “Hintergrundebene” gelegt. Zur Bearbeitung können Ebenen darübergelegt werden. Die oben liegenden Ebenen überdecken die darunter liegenden. was durch die Deckkraft jeder Ebene modifiziert werden kann.

Die Ebenen-Palette

Man sieht das in der sog. Ebenen-Palette (Ebenenbedienfeld):

Abbildung 1: Photoshop Ebenen-Palette (Google Archiv: Photoshop-ebenen-01.jpg)

photoshop-ebenen-01.jpg

Die Ebenen-Palette (Ebenenbedienfeld) wird angezeigt durch: Menü –> Fenster -> Ebenen (Windows –> Layers).

Wie man im Bild sieht, heißt die Ebene “Background”, sie ist sichtbar (links von der Miniatur das Augen-Symbol) und gegen Bearbeitung geschützt (rechts das Schloss-Symbol). Auf diese Symbole kann man mit der Maus klicken. um die Ebene auszublenden (Auge-Symbol) bzw. bearbeitbar zu machen (Schloss-Symbol).

Neue Ebene erstellen

Eine neue Ebene erstellen kann man durch klicken in der Ebenen-Palette auf das kleine Symbol unten, 2. von rechts. Die neue Ebene wird oberhalb der aktuellen Ebene angelegt.

Abbildung 2: Photoshop Neue Ebene (Google Archiv: photoshop-ebenen-02.jpg)

photoshop-ebenen-02.jpg

Die neue Ebene wird dann in der Ebenen-Palette angezeigt als “Ebene 1” (oberhalb der ursprünglich ausgewählten Ebene “Hintergrund”):

Abbildung 3: Photoshop Neue Ebene “Ebene 1” (Google Archiv: photoshop-ebenen-03.jpg)

photoshop-ebenen-03.jpg

Photoshop Ebenen Neu

Die Sichtbarkeit der beiden Ebenen kann ich nun durch Anklicken des Symbols “Auge” verändern.

Auf der neuen Ebene (“Ebene 1”) kann ich nun beliebig malen, schreiben etc.

Jenachdem, was ich auf dieser neuen Ebene male, wird der Typ der Ebene von Photoshop festgelegt:

  • Bitmap-Ebene – auch Raster-Ebene genannt  (für Fotos)
  • Text-Ebene   (für Texte)
  • Symbol-Ebene   (für Kreise, Rechtecke, Bezier-Kurven,…)
  • Einstellungs-Ebenen (s.u.)

Arten von Ebenen

Standardmäßig haben wir sog. Pixelebenen. In Pixelebenen kann ich “malen”. Wenn ich in eine neue Ebene Text einfüge, so wird die Ebene zu einer sog. Textebene. Eine Textebene kann später wieder “gepixelt” werden.
Es gibt aber auch noch die sog. “Misch- oder Einstellungseben” da malt oder schreibt man nix drauf, sondern verwendet Photoshop-Einstellungen wie z.B. Tonwertkorrektur, Gradationskurve,….

Misch- und Einstellungsebenen

Das ist eine Ebene ohne Inhalt (also nix gemalt oder geschrieben), die lediglich bestimmte Photoshop-Einstellungen wie z.B. Tonwertkorrektur, Gradationskurve,…. auf die darunterliegenden Ebenen (jeweils auf das ganze Bild) anwendet. Als Ebene ist die Einstellung dann “non destructive”).

Eine neue Einstellungsebene erstellen kann man durch klicken in der Ebenen-Palette auf das kleine Symbol unten, 2. von links. Die neue Ebene wird oberhalb der aktuellen Ebene angelegt.

Abbildung 4: Photoshop Einstellungsebenen (Google Archiv: photoshop-ebenen-04.jpg)

photoshop-ebenen-04.jpg

Sortierung der Ebenen

In der Ebenen-Palette (Ebenenbedienfeld, Ebenenverwaltung) kann man eine Ebene anklicken und sie mit der Maus nach oben oder unten verschieben.

Ein externes Bild als neue Ebene einfügen

xxx

Ebenen zusammenführen (“reduzieren”, “stempeln”)

Auf Ebenen zu arbeiten kann ganz viel Sinn machen, es kann aber auch die Situation entstehen, wo man aus zwei oder mehreren Ebenen wieder eine machen will. Z.B. wenn man eine durch Photoshop bearbeitete Datei am Ende als JPG-Datei speichern will, geht das nicht mit mehreren Ebenen. man muss die ggf. mehreren Ebenen auf eine Ebene reduzieren. Dafür bietet Photoshop (wie immer) mehrere Möglichkeiten an:

  • “Mit darunterliegender Ebene auf eine Ebene reduzieren” (also vorher eine Ebene selektieren)
  • “Sichtbare auf eine Ebene reduzieren” (also vorher Sichbarkeitssymbole (Auge) wie gewünscht anklicken)
  • “Auf Hintergrundeben reduzieren”

Beim “Stempeln” (Stamp Layer) geht es darum, das Bild aus allen Ebenen zu einer Ebene (der Stamp-Ebene) zusammenzuführen, um dort bestimme Filter oder Kontrollen (z.B. im Gesamt- Histogramm) durchzuführen…

  • Tastenkombination: Shift + Ctrl + Alt + E

Abbildung 5: Ebenen zusammenführen (Google Archiv: photoshop-ebenen-05.jpg)

xyz

Der Photoshop-Spezi arbeitet gern mit den entsprechenden Tastenkombinationen: Strg-E, Umschalt-Strg-E, …

Photoshop Basis: Ebenenmasken

Zu einer Ebene kann eine Ebenenmaske definiert werden. Im Ebenenbedienfeld (Ebenenpalette) erscheint dann neben dem Ebenen-Symbol ein Masken-Symbol:

Abbildung 6: Photoshop Ebenenmaske (Google Archiv: photoshop-13.jpg)

Photoshop-13.jpg

Masken: Maske Erstellen (Symbol am unteren Rand der Ebenenpalette)

Masken: Maske groß zur Ansicht: Alt-Taste auf Masken-Symbol (Miniatur)

  • Maske Weiß bedeutet, dass alle Veränderungen der Ebene (Einstellungsebene) sichtbar sind.
  • Maske Schwarz bedeutet, dass keine Veränderung sichtbar ist; die untere Ebene „scheint durch“.
  • Maske Grau bedeutet, dass proportional zur Dunkelheit des Grautones die untere Ebene durchscheint.

Siehe auch: Photoshop Luminanzmasken

Grober Workflow Easy Panel: Vordergrund- Hintergrund

Ausgangspunkt ist ein Photo mit zwei Bestandteilen: Sternhimmel und Landschaft im Vordergrund. Beide Teile sollen per Maskierung unterschiedlich bearbeitet werden.

  1. Bild mit dem guten Vordergrund in der Ebenenpalette nach oben, Bild mit dem guten Sternhimmel nach unten.
  2. Die Schwierigkeit dabei soll sein, das die Grenze zwischen diesen Bestandteilen (Vordergrund und Himmel) kompliziert ist (z.B. Bäume) und damit eine einfache Ebenenmaske schwierig zu erstellen ist. Wir haben also unser Bild mit dem schönen (scharfen, helleren) Vordergrund in der obersten Ebene und die schönen Himmel in der Ebene darunter.
  3. Wir machen jetzt nur die obere Ebene als “sichtbar” (Auge) und erzeugen dort eine neue Ebenenmaske (standardmäßig ganz in weiss). Nun invertieren wir diese Maske (Maske selektieren und Strg-I).
  4. Dann deaktivieren wir diese Ebenenmaske mit Rechtsklick auf die Ebenenmaske und dann “Ebenenmaske deaktivieren”
  5. Dann auf die Ebene selbst klicken und im Easy Panel nacheinander auf “Bright LMs”. “Dark LMs” und Midtone LMs” dadurch wird jeweils eine Gruppe von 6 LMs (Luminosity Masks) erzeugt. Wir probieren diese Maske durch Klicken auf 1,2,3,4,5,6 aus, wobei wir eine gute Maske brauchen wo ein starker Kontrast zwischen Himmel und Vordergrund besteht. Beispiel: Himmel schwarz, Vordergrund weiss.
  6. Meist ist in dem weissen Teil der Maske (für den Vordergrund) noch das eine oder andere nicht ganz weiss. Das kan man mit dem Malerpinsel dann ganz weiss machen (auf das Maskensymbol bei gedrückter Alt-Taste klicken, dann kann man die Maske allein bearbeiten…). Möglicherweise ist auch der schwarze Teil (Hintergrund, Himmel) nicht ganz schwarz – dann verfährt man analog. Hauptsache, die Trennlinie zwischen Vordergrund und Himmel ist scharf.
  7. Die so optimierte Ebenenmaske schiebt man nun mit der Maus auf die oben(nr. 4) deaktivierte.
  8. Nun kann man den Vordergrund separat bearbeiten z.B. mit “Strg-L”….

 

 

 

Astronomie: Adobe Photoshop Plugins

Gehört zu: Astro-Software
Siehe auch: Photoshop GrundlagenAstrofotografie mit GIMP, Photoshop Luminanzmasken
Benutzt: Fotos aus Google Archiv

Photoshop Plugins / Erweiterungen

Für die Nachbearbeitung von Astrofotos kommen folgende Plugins in Frage:

Photoshop Plugin HLVG “Hasta La Vista Green”

Dieses kostenlose Plugin empfiehlt Frank Sackenheim. Wir können es downloaden von:

Link: http://www.deepskycolors.com/archivo/2010/04/26/hasta-La-Vista-Green.html

Installiert werden muss die Datei in den Ordner:

  • C:\Programme\Adobe\Adobe Photoshop CC 2018\Required\Plug-ins
  • C:\Programme\Adobe\Adobe Photoshop CS6 (64 Bit)\Required
  • C:\Programme (x86)\Adobe\Adobe Photoshop CS2\Zusatzmodule

Dann erscheint der HLVG-Filter in Adobe Photoshop CC2018 und CS6 unter dem Menüpunkt: Filter -> DeepSkyColors

Photoshop Plugin: Nik Collection

Von Google gibt es die bekannte “Nik Collection”; das sind Filter, die man in Adobe Photoshop einbauen kann.

Download: nikcollection-full-1.2.11.exe

Der Ordner “nik collection” aus der Google-Installation muss kopiert werden nach:

  • C:\Programme\Adobe\Adobe Photoshop CC 2018\Required\Plug-ins (genommen wird aber Google)
  • C:\Programme\Adobe\Adobe Photoshop CS6 (64 Bit)\Plug-ins
  • C:\Programme (x86)\Adobe\Adobe Photoshop CS2\Zusatzmodule

Dann erscheinen die NIK-Filter in Adobe Photoshop CC2018 und CS6 unter dem Menüpunkt: Filter -> Nik Collection

Abbildung 5: Photoshop Filter Nik Collection (Google Archiv: Photoshop_2019-06-09 21_50.jpg)

Photoshop_2009-06-09 21_50.jpg

Photoshop Plugin: Noel Carboni’s Astronomy Tools

Dieses Plugin einthält interessante Photoshop Actions. Z.B.

  • “Local Contrast Enhancement”
  • Space Noise Reduction
  • Deep Space Noise Reduction
  • Make Stars Smaller
  • Enhance DSO and Reduce Stars
  • etc.

Photoshop Plugin: Luminosity Mask “Easy Panel 2.0”

Es gibt eine kostenlose Erweitung von Jimmy McIntyre auf

Download von: http://www.shutterevolve.com (Dateiname: Easy_Panel_2.zip)

Den Ordner mit der Erweitung namens “Easy Panel 2.0” habe ich in folgenden Ordner mit Hilfe des Skripts installiert.

Dadurch wir einiges hineinkopiert in den Ordner:

C:\Users\<username>\AppData\Roaming\Adobe\CEP\extensions

Aufrufen kann man das “Easy Panel 2.0” dann mit “Menü -> Fenster -> Erweiterungen -> …”

Abbildung 6: Photoshop Easy Panel 2.0 (Google Archiv: photoshop-11.jpg)

photoshop-11.jpg

Wenn man auf “Easy Panel 2.0” klickt, erscheint tatsächlich dieses Panel:

Abbildung 7: Photoshop Easy Panel 2.0 (Google Archiv: photoshop-12.jpg)

photoshop-12.jpg

Weitere Beschreibung: https://www.youtube.com/watch?v=x2dVRoyyFrc

 

 

 

Astronomie: Fokussieren mit N.I.N.A.

Gehört zu: N.I.N.A.
Siehe auch: Motorfokussierer
Benutzt: Fotos aus Google Archiv

Stand: 24.11.2022

Fokussieren mit N.I.N.A.

N.I.N.A. unterstützt ja schon immer als Gerät einen Motorfokusser.

Für mein “großes” Teleskop den ED 80/600 hatte ich mir ja nach mehreren Versuchen den ZWO EAF zugelegt.

Nun (2022) kam für meine “kleine” Lösung auf der Reisemontierung AZ GTi das Gerät von AstroMechanics hinzu.

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.

Auch das YouTube-Video von Patriot Astro Setup NINA Auto-Focus Quickly and Correctly hat mir gut geholfen.

Stichworte:

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

Fokussieren: Generelle Einstellungen bei N.I.N.A.

Bei N.I.N.A. gehen wir auf “Options” -> “Equipment” -> “Focusser” und stellen dort ein:

  • Belichtungszeit: 6 Sekunden
  • Auto Focus Step Size: 50
  • Curve Fitting Strategy: Hyperbolic
  • Backlash Compensation Method: Overshoot  (kann nur geändert werden, wenn nicht connected)
  • Backlash: Zero (in and out)

Aus Google Archiv

Abbildung 1: Settings -> Equipment -> Focuser (Google Archiv: NINA-Focus-01.jpg)

Text Alternativer

 

Vorgehensweise bei N.I.N.A. mit dem AstroMechanics Adapter

Schritt 1: “Close to Focus”

Ich nehme ein beliebiges Sternfeld und versuche die Sterne scharf einzustellen – wozu ich in N.I.N.A. meinen AstroMechanics-Adapter als Fokusser mit ASCOM-Treiber eingestellt habe. Ich mache also ein Foto mit N.I.N.A. und vergrößere es, damit ich gut sehen kann, bei welcher Fokus-Position die Sterne maximal scharf sind (kleinste Scheibchen). In meinem Fall scheint die beste Fokus-Postion bei 5075 zu sein.

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.

Einen evtl. vorhandenen Backlash ignorieren wir zunächst.

Schritt 2:  “Out of Focus”

Um eine passende Schrittweite (für den Autofokus-Prozess) zu ermitteln, verstelle ich den Fokus jetzt in ganz kleinen Schritten und mache immer ein neues Foto, bis die Sternscheibchen deutlch größer werden. Man sagt so 20% bis 50% sollte das Sternscheibchen größer werden. Das scheint in meinem Fall bei einer Fokus-Position von 5100 der Fall zu sein.

Schritt 3: “Step Size”

Die oben festgestellte Differenz war 5100-5075=25. Ich gehe mal vorsichtig heran und probiere es mit einer Step Size von 20.

Jetzt stelle ich in N.I.N.A. bei Options -> AF die Autofocus Stepsize ein.

Schritt 4: “Start Autofocus”

Mit diesen Einstellungen klicken In N.I.N.A. in der Kachel (Pane) “Autofocus”  auf die Schaltfläche “Start autofocus”.

N.I.N.A. misst auf jeben Foto die sog. HFD, also quasi den Durchmesser der Stenscheibchen und trägt den Wert auf der Y-Achse auf.

Hier ist das Ergebnis eine Fokusposition von 5071 wobei die Hyperbel durch die Messpunkte mit R2 = 1 bestens passt. Als HFR wird als Minimum 2,54 erreicht.

Abbildung 2: N.I.N.A. Autofocus mit Schrittweite 20 (Google Archiv 20221118_NINA_Autofocus1.jpg)

20221118_NINA_Autofocus1.jpg

 

Als zweiten Versuch habe ich eine Step Size von 25 eingestellt.

Hier ist das Ergebnis eine Fokusposition von 5064 wobei die Hyperbel durch die Messpunkte mit R2 = 1 bestens passt. Als HFR wird als Minimum 2,14 erreicht.

Google Archiv

Abbildung 3: N.I.N.A. Autofocus mit Schrittweite 25 (Google Archiv 20221118_NINA_Autofocus2.jpg)

NINA Autofocus 2

Vergehensweise bei N.I.N.A. mit dem ZWO EAF Fokussierer

Fokussieren erster 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)

Abbildung 4: 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 zweiter 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 5: N.I.N.A. Autofocus ohne Backlash (Google Archiv: NINA-Focus-05.jpg)

NINA-Focus-05.jpg

Fokussieren dritter Schritt: Autofokus-Prozedur mit Backlash=100

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

Abbildung 6: N.I.N.A. Autofokus mit richtigem Backlash (Google Archiv: NINA-Focus-07.jpg)

NINA-Focus-07.jpg

 

 

Astronomie: Periodic Error Correction

Gehört zu: Nachführung
Siehe auch: EQMOD, Autoguiding, Montierungen, Nachführung mit der Montierung

Stand: 20.11.2022

Ungenauigkeit im Tracking durch Schneckenfehler: Periodic Error Correction

Der Antrieb der Achsen von astronomischen Montierungen erfolgt über Schrittmotoren mit einem Getriebe wobei zuletzt eine Schneckenwelle (worm) die Drehung auf ein auf der Achse befindliches Zahnrad überträgt. Durch kleinste Fehler in der Schnecke können Fehler in der Nachführung auftreten, die sich periodisch mit dem Zyklus des Schneckenrades wiederholen. Bei 135 Zähnen (bei meiner HEQ5 Pro.) wäre die Scheckenperiode: 86164/135 = 638 Sekunden.

Zur Berücksichtigung eines eventuellen Schneckenfehlers (Periodic Error = PE) gehen wir in folgenden Schritten vor:

  1. Messen PE; also Abweichung des Trackings gegen den echten Himmel
  2. Analysieren der PE; also der Abweichungen
  3. Gegenmaßnahmen planen; d.h. PEC-Kurve erzeugen
  4. Gegenmaßnahme bei der Montierung einbauen; d.h. PEC-Kurve laden

Messung des Schneckenfehlers

Dazu müssen wir den Schneckenfehler messen, also die Abweichungen zwischen mototischer Drehung per Montierung und tatsächlicher Drehung des Sternenhimmels messen und ein einer Datei festhalten. Solche Meßwerte bekommt man z.B. durch die Log-Dateien von Guiding-Programmen, wie PHD2 Guiding.

Das Programm PECPrep aus dem EQMOD Project (http://eq-mod.sourceforge.net/ppindex.html) kann Dateien mit den Messwerten von verschiedenen Programmen einlesen; z.B. Log-Dateien von PHD2 Guiding. Zur Auswertung wir der genaue Pixel-Maßstab der benötigt, also: Brennweite (GuideScope 180mm), Pixelgröße (GuideCam 3,87μ)  und die Deklination des Himmelsobjekts. Dann kann PECPrep die Daten als Kurve darstellen und auswerten.

Damit ist sogar eine Fouriertransformation zur Bestimmung der verschiedenen Fehlerperioden möglich. Man findet eine ganze Anzahl von Anleitungen dazu.

Zur Messung des Scheckenfehlers sind folgende Schritte erforderlich:

1. Nachführen mit PHD2 Guiding mit Erzeugen eines schönen (mehrere Worm Periods) Log-Files

2. Laden dieses Log-Files in PECPrep (Dabei wird das File konvertiert)

3. Analysieren dieses Log-Files mit PECPrep

4. Als Gegenmaßnahme mit PECPrep eine PEC-Kurve erzeugen

5. xyz

 

Verbesserung des Trackings durch Periodic Error Correction

Eine kleine Ungeauigkeit im Tracking könnte sich durch einen Schneckenfehler (Periodic Error) bei der Monierung HEQ5 Pro einschleichen…

Viele Montierungen unterstützen dafür die sog. “Periodic Error Correction” (“PEC”) um Schneckenfehler auszugleichen. Auch meine Montierung HEQ5 Pro kann das per Handbox aber auch Hilfe von EQMOD.

Dazu mass man im ersten Schritt den Schneckenfehler, möglichst über mehrere Schneckenperioden messen und in einer Datei abspeichern (das nennt man “PEC Training“). Dann kan man im zweiten Schritt diese Datei zwecks Korrektur in EQMOD laden…

Astronomie: Harmonic Drive

Gehört zu: Astronomische Montierungen
Siehe auch: HEQ5 Pro, ASIAir

Stand: 09.11.2022

Was ist ein Harmonic Drive?

In den Jahren 2021/2022 kam dieser Begriff “Harmonic Drive” auf…

Solche Astro-Montierungen sind also recht neu und haben deswegen wohl einige Kinderkrankheiten….

Statt auf den klassischen Antrieb mit Schneckenrad setzte die RST135 auf ein sog. Strain wave gear (Well-Getriebe). Bewährt haben sich diese Antriebe in der Industrie und Industrierobotern.

The German company Harmonic Drive SE manufactured the first series-produced gears under the product name or registered trademark Harmonic Drive.

Gear = Getriebe

Jetzt zeigte Trevor von Astrobackyard seine Montierung ZWO AM5

Harmonic Drives sind teuer (>2000 Euro)

Harmonic Drives funktionieren ohne Gegengewicht und sind deswegen leichter und als mobile Montierung besser geeignet. Das Gegengewicht wird nicht so nötig gebraucht, weil das Getriebe ein sehr hohes Drehmoment (torque) liefert.

Eine Harmonic Drive Montierung kann leichter umkippen, da ohne Gegengewicht der Schwerkpunkt stark vom geometrischen Mittelpunkt abweicht.

Hersteller:

  • Rainbow Astro: Rainbow RST 135
  • HobyM crux 140       (Cuiv hat es retourniert)
  • ArteSky BH17-H
  • ZWO AM5    (mit ASIAir gut, sonst: ASCOM-Treiber schlecht: nur eine Verbindung)
  • Sharpstar Mark III
  • iOptron HEM27

Physik: Multi-Pole Moment

Gehört zu: Physik
Siehe auch: Kosmische Hintergrundstrahlung, Fourier-Analyse
Benutzt: Grafiken von Wikipedia

Stand: 25.10.2022

Multipol-Moment

Bei einer flächigen ungleichmäßigen Verteilung einer physikalischen Größe (z.B. Elektrische Ladung) versuchen wir eine Summe von sog. Momenten zu nehmen. Wir haben dann:

  • Monopol:  Gesamtverteilung als ein Mittelwert
  • Dipol:  Verteilung in zwei Teilen
  • Quadropol: Verteilung in vier Teilen
  • Octopol: Verteilung in acht Teilen
  • etc.

Harmonische Analyse

Mathematically, the multipole moments arise from a spherical harmonic decomposition of the fluctuations in angle.

http://background.uchicago.edu/~whu/intermediate/map5.html

Kosmische Hintergrundstrahlung

Bei der Hintergrundstrahlung geht es ja zunächst darum, die Messwerte zu analysieren. Als Messwerte haben wir für jeden Punkt auf der Himmelskugel die dort gemessene Strahlungsintensität (bzw. Temperatur). Daraus machen wir zunächst eine sog. “Multipol”-Darstellung und bekommen ein “Angular Power Spectrum”.  Das liefert das bekannte Bild.

Abbildung 1: Leistungsspektrum der CMB (Copyright Wikipedia: PowerSpectrumExt.svg)

Leistungsspektrum (Copyright Wikipedia)

Leistungsspektrum (Copyright Wikipedia)

Dieses “Angular Power Spectrum” gilt es dann zu analysieren. Dabei kommt soetwas wie eine “Harmonische Analyse” über die Sphäre ins Spiel…

 

 

Astronomie: iTelescope

Gehört zu: Teleskope
Siehe auch: Beobachtungsorte, Remote Control, Using Remote Telescopes

Stand: 22.10.2022

Astrofotografie mit Remote Telescopes beim Anbieter iTelescope

Ich möchte einmal sog. Remote Telescopes – Remote Observatories – ausprobieren, weil mir das mit eigenen Geräten hier in Hamburg alles recht aufwendig vorkommt.

Im Dezember 2016 habe ich mir deshalb mal einen “Starter-Trial” bei http://www.itelescope.net gegönnt.

Das Einloggen in ein Telescope erfolgt mit dieser URL:  http://go.itelescope.net

Die Benutzung der Remote Teleskope wird in einem Punktesystem abgerechnet. Contine reading

Astronomie: Hydrostatisches Gleichgewicht

Gehört zu: Sternenentwicklung
Siehe auch: Hertzsprung-Russel-Diagramm, Roter Riese, Ideales Gas
Benutzt: Latex-Plugin für WordPress, SVG-Grafik aus Github

Stand:13.10.2022

Hydrostatisches Gleichgewicht

Sterne sind ja Gaskugeln, die sich auf der Hauptreihe des HRD im Hydrostatischen Gleichgewicht befinden.
Dazu müssen sich alle wirkenden Drücke ausbalacieren.

Zu den in Sterninneren wirkenden Drücken gehören: Gravitationsdruck, Gasdruck, Strahlungsdruck, der Druck durch die Fliehkraft,…

MIt diesen verschiedenen Drücken, die im Inneren eines Sterns wirken, wollen wir uns nun beschäftigen.

Gravitationsdruck

Annahmen: Wir betrachten eine Kugel mit Radius R, einer Gesamtmasse von M und zur weiteren Vereinfachung einer konstaten Dichte \(\rho\).

Wir möchten wissen, wie sich im Sterninneren der Druck P(r) in Abhängigkeit von der Entfernung r vom Sternzentrum (r=0) verhält.
Offensichtlich ist an der Oberfläche P(R)=0.

Da die betrachteten physikalischen Größen sich in Abhängigkeit von r ändern können, berechnen wir alles zuerst für infenitesimal dünne Kugelschalen (mit festem r) und müssen dann diese Kugelschalen aufsummieren (integrieren).

Eine Kugelschale

Eine Kugelschale vom Radius r (0 <= r <= R), einer Fläche von Fläche(r) und der infenitesimalen Dicke von dr hat ein Masse von:

\( dm = Fläche(r) \cdot dr \cdot \rho \tag{1}\\ \)

Die nach innen gerichtete Anziehungskraft auf diese Kugelschale ist einfach die Anziehungskraft der Sternmasse im Inneren der Kugelschale (Newtons Schalensatz).

Die Masse innerhalb der Kugelschale vom Radius r ist:

\(  m(r) = Volumen(r) \cdot \rho = \frac{4}{3} \pi r^3 \rho \tag{2} \\ \)

Auf diese Kugelschale vom Radius r wirkt also eine Anziehungskraft von:

\( f(r) = – G \frac{m(r) dm}{r^2}  \tag{3} \\\)

Damit ist der gravitative Druck dieser Kugelschale:

\( dP = \frac{f(r)}{Fläche(r)} = -\frac{G\frac{m(r) dm}{r^2}}{Fläche(r)}  \tag{4}\\\)

Nun setzten wir den oben gefundenen Ausdruck für dm aus Gleichung (1) hier ein:

\( dP = -\frac{G \cdot m(r) \rho \cdot dr}{r^2} \tag{5}\\\)

Dann setzten wir noch die oben gefundene Funktion m(r) aus Gleichung (2) hier ein:

\( dP = -\frac{G \cdot \frac{4}{3} \pi r^3 \rho \cdot \rho \cdot dr}{r^2} \tag{6}\\ \)

und bekommen schießlich als Gradienten des Gravitationsdrucks:

\( \frac{dP}{dr} = -\frac{4}{3} G \cdot \rho^2 \cdot r \tag{7}\\\)

Dies können wir nun aufsummieren (integrieren) zu:

\( P(r) = – \frac{2}{3} \pi G \rho^2 \cdot r^2+ const. \tag{8}\\\)

Aus der Randbedingung P(R) = 0  erhalten wir die Integrationskonstante und schließlich:

\( P(r) = \frac{2}{3} \pi G \rho^2 R^2 – \frac{2}{3} \pi G \rho^2 r^2  = \frac{2}{3} \pi G \rho^2 (r^2 – R^2) \tag{9}\\ \)

Diesen Verlauf des Gravitationsdrucks im Inneren eines Sterns können wir grafisch mit GeoGebra darstellen, dann als SVG-Datei exportieren und diese dann in unseren WordPress-Betrag einbauen (s.u.).

Abbildung 1: Gravitationsdruck in einer homogenen Gaskugel (Github: Gravitationsdruck.svg)

Der Gasdruck

Zur Vereinfachung nehmen wir zunächst an, dass das Gas sich wie ein ideales Gas verhält….

\( p \cdot V = n \cdot R \cdot T \)

Der Strahlungsdruck

Die Kernfusion im inneren des Sterns erzeugt einen nach aussen gerichteten Energiestrom….

 

Astronomie: Mindmap Astrofotografie

Gehört zu: Astronomie
Siehe auch: Mindmaps

Stand: 09.10.2022

Mindmap Astrofotografie

Als ich mich im Jahre 2014 begann wieder mit meinem alten Schüler-Hobby, der Astronomie, auseinanderzusetzen, konnte ich mich vor so viel Neuem, garnicht mehr orientieren. Ich begann diese Mindmap zu malen:

Abbildung 1: Meine Mindmap zur Astrofotografie vom 29.9.2016

Astrofotografie Mindmap

http://blog.kr8.de/astrofotografie-mond/ http://blog.kr8.de/astrofotografie-mond/ http://blog.kr8.de/astrofotografie-mond/

Die Links in dieser Mindmap kann ich hier in WordPress nicht so elegant realisieren.

Etwas Hilfe verspreche ich mir von: https://www.image-map.net/

Mein aktuelles Image “mindmap-astrofotografie.jpg hat die Größe von: 1223 x 904 Pixeln. Auf der Webite hat das width=1024, height=773

Solange ich das noch nicht fertig umgestellt habe hier eine Liste der in der Map vorkommenden Links:

Fähigkeiten

  • Fotobearbeitung – Stacking
  • Nachführung
  • Platesolving
  • Suchen und Finden
  • Polar Alignment
  • Fokussieren
  • Beobachtungsplanung

Beobachtungsobjekte

  • Milchstrasse
  • LMC
  • Sonne
    • Totale Sonnenfinsternis
  • Mond
  • Meteorstöme
  • Asterismen
  • Nordlicht
  • Leuchtende Nachtwolken
  • Erdsatelliten
    • ISS
    • Iridium
    • Geostationäre
  • Sonstiges
    • Zodiakallicht
  • Sensor
    • DSLR Sony NEX 5R
    • Altair GP-CAM
    • Panasonic Lumix
  • Software
    • Fitswork
    • qDslrDashboard
  • Filter
  • Wetter/Nebel
    • Meteoblue
    • ClearOutside
    • Kachelmann
  • Himmelshelligkeit
    • Lichtverschmutzung

Abbildung 2: Mindmap vom 13.11.2016
mindmap-astrofotografie

http://blog.kr8.de/astrofotografie-mond/ http://blog.kr8.de/astrofotografie-mond/ http://blog.kr8.de/astrofotografie-mond/ http://blog.kr8.de/astrofotografie-mond/

Astronomie: Roter Riese

Gehört zu: Hertzsprung-Russel-Diagramm
Siehe auch: Sternentwicklung, Hauptreihe, Kernfusion

Stand: 06.10.2022

Entwicklung von Roten Riesen

Aus einem Hauptreihenstern kann sich ein sog. Roter Riese entwicken, der seinerseits durch mehrere Enwicklungsstadien geht und schließlich auch in unterschiedlichen End-Zuständen endet (Weisser Zwerg, Neutronenstern, Schwarzes Loch).

Entstehung eines Roten Riesen

Ein Stern auf der Hauptreihe des HRD fusioniert in seinem Zentrum Wasserstoff zu Helium.

Wenn der Wasserstoff komplett zu Helium fusioniert wurde, haben wir im Zentrum des Sterns Helium und weiter ausserhalb Wasserstoff (genauer gesagt ein Gemisch aus Wasserstoff 75% und Helium 25%). Das Material kann aber noch nicht weiter fusionieren, da Temperatur und Druck dafür noch zu klein sind. Die Kernfusion im Stern stoppt also komplett. Damit besteht kein Druck-Gleichgewicht mehr und der Stern kollabiert unter seiner eigenen Schwerkraft.

Durch diese Kontraktion steigt die Temperatur um Sterninneren langsam an, da sich die Sternmaterie wie ein ideales Gas verhält.. Für eine Fusion des Heliums im Zentrum bleibt es aber noch immer zu kalt – ca. 100 Mio Kelvin wären dafür erforderlich.

Diese Lebensphase des Sterns nennt man: –> Unterriese (Sub Giant)
Ein “kleinerer” Roter Riese heisst “Unterriese”. MIt “kleinerer” meint man Leuchtkraftklasse IV.

Die steigende Temperatur reicht zuerst für eine Fusion des Wasserstoffs zu Helium in der bisher inaktiven Wasserstoffhülle, wofür nur ca. 10 Mio Kelvin erforderlich sind. Damit beginnt also zunächst ein sog. Wasserstoffschalenbrennen in einer Schale um den Helium-Kern des Sterns.

Ausserhalb der Schale expandiert der Stern dann durch den dort überwiegenden Strahlungsdruck der Fusion (des Wasserstoffschalenbrennens). Nach innen produziert das Wasserstoffschalenbrennen Helium, was den Helium Kern zunächst vergrößert. Wenn Masse des Heliumkerns schließlich die Schönberg-Chandrasekhar-Grenze erreicht, kann der Heliumkern den Gravitationsdruck von Kern und Schalenbereich nicht mehr halten und kollabiert schnell. Die durch den Kollaps frei werdende potentielle Energie (Gravitations-Engergie) wird in den Stern abgegeben und heitzt diesen enorm auf. Nun nennt man so einen Stern einen “Roten Riesen”

Diese Lebensphase des Sterns nennt man –> Roter Riese (Red Giant)
So ein “echter” Roter Riese soll dann die Leuchtkraftklasse III haben.

Link: –> https://www.youtube.com/watch?v=4xIQGbYur9Q

Das Ende eines Roten Riesen

Das Ende der Lebensphase “Roter Riese” ist erreicht, wenn im Kern das Heliumbrennen zündet (sog. Helium Flash).

Im HRD befindet sich der Stern dann am “TRGB” (Tip of the Red Giant Branch).

Unterriese oder Riese?

Der Beginn der Lebensphase “Unterriese” ist klar definiert durch den Abzweig von der Hauptreihe – also das Ende des Wasserstoffbrennens im Zentrum. Nun befindet sich der Stern auf dem sog. SGB (Sub Giant Branch) im Hertzsprung-Russel-Diagramm.

Aber wann wird aus dem Unterriesen ein Riese? Phänomenologisch ist das der Übergang von Leuchtkraftklasse IV zu Leuchtkraftklasse III, aber was passiert da astrophysikalisch im Inneren des Sterns? Es ist der Moment, wo die Masse des Heliumkerns die Schönberg-Chandrasekhar-Grenze überschreitet und der Heliumkern schnell kollabiert.

Quelle: https://astronomy.stackexchange.com/questions/21157/when-exactly-does-a-sub-giant-become-a-red-giant

Yerkes-Leuchtkraftklassen

Die Yerkes-Leuchtkraftklassen, auch als Yerkes- oder MK-System bekannt, bezeichnen eine gebräuchliche Einteilung der Sterne nach ihrer Leuchtkraft und ihrem Spektraltyp. Dieses Einteilungsschema geht auf W.W. Morgan und P.C. Keenan zurück. Danach gibt es die Klassifikation in Leuchtkraftklassen:

  • Ia: Hyperriesen
  • Ib: Überriesen
  • II: Helle Riesen
  • III: Riesen
  • IV: Unterriesen
  • V: Hauptreihe
  • VI: Unterzwerge

Quelle: https://www.spektrum.de/lexikon/astronomie/yerkes-leuchtkraftklassen/539