Astronomie: Teleskope

Gehört zu: Astronomie
Siehe auch: Montierungen

Teleskope: Überblick

Dies soll mein “Über-Artikel” zur Kategorie “Teleskope” werden.

Der Begriff “Teleskop” wird manchmal auch als “Telskop + Montierung” gebraucht, Das Teleskop ohne Monierung heisst dan genauer OTA (Optical Tube Assemply).

Auch bei der Software Cartes du Ciel spricht man von “Teleskopsteuerung”, obwohl eigentlich die Steuerung der Montierung gemeint ist.

Klassischerweise unterscheidet man Teleskope nach:

  • Refraktoren d.h. Linsenfernrohre
  • Reflektoren d.h. Spiegelteleskope

In der professionellen Astronomie gibt es eigentlich nur noch Spiegelteleskope (z.B. 10 m Durchnesser), Linsenteleskope können in vergleichbarer Größe nicht gebaut werden.

Bei den Amateurastronomen arbeitet man gern mit Spiegelteleskopen, weil das Preis-Leistungs-Verhältnis sehr gut ist. Allerdings werden in der Astrofotografie auch gerne kleinere gute “ED” Refraktoren verwendet, den diese sind kompakter und kontrastreicher. Der visuelle Sternfreund beginnt gern mit einem Dobson.

Artikel zum Thema “Teleskope”

Geschrieben habe ich schon folgende Artikel zum Thema “Teleskop”:

 

Astrofotografie: Fernbedienung für die Canon EOS 600Da

Gehört zu: Astrofotografie
Gehört zu: Remote Control

Astrofotografie mit der Canon EOS 600Da: Remote Shutter URS-7000

Um Astrofotografie mit meiner Digitalkamera Canon EOS 600Da machen zu können, benötige ich ja eine Lösung für:

  • Erschütterungsfreies Auslösen der Bilder
  • Langkeitbelichtung ( mehr als 30 Sekunden)

wie ich im Artikel Astrofotografie mit der Sony NEX-5R beschrieben habe.

Auch für meine neue Digitalkamera Canon EOS 600Da habe ich mir eine Remote Control-Lösung geleistet…..

Die Lösung: Fernauslöser Qumox Time lapse intervalometer URS-7000

Da mir das Canon-Original-Gerät zu teuer war, habe ich mir im August 2018 den “Qumox Time lapse intervalometer remote timer shutter” “Remote Shutter URS-7000” besorgt: Contine reading

Astronomie: Montierungen

Gehört zu: Astronomie

Astronomische Montierungen

Ein astronomisches Teleskop gehört auf eine gute astronomische Montierung (Stativ). So eine Monierung muss in erster Linie sehr stabil sein, damit das Teleskop nicht wakelt.

Fotostative sind nur für ganz einfache (sprich: leichte) Teleskope geeignet.

Oben auf das (hoffentlich feste) Stativ kommt ein Stativkopf, der in zwei Achsen beweglich ist.

  • Bei einer azimutalen Montierung sind die Achsen in Höhe und Azimut (Alt/Az) beweglich.
  • Bei einer parallaktischen Montierung wird eine Achse paralell zur Erdachse ausgerichtet. Damit ist für die Nachführung nur noch eine Bewegung in dieser einen Achse erforderlich.

Ein weiterer Unterschied bei Montierungen ist die Frage, ob die Achsen mit der Hand bewegt werden müssen oder über Motoren….

Bei motorischen Montierungen ist heutzugage fast immer eine Goto-Funktion dabei.

Ich habe verschiedene Artikel über astronomische Montierungen geschrieben:

Astrofotografie: Autoguiding

Gehört zu: Astrofotografie
Gehört zu: Astro-Software
Siehe auch: Nachführung

Autoguidung Lösungen

Über die Notwendigkeit der Nachführung bei (etwas) länger belichteten Astrofotos hatte ich ja in einem separaten Artikel geschrieben. Die im Amatuerbereich eingesetzen Montierungen kommen aber beim automatischen Nachführen (sog. Tracking) bei Belichtungszeiten von mehrenen Minuten auch an ihre Grenzen. Da hilft dann das hier beschriebene Autoguiding weiter.

Amateurastronomen, die ich kenne, schwören auf Autoguiding, wenn sie ihre Fotos (Sub-Exposures) länger belichten wollen; z.B. länger als 2 Minuten…

Ich hatte meine Astro-Ausrüstung im Jahre 2016 so ausgesucht, dass auch das sog. Autoguiding möglich ist – obwohl ich damals nicht so recht wusste, ob ich das eigentlich brauchen würde.

Aber ich möchte ja “alles” mal ausprobieren und habe dafür folgendes Equipment:

  • Meine Montierung ist eine iOptron SmartEQ Pro und verfügt über einen ST-4 Port, der ASCOM-Treiber unterstützt aber kein “Pulse Guiding“.
  • Jetzt (2017) habe ich eine Montierung Skywatcher HEQ5 Pro, die auch einen ST4-Port hat und der ASCOM-Treiber EQMOD unterstützt “Pulse Guiding”.
  • Als Guiding-Kamera nehme ich meine Altair GPCAM MT9M034M und verfügt ebenfalls über eine ST-4-Schnittstelle zum Autoguiding.
  • Meine Leitrohr ist ein GuideScope50

Autoguiding-Lösungen können mit dem Windows-Computer oder ohne Windows-Computer “stand alone” erfolgen.

  • Computer-Lösung:  In aller Munde ist die kostenlose Software “PHD2 Guiding“, die ursprünglich Craig Stark entwickelt hatte.
  • Stand-alone-Lösung: Eine beliebte Lösung zum Autoguiding ist Lacerta M-GEN

 

Astronomie: Goto Alignment

Gehört zu:  Auffinden von Beobachtungsobjekten

Eine bequeme Technik zum Auffinden von Beobachtungsobjekten ist das Goto.

Dazu benötigt man eine motorische Montierung – dann könnte die Montierung auf das Objekt an der berechneten Position schnurren.

Ausserdem benötigt man ein Gerät, mit dem man sagen kann, auf welches Objekt man zielen möchte, also eine Handbox, die intern über umfangreiche Sternkataloge verfügt.

Stellar Alignment / Goto Alignment

Um eine genaue Einstellung einer äquatorialen Montierung zu erreichen ist das sog. Alignment (auch Stellar Alignment oder Goto-Alignment), also die Ausrichtung an Referenzsternen erforderlich. Erst dann ist die volle Funktionalität einer Montierung  gegeben; d.h. Nachführung, Goto-Funktion etc.

Genauer gesagt muss so eine Ausrichtung nicht notwendig an “Referenzsternen” erfolgen, es reicht wenn man die Ausrichtung auf eine “Referenzposition” vornimmt. Eine solche “Referenzposition” erhält man beispielsweise durch Plate Solving.

Prinzip des Goto Alignments

Damit die Goto-Funktion richtig läuft, muss das Teil wissen, wie genau die durch das Gerät angenommene Position (Rektaszension und Deklination) von der tatsächlichen Position abweicht.

Die “tatsächliche Position” kann ein bekannter Fixstern sein (klassisches 3-Star-Alignment) oder aber auch eine durch Plate Solving ermittelte tatsächliche Position der Bildmitte.

Die “angenommene Position” ist die Position, die das Gerät “glaubt” durch die berechnete Motorbewegung erreicht zu haben. Dieser “Glaube” kann entstehen durch ein zuvor ausgeführtes Goto (egal ob das Objekt getroffen wurde oder nicht). Dieser “Glaube” kann aber auch willentlich durch einen SYNC-Befehl erzielt werden, mit dem der Mensch dem Gerät sagt, dass es jetzt die  “angenommene” und die “tatsächliche” Position übereinstimmen – einfach weil man es so sagt (=SYNC). Das “so sagen” ist z.B. O.K. wenn man ein Plate Solving gemacht hat.

Klassisches Goto-Alignment

Wenn man die Montierung neu irgenwo aufgestellt hat und die Präliminarien (Montierung waagerecht ausrichten, Polar Alignment, Sucher ausrichten, Fokussieren,…) absolviert hat, kann man mit dem Goto-Alignment anfangen.

Das Anfahren des ersten Alignment-Sterns kann besonders ungenau sein, weil die Anfangsposition der Montierung (Home Position) vielleicht nicht so genau eingestellt wurde. Jetzt kann ein vorher justiertes kleines Sucherfernrohr helfen, diesen ersten Alignment-Stern zu finden.

Mit dem zweiten und dritten Alignment-Stern sollte es dann einfacher gehen. Man wird nur einwenig mit den Pfeiltasten korrigieren müssen, um den Alignment-Stern in die Bildmitte zu stellen.

Man sagt, alle Alignment-Sterne sollten auf der gleichen Seite des Meridians liegen und auch nicht extrem weit weg von dem Beobachtungsobjekt, das man nach die Alignment-Prozedur dann schließlich anfahren möchte.

Goto-Alignment per Plate Solving und SYNC

Wenn man über eine Kamera und eine Software mit “Plate Solving” verfügt (z.B. APT), geht’s einfacher.

Man positioniert das Teleskop (die Montierung) einfach irgendwo auf den Sternenhimmel, macht ein Foto (einigermaßen fokussiert) damit ein Plate Solving (z.B. mit APT PointCraft Blind) und nach dem erfolgreichen Solving ein SYNC. Das kann man noch ein paar mal an anderen Himmelpositionen machen, um ein schönes Netz von Alignment Points zu bekommen.

Nun kann man die Goto-Funktion der Montierung nach Lust und Laune verwenden.

Oder, wenn man es gleich auf ein bestimmtes Beobachtungsobjekt abgesehen hat,  “schleicht” man sich jetzt durch weiteres Plate Solving an das gewünschte Beobachtungsobjekt heran…

Goto-Alignment mit der SmartEQ Pro

One Star Align

Die SmartEQ Pro muss in der Zero Position stehen.

Auf der Handbox eingeben: Menu -> Align -> One Star Align

Auf dem Display erscheint eine Liste von hellen Sternen, die von der Computersteuerung so berechnet wurden,, dass sie im Moment über dem Horizont sein sollten – ca. 20 Grad oder höher).
Beispielsweise erschien am 21.7.2016 um 22 Uhr folgende Liste von Sternen für Alignment:

  • Alderamin 014 – Alpha Cep – östlich vom Meridian
  • Alfirk 015 – Beta Cep – östlich vom Meridian
  • Alioth (Aliath) – Epsilon UMa – westlich vom Meridian
  • Alkaid  – Eta UMa   – westlich vom Meridian
  • Alphecca   – Alpha Crb  – nicht sichtbar (WSW hinter dem Haus)
  • Altair  – Alpha Aql  – östlich vom Meridian – nicht sichbar (hinter dem Dachfirst)
  • Arcturus   – Alpha Boo  – nicht sichtbar (WSW hinter dem Haus)
  • Caph (Chep) 065  – Beta Cas – östlich vom Meridian
  • Deneb 074 – Alpha Cyg – östlich vom Meridian
  • Denebola  – Beta Leo – nicht sichtbar
  • Dubhe – Alfa UMa  – westlich vom Meridian
  • Eltamin (Etamin)  – Gamma Dra – nahe Zenit
  • Izar    – Epsilon Boo  – westlich vom Meridian – nicht sichtbar (hinter dem Haus)
  • Kochab (102) – Beta UMi  – westlich vom Meridian
  • Merak  –  Beta UMa – westlich vom Meridian – nicht sichtbar (hinter dem Haus)
  • Mizar  – Zeta UMa – westlich vom Meridian – nicht sichtbar (hinter dem Haus)
  • Phecda  – Gamma UMa – westlich vom Meridian – nicht sichtbar (hinter dem Haus)
  • Rasalhague  – Alpha Oph  – östlich vom Meridian – nicht sichtbar (hinter dem Dach)
  • Rukbar (Ruchbah) 152 – Delta Cas – (zweiter Stern in “Schreibrichtung”)
  • Sadr  – Gamma Cyg  – östlich vom Meridian
  • Schedar (Schedir) 162 – Alpha Cas – östlich vom Meridian
  • Scheat 161 – Beta Peg – östlich vom Meridian
  • Vega  – Alpha Lyr – östlich vom Meridian – nicht sichtbar (hinter dem Haus)

Wir blättern durch diese Liste mit den Pfeiltasten UP & DOWN und wählen schließlich mit ENTER einen Stern aus.

Die Servomotoren rattern los und schwenken auf  die von der SmartEQ berechnete Position des ausgewählten Sterns.

Der Stern wird nun nicht mittig im Gesichtesfeld stehen, sondern ein wenig woanders. Wir müssen nun den Stern mit den Pfeiltasten genau in die Mitte des Gesichtsfelds stellen und der Computersteuerung durch die ENTER-Taste sagen, wenn wir das geschafft habe.

Problem #1: Man muss die Sterne, auf die positionioert werden soll vom Namen und ihrer Stellung am Himmel gut kennen.

Problem #2: Man muss den richtigen Stern in die Mitte des Gesichtsfelds stellen; d.h. den den man namentlich aus der Liste der Computersteueung ausgesucht hat und nicht einen anderen, der irgendwie in der nähe steht.

Problem #3: Man mus den (richtigen) Stern so genau wie möglich in die Mitte des Gesichtsfelds stellen. Das ist z-B- bei einem Kamera Live View nicht so ganz einfach.

Multi Star Align

Die SmartEQ Pro muss in der Zero Position stehen.

Auf der Handbox eingeben: Menu -> Align -> Multi-Star Align

Nun muss man nacheinander drei Sterne aussuchen und darauf positionieren.

Astronomie: Mindmap Sonnensystem (Solar System)

Gehört zu: Sonnensystem

Eine Mindmap zum Thema “Sonnensystem”

Jenny von HobbyHelp fand mein altes Mindmap gut. Zum Dank hier der Link auf Hobby Help:  https://hobbyhelp.com/astronomy/planets-visible-tonight/

Mindmaps dienen zum kreativen Erarbeiten, Organi­sieren, Dokumen­tieren und Präsentieren von Kon­zepten, Ideen, Wissen in visuali­sierter Form. Als ihr Erfinder gilt Tony Buzan. Mindmaps werden auch als Ideen­karten, Wissens­landkarten oder Brain Maps bezeichnet. Ein sehr ähnlicher Ansatz sind Concept Maps, die in der Nähe von Semantischen Netzen stehen.

Beispiel:

mindmaptheplanets1.gif

Mindmap “The Planets” (inspired by BBC TV)

Die in der ursprünglichen Mindmap vorhandenen Popups kann ich hier in WordPress nicht so einfach realisieren. Deshalb habe sie hier als statischen Text gerettet:

Birkeland
Der Norweger Kristian Birkeland (1867-1917) untersuchte die Nord­licher (Aurora). Welcher Zusam­men­hang besteht zwischen der Sonnenaktivität und den Nord­lichtern?
Heute ziert sein Konterfei die nor­we­gische 200 Kronen Banknote.
Kometenschweif
Die Ausrichtung der Kometenschweife weg von der Sonne weg kann nicht allein durch den Druck des Sonnenlichts erklärt werden. Das berechnete Ludwig Biermann (1907-1986) und postulierte um 1950 eine “Solar corpuscular radiation”, den Sonnenwind, und wurde von der wissenschaftlichen Welt als Spinner hingestellt, da man es damals für unmöglich hielt, dass Materie aus dem Anziehungs­bereich der Sonne entkommen könnte.
Eugene Parker (*1927) konnte 1958 ein schlüssiges Modell der Son­nenkorona, aus der wegen der hohen Temperatur ständig mit Überschallgeschwindigkeit Teilchen herausströmen (der Sonnenwind) theoretisch berechnen. Dieser Teilchenstrom kann das mächtige Gravitationsfeld der Sonne überwinden und erreicht immer lang­samer werdend den Rand des Sonnensystems, die Heliopause.
Der Sonnenwind konnte 1992 von der Venussonde Mariner II tat­sächlich nachgewiesen werden.
Siehe: Mariner, Voyager, Heliopause.
Mariner II
1992 konnte Mariner II, die erste Sonde, die den Raum zwischen den Planeten erkundete, auf dem Weg zur Venus den von Ludwig Bier­mann und dann Eugene Parker ver­muteten Sonnenwind tatsächlich nachweisen. — Ein ständiger Strom von Teilchen, der sich von der Son­ne mit Überschallgeschwindig­keit in das Sonnensystem ergiesst.
Heliopause
Als Heliopause bezeichnet man die Gegend, in der der Sonnenwind zur Ruhe kommt. Dort treffen die letzten Ausläufer des Sonnenwind-Plasmas auf das kalte interstellare Gas.
Voyager
Die Raumsonde Voyager hat nach dem Vorbeiflug an allen äusseren Pla­ne­ten auch jenseits von Pluto (39 AE) seit Aug. 1992 intensive Radioemissionen auf sehr niedrigen Frequenzen bei 2-3 kHz aufgenommen.
Eine Analyse ergab, ass diese immer ca 400 Tage nach besonders starken Sonnenäktivitäten auf traten.
Diese Radiosignale entstehen durch das Auftreffen des Sonnenwind-Plasmas auf das kalte interstellare Gas hinter der Heliopause. Aus den 400 Tagen Laufzeit des Sonnenwindes schätzt man die Entfernung der Heliopause auf 90-120 AE. Soweit reicht also der Sonnenwind.
Dr. Don Gurnett, principal investigator of the Voyager plasma wave sub­system and a professor at the University of Iowa.
Startdaten: September 5, 1977 (Voyager 1) August 20, 1977 (Voyager 2)
http://vraptor.jpl.nasa.gov/voyager/vgrhelio_pr.html
Galileo
Galileo Galilei entdeckte die Son­nen­flecken mit seinem Fernrohr.
Rotation
Aus der laufenden Beobachtung der Sonnenflecken schloss Galilei auf die Rotation der Sonne.
Magnetfeld
George Ellery Hale baute 1903 in Pasadena ein Sonnen­obser­va­to­rium mit einem grossen Spektro­graphen. 1908 beobachtete er die Verdopplung der Spektrallinien bei Sonnenflecken, was er sofort als Einfluss eines starken Magnet­felds deutete. Sonnenflecken entstehen also durch Störungen des Mag­net­felds der Sonne.
Skylab
1973 startete das erste Welt­raum­labor. Eine wichtige Aufgabe war die Sonnen­beobach­tung ohne den stö­renden Einfluss der Erdat­mo­sphäre. Dabei wurden bis dahin unbekan­nte “solar mass ejections” beob­achtet. Das sind grosse Plasma­gebilde, die sich eruptions­artig von der Sonne wegbewegen und sich von ihr zu lösen scheinen.
Sonnenfinsternis
Zufälligerweise sieht der kleine Mond von der Erde aus genau so groß aus, wie die riesige Sonne – weil die Sonne soviel wie sie grösser ist auch weiter weg ist.
Deshalb sind ca. sechs­mal im Jahrzehnt totale Sonnen­finster­nisse zu beobachten. Dabei wird die Sonnen­korona sichtbar.
Secchi
Pater Angelo Secci vom vati­kanischen Obser­va­torium baute den ersten Spek­tro­graphen für astro­no­mische Beob­achtungen.
Der Vergleich von Son­nen­spektrum und Sternen­spektren zeigte, dass die Sonne ein Stern ist.
Helium
Im Sonnenspektrum entdeckte man ein auf der Erde damals unbe­kanntes Element und nannte es deshalb “Helium”.
Schwere Elemente
Die schwereren Elemente werden durch Kern­fusion im inneren der Sonne (und der vielen anderen Sterne) erzeugt.
Die Materie, aus denen wir bestehen (Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff,…) und aus denen die Erde be­steht (Silizium,…), stammt also aus dem Inneren der Sterne.
Wir bestehen aus Sternen­staub (Stardust).
SOHO
Im Dezember 1995 startete das SOHO (Solar and Heliospheric Observatory). Es ist ein Gemeinschaftsprojekt von NASA und ESA und soll die Sonne unterbrechungsfrei beob­achten. Deshalb wurde SOHO nicht in eine Erdumlaufbahn geschossen, sondern auf dem Langrange-Punkt L1 des Sonne-Erde-Systems geparkt. L1 liegt ca 1,5 Mio km (1/100 AE) von der Erde in Richtung Sonne. Das besondere ist, dass obwohl dieser Punkt näher an der Sonne liegt, die Umlaufzeit trotzdem auch genau ein Jahr beträgt.
Instrumente unter vielen anderen:
EIT (Extreme ultraviolet Imaging Telescope) 304, 195 und 171
LASCO (Large Angle and Spectrometric Coronagraph) C2 und C3
MDI/SOI (Michelson Doppler Imager/Solar Oscillations Investigation)
http://sohowww.nascom.nasa.gov/data/realtime-images.html

Astrofotografie: Software StarStaX

Gehört zu:  Astro-Software

Anwendungsbereich der Software StarStaX

Mit der kostenlosen Software StarStaX kann man Astrofotos übereinanderlegen (stacken), die eine Bewegung veranschaulichen sollen. Dabei können optional auch kleinere Lücken in der Bewegung gefüllt werden.

z.B. Strichspuren um den Himmelspol (Norden oder Süden)

z.B. Bewegung von Kleinplaneten o.ä.

Alternativen:  z.B. Deep Sky Stacker mit Maximum-Funktion

Bezugsquelle / Hersteller / Download

https://www.markus-enzweiler.de/software/software.html

Versionen / Betriebsystem:

Version 0.71 für Windows 7, Windows 10, Mac OS X und Linux   (Dezember 2018)

Anwendungsbeispiel

Schritt 1: Einzelaufnahmen laden

StarStaX-01.jpg

StarStaX: Einzel-Bilder oeffnen…

Schritt 2: Einstellungen: Blending Modus: Lücken füllen

StarStaX-02.jpg

StarStaX: Blending Modus

Schritt 3: “Berechnung starten”

StarStaX-03.jpg

StarStaX: Berechnung starten

Schritt 4: Das Ergebnis: “Speichern unter…”

StarStaX-04.jpg

StarStaX: Speichern unter…

 

Astrofotografie Software: Autoguiding mit PHD2 Guiding

Gehört zu: Astrofotografie
Gehört zu: Astro-Software

Autoguidung mit PHD2 ausprobieren

Ich hatte meine Astro-Ausrüstung im Jahre 2016 so ausgesucht, dass auch das sog. Autoguiding möglich ist – obwohl ich nicht so recht wusste, ob ich das eigentlich brauchen würde.
Zum generellen Punkt der Nachführung habe ich einen separaten Artikel geschrieben.

Aber ich möchte ja “alles” mal ausprobieren.

  • Meine Montierung ist eine iOptron SmartEQ Pro und verfügt über einen ST-4 Port, der ASCOM-Treiber unterstützt aber kein “Pulse Guiding“.
  • Jetzt (2017) habe ich eine Montierung Skywatcher HEQ5 Pro, die auch einen ST4-Port hat und der ASCOM-Treiber EQMOD unterstützt “Pulse Guiding”.
  • Die Guiding-Kamera ist eine Altair GPCAM MT9M034M und verfügt ebenfalls über eine ST-4-Schnittstelle zum Autoguiding.
  • Meine Leitrohr ist ein GuideScope50

Zum Autoguiding benötigt man einen Computer mit einer Autoguiding-Software. In aller Munde ist die kostenlose Software “PHD2 Guiding“, die ursprünglich Craig Stark entwickelt hatte.
Es gibt aber auch sog. “Stand Alone Lösungen” (d.h. ohne Computer) zum Autoguiding z.B. Lacerta M-GEN u.a.

Amateurastronomen, die ich kenne, schwören auf Autoguiding, wenn sie ihre Fotos (Sub-Exposures) länger belichten wollen; z.B. länger als 2 Minuten…

Informationsquellen im Internet

Zu PHD2 Guiding gibt es diverse Hilfen im Internet, z.B.

Erste Schritte mit PHD2 Guiding im Überblick

Die Schritte im Überblick:

  1. Installation
  2. Vorbereitung
  3. Verbinden des PCs mit Kamera und Montierung (ggf. Simulationen !!!)
  4. Live-Bild in PHD einstellen – wichtig: fokussieren
  5. Guiding-Stern auswählen
  6. Kalibrierung – welche Parameter sind für die Kalibrierung wichtig?
  7. Guiding und Optimierung des Guiding

Die Ersten Schritte mit PHD2 Guiding im Einzelnen

1. Installation

Ich habe jetzt die Version 2.6.5.
Bei der Erst-Installation auf einem meiner Windows-Compter wurde die Datei MSVP120.dll als vermisst gemeldet.

Durch Installation des “Microsoft Visual C++ 2013 Redistributable (x86) 12.0.21005” konnte ich dieses Problem lösen.

2. Vorbereiten

  • Aufstellen der Montierung
  • Nivellieren der Montierung
  • Aufbau der Optiken (GuideScope50)
  • Verbinden der Kabel
  • Einnorden der Montierung
  • Fokussieren der Guiding-Optik
    • Eine erste grobe Fokussierung mache ich schon am Tage an terrestischen Objekten
    • Die feine Fokussierung der Guiding-Optik mache ich am besten sofort nach dem Einnorden. Da habe ich einen halbwegs hellen Stern, Polaris, bei dem die Fokussierung leichter möglich sein sollte.
      Das Fokussieren mache ich nicht mit der Software PHD2 Guiding, sondern mit der Astrofotografie-Software, die ich auch sonst zum Fotografieren benutze (z.B. SharpCap).
  • Three Star Alignment (Goto Alignment)
  • Goto auf das Beobachtungsobjekt

3. Verbinden der Geräte mit PHD2 Guiding (Kamera und Montierung)

Wenn man PHD startet, muss man zuerst die Geräte (Kamera, Montierung etc.) verbinden. Dazu klickt man auf das erste Symbol von links (Stecker-Symbol) in der unteren Leiste.

phdx-01.jpg

PHD2 Guiding: Verbindungsaufbau

Es öffnet sich dann das Fenster “Ausrüstung verbinden”:

PHD-Verbinden.jpg

PHD2 Guiding Ausrüstung verbinden

Verbindung zur Kamera

Bei der Kamera ist das klar: Gemeint ist die Nachführkamera, also meine Altair-Kamera GPCAM entweder direkt (d.h. per Windows-Treiber) oder über ASCOM (also ASCOM installieren).

Klicken auf Schaltfläche “verbinden”

Verbindung zur Montierung

Bei der Montierung kann man schnell einen Fehler machen. Als neu gelerner ASCOM-Fan dachte ich natürlich daran, jetzt den ASCOM-Treiber meiner Montierung auszuwählen. Das ist aber Quatsch, weil ich die Montierung ja schon per ST-4 mit der Nachführkamera verbunden habe. Ich sollte im PHD bei Montierung also auswählen “on camera“, was für mich nicht wirklich intuitiv war. Dies ist also die Vorgehensweise für ein sog. “ST4-Guiding”, alternativ wäre auch ein “ASCOM Pulse Guiding” (wenn die Montierung das denn unterstützt) möglich.

Klicken auf “verbinden”: Nun verbindet sich PHD2 Guiding über den ST-4-Anschluss der Nachführkamera mit dem ST-4-Anschluss der Montierung.

ASCOM Pulse Guiding: Alternativ kann man auch statt der Verbindung per ST-4, die Montierung direkt mit dem Computer per serieller Schnittstelle und ASCOM/EQMOD verbinden. Das ist technisch etwas aufwendiger (ein Kabel mehr zum Computer, COM-Port richtig einstellen etc.) ermöglicht dem Guiding-Programm aber die Deklination festzustellen, was bei der Kalibrierung wichtig ist. Ansonsten hat eine solche Verbindung den Vorteil, dass dann eine Teleskopsteuerung stattfinden kann z.B. Goto per Cartes du Ciel

Verbindungsprofil

Die ausgewählten Verbindungen (zu Kamera und Montierung) sowie die dazu vorgenommenen PHD2-Einstellungen (s.u.) können in einem sog. Profil gespeichert werden.

Dunkelbilder

Nun sollte man sog. Dunkelbilder in eine Bibliothek ablegen…

Dunkelbilder sind z.B. wichtig, wenn PHD2 seinen Guiding-Stern automatisch aussuchen soll; dann sollte PHD2 kein Hot Pixel als Leitstern aussuchen…

PHD-Dunkelbild.jpg

PHD2 Guiding: Dunkelbilder

4. Live-Bild der Guiding-Kamera einstellen

Auf das Loop-Symbol (Zwei Pfeile im Kreis; in der unteren Leiste das zweite Symbol von links) klicken und es erscheinen Bilder der Nachführkamera auf dem Computer-Bildschirm (das Live-Bild).

PHDNeu-10.jpg

PHD2 Guiding – Loop – Belichtungsschleife

Fokussieren

Am Anfang ist man häufig völlig ausser Fokus; dann sieht man im Live View erst einmal nichts. Man muss mit dem Fokus mal grob hin und her probieren, bis man im PHD-Live-View tatsächlich Sterne sieht, die man dann auch noch mit der Fokusfeineinstellung schön scharf einstellt.
Am besten fokussiert man gleich nach dem Einnorden auf den Polarstern – und zwar mit SharpCap.

Eine grobe Fokussierung auf ein weitentferntes terrestrisches Objekt sollte im Vorwege geschehen…

Belichtungszeit und Gamma

  • Parallel zum Fokussieren muss man eine sinnvolle Belichtungszeit einstellen (so dass man mehrere schöne Sterne auf dem Bildschirm sieht).
  • Als Camera Exposure (unten im Drop-Down rechts neben dem Stop-Symbol) werden 2,0 bis 4,0 sec empfohlen. Längere Belichtungszeiten sind vorteilhaft bei schlechtem Seeing und längeren Brennweiten, da über die Zeit hinweg gemittelt wird. Meine Einstellung: 3.0 sec.
  • Rechts neben dem Drop-down für die Belichtungszeit findet sich ein Schiebereglber, der das Gamma für den Bildschirm einstellt: ggf. nach links schieben, um schächere Sterne zu sehen.
  • Es gibt noch einen sog. “Cam Dialog” das ist das Symbol rechts vom “Gehirn-Symbol”…

5. Guiding-Stern auswählen

  • Nun wählt man einen Stern durch Anklicken mit der Maus als sog. “Leitstern” aus. Der Leitstern wird von PHD2 mit einem grünen Kästchen umrahmt, der sog. Auffindregion (Anzahl Pixel einstellen im Brain Tab “Guiding”).
  • Der Leitstern sollte nicht “ausgebrannt” sein, sondern mittel-hell. ggf. Menü –> View –> Display Star Profile
  • Der Leitstern sollte nicht zu sehr am Rande des Gesichtsfeldes liegen.
  • Damit man im Live-Bild der Guiding-Kamera möglicht viele Sterne sieht, evtl. das “Gamma” etwas aufziehen…
  • Anfangs könnte es hilfreich sein, den Leitstern automatisch von PHD2 wählen zu lassen (Alt-S oder Menü: Erweiterungen (Tools) -> “Autoauswahl Stern” – “Auto-select Star”); dazu wäre eine aktuelle Dunkelbild-Bibliothek sinnvoll.

In der Statusleiste unten links werden nun zwei Zahlen angezeigt: m=… und SNR=…..(magnitude und Signal Noise Ratio ???????) –

Danach kann man jetzt auf das Symbol “Guiding” klicken (rechts vom Symbol “Looping”).

PHD2-Leiste.jpg

PHD2 Guiding: Die Leiste unten

Da tut sich erst einmal garnichts. Ich dachte schon, alles Mist und den Versuch abbrechen.
Aber: Wenn man auf Guiding klickt, startet eben nicht das Guiding, sondern die Calibration. Es startet also die sog. Kalibrierung, was man unten links in der Statuszeile sehen kann, wo die Kalibrierungsschritte angezeigt werden…

6. PHD Calibration

Also wenn man jetzt auf das Symbol “Guiding” (in der unteren Leiste das dritte von links) klickt, beginnt also zunächst eine sog. Calibration.

PHDNeu-11.jpg

PHP2 Guiding Kalibrierung starten

In der Statusleiste unten links werden die Kalibrierungsschritte angezeigt.

Warum Kalibrierung?

PHD2 benötigt die Kalibrierung für zwei Dinge:

  • messen wieviel ein Guiding-Impuls die Montierung bewegt (Bogensekunden bzw. Pixel)
  • messen des Drehwinkels der Guiding-Kamera in Bezug auf die Montierungsachsen

Ablauf der Kalibrierung

Zur Calibration werden Guiding-Impulse in alle vier Richtungen (West, Ost, Süd, Nord) geschickt und dann gemessen, wieviele Pixel bewegt wurden; wobei nur die West- und Nord-Bewegungen tatsächlich für die Kalibrierungs-Rechnung herangezogen werden – Ost und Süd dient nur zum Zurückfahren.

Calibration: Einstellung der Guiding Steps – Nachführungsschritte

Bei der Kalibrierung möchte PHD2 möchte den Leitstern schrittweise um 25 Pixel in jeder Richtung bewegen…
Evtl. hat man zu wenig Guiding-Steps; dann sollte unter Settings im Tab “Guiding” die Guiding-Steps (ms) verändert werden am besten mit Hilfe der Schaltfläche “Calculate…”

Bevor man die Guiding-Steps selber einstellt, sollte man Brennweite und Pixel-Größe der Guiding-Kamera korrekt eingegeben haben:

  • Brennweite: Erweiterte-Einstellungen (Brain Symbol) -> Nachführen (Guiding) -> Brennweite (mm)
  • Pixel-Größe: Erweiterte Einstellungen (Brain Symbol) -> Kamera -> Pixel-Größe

Die zeitliche Länge (Dauer) eines Kalibrierungsschritts (in Millisekunden) kann man selbst per Hand eingeben. Wenn die Kalibrierung zu lange dauert, kann man die Dauer eines Impulses erhöhen, damit die angestrebten 25 Pixel mit weniger Schritten erreicht werden. Hilfreich ist dabei aber die Schaltfläche “Berechnung…” (hinter Erweiterte Einstellungen -> Nachführen -> Kalibrierungsschritte).

PHD2-Nachführen-01.jpg

PHD2 Guiding: Kalibrierungsschritte

Es wird empfohlen, die Nachführgeschwindigkeit auf 0,5 einzustellen.

Für die Anzahl der Kalibrierungsschritte wird so etwa 12 empfohlen. Man muss die Kalbrierung dann mal beobachten, ob die Anzahl der Kalibrierungsschritte mit der Dauer in Millisekunden passt, um eine Bewegung von 25 Pixel zu erreichen…

Calibration: Fertig

Nach erfolgreicher Kalibrierung springt in der Statuszeile unten rechts der Text “No cal” um in “Cal” und das eigentliche Guiding beginnt…

7. PHD Guiding und Optimierung des Guiding

Nachdem die Kalibrierung erfolgreich durchgeführt wurde geht das PHD in den Status “Guiding” (Nachführen) über. In der Statusleiste unten links erscheint dann der Text “Guiding”…

Das Guiding kann durch diverse Einstellungen beeinflusst werden (s.u.). Beispielsweise will man ja nicht dem Seeing hinterherlaufen; also muss dass Guiding die kleinen schnellen Schwankungen der Luftunruhe ignorieren (siehe Minimum Movement und Guiding Assistant).

Die Qualität des Autoguiding kann man gut im Informationsfenster “Verlauf der Nachführung” (History Graph) s.u. Menü -> Ansicht (View) -> Anzeige Graph (Display Graph) verfolgen.

Falls die Qualität des Autoguiding verbesserungswürdig erscheint, kann man mit diversen Einstellungen (“Settings”) versuchen Einfluss zu nehmen.

Hilfreich kan auch das “Stern-Profil” sein unter: Menü -> Ansicht -> Sternprofil

PHD-Sternprofil.jpg

PHD2 Guiding Sternprofil

Im Sternprofil wird das Helligkeitsprofil des ausgewählten Leitsterns angezeigt.

Wenn die Spitze oben in der Mitte nicht spitz, sondern flach ist, wäre der Leitstern zu hell “gesättigt” bzw. “ausgebrannt”.

Die Zahl, die ganz groß angezeigt wird ist der HFD Half Flux Diameter; also der innere Sterndurchmesser, dessen Kreisscheibe 50% des Lichts enthält. Der HFD-Wert ist besser als der früher übliche FWHM-Wert, da er auch bei nicht gut fokussierten Sternen, einen klar definierten Wert liefert. Der HFD-Wert wird extra groß angezeigt, weil man ihn zum Fokussieren des Leitrohres gut aus der Ferne sehen kann (HFD = Min!).

Ebenfalls hilfreich bei ber Beurteilung der Qualität des Auto Guidings kann die sog. “Trefferverteilung” sein:

PHD-Trefferverteilung.jpg

PHD2 Guiding: Trefferverteilung

PHD2 Guiding Informationsfenster

Welche Fenster aufmachen? Im Menüpunkt “View” können verschiedene Informationsfenster aktiviert werden, z.B.

  • History
  • Target
  • Guide Stats
  • u.a.

Fenster: History Graph

Einstellungen rechts oben:

  • Maßstab der x-Achse: x 200
  • Maßstab der y-Achse: +/- 4″ oder auch 8″
  • Settings: Arc Seconds (nicht Pixel)
  • Correction: anhaken (das genau will man ja)
  • Trend: nicht immer sinnvoll

Unterhalb des Graphen können folgende wichtige Einstellungen vorgenommen werden:

  • RA aggression: 30
  • Dec aggression: 30
  • RA Hysteresis: 15
  • Dec Hysteresis: N/A
  • RA MinMo: 0,30 (mit dem Guiding Assistant)
  • Dec MinMo: 0,30 (mit dem Guiding Assistant)
  • Scope Max RA=2000, Dec=2000
  • Dec = Auto/North/South/Off

 

Guiding Assistant – Nachführassistent

Es wird empfohlen, den sog. Guiding Assistant zu verwenden. Dieser kann aufgerufen werden, nachdem die Verbindungen hergestellt sind, die Guiding-Kamera eingestellt und ein Guiding-Stern ausgewählt wurde und die Kalibrierung erfolgt ist: d.h. das Guiding ist gerade gestartet. Dann kann man den Guiding Assistant aufrufen (Menü -> Tools -> Nachführassistent), der das Guiding erst einmal unterbricht und seine Messungen vornimmt.

PHD-Assistent.jpg

PHD2 Guiding: Guiding Assistent

PHD2 Einstellungen

Mit den folgenden Einstellungen bei PHD2 Guiding Version 2.6.5 hat das Autoguiding bei mir funktioniert:

Allgemeine Einstellungen

Belichtungszeit (Loop-Zeit): 3.0 sec

Geräte-Profil:

  • Kamera: Altair Camera
  • Montierung: On-Camera
  • Aux: nichts

Menü “Ansicht”

  • Werkzeigleiste
  • Anzeige Graph
  • Trefferverteilung
  • Sternprofil
  • kein Overlay

Schaltfläche “Brain”

  • TAB Global

    • Speicherort der Log-Dateien: D:\Data\PHD2
    • Dithering: zufällig
    • Noise Reduction: None (ist soetwas ähnliches wie “Binning”, wird bei guten Kameras nicht gebraucht…) NEU —> Tab Camera
    • Focal Length: 180mm (my GuideScope50) (neu –> Tab Guiding)
    • Target SNR: mindestens 15 (und auto exposure 0,01 bis 1,0 oder so. Bei “auto” versucht PHD den vorgegebenen SNR einzuhalten) NEU –> Tab Camera
    • PHD-Brain-01.jpg

      PHD2 Guiding: Erweiterte – Global

  • TAB Camera

    • Noise Reduction: None (ist soetwas ähnliches wie “Binning”, wird bei guten Kameras nicht gebraucht…)
    • Target SNR: mindestens 10 (und auto exposure 0,1 bis 5,0 oder so. Bei “auto” versucht PHD2 den vorgegebenen SNR einzuhalten)
    • Pixel Size: 3,75 μ
    • Kameraverstärkung (Gain): 95
    • Disconnect unresponsive camera: change from 5 to 30 sec
    • PHD-Brain-02.jpg

      PHD2 Guiding: Erweiterte – Kamera

  • TAB Guiding

    • Auffindregion: 15 Pixel ist wohl default – man kann das bei Bedarf auch etwas größer machen. Ich nehme 20 Pixel
    • Minimum Stern HFD (Pixel): HFD= Half Flux Diameter, so groß sollte mindestes ein Leitstern sein. Da könnte man schon mal 2 Pixel eintragen.
    • Brennweite des Guiding-Scopes: 180 mm
    • Sterngrößenerkennung: Aktivieren = NO
    • Calibration Steps: 1300 ms (berechnen mit Schaltfläche!) (neu: jetzt in diesem Tab)
    • Benutze DEC-Kompensation: Sollte angekreuzt sein. Falls die Deklination bekannt ist, wird sie automatisch beim Guiding berücksichtigt.
    • Schnelles Zentrieren… (Fast recenter after calibration or dither): Das sollte man ankreuzen
    • Guiding-Befehle freigeben (enable mount guide output): Ankreuzen, damit Guiding-Impuse tatsächlich an die Montierung gesendet werden.
    • PHD-Brain-03.jpg

      PHD2 Guiding Erweiterte – Guiding

  • Berechnung der Kalibrierungsschritte

    • Calibration Steps: 1950 ms (neu —> Tab Guiding)
    • PHD-Kalibrierungsschritte.jpg

      PHD2 Guiding Kalibrierungsschritte

    • Brennweite: 180 mm (automatisch übernommen)
    • Pixelgröße: 3,75 (automatisch übernommen)
    • (Binning: 1)
    • Guiding-Geschwindigkeit: 0,5 siderial
    • Kalibrierungsschritte: 15 (Anzahl) — mehr Schritte würden länger dauern
    • Deklination: 60 Grad (wichtig für die gute Kalibrierung, wenn die Deklination nicht aus der Monierung ausgelesen werden können)
    • Berechnetes Ergebnis: 1950 msec (für einen Kalibrierungsschritt)

TAB Mount (neu: Algorithmus)

  • Enable Guide Output: YES (Neu: verschoben nach TAB “Guiding”)
  • RA Algorithm
    • Hysteresis Guide Algorithm
    • Hystereris: 15% (eine Art Glättung)
    • Aggression: 50%
    • Minimum Move: 0,2 Pixel – Ist die Abweichung des Leitstern kleiner, erfolgt kein Guiding-Impuls. Sollte mit dem Guiding Assistant eingestellt werden.
    • Max R.A. Dauer: 3000 ms
  • Declination Algorithm:
    • Resist Switch (versucht Deklination nur in einer Richtung zu korrigieren)
    • Aggression: 80%
    • Minimum Move: 0,2 Pixel – Ist die Abweichung des Leitsterns kleiner, erfolgt kein Guiding-Impuls. Sollte mit dem Guiding Assistant eingestellt werden.
    • Backlash Compensation: NO
    • Max DEC Dauer: 2000 ms
  • Calibration Steps: 1950 ms (neu —> Tab Guiding)
  • PHD-Brain-04-jpg

    PHD2 Guiding Erweiterte Algorithmen

PHD2 Logging

Da die Guiding-Nacht meist etwas hektisch wird, ist es sinnvoll, sich die Feinheiten des erfolgten Guidings in aller Ruhe im nachhinein im sog. Logfile-Viewer anzuschauen und zu analysieren.

  • Der Ort der Log-Files wird bestimmt durch: Advanced Settings (Brain Symbol) -> Global -> Log File Location
  • Standard-Ordner: C:\users\<userid>\Documents\PHD2 (geändert auf: d:\data\phd2)
  • Die Log-Files heissen: PHD2_GuideLog……
  • Guter LogViewer: PHD LogView (befindet sich auf der CD des GvA-Video-Workshops)

Beispiele vom 08.04.2018

PHD2-LogViewer-01.jpg

PHD Logviewer: Guidingkurven

PHD2_Logviewer02.jpg

PHD Logviewer: Kalibrierung