Astronomie

Astro-Notizen

Astrofotografie: Plate solve and label your images with PixInsight (aus Evernote)

dkracht

Gehört zu: Astro-Software
Siehe auch: Bildbearbeitung, Regim, Plate Solving
Benutzt: Fotos aus Google Drive

Stand: 25. Juni 2021

Astrofotografie mit der Software PixInsight

PixInsight (liebevoll auch “PI” abgekürzt) ist eine sehr mächtige Software zur Bildbearbeitung in der Astrofotografie.

Leider kostet PixInsight ein wenig, dafür leistet es auch eine ganze Menge.

PixInsight Tutorials

Youtube:

Noch etwas: http://astroimages.weebly.com/pixinsight-tutorial.html

PixInsight Installation

Aktuell (Januar 2010) ist die Version 1.8.7

Kosten:  230 Euro plus Mehrwertsteuer

PixInsight wird auf Linux entwickelt und es gibt Versionen für Windows und MacOS

Download: https://pixinsight.com/downloads/index.html

PixInsight Funktionen

Plate Solving mit PixInsight

Quelle: http://www.cloudynights.com/topic/495580-plate-solve-and-label-your-images-with-pixinsight/

Plate solve and label your images with PixInsight

Started by G. Hatfield , Mar 26 2015 01:54 PM  Posted 26 March 2015 – 01:54 PM

Forgive me if you already know about this feature of PixInsight, but I was unaware of it.   These two scripts can plate solve and label your images.

  • ImageSolver (under image analysis)
  • Annotateimage (under render)

And there is even some directions to go with the plate solver.  You must give an approximate RA and DEC (it can’t do it blind) and when it is done, it writes the info to the image file.  Then use the annotater to label the image.  Pretty amazing.  See the attached examples.  In the following post, I show an example of the labeled image.
Edited by G. Hatfield, 26 March 2015 – 02:01 PM.

PixInsight Testversion für 45 Tage besorgt

Aus dem Kamera-Dropdown haben wir nun “File Open dialog” ausgewählt. Der Setup-Button hat dann keine Funktion, aber wenn man jetzt auf den Button “Capture and Solve” drückt, kann man ein bereits vorhandenes Astrofoto auswaäheln, was dann “gesolved” wird……

Nach Ablauf der 45 Tage kommt dann leider dieses Bild:

Abbildung 1: Software PixInsight nach 45 Tagen (Google Drive: PixInsight45.jpg)


PixInsight Authentification Error (45 day Trial period)

PixInsight Image Solver Testfall #1

  • File > Open:  ShapCap Captures > 2016-04-17 > Capture > 22_45_53 > 0001.fits
  • Image > STF AutoStretch
  • Script > Image Analysis > Image Solver

Parameter setzen für Image Plate Solver Script…

Abbildung 2: Software PixInsight: Image Plate Solver Script (Google Drive: PixInsight-02.jpg)


PixInsight Image Plate Solve Script

Nach wenigen  Sekunden liefert PixInsight das Ergebnis:

Abbildung 3: Software PixInsight: Plate Solving Ergebnisse (Google Drive: PixInsight-03.jpg)


PixInsight Plate Solver Results

Ergebnis von PixInsight: RA:  13h 46m 06,474s   Dec: 63° 23′ 13,50″   Field of View: 21° 55′ x 16° 26′  Rotation:  3,728° Focal  12.38 mm

PixInsight: Annotate Image

Mit dem Script “Anotate Image” kann man das Ganze nun durch Beschriftung des Bildes schön sichtbar machen.

Script > Render > AnnotateImage

Abbildung 4: PixInsight: AnnotateImage (Google Drive: PixInsight_Annotated.jpg)


PixInsight Annotated

#10 G. Hatfield

Posted 28 March 2015 – 03:15 PM

I’ve learned a couple of things.

First, I was having trouble getting the plate solve script to work on some of my images.  I would put in the focal length of my scope and the pixel size of the camera, but it would “blow up” and not solve the image.  Then it occurred to me that the images I was using had been reduced in size. When I put in a corrected image scale (i.e., corrected for the fact that I had reduced the image size by 2/3, from 5094 x 3414 pixels to 1728 x 1158 pixels) it worked on every image.  So my “native” image scale, which is about 1.38 arcsec/pixel, had to be entered as 4 arcsec/pixel for the resized (not cropped) image.

Also the search function works very well.  I was looking up the RA and DEC in SkyX, but the search function will find these values for most objects even when the common name is used.

Sometimes the labeling from the Tycho-2 catalog can overwhelm the image.  If you highlight this catalog a filter can be applied to limit the stars to a particular mag range.

George

Edited by G. Hatfield, 28 March 2015 – 03:19 PM.

I’ve learned a couple of things.

First, I was having trouble getting the plate solve script to work on some of my images.  I would put in the focal length of my scope and the pixel size of the camera, but it would “blow up” and not solve the image.  Then it occurred to me that the images I was using had been reduced in size. When I put in a corrected image scale (i.e., corrected for the fact that I had reduced the image size by 2/3, from 5094 x 3414 pixels to 1728 x 1158 pixels) it worked on every image.  So my “native” image scale, which is about 1.38 arcsec/pixel, had to be entered as 4 arcsec/pixel for the resized (not cropped) image.

Also the search function works very well.  I was looking up the RA and DEC in SkyX, but the search function will find these values for most objects even when the common name is used.

Sometimes the labeling from the Tycho-2 catalog can overwhelm the image.  If you highlight this catalog a filter can be applied to limit the stars to a particular mag range.

George

Today, while working on the Orion Nebula, I also realized the same issue of pixel size for an image that was cropped/enlarged. It’s pretty finicky with the tolerance of the input! I suppose it forces better cataloging of image attributes. Like they say, garbage in garbage out!

Thanks for sharing.

Ciao,

Ml

Edited by HxPI, 28 March 2015 – 03:31 PM.

#12 G. Hatfield

I recently learned another critical factor in setting this up.  The limit magnitude must be set to about 18 for it to work in some instances.  In fact, if you do that and set the RA and DEC correctly it will often work with everything else with defaults.

George

So Astrometry.net knows how to plate solve **without** RA/DEC and FOV/Scale hints (Blind Solver). So why does PI require these hints and not blind solve also?

You have the bizarre situation if you pick up an old image that you have forgotten where it was in the sky and want to annotate it you have send if off to Astrometry.net for analysis to be able to tell PI where it actually is and at what scale?

I think the Astrobin guys did an excellent job piggy-backing on Astrometry.net web services to support their annotation tool. I wonder if you can call up Astrometry.net via PI in a similar manner to seed the location/scale info into the PI annotator?? Anyone know?

Edited by Tonk, 16 April 2015 – 08:18 AM.

#14 coinboy1

Tonk, on 16 Apr 2015 – 3:09 PM, said:

So Astrometry.net knows how to plate solve **without** RA/DEC and FOV/Scale hints (Blind Solver). So why does PI require these hints and not blind solve also?

You have the bizarre situation if you pick up an old image that you have forgotten where it was in the sky and want to annotate it you have send if off to Astrometry.net for analysis to be able to tell PI where it actually is and at what scale?

I think the Astrobin guys did an excellent job piggy-backing on Astrometry.net web services to support their annotation tool. I wonder if you can call up Astrometry.net via PI in a similar manner to seed the location/scale info into the PI annotator?? Anyone know?

You can upoad an image to Astrometry.net and then download the plate solved .fts file that has the headers embedded.  Feed that to PI Annotate script.

Edited by bmhjr, 04 December 2015 – 03:20 PM.

Astrofotografie und die Gewinde T2, OAZ, M42, S-Mount, M12, C-Mount, CS-Mount, E-Mount, Fotogewinde

dkracht

Gehört zu: Astronomie
Siehe auch: Foto-Objektive, ZWO ASI294MC Pro

Stand: 6.6.2021

Gewinde bei der Astrofotografie

In welchen Fällen braucht man Gewinde-Kenntnisse?

Wenn man zwei Teile zusammenschrauben will, muss das Außengewinde (male thread) an dem einen Teil mit dem Innengewinde (female thread) des anderen Teils übereinstimmen. Wenn die Gewindemaße verschieden sind, kann man nach einem Adapter suchen. Oft kann auch die Länge eines solchen Adapters kritisch sein (z.B. Auflagemaß zwischen Linse und Sensor).

Anwendungsfälle sind beispielsweise:

  • Wenn man eine Digitalkamera an einem Teleskop befestigen will
  • Wenn man ein seine Digitalkamera mit einem alten (fremden) Fotoobjektiv betreiben will
  • Wenn man irgendetwas (z.B. Filter) in seinen Okularauszug (OAZ) schrauben will
  • Wenn man ein (alternatives) Objektiv für seine WebCam sucht
  • Wenn man einen Filter oder einen Gegenlichtblende vor sein Kamera-Objektiv schrauben will
  • Wenn man seine Kamera, Kugelgelenk und Foto-Stativ verbinden will

T2-Gewinde

Immer wieder kommt ein T2-Gewinde vor. Dies wird spezifiziert als: M42 x 0,75.
Das bedeutet, es einen Durchmesser von 42mm und eine Ganghöhe von 0,75mm pro Umdrehung.
T2-Gewinde sind so eine Art Standard in der Astrofotografie, wenn man zwei Teile verbinden will.

Beispiel: Ich habe an meinem Teleskop einen Okularauszug (OAZ) von 1,25 Zoll und will daran eine Kamera befestigen.

Nichts einfacher als das: Ein Adapter 1,25 Zoll auf T2-Gewinde muss her. Das T2 kann man dann per weiterem Adpter an seine  Digitalkamera schrauben z.B. mit T2-Olympus oder T2-M42 oder T2-NEX oder….

M42-Gewinde

Ein M42-Gewinde ist ähnlich dem T2-Gewinde hat aber M42 x 1,0  (also eine Ganghöhe von 1 mm pro Umdrehung und nicht 0,75 mm wie beim T2).
So ein M42-Innengewinde befindet sich an vielen alten Foto-Objektiven (z.B. Takumar 135, Zenitar 16mm) und auch an der sog. Russentonne (Rubinar Macro 5,6/500).

Über einen M42-NEX-Adapter kann ich meine Digitalkamera mit E-Mount dransetzen.

Ich kann aber auch meinen ganz kurzen Adaper M42-T2 verwenden und daran meinen Adapter T2-auf-1,25 Zoll Okularauszug schrauben. Dann kann ich meine astronomischen Okulare zusammen mit dem Foto-Objektiv (auch Russentonne) sozusagen als Spektiv verwenden.

M48-Gewinde – sog. “Filtergewinde”

Mit dem Begriff “Filtergewinde” ist meist ein M48 x 0,75 Gewinde gemeint.

Wo findet man ein solches “Filtergewinde”?

  • Aussengewinde an meinem Flattener/Reducer (SKFlat80) befindet sich Kamera-seitig ein M48 Aussengewinde (male).
    Daran möchte ich einerseits meine Canon DSLR anschießen und andererseit meine neue Zwo ASI294MC Pro
  • Innengewinde in einem 2 Zoll Okularstutzen sollte sein “E48” d.h. 47,8mm * 0,75 Innengewinde (z.B. für M48 Hyperion Filterhalter)
  • Innengewinde in einem 1,25 Zoll Okularstutzen: M28,5 * 0,5  oder M28,5 * 0,6
  • Innengewinde vorn  an einem Foto-Objektiv
    • Takumar 135mm – M49
  • …..

Siehe auch: Filter für die Astrofotografie

Fotogewinde 1/4 Zoll und 3/8 Zoll

Kameras haben unten normalterweise in 1/4 Zoll Innengewinde.
Daran kann man beispielsweise eine Schnellwechselplatte oder ein Kugelgelenk mit 1/4 Zoll Schraube (=Aussengewinde) befestigen.

Fotostative haben oben normalerweise eine 3/8 Zoll Gewindestange (=Aussengewinde).
Um das zu befestigen braucht man einen kleinen 1/4 Zoll auf 3/8 Zoll Adapterring.

S-Mount

Im Zusammenhang mit Webcams wird als “S-Mount” gerne ein Gewinde mit M12 x 0.5 bezeichnet.

The S-mount is a standard lens mount used in various surveillance CCTV cameras and Webcams. It uses a male metric M12 thread with 0.5 mm pitch on the lens and a corresponding female thread on the lens mount (also: M12 x 0,5); thus an S-mount lens is sometimes called an “M12 lens”.

So ein Gewinde hat z.B. die Phillips ToUCam an der Objektivlinse. Man kan also leicht andere Objektivlinsen benutzen, wenn die ein S-Mount-Gewinde haben.

C-Mount, CS-Mount

Neuere CCTV-Kameras (Box-Kameras) verwenden den sog. C-Mount bzw. CS-Mount. Beide haben einen Durchmesser von 1 Zoll und eine Steigung von 1/32 Zoll. Der Unterschied zwischen C-Mount und CS-Mount ist das sog. Auflagemaß; d.h. der Abstand zwischen Linse und Sensor;

  • C-Mount 17,526 mm
  • CS-Mount 12,5 mm

Der C-Mount ist ein genormter Gewindeanschluss für (Bewegtbild-)Kameraobjektive im professionellen Bereich. Der Außendurchmesser des Gewindes beträgt 1 Zoll (2,54 cm), die Gewindesteigung beträgt 1/32 Zoll. Das Auflagemaß zwischen dem Flansch des Objektivgewindes und der Bildebene entspricht 17,526 mm (0,69 Zoll) bzw. 12,5mm beim CS-Mount. Der C-Mount ist von der SMPTE mit der Norm SMPTE 76-1996 genormt und wird nach der ANSI B1.1 Gewindenorm auch als „1-32 UN 2A“ bezeichnet.

Adapter für meine Sony NEX-5R

Der kameraseitege Anschluss bei der Sony NEX-5R nennt sich E-Mount.

  • M42-NEX-Adapter: um mein Fotoobjektiv Takumar 135 (oder mein Zenitar 16mm) mit der Sony NEX zu verwenden
  • OM-NEX-Adapter: um mein Fotoobjektiv Olympus ZUIKO 50mm mit der Sony NEX zu verwenden
  • Kiwi LMA-FD_EM-Adapter: um mein Fotoobjektiv Vivitar 24mm mit der Sony NEX zu verwenden

Adapter für meine Canon EOS 600D

Die Canon EOS 600D hat kameraseitig ein sog. Canon-Bajonet

  • M42-xyz, um die Kamera mit meinem Fotoobjektiv XYZ zu verwenden
  • T2-Ring, um die Kamera mit meinem Teleskop Orion ED80/600 zu verwenden

Verweise

T2-Adapter am Okularauszug

GuideScope50 mit T2-Anschluss

Webcams für die Astrofotografie

WebCam Altair GPCAM MT9M034M

WebCam Philips ToUCam Pro II

Russentonne mit M42-Anschluss

Astrofotografie für Einsteiger: Welche Objekte kann ich fotografieren?

dkracht

Gehört zu: Astronomie
siehe auch: Sternhaufen, Galaxien, Sternbilder, Nebel, Helligkeit, Flächenhelligkeit, Kugelsternhaufen, Asterismen, Zodiakallicht

Stand: 1.2.2022

Fragestellung: Welche Objekte?

Als Anfänger in der Astrofotografie suche ich nach ersten Beobachtungsobjekten, die ich mit meiner einfachen Ausrüstung erfolgreich fotografieren kann, um beeindruckende “Pretty Pictures” zu erhalten auf die ich stolz sein kann.

  • Welche Himmelsobjekte kann ich mit meiner Gerätschaft sinnvoll und erfolgreich fotografieren?
  • Was ist möglich? Was bringt mir persönlich ein Erfolgserlebnis?
  • Von welchem Ort aus kann ich das beobachten?
  • Zu welcher Zeit kann ich das beobachten?

Gute Anregungen bekommt man, wenn man einfach einmal anschaut, was andere  fotografiert haben z.B. bei Astrobin: welche schönen Beobachtungsbjekte haben andere mit f=135mm fotografiert?

Links

Typische Beobachtungsobjekte

Tabelle 1: Erste Beobachtungsobjekte für meine Überlegungen etwa folgende:

Objekt Größe Helligkeit Typ Bemerkungen
LMC  11° x 9° Galaxie  Südliche Hemisphäre
Polarlicht  90° Atmoshäre  Weitwinkel f=24mm, und Video
Milchstrasse  180° Galaxie  Mosaik mit f=24mm
Meteor  10°-15° Atmoshäre  schnell bewegt
Sternbilder Sternbild  Einzelne Serne
M31  189′ x 62′  13,5m Fläche Galaxie  Andromeda Galaxis
Plejaden  110′  2,86-5,65m Offener Sternhaufen  Einzelne Sterne – Offener Haufen
Sonne  30′  sehr hell Planetary  Solarfilter erforderlich
Mond  30′  hell Planetary

Arten von Beobachtungsobjekten

Um die Beobachtungmöglichkeiten mit meinen Instrumenten und an meinem Standort (Lichtverschmutzung, Hamburg Innenstadt) zu beurteilen und ggf. zu planen (Beobachtungsplanung) ist es sinnvoll eine Gruppierung nach für die Beobachtung relevanten Eigenschaften vorzu nehmen:

Grundlagen: Größe, Helligkeit und Bewegung

Je nach dem, über was für Gerät man verfügt und wie die Sichtbedingungen sind, sind ganz verschiedene Beobachtungsobjekte möglich bzw. nicht möglich.

Drei Punkte sind von primärer Bedeutung:

  • Größe des Objekts – z.B. der Andromedanebel ist 189 x 62 Bogenminuten groß. Wenn man ihn komplett fotografieren will, braucht man kurze Brennweiten (s.u.). Planeten sind sehr klein und benötigen längere Brennweiten
  • Helligkeit des Objekts – Sonne und Mond sind immer hell genug, Fixsterne sind punktförmig und auch hell (aber: Grenzgröße), flächenhafte Objekte erfordern besondere Überlegungen
  • Bewegung des Objekts:  Meteore, Strichspuraufnahmen vs. Aufnahmen mit Nachführung

Größe (Fläche) eines Objekts – Gesichtsfeld

Ich möchte das betreffende Objekt komplett auf mein Foto bekommen und es soll sich natürlich schön “fett” in der Mitte zeigen. Also muss mein Gesichtsfeld (FoV Field of View) zum Objekt passen.

Die Größe des Gesichtsfelds ergibt sich aus der Sensorgröße der Kamera (APS-C: 23,5 x 15,6 mm) und der Brennweite meiner Optik.

Tabelle 2: Größe des Gesichtsfeldes (FoV)

Sensorgröße mm
(APS-C)		 Brennweite mm Gesichtsfeld Mögliche Objekte
23,5 x  15,6 700  115′ x 76′  Sonne, Mond
600  2,2° x 1,5°
400  3,4° x 2,2°  M31 Andromeda
300  4,5° x 3,0°  M31 Andromeda, Asterismen
 135  9,9° x 6,6°  Sternbild Lyra, Große Magellansche Wolke
 50  40° x 27°  Sternbilder
24  52° x 36°  Milchstraße, Polarlicht
16 72° x 52°  Meteorstöme

Helligkeit eines Objekts

Punktförmige Lichtquelle

Die Helligkeit eines astronomischen Objekts so wie es bei uns zu beobachten ist (“scheinbare Helligkeit“), ist physikalisch eigentlich nichts anderes als der ankommende Lichtstrom auf der Fläche der Aufnahme-Optik (gemessen in lux).

Die scheinbare Helligkeit eines punktförmigen Objekts (Stern) misst der Astronom in “Magnituden”, abgekürzt “m” oder auch “mag”. Diese astronomische Skala ist  logarithmisch skaliert und definiert historisch die hellen Sterne mit 1. Größenklasse (1 mag) und die gerade noch sichtbaren Sterne mit 6. Größenklasse (6 mag), wobei der Helligkeitsunterschied ein Faktor 100 sein soll.

  • Ein Stern der Größenklasse 1 möge einen Lichtstrom von Φ1m bei uns abliefern, ein Stern der Größenklasse 6 einen Lichtstrom von Φ6m.
  • Dann ist die Skalierung festgelegt durch:   Φ1m/Φ6m = 100
  • Als logarithmische Skala ergibt sich daraus:  m1 – m2 = -5 * lg(  Φ1/Φ2 ) / lg (100) = -2,5 * lg(  Φ1/Φ2 )

Praktisches Beispiel: Gewinn an Größenklassen mit einem 70mm Refraktor gegenüber dem bloßen Auge:

  • Die Lichtströme sind proportional der Größe der lichtsammelnden Fläche; also Φ1/Φ2 = 70*70/5*5 (Annahme: Augenpupille 5mm, Austrittspupille des Refraktors <= 5mm).
  • Das ergibt einen Gewinn an Größenklassen von:  2,5 * lg(702/52) = 2,5 * lg 196 = 5,73
  • Wenn ich mit bloßem Auge eine Grenzgröße von 5 mag hätte, würde ein 70mm-Teleskop eine Grenzgröße von 10,73 mag haben.

Physikalische Maßeinheit für den Lichtstrom: lux

Umrechnung:  mag = -2.5*lg(Φ) – 14.2064            where Φ is in lux.

Tabelle 3: Beispiel zur Umrechnung Lux in Magnituden

Φ [lux] mag
2,077*10-6 0,00m
8,268*10-7 1,00m
8,268*10-9 6,00m

Flächige Lichtquelle

Bei einem flächigen Objekt hat man eine “Gesamthelligkeit” und eine “Leuchtdichte” Lv (auch Flächenhelligkeit, engl. Luminance)

Physikalische Maßeinheit:  cd / m2

Astronomische Maßeinheit:  mag/arcsec2 bzw. mag/arcmin2

Oder auch: Die Einheit S10 beschreibt die Helligkeit als Anzahl von Sternen der Helligkeit 10 mag innerhalb eines Quadratgrads.

Beispiel: Schwächste Helligkeit des Nachthimmels unter optimalen Bedingungen: 21,6 mag/arcsec² = 2,5 · 10−4 cd/m² = 370 S10  (Wikipedia)

Helligkeit: http://astrofotografie.hohmann-edv.de/grundlagen/flaechenhelligkeit.php

Die Firma Unihedron vertreibt ein Gerät, mit dem man die Himmelshelligeit messen kann (SQM = Sky Quality Meter)  Laut Beipackzettel von Unihedron ist [cd/m²] = 10.8 * 104 * 10(-0,4 * [mag / arcsec2])

http://unihedron.com/projects/sqm-l/Instruction_sheet.pdf

Tabelle 4: Beispiel zu Umrechnung SQM in Lv

SQM [mag/ arcsec2] Lv [cd/m²]
22 0,172 * 10-3
21 0,432 * 10-3
20 1,084 * 10-3
19 2,723 * 10-3
18 6,840 * 10-3

Beobachtungsobjekt: Sterne

Ohne Nachführung:  Strichspuren.

Mit Nachführung:

Beobachtungsobjekt: Sternbilder

Ich finde es auch beeindruckend, mal ein ganzes Sternbild zu fotografieren; z.B. den Großen Wagen, die Leier, den Orion oder auch etwas nicht so bekanntes wie z.B. den Kepheus oder etwas schwieriges wie z.B. den Schützen – oder im Süden das berühmte Kreuz des Südens.

Man nennt das “Wide Field” Astrofotografie…

Beobachtungsobekt: Asterismen (Sternmuster)

Von besonderem Reiz finde ich es auch, sog. Asterismen zu fotografieren, das sind kleinere Sternmuster, bei denen die Herausforderung schon ist, sie überhaupt zu finden. Man braucht dann schon ein Teleobjektiv, weil so ein Objekt relativ klein ist, aber es sind punktförmige Sterne (keine flächigen Nebel oder so), die ich also aus der lichtverschmutzten Stadt trotzdem gut fotografieren kann.

Beispiele:

  • Little Cassiopeia
  • Little Orion
  • Kemble’s Kaskade

Beobachtungsobjekt: Sternhaufen

Sternhaufen kann ich noch ganz gut aus der lichtverschmutzten Stadt fotografieren, weil sie nur eine Ansammlung von punktförmigen Sternen sind.

Hierzu habe ich einen eigenen Artikel “Sternhaufen” geschrieben.

Beobachtungsobjekt: Galaxien

Es gibt relativ große Objekte, so ist z.B. der Andromedanebel (M31)  scheinbare Größe 189×62 Bogenminuten, Gesamthelligkeit 3,4m, Flächenhelligkeit 13,5m

Sonderfall: Unsere Milchstraße

Sonderfall: Die Große Magellansche Wolke (LMC)

Hierzu habe ich einen eigenen Artikel “Galaxien” geschrieben.

Beobachtungsobjekt: Emissionsnebel, Reflexionsnebel, Planetarische Nebel etc.

Emissionsnebel kan man meist auch gut bei Lichtverschmutzung fotografieren, wenn Narrowband-Filter helfen.

Beobachtungsobjekte in unserem Sonnensystem

Die klassischen Beobachtungsobjekte in unserem Sonnnensystem sind die Planeten. Dazu kommen Kleinplaneten, Kometen, Meteorströme, das Zodiakallicht und natürlich der Mond und die Sonne.

Beobachtungsobjekt: Meteorströme

z.B. die Perseiden

Da man nicht weiss, wann und wo am Himmel der nächste Meteor (Sternschnuppe)  erscheinen wird, wird man wohl zu einem Weitwinkelobjektiv greifen und auch etwas länger belichten (z.B. 30 s).

Ein Meteor ist meist recht hell, aber er bewegt sich schnell. Daher erscheint ein Meteor auf einem Foto meist dunkler als die Sterne, weil letztere ja still stehen und ihr Licht für die Dauer der Belichtung z.B. 30sec auf einen Punkt gesammelt wird, während der Meteor in z.B. 1 Sekunde durch das ganze Bild rauscht und damit auf einem Punkt nur wenig Licht hinterlässt.

Beobachtungsobjekt: Planeten & Kleinplaneten

Ein Ziel bei Aufnahmen von Planeten oder Kleinplaneten kann sein, sie einfach nur fotografisch nachzuweisen z.B. auf mehreren Aufnahmen des gleichen Gebiets, wo sie sich dann durch ihre Bewegung verraten. Dafür sind mittelgroße Gesichtsfeder mit entsprechender Vergrößerung angebracht.

Ein anderes Ziel kann sein, einen Planeten als Scheibchen mit detaillierterer Struktur zu zeigen z.B. Jupiter mit seinen Wolkenbändern. Dafür wären starke Vergrößerungen mit entsprechend kleinem Gesichtsfeld erforderlich. Auch gibt es dafür spezielle Aufnahmetechniken…..

Beobachtungsobjekt: Die Sonne & Sonnenfinsternisse & Transits & Halo

Die Sonne muss durch starke Filter stark abgeschwächt werden…

Eine Halo-Erscheinung kann ich mit einem Weitwinkel-Objektiv fotografieren

Beobachtungsobjekt: Der Mond & Mondfinsternisse

Zur Dokumentation einer Mondfinsterniss reicht mein 70/700mm Lidlscope

Um Details auf der Mondoberfläche fotografieren zu können, müsste ich wohl zu längere Brennweiten greifen…

Beobachtungsobjekt: Zodiakallicht

Siehe:   Zodiakallicht

Beobachtungsobjekt: Kometen

Schöne große Kometen gab es leider in meiner aktiven Astrozeit nicht. Etwas war schon möglich; siehe: Komenten

Beobachtungsobjekte die zu unserer Erde gehören sind

Beobachtungsobjekt: Nordlicht

Meine ersten Beobachtungen des Nordlichts konne ich 2014 vom Flugzeug aus machen.

Beobachtungsobjekt: Leuchtende Nachtwolken

Im Sommer kann man in Hamburg mit etwas Glück bzw. Beharrlichkeit auch Leuchtende Nachtwolken “NLC” sehen…

Beobachtungsobjekt: Erdsatelliten

Künstliche Erdsatelliten, Iridium-Flash, geostationäre Erdsatelliten, ISS,…

Beobachtungsobjekte: Sonstige

Wetterballons, Erdschattenbogen,…

 

Astrofotografie mit der Software qDslrDashboard 2016

dkracht

Gehört zu: Astrofotografie

Astrofotografie: Fernbedienung der Kamera vom Windows-Computer

Als Amatuer-Astrofotograf mit beschränkten Mitteln möchte ich Astrofotografien mit meiner Digitalkamera (Sony-NEX-5R , Canon EOS 600Da) per Fernsteuerung über meinen Windows-Computer machen, um Fotos zu erhalten, die das Beobachtungsobjekt mittig im Bild (“Framing”), scharfeinstellt (“Focussing”) und richtig belichtet auf meinem Windows-Computer zeigen.

Das bedeuet im Einzelnen:

  • Das Beobachtungsobjekt muss in die Mitte des Gesichtsfelds eingestellt werden   (-> Goto, -> Alignment, -> Sucher -> Live View)
  • Das Beobachtungsobjekt muss scharf gestellt werden  (-> Fokussierung)
  • Belichtungszeit und ISO-Empfindlichkeit müssen gut eingestellt werden (-> Fernbedienung)
  • Ein Wakeln beim Auslösen soll vermieden werden (-> Fernbedienung)
  • Das fertige Foto muss auf den Windows-Computer transferriert werden

Fernbedienung /Fernauslöser für die Astrofotografie

qDslrDashboard ist eine Software, mit der man Digital-Kameras (Nikon, Canon, Sony) fernsteuern kann.

Eine Besonderheit ist die Unterstützung von Sony, die sonst kaum zu finden ist. Wobei die Sony-Unterstützung ausschließlich über WLAN (WiFi) möglich ist und nicht über USB-Kabel.

qDlsrDashboard gibt es für  iOS, Android und für Windows; d.h. ich kann es auf meinem normalen Notebook laufenlassen, wo ich auch andere Astro-Software drauf habe und auch die Bildqualität schnell und gut prüfen kann.

Angefangen habe ich das Thema Fernbedienung mit der von Sony gelieferten Software “Play Memories Mobile” (App für iPad).

Stromversorgung für das Notebook

Für die mobile Astrofotografie muss ich dann allerdings auch mein Notebook mitnehmen und ggf.  für eine Stromversorgung über längere Zeit sorgen; entweder mit Ersatzakku oder mit entsprechendem Netzteil.

Stichworte: Kfz Notebook Netzteil 19V 3,4 A / Firstcom Universal 12-19 V /  https://www.amazon.de/Firstcom-Universal-Notebook-Netzteil-Fujitsu/dp/B016KN9Q96

Die wichtigsten Astro-Funktionen von qDslrDashboard

  • Verbinden von qDslrDashboard mit der Sony-Kamera über WLAN: Klicken auf “Sony”
  • Einstellen eines Gitternetzes mit Kreuz im Bildmittelpunkt  (z.B. für Alignment)
  • Live View
  • Einstellen ISO, Belichtungszeit, Fokus
  • Einzel-Fotos
  • Foto-Serie
  • Kontrolle der Fotos auf dem Notebook

Mein Kochbuch für qDslrDashboard

  1. Verbindung Kamera-Notebook per WLAN herstellen
    1. Andere evtl. störende WLANs in der Nähe ausschalten
    2. Sony NEX-5R WLAN Access Point anschalten
    3. Auf Windows-Notebook WLAN-Verbindung zu diesem Access Point herstellen (Achtung: “Kein Internet” ist richtig hier)
  2. qDslrDashboard starten
    1. Mit Sony-Kamera verbinden:   Leiste oben -> auf “Sony” drücken
    2. Live View einschalten: Leiste links -> oberstes Symbol “LV”
    3. Belichtungszeit und ISO-Wert ungefähr einstellen (bis ein Bild sichtbar wird)  -> unterer Bildrand links
    4. Grid 2×2 anschalten: Leiste links, 2. Symbol von oben “Einstellungen”; dann in Zeile “Live View Display” auf “Grid 2:2” klicken
    5. Ordner für Speicherung der Fotos (JPG) definieren: Rechte Leiste: Oberes Symbol (3 Schieberegler), Leiste oben: zweites Symbol von rechts (Hammer und Schraubendreher gekreuzt)  “Folder for local images”… d:\var\pictures
  3. Ein Foto mit qDslrDashboard schießen
    1. Linke Leiste, zweites Symbol von oben klicken (abwarten bis Belichtungszeit abgelaufen, erst dann macht es “klick”)
  4. Foto mit der Software “All Sky Plate Solver” analysieren…

Astronomie: LOFAR Station in Norderstedt – Digitale Radioastronomie

dkracht

Gehört zu: Astronomie
Benutzt:  Fotos aus Google Drive

Stand: 25.04.2023

LOFAR – Digitale Radioastronomie

Vortrag zu LOFAR

17.6.2015 Sternwarte Bergedorf, Prof. Brüggen: Radioastronomie mit LOFAR

17.8.2016 Sternwarte Bergedorf, Dr. Engels

Was ist LOFAR?

LOFAR = Low Frequency Array

LOFAR-Zentrum: Firma Astron in den Niederlanden

LOFAR-Stationen in England, Frankreich, Schweden und Deutschland

Abbildung 1: Landkarte der LOFAR Teleskope (Google David: LOFAR-international-stations-on-map-Europe.jpg)


LOFAR Stationen in Europa (Cpoyright: Astron)

Eine LOFAR-Station besteht aus einem Feld von kleinen einfachen Dipol-Antennen. LOFAR-Stationen sind über ganz Europa verteilt, wodurch  eine Basis von vielen hundert Kilometern entsteht.

Die Signale der Stationen werden zusammen mit exakten Timestamps von Rubidium-Atom-Uhren digitalisiert  und über 10 Gbit/s Glasfaser über Jülich zur Zentrale in den Niederlanden geschickt, wo sie real-time mit Hilfe eines Supercomputers “BlueGene” von IBM ( PetaFLOP-Bereich) per Software ausgewertet werden.

Die inferometrische Auswertung per Software setzt die Signale der Stationen unter Berücksichtigung der verschiedenen Laufzeiten phasengerecht zu einem Signal zusammen, das von der  Auflösung einem Teleskop der Größe der Basis entspricht. Das nennt das auch “Aperture synthesis”. Dadurch wird  eine Auflösung (Bildschärfe) im Bereich einer Bogensekunde erreicht, was vor LOFAR bei diesen Wellenlängen (Bereich von 1,5 Metern oder mehr) nicht möglich war.

Obwohl die Dipol-Antennen eine feste Ausrichtung haben (keine beweglichen Teile), können verschiedene Richtungen am Himmel über software-mäßige Verarbeitung des digitalen Signals angepeilt werden (sog. “Multi Beaming”).

https://lofar.physik.uni-bielefeld.de/index.php/en/

https://www.glowconsortium.de/index.php/en/lofar-about

http://www.astro.ru.nl/~falcke/LOFAR/lofar_artikel.htm

LOFAR-Station Norderstedt

Die LOFAR-Station in Norderstedt befindet sich in der keinen Straße Harthagen und ist seit Januar 2015 in Betrieb.

Die Einweihungsfeier soll am 9.9.2015 um 11 Uhr stattfinden.

Abbildung 2: LOFAR Station in Norderstedt (Google Drive: Lofar_20150618_05475_stitch.jpg)


LOFAR Norderstedt

LOFAR-Station in Effelsberg

Besuch beim Radioteleskop Effelsberg

LOFAR Forschungsauftrag – Key Science Projects

Epoch of Reionization  ––  Die sog. Epoch of Reionization (EoR) begann vor 13,2 GigaYears mit einer Rotverschiebung von  z=10. Das heisst, die 21cm Radiostrahlung des neutralen Wasserstoffs  kommt mit einer Wellenlänge von 2,1m bei uns an.

Deep Extragalactic Surveys – Hochempfindliche Kartierung aller Radioquellen (Galaxien, Schwarze Löcher etc.) am Himmel

Transient Sources – Radioquellen, die eine kurzzeitliche Variabilität aufweisen

Kosmische Magnetfelder – Stellare und galaktische Magnetfelder

Ulta high cosmic rays – Partikel mit hoher Energie (1015 – 1020 eV), die auch sog. “Air Shower” hervorrufen (Synchrotron Strahlung, Elektronen mit fast Lichtgeschwindigkeit (relativistisch))

Solar Physics and Space Weather – Die Sonne als Radioquelle mit e.g. Flares, Coronar Mass Ejections etc.

Hintergrund: Epochen der Entwicklung des Universums

  • Urknall
  • Inflation
  • Dark Ages – noch keine Sterne, “nur” neutraler Wasserstoff mit 21cm Radio-Strahlung
  • Epoch of Reionization  – erste Sterne d.h. erstmals Licht im Universum, die Strahlung ionisiert den Wasserstoff
  • Development of Galaxies

http://www.lofar.org/astronomy/eor-ksp/epoch-reionization

http://www.weltderphysik.de/gebiet/astro/teleskope-und-satelliten/lofar/

http://map.gsfc.nasa.gov/media/060915/index.html

Andere Projekte

  • Südafrika: SALT = Southern African Large Telescope  in Sutherland
  • SKA: Square Kilometre Array  (LOFAR sollte ein vorbereitendes Projekt für SKA sein)
    • Teil in Westaustralien
    • Teil in Südafrika

Astrofotografie: Bildbearbeitung: Stacking – Calibration

dkracht

Gehört zu: Astrofotografie
Siehe auch: Bildbearbeitung , Belichtungszeit, DSS, Probleme Lösen mit Stacking, Mein Aufnahmeverfahren, Astro Pixel Processor
Benutzt: Fotos aus Google Archiv

Stand: 10.05.2023

Warum Stacking?

Als Einsteiger in die Astrofotografie möchte ich mit einfachem Equipment Astrofotos machen, auf denen auch lichtschwache Objekte zu sehen sind, um eigene “Pretty Pictures” von eindrucksvollen Objekten zu erzielen, die man mit bloßem Auge gar nicht sehen kann.

Anstelle von langen Belichtungszeiten mit dem Problem der Nachführung, macht man in der modernen Astrofotografie einfach mehrere Fotos vom gleichen Objekt mit kürzerer Belichtungszeit und “addiert” diese. Man nennt das “Stacking”. Wobei es bei der Belichtungszeit immer auf die Gesamtzeit (auch Integrationszeit genannt) ankommt. Wenn man z.B. die einzele Aufnahme nur kurz belichtet – sagen wir 30 sec – dann muss man eben 240 solcher Aufnahmen machen, um auf eine Gesamtbelichtungszeit von 2 Stunden zu kommen. Der generelle Tipp ist inder Tat mindestens 2 Stunden zubelichten.

Die Vorteile des Stackings sind:

  • Vermeidung von Nachführungsfehlern (Sterne werden Striche)
  • Unerwünschte Lichtspuren können aussortiert werden (z.B. Flugzeug, Satellit,…)
  • Begrenzung des Effekts der Lichtverschmutzung
  • sonst noch was?  — Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) —

Die beliebteste Software zum Stacken ist der Deep Sky Stacker “DSS” und der Astro Pixel Processor “APP”.

Mehr zu den Problemen, die ich mit Stacking lösen kann, in diesem separaten Blog-Artikel.

Beim Stacking sieht man das Ergebnisbild normalerweise erst am nächsten Tag, weil man ja sorgfältig bearbeiten will.

Die Technik des sog. “Live Stacking” liefert die Stacking-Ergebnisse quasi sofort. Das kann sinnvoll sein, wenn man “Besucher” hat, die schnell etwas sehen wollen…

Z.B. die Software SharpCap beherrscht ein solches Live Stacking.

Links

http://lightwatching.de/astrofotografie-mit-der-dslr-teil-2-richtig-stacken/

Welche Software kann Stacking?

Umgangssprachlich spricht man gerne vom “Stacking”;  eigentlich meint man drei Schritten: Kalibrieren, Registrieren und schließlich Stacken. Eine Software wie z.B. DSS mach die drei Schritte meist auch in einem Rutsch.

Zum Stacking (in diesem Sinne) kann man verschiedene Software verwenden:

  • Deep Sky Stacker
  • Sequator   (Windows only)
  • Fitswork   (eingestellt – Windows only)
  • PixInsight
  • MaxIm DL
  • Regim (Dank Java auch für Linux)
  • Siril   (Linux, Windows, MacOS)
  • Theli (Linux, Windows per Virtual Box) (Open Source, https://www.astro.uni-bonn.de/theli/ )
  • u.a.

Welche Kalibrierungs-Frames brauche ich?

Das Wichtigste sind die Flat Frames.

Wenn ich eine Kamera mit Amp Glow habe, sind Dark Frames erforderlich.

Welche Aufnahmen (“Frames”) muss ich machen?

Light Frames

So heissen die “normalen” eigentlichen Aufnahmen (Aufnahmeserie) des Beobachtungsobjekts.

Durch Addition (sog. Stacken) dieser Light Frames möchte man das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) verbessern. Es kommt auf die Gesamt-Belichtungszeit an, je länger diese ist, desto geringer wird das Rauschen im Bild. Da das Bildrauschen stochastisch ist, geht es mit der Quadratwurzel aus der Belichtungszeit zurück.

Dark Frames

Unmittelbar nach der eigentlichen Aufnahmeserie soll man mehrere “Darks” machen.
Man schließt das Objektiv per Deckel oder mit einem dicken schwarzen Tuch und macht bei der gleichen Temperatur wie bei den “Lights” und mit den gleichen Einstellungen für Belichtungszeit und ISO eine Reihe von Dunkelbildern. Dadurch werden Hot Pixel und den Dunkelstrom des Sensors bei der Temperatur aufgenommen. Diese werden später von den Nutzbildern (Lights) subtrahiert.

Mit einer DSLR ist es immer ein Problem, die genau richtige Temperetur der Darks hinzubekommen; mit einer geregelt gekühlten Astro-Kamera, wie z.B. meiner ASI294MC Pro ist das aber kein Problem, denn man kann die Temperatur ja einstellen.

So ein Dunkelbild “Dark Frame” enthält ein Signal (den Dunkelstrom) welches seinerseits wiederum verrauscht ist.
Das Dunkel-Signal könnten wir gleich von unseren Light Frames abziehen, das Dunkelrauschen aber nicht.

Das Rauschen in den Dark Frames minimieren wir, indem wir mehrere (viele) einzele Darks aufnehmen und aus diesen dann ein “Master Dark” mitteln. Das Rauschen im Dunkelbild ist stochastisch und geht mit Quadratwurzel aus der Gesamtbelichtungszeit des Master-Darks zurück.

Darkframes – Dunkelbildabzug

Beim Stacken von Astrofotos soll man ja viele Einzelbilder (Subs, Frames,..) machen und die dann per Software übereinander legen “stacken”. Ich habe als Beispiel mit meiner Canon EOS 600D einmal 9 Einzelbilder von M31 gemacht, wobei jedes Einzelbild 300 Sekunden belichtet wurde. Das macht eine Gesamtbelichtungszeit “Integrationszeit” von 45  Minuten. Diese Einzelbilder nennt man im Jargon auch “Lightframes”.

Zusätzlich soll man nun noch sog. “Darkframes” machen. Dabei soll die Objektivkappe geschlossen sein aber die Belichtungszeit und die Sensortemperatur identisch wie bei den Lightframes sein. Darkframes enthalten so nur noch evtl. vorhandene “Hotpixel” und das Dunkelstrom-Signal (mit dem Dunkelstrom-Rauschenund ggf. Ampglow) des Bildsensors bei der betreffenden Temperatur. Wenn man nun viele (z.B. 20) Darkframs macht und die von seiner Software zu einem Master-Dark verarbeiten lässt, so ist das Dunkelstrom-Rauschen im Masterdank quasi verschwunden. Dieses Masterdark subtrahieren wir (oder die Software) von den LIghts. Damit verschwinden die Hotpixel, der Dunkelstrom und ggf. das Ampglow; was in den Lights bleibt ist das Dunkelstrom-Rauschen, was man nicht subtrahieren kann, da es ja stochastisch ist.

Das zusätzliche Anfertigen solcher Darkframes wird gerne unterlassen, weil es ja beträchtliche Zeit kostet, wenn man eigentlich schon “fertig” ist. Ob so ein Dunkelbildabzug eine wirkliche Verbesserung ist, wollte ich mal genau herausfinden mit diesem Experiment:

Abbildung 1 und 2: DSS Dunkelbildabzug (Google Drive: Autosave_lights-only_2.jpg, Autosave_lights-darks_2.jpg)


Calibration: Lights without Darks
Calibration: Lights with Darks

Das Experiment zeigt deutlich zwei Verbesserungen durch Dunkelbildabzug:

  • Die Hotpixel werden eliminiert
  • Das Dunkelstrom-Signal wird eliminiert (abgezogen)
  • Falls der Sensor ein sog. “Ampglow” zeigt, wird auch dieses eliminiert (abgezogen)

Auf dem Bild sehen wir noch gut Sterne bei 16,4 mag (z.B. Stern 3UC265-006326).

Die Bilder wurden am 14.10.2018 in Handeloh gemacht. Das linke Bild heisst: Autosave_lights_only-2.jpg, das rechte Bild heisst: Autosave_lights-darks_2.jpg

Flat Frames

Was ist ein “Flat Frame”?

Ein Flat Frame ist eine kurzbelichtete Aufnahme einer völlig gleichmäßig hellen Fläche.

Wofür benötigt man Flat Frames?

Mit Flat Frames werden Vignettierung und Verunreinigungen bzw. Schatten im Strahlengang korrigiert.

Wie fertigt man ein Flat Frame an?

Flat Frames werden von einer gleichmäßig hellen Fläche gemacht. Das Flat Frame sollte dann gleichmäßig weiß sein. Ggf. vorhandene Sensorflecken und ggf. eine Vignettierung (Randabdunkung) machen sich durch dunklere Stellen im Flat bemerkbar. Dieses eigentliche Flat-Signal ist leider wieder mit einem Rauschen behaftet. Um dieses Flat-Rauschen zu minimieren macht man wiederum viele Flat-Frames, die dann zu einem Master-Flat gemittelt werden.

Die Flats enthalten leider wieder ein Bias/Offset-Signal (s.u.). Also muss man vom Master-Flat wiederum ein Master-Bias abziehen.

Jedes Nutzbild (Light Frame) wird dann durch das so erhaltene Flat dividiert; dabei bleibt das Bild unverändert da wo das Flat wirklich weiß ist (Division durch 1) und wird etwas aufgehellt da wo das Flat nicht ganz weiß ist (z.B. Division durch 0,9).

Die Flat Frames soll man natürlich mit der gleichen Kamera und dem gleichen Objektiv machen, mit denen man vorher die Nutzbilder (Light Frames) gemacht hat. Es sollen ja unverändert Sensor-Verschmutzung bzw. Randverdunkelung aufgenommen werden (also auch gleiche Adapterringe, gleiche Taukappe etc.). Auch soll die Kamera nicht zwischendurch geöffnet werden damit die Schmutzteilchen auf dem Sensor sich nicht verschieben.

Die Belichtungszeit für Flats ist zu niedrig, wenn sich Stuktur auf der eigentlich weißen Fläche zeigt. Die Belichtungszeit für Flats ist zu hoch, wenn die vorhandenen Abdunklungen überstrahlt werden und nicht mehr richtig sichtbar sind.

Wie macht man Flat Frames mit APT?

Bias Frames (auch Offset Frames genannt)

Was ist ein “Bias Frame”?
Ein Bias/Offset ist ein Darkframe mit Belichtungszeit Null, wobei bei vielen Kameras die minimalst mögliche Belichtungszeit verwendet werden muß. Registriert wird dann nur das Bias/Offset-Signal von Chip und Kameraelektronik. Dieses Bias/Offset-Signal ist seinerseits wiederum verrauscht.

Wofür benötigen wir Bias Frames?

Es wird häufig gesagt, mit den Bias Frames würde man das Ausleserauschen abziehen. Das ist aber Unsinn, denn ein Rauschen kann man nicht “abziehen”, weil es stochastisch ist. Das Ausleserauschen bekommt man z.B. dadurch in den Griff, dass man es klein (ein Drittel oder weniger) im Verhältnis zum Hintergrundrauschen hält. D.H. man muss “hintergrundbegrenzt” belichten.

Etwas genauer gesagt, haben wir auch hier ein Bias-Signal und eine Rauschen dieses Bias-Signals. Mit einem solchen “Bias Frame” wird der “Offset” korrigiert.

Wenn wir Darks gemacht haben, ist das Bias-Signal auch schon dort mitenthalten. Wir brauchen also kein extra Bias Frame. Wenn wir keine Darks gemacht haben sollten, müssen wir wohl aber ein separates Bias Frame machen.

Wie fertigt man Bias Frames an?
Sie wählen an Ihrer Kamera die kürzest mögliche Belichtungszeit (ob z.B. 1/4000s oder 1/8000s hängt natürlich von Ihrer Kamera ab) und nehmen eine Reihe Aufnahmen mit verschlossenem Objektiv (wie bei den Darkframes) in der Dunkelheit auf.
Wichtig bei den Bias/Offsetframes ist, dass Sie bei gleicher ISO Einstellung wie die Lightframes aufgenommen werden. Die Aussentemperatur ist dabei nicht wichtig.

Der Rat von Frank zum Thema Stacking:

Wichtig! Das Masterdark wird nicht vom Bias befreit!! Das Bias ist im Dark enthalten und wird durch den Dark-Abzug gleich mit abgezogen.
Das Bias vorher abzuziehen macht nur Sinn wenn man das Dark skalieren will.
Auch musst du nicht noch ein Bias vom Light abziehen, alles viel zu umständlich und unnütz.
Einfach das Dark vom Light abziehen und fertig. Das Bias ist nur fürs Flat wichtig!

So sieht Franks Zusammenfassung aus:

Wie werden die Aufnahmen (Frames) richtig “gestackt”?

Wie das mit der Software Deep Sky Stacker (DSS) geht, beschreibe ich im separaten Artikel über DSS.

 

Astrofotografie: Der Meteorstrom der Perseiden

dkracht

Gehört zu: Das Sonnensystem
Siehe auch: Welche Objekte?
Benutzt: Fotos aus Google Drive

Stand: 15. Sep 2021

Perseiden: Beobachtung des Meteorstroms

Die Perseiden sind je ein sehr bekannter Sternschnupperstrom, den man Mitte August beobachten kann.

Generelle Vorbereitungen für das Fotografieren der Perseiden

Wann ist der günstigste Zeitpunkt; d.h. wann genau ist eigentlich in diesem Jahr das Maximum?

  • 2015: 12. Aug 2015
  • 2016: 12. Aug 2016
  • 2020: 12. Aug 2020

Wo ist ein günstiger Standort für die Beobachtung? z.B.

Welche Ausrüstung soll eingesetzt werden?

  • Kamera: Lichtstarker Sensor mit geringem Rauschen – Wechselobjektive
  • Objektiv: Weitwinkel z.B. Zenitar f=16mm, offene Blende 2,8
  • Stativ
  • Fernauslöser:     Infrarot  oder  WLAN mit iPad ?

Mit welchen Einstellungen sollen die Fotos geschossen werden?

Im Internet (http://praxistipps.chip.de/sternschnuppen-fotografieren-die-5-besten-tipps_39869)  liest man, die Sternschnuppen seine ja meistens “heller als die Sterne”. Das ist bei Belichtungszeiten größer 1/10 Sekunde Unsinn. Sternschnuppen bewegen sich und verteilen ihr Licht auf die ganze Spur, wohingegen Sterne ihr Licht auf den gleichen Punkt sammeln  für 30 Sekunden oder so…

  • Blende:  2,8 ganz auf!
  • Belichtungszeit: = 30 Sekunden    ==>  dann wird keine Nachführung benötigt:    Faustformel max. Belichtung = 500/Brennweite = 500/16 = 31,25 Sekunden
  • ISO 3200       Probefoto machen – ggf. eine Blende zu, dafür ISO hoch lassen

Alternativer Aufbau: Webcam

Ich habe ja eine Altair GPCAM mit einem sehr kurzbrennweitigen Objektiv, vom Hersteller genannt “Meteor Objektiv”…

12.8.2015 Perseiden

Im Jahre 2015 habe ich das erste mal versucht, dieses Ereignis fotografisch festzuhalten.

Standort:  Autobahnparkplatz Steinburg A23   http://www.google.de/maps?q=53.829788,9.632997

Ausrüstung/Daten: Sony-NEX5R Kamera mit einem Zenitar f=16mm Fisheye-Objektiv, Blende 2.8, ISO 3200, Belichtungszeit 30sec

Einige Beweis-Fotos:

Abbildung 1: Perseiden in Andromeda (Google Drive: DK_20150812_05770_4.jpg)


Perseiden 2015 – 00:22 MESZ: Metor saust durch die Andromeda – ISO 1600, 30 sec, Zenitar 16mm f/2.8, APS-C

Abbildung 2: Perseiden unterhalb Cassiopeia (Google Drive: DK_20150812_05724_3.jpg)


Perseiden 2015 – 23:41 MESZ: Kleiner Metor unterhalb von Cassiopeia – ISO 1600, 30 sec, Zenitar 16mm f/2.8, APS-C

Perseiden 2016

Datum: 12. Aug 2016

Standort: Handeloh

Ergebnis: NIX (schlechtes Wetter)

Perseiden 2020

Datum: 12. Aug 2020

Mondaufgang in Handeloh: 00:16 MESZ am 13.8.2020  (Alter 23,6d)

 

Astrofotografie für Einsteiger: WebCam / Video-Kamera

dkracht

Gehört zu: Astrofotografie
Siehe auch: Astro-Kameras
Benutzt: Fotos von Google Drive

Stand: 15. Sep 2021

Die klassische WebCam für Astrofotografie

Video-Kameras sind in der Astrofotografie seit langer Zeit gebräuchlich, um z.B. Planeten zu fotografieren bzw. für “Autoguiding“.
Man nennt diese Video-Kameras auch generell “WebCam“, weil sie ihr Bild per USB-Kabel an einen Computer (Notebook) liefern.
Die Stromversorgung erfolgt über das USB-Kabel; zusätzlich ist für ein mögliches Autoguiding ein sog. ST4-Port an der VideoCam.

Die klassische WebCam ist eine Video-Kamera und wird deswegen vorrangig für Planetenfotografie eingesezt (siehe Lucky Imaging).
Für die Fotografie von Deep-Sky-Objekten (DSOs) benutzt man gerne spezielle Astrokameras, die über eine geregelte Kühlung verfügen.
Ein einfacher Einstieg in die Astrofotografie ist mit “normalen” Digitalkameras (DSLR) möglich.

So ganz klassische Kameras für Astrofotografie sind:

  • DMK 31 (CCD-Sensor, Pixelgröße 4,65 µm / 1024*768) von der Firma “The Imaging Source”
  • DMK 41  (CCD-Sensor, Pixelgröße 4,65 µm / 1280*960 )
  • ZWO ASI 120  (CMOS-Sensor Pixelgröße 3,75 µm / 1280*960 )
  • ZWO ASI 174  (CMOS-Sensor Pixelgröße 5,86 µm / 1936*1216 )

Fernrohrseitiger Anschluss meist ein C Mount – mitgeliefert wird ein Adapter C-Mount auf 1,25 Zoll Okularstutzen.

WebCams für Einsteiger in die Astrofotografie

Neuere Video-Kameras sind noch kleiner gebaut (“Salzstreuer”) und können einfach in einen Standard-Okularstutzen von 1,25 Zoll gesteckt werden.

  • AstroLumina  ALccd-QHY 5L-IIc (CMOS-Sensor, Pixelgröße 3,75 µm / 1280*960 )
  • Altair GPCAM (CMOS-Sensor, Pixelgröße 3,75 µm / 1280*960)

Als Einsteiger habe ich mich mal für die Altair GPCAM entschieden, welche einen CMOS-Sensor hat und bei der ein Objektiv (f=2,1mm) gleich mitgeliefert wird.

Beispiel 1: QHY 5L-IIc Kamera

Abbildung 1: ALccd5L-IIc Copyright Teleskop-Service (Google Drive: TS-Service_Webcam.jpg)


TS-Service Webcam ALccd5L-IIc – Copyright Teleskop Service

Beispiel 2: Altair GPCAM MT9M034M

Abbildung 2: Altair GPCAM Copyright Teleskop-Service (Google Drive: altair-gpcam-mt9m034m-explosion.jpg und altair-gpcam-1000.jpg)


Altair GPCAM Explosion
Altair GPCAM

Verwendung meiner WebCam

So eine Video-Kamera kann dann mit jeder Optik verwendet werden, die einen 1,25 Zoll Anschluss hat, beispielsweise

  • Mit eigenem 12mm Objektiv als elektronischer Sucher
  • Russentonne mit Adapter M42 auf 1,25 Zoll   –> verkauft
  • GuideScope 50   –> für AutoGuiding  =  Zukunftsmusik
  • LidlScope 70/700  –> als Spielerei – da liefert die Sony NEX-5R ein schöneres Bild  –> verkauft

Astrofotografie für Einsteiger: Auffinden von Beobachtungsobjekten – Pointing – Suchen – Goto

dkracht

Gehört zu: Teleskope
Siehe auch: Auffinden / Suchen, Liste meiner Geräte, Fokussieren, Polar Alignment, Mindmap Astrofotografie
Benutzt: Fotos von Google Drive

Stand: 10. Okt 2022

Die Aufgabe: Wie stelle ich das Beobachtungsobjekt in das Gesichtsfeld ein?

Das ist manchmal garnicht so einfach. Als ich das erste Mal die Große Magelansche Wolke fotografieren wollte, hatte ich das Problem, das ich das Biest mit bloßem Auge nur sehr schwach sehen konnte und die Ausrichtung der Kamera (Sony NEX-5R auf Kugelkopf) war mühsam.

Bei der Astrofotografie bedarf es zweier Fähigkeiten für einen Regelkreis zur Positionierung (das Einstellen eines Bildausschnitts wird “Framing” genannt):

  • Erkennen wie mittig das (evtl. kaum sichtbare) Beobachtungsojekt im Gesichtsfeld “sitzt”?   (Feststellen Differenz Soll-Ist)
  • Verstellen der Ausrichtung der Kamera / des Teleskops  (Verändern Ist in Richtung Soll)

Die Ausrichtung auf ein Beobachtungsobjekt wird auch engl. gern “Pointing” genannt. Neben dem manuellen ggf. durch Technik unterstützem Pointing gibt es das vollautomatische computergestützte Pointing, was auch gerne “Goto” genannt wird.

Wo genau steht das Beobachtungsobjekt?

Aus der lokalen Sternzeit kann man leicht die Position eines Objekts am Himmel berechnen als Deklination und Stundenwinkel und dann mit einer richtig aufgestellten (s. Polar Alignment) parallaktischen Montierung auf das Objekt fahren.

Wenn man es ganz genau machen will, muss man allerdings ein paar “Kleinigkeiten” zusätzlich berücksichtigen:

  • Präzession (50″ / Jahr)  –> J2000 vs. JNow
  • Nutation
  • Jährliche Abberation
  • Eigenbewegung des Objekts
  • Geografische Position des Beobachters
  • Atmosphäre

Genauigkeit des Pointing

Die Genauigkeit einer Pointing-Methode wird als “mittlere” Abweichung der Teleskop-Position von der Objekt-Position angegeben, wobei “mittlere” gern als “RMS” (Root Mean Square, Wurzel aus dem Mittelwert der Abweichungsquadrate) bezeichnet wird; d.h. 60% der Messungen leigen unterhalb von RMS.  Im Amateurbereich wird eine RMS von 30″ als hervorragend angesehen.

Erforderliche Genauigkeit – Gesichtsfeld

Praktisch hängt die Genauigkeit mit der auf das Beobachtungsobjekt positioniert werden soll wesentlich von der Größe des Gesichtsfelds des verwendeten Objektivs  ab. Eine Genauigkeit von 20% des Gesichtsfeldes würde ich für gut halten, 10% wären ein sehr guter Wert.

  • LidlScope 700mm mit APS-C-Sensor: 1,9 x 1,3 Grad   –> sehr gute Ausrichtung: 11′
  • Russentonne 500mm mit APS-C-Sensor:   2,7 x 1,8 Grad  –> sehr gute Ausrichtung: 16′
  • Beroflex 300mm mit APS-C Sensor: 4,5 x 3,0 Grad –> sehr gute Ausrichtung: 27′
  • Takumar 135mm mit APS-C-Sensor:  9,9 x 6,6 Grad –> sehr gute Ausrichtung: 59′
  • Olympus G.ZUIKO 50mm mit APS-C-Sensor: 26,6 x 17,7 Grad  –> Objekt LMC  –> sehr gute Ausrichtung:  2,7°
  • Vivitar 24mm mit APS-C-Sensor:  52,2 x 36,0 Grad   –> Objekte Polarlichter, Milchstraße  –>sehr gute Ausrichtung: 5,2°

Techniken zur Positionierung auf das Beobachtungsobjekt

Technik #1: Positionieren mit Live-View und höherer ISO-Einstellung

Beispiel “Großen Magellanschen Wolke” in Trafalgar

Mit einer höheren ISO-Einstellung wird das etwas schwache Objekt dann im Live View gut sichtbar.

Es bleibt das Problem des feinen Verstellens der Kamera-Richtung. Auf einem gewöhnlichen Kugelkopf ist das fummelig, weil man nicht in einer Richtung hin und her stellen kann – und damit leider nicht Fehler leicht korrigieren kann. Besser wäre ein Kopf mit dem ich in zwei festen Achten fein hin und her stellen kann – so etwas nennt man “Neigekopf“.

Technik #2: Positionieren mit einem konventionellen Sucherfernrohr

Z.B. Kleines Sucherfernrohr TS-Optics 6×30 gradsichtig

https://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/info/p294_TS-Optics-6×30-Sucher-mit-Halter—schwarz–geradsichtig.html

Wichtig ist es, den Sucher parallel zum Hauptfernrohr einzustellen. Wenn man im Hauptteleskop einen Stern mittig im Gesichtsfeld eingestellt hat, kann man das Sucherfernrohr so justieren, dass der gleiche Stern ebenfalls mittig dort im Fadenkreuz steht. Damit man in der dunklen Nacht nicht zuviel herumprobieren muss, empfiehlt es sich diese Justage des Suchers schon am Tage an einem entfernten Objekt “grob” vorzunehmen.

So ein “optischer” Sucher kann z.B. dazu dienen, einen hellen Stern einzustellen, an dem man dann die genaue Fokussierung vornimmt.

Technik #3: Positionieren per Goto-Funktion der Montierung

Eine gut funktionierende motorische Goto-Montierung ersetzt den Sucher. Man benötigt keinen Sucher mehr und kann ihn verkaufen :-). Deshalb habe ich mir die iOptron SmartEQ Pro gekauft. Seit Juli 2017 habe ich auf eine Skywatcher HEQ5 Pro aufgerüstet. Allerdings ist jedesmal ein Goto Alignment erforderlich, wo man auch Sterne in das Zentrum des Gesichtsfelds stellen muss. Dafür benötigt man ggf. doch einen Sucher.

Technik #4: Positionieren mit Platesolving

Da ich meine Astrofotos sowieso mit dem Windows-Computer und entspechender Aufnahme-Software, wie APT, Sequence Generator Pro, AstroTortilla, mache, ist für mich das bequemste das Platesolving. Durch so ein Platesolving wissen wir also genau, wohin unsere Kamera (unser Teleskop) in dem Moment der Aufnahme (“Ist-Position”) zeigt.

Damit das motorische Goto der Montierung funktioniert, ist es zusätzlich erforderlich, dass die Montierung in Information hat, wohin sie zeigen sollte (“Soll-Position”). Erst dann kann man per SYNC beides zur Deckung bringen.

Welche Soll-Position die Montierung als Information hat, kann uns beispielsweise ein Planetariumsprogramm wie Cartes du Ciel zeigen.

Technik #5: Positionieren mit dem Leuchtpunktsucher

Hierzu habe ich einen separaten Artikel geschrieben: Leuchtpunktsucher

Technik #6: Positionieren mit einem Elektronischer Sucher / Digitaler Sucher

Als elektronischen Sucher habe ich mir eine USB-Kamera “Altair GP-CAM” gekauft und dazu ein Objektiv mit f=12mm. Das ergibt ein Sucher-Gesichtsfeld von 23° x 17°. das ich im Live View per Software (z.B. SharpCap) auf meinem Window-Computer betrachten kann. Bei ShapCap kann ich auch ein Fadenkreuz einblenden. Zu perfekten Glück fehlen dann noch:

  • Der Montagekopf (Zwei-Wege-Neiger) muss eine feinfühlige Richtungsverstellung in zwei festen Achsen ermöglichen
  • Die Aufnahmeoptik muss parallel zum elektronischen Sucher ausgerichtet sein

Diese Technik verwende ich nicht, da es mit Technik #4 (Platesolving) super einfach und schnell geht.

Beispiele zur Positionierung auf Beobachtungsobjekte

Olympus G.ZUIKO f=50mm mit Sony NEX-5R z.B. LMC

Am 1.3.2014 konnte ich die Große Magellansche Wolke (Large Magellanic Cloud = LMC) von Trafalgar, Südafrika aus fotografieren.
Damit das Beobachtungsobjekt (die LMC) schön in die Bildmitte kommt, mussten zuerst Anfnahmen mit hoher ISO gemacht werden, damit das Beobachtungsobjekt auf dem Bildschirm sichtbar wird.

Abbildung 1: Große Magellansche Wolke (Google Drive: DK_20140301_lmc2_3_beschriftet.jpg)


Trafalgar: LMC Large Magellanean Cloud

Objekte finden mit Russentonne f=500mm und Sony NEX-5R

Das Gesichtsfeld der Russentonne ist klein (1,8 x 2,7 Grad). Es wird schwierig werden, damit gut auf ein Beobachtungobjekt zu positionieren. Ich habe ja meinen Rotpunkt-Sucher, der auf dem Blitzschuhschlitten der Kamera sitzt. Das passt auch mit der Russentonne.

Mit dem Rotpunktsucher sollte eine grobe Positionierung auf ein Objekt möglich sein. Eine Feinpositionierung müsste mit dem Smart Remote Contol und dem Live View auf dem iPad möglich sein, wenn man vielleicht das ISO für diesen Zweck etwas aufdreht. Bei mit sitzt die Russentonne allerdings auf einem Kugelkopf, der auf der Nachführung SkyTracker sitzt. Mit dem Kugelkopf ist eine solche “Feinpositionierung” nur ganz schwer möglich.

Objekte finden mit Takumar f=135mm und Sony NEX-5R

Wir gehen von folgendem Szenario aus:

  • Aufnahmekamera: Sony NEX-5R mit Objektiv Takumar 135mm  (=> Gesichtsfeld 9,9° x 6,6°) und Smart Remote Control per iPad
  • Sucherkamera: GP-CAM mit Objektiv f=12mm angeschlossen per USB an Notebook (=> Gesichtsfeld 22° x 17°)
  • Montierung: iOptron SmartEQ pro – parallaktisch – mit zwei Servomotoren (Stellmotoren)
  • PC (Notebook) mit Windows 10 & SharpCap

Abbildung 2: Der Aufbau sieht so aus (Google Drive: DK_20160531_0638.jpg)


iOptron SmartEQ, Sony NEX 5R mit 135mm Takumar und GP-CAM als elektronischem Sucher

Schritt 1: Vorbereitung am Tage:

  • Batterie der Kamera: Aufladen und Ersatzbatterie bereitlegen
  • Kamera: Sensor reinigen
  • Batterie des iPads: Aufladen und ggf. Mobil-Akku bereitstellen
  • 12V-Akku für Montierung: Aufladen und Kabel bereitlegen
  • Notebook-Computer: Batterie aufladen

Schritt 2: Justieren so dass Sucher und Aufnahmekamera parallel:

  • Gleich nach dem Einnorden kann der Polarstern benutzt werden, um die Parallelität der beiden Geräte zu justieren
  • Beide Geräte werden fokussiert, sodass die Sterne scharf zu sehen sind
  • Fadenkreuz wird auf beiden Geräten angeschaltet..
    • Sony PlayMemories Mobile: Einstellungen => Gitterlinie => 4×4 Raster + Diagonale
    • SharpCap:  Tool-Leiste: Switch between different styles of reticule overlay

Abbildung 3: SharpCap with reticule overlay (Google Drive: SharpCap_Reticule.jpg)


SharpCap Recticule (Fadenkreuz)

Sony PlayMemories Mobile: Einstellungen Gitter:

Abbildung 4: Sony PlayMemories auf dem iPad (Google Drive: iPad_PlayMemoriesGitter.jpg)


Sony Software auf iPad Gitter mit Fadenkreuz

Im Prinzip funktioniert nun mein elektronischer Sucher: ich kann ein Objekt ins Gesichtsfeld des Suchers einstellen und bei der Kamera sollte es dann auch im Gesichtsfeld sein.

Schritt 3: SharpCap Einstellungen für optimalen Sucher

Ich muss mein SharpCap nur noch so einstellen, dass schön viele Sterne auf dem Notebook-Bildschirm sichtbar werden.
Das Minimum-Ziel ist es, Sterne bis 4. Größenklasse im Sucher (Notebook Bildschirm) gut sichtbar zu machen.

Dazu stelle ich für meine Altair GPCAM in SharpCap folgendes ein:

  • Einzelbild (“still”)
  • Belichtungszeit: 5 sec
  • Gain:  so hoch wie möglich (solange das Bild nicht zu hell wird)
  • XYZ:    ?????

yyyyyy