Astronomie: SQM Sky Quality Meter – Bortle-Skala

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Stand: 14.12.2022

Messung der Himmelshelligkeit: SQM

Messung der Himmelshelligkeit mit dem “Sky Qualtity Meter” von Unihedron

Die Messung der Himmelshelligkeit kann mit einem Messgerät der kanadischen Firma Unihedron erfolgen. Dieses Gerät habe ich mir am 28.10.2018 von Teleskop-Express für EUR 156,40 kommen lassen. Es misst die Leuchtdichte des Himmels in der astronomischen Einheit Größenklassen/Quadratbogensekunden (mag/arcsec2). Die Skala ist umgekehrt, hohe Zahlenwerte bedeuten einen dunklen Himmel.

Die Amerikaner benutzen gern statt mag/arcsec2 die Abkürzung MPSAS für Magnitudes Per Square Arc Seconds.

Abbildung 1: Foto eines Sky Quality Meter. Im Display steht: 11,36 (Google Archiv: sqm_kl.jpg)

sqm_kl.jpg

SQM Sky Quality Meter

Anwendungsbereich des SQM-Geräts

Das SQM-Gerät misst eine Helligkeit. Wenn man es auf den Himmel hält, misst es die Himmelshelligkeit. Wenn man es auf einen Baum hält, misst es die Helligkeit des Baums. Man muss das Gerät also schon in die gewünschte Richtung halten.

Wie bei jeder Messung haben wir eine gewisse Schwankung von Einzel-Messungen. Man sollte also immer mehrere Messungen machen und ggf. daraus einen Mittelwert bilden.

Das SQM-Gerät misst nicht wirklich die “Qualität”, sondern die Helligkeit.

Das SQM-Gerät misst auch nicht die Höhe über Normalnull, auch nicht den Luftdruck, auch nicht die Windstärke, auch nicht das “Seeing” – es misst die Helligkeit.

Ich benutze mein SQM-Gerät z.B. um Vergleiche zwischen Beobachtungsorten anzustellen. Z.B. wie dunkel ist der Himmel in Namibia, wie dunkel ist der Himmel in Hamburg-Eimsbüttel, wie dunkel ist der Himmel in Handeloh – immer unter “guten” Beobachtungsbedingungen, also nach Ende der astronomischen Dämmerung, ohne Mond, ohne Wolken, ohne sonstiges Störlicht…

Wenn ich einigermassen dunkle Beobachtungsorte mit dem SQM-Gerät messe, beginnt das interessant zu werden so bei 21,0 und schon kleine Unterschiede im Messwert (Zehntel) machen einen deutlichen Unterschied in der Himmelshelligkeit aus. Der dunkelste Wert, den ich bisher gemessen habe, lag bei 21,99 auf Kiripotib in Namibia.

Frank Sackenheim sagt dazu: Ein Beobachtungsort mit dunklem HImmel ist durch nichts zu ersetzen – ausser durch einen Ort mit noch dunklerem Himmel. Deswegen habe ich verschiedene Beobachtungsorte beschrieben.

Die Bortle-Skala

Eine ausführlichere Beschreibung der Bortle-Skala findet man in meinem Artikel Lichtverschmutzung.

In der Praxis verwendet man auch gerne die sog. Bortle-Skala, die wie folgt definiert wird:

Tabelle 1: Die Bortle-Skala

SQM Bortle
21.85 1 Excellent dark sky site
21.6 2 Typical dark sky site – natürlicher Himmelshintergrund, Milchstraße bis Horizont sichtbar, Wolken schwarz
21.4 3 Rural sky – Zodiakallicht (im Frühjahr abends, im Herbst morgens) gut sichtbar, Milchstraße, Wolken über Städten am Horizont hell
20.9 4 Rural / Suburban transition – Milchstraße sichtbar mit geringem Kontrast, Wolken im Zenit hell
19.8 5 Suburban sky  – Milchstraße im Zenit schwach erkennbar
18.8 6 Bright suburban sky – wenige Sterne, Himmel stark aufgehellt
18.3 7 Suburban / Urban transition
18.0 8 City sky

SQM Masseinheiten

Jonas Schenker schreibt dazu ( http://www.extrasolar.ch/skyqualitymeter.html ):

Der Sky Quality Meter misst die Helligkeit innerhalb eines Kegels (Öffnungswinkel 80 Grad) und berechnet daraus die mittlere spezifische Leuchtdichte Lv (in Magnituden pro Quadratbogensekunde).
Leuchtdichte Lv Anzeige: mag / (arcsec)2
SI-Einheit: cd / m2 = lm / m2 / sterad
Umrechnung:
Wert in cd/m2 = 1.08 * 10^5 * 10^(-0.4*SQM) ,  mit SQM = Anzeigewert in mag / (arcsec)2
\(  Leuchtdichte \hspace{0.5em} [cd/m²] = 1,08 \cdot 10^5 \cdot 10^{(-0,4 \cdot SQM) } \\\ \)

Clear Outside

Die Website http://www.clearoutside.com gibt interessanterweise neben der Wettervorhersage auch die Himmelshelligkeit am Beobachtungsort an. Neben der Einstufung in die Bortle-Skala finden wir auch die Himmelshelligkeit in Einheiten von Milli-Candela pro Quadratmeter (mcd/m²).

Abblidung 2: Clearoutside mit Himmelshelligkeiten (Google Archiv: ClearOutside-03.jpg)

ClearOutside-03.jpg

 

 

Astronomie: Scheinbare und absolute Helligkeit

Gehört zu: Astronomie
Siehe auch: Grenzgröße, Lichtverschmutzung, Entfernungsbestimmung, SI-Einheiten, Emmissionsnebel, SQM, Hertzsprung-Russel-Diagramm
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Stand: 05.12.2022   (Pogson, Flux, Flächenhelligkeit, Parsec)

Die Helligkeit von Sternen

Sterne werden physikalisch als sog. “Punkförmige Lichtquellen” behandelt – im Gegensatz zu flächigen Objekten (dazu siehe unten).

Die (scheinbare) Helligkeit von Sternen misst der Astronom in „Größenklassen“, auch „Magnituden“ (mag) genannt.

Das geht auf die Babylonier zurück und wurde von Hipparch (190-120 v.Chr.) für seinen berühmten Sternkatalog übernommen.

Die hellsten Sterne sind „Größenklasse 1“ z.B. Antares, Regulus,…

Die dunkelsten, gerade noch sichtbaren Sterne sind „Größenklasse 6“. 

Noch dunklere Sterne, die nur noch in Teleskopen sichtbar sind, haben also Größenklassen wie 7, 8, 9,…

Es gibt aber auch hellere Sterne z.B.

In der Neuzeit wurde für die Helligkeiten eine logarithmische Skala definiert, weil das Auge Helligkeiten nach dem Weber-Fechner’schen Gesetz logarithmisch wahrnimmt. Es war der britische Astronom Norman Robert Pogson (1829 – 1891) der 1856 die Helligkeitsskala der Sterne standardisierte, indem er das bereits von Hipparchos eingeführte System der Größenklassen in ein logarithmisches Verhältnis setzte:

\( \Delta m = m_1 – m_0 = \Large \frac{-5 \cdot \log_{10}\frac{ \Phi_1}{\Phi_0}}{\log_{10}(100)} \\ \)   (auch im Folgenden ist immer der 10er Logarithmus gemeint)

Wobei Φ der Lichtstrom (gemessen in Lumen)  ist, der von einer punkförmigen Lichtquelle ausgeht, was ich in meinem Artikel über die physikalischen Maßeinheiten näher erläutere.

Erhalten bleibt der klassische Helligkeitsunterschied von 5 Magnituden, der einen Helligkeitsunterschied vom Faktor 100 bedeutet. Ursprünglich wollte man die Helligkeitsskala so positionieren, das der Polarstern genau 2,0 mag hat.

Ein Stern, von dem ein Lichtstrom Φv (in Lumen) ausgeht, erscheint in einer scheinbaren Helligkeit (gemessen in Magnituden) von:

\( \Large m = -14.2064 – 2.5 \log\Phi_v \)  [mag]

Der Faktor 2,5 ergibt sich aus der Skalierung:  \( \frac{5}{\log 100} \). Die -14,2064 sind erforderlich, um den Nullpunkt so zu positionieren, dass die Zahlen von Hipparchos wieder herauskommen.

Nicht zu verwechseln ist das mit \( 100^\frac{1}{5} = 2,512 \), was den Intensitätsunterschied zwischen zwei Größenklassen ausmacht.

Von einem Stern der scheinbaren Helligkeit m (gemessen in Magnituden) geht ein Lichtstrom (gemessen in Lumen) aus von:

\( \Large \Phi_v = 10^{(-m-14.2064)/2.5}  \\ \)   [Lumen]

Einfacher wird dieser Zusammenhang, wenn man statt der SI-Einheit Lumen für den Lichtstrom, den in der Astronomie häufig verwendeten \( Flux = 10^{-\frac{m}{2,5}} \) nimmt. Damit gilt:

\( \Large m = -2,5 \log Flux \)

Lichtstrom heisst auf englisch: luminous flux.  Der Begriff “Flux” alleine wird sehr vielfältig (z.B. auch in der Photometrie) verwendet und ist verschieden definiert; man muss so einen Flux immer umrechnen in andere definierte physikalische Größen. In diesem Falle beispielsweise:

\( \Large \Phi_v = 10^{-\frac{14,2064}{2,5}} \cdot Flux \\ \)

Die scheinbare Helligkeit eines Objekts beeinflusst auch seine Eignung als Beobachtungsobjekt  (z.B. Grenzgröße, Lichtverschmutzung etc.).

Umrechnungen

Die Wikipedia gibt für einen “Sternklaren Nachthimmel” eine Leuchtdichte (also Flächenhelligkeit) von   0,001 cd m-2 an. Nach der unten stehenden Umrechnungsformel wären das 20,08 mag/arcsec².

Wobei “mag” für Größenklassen (Magnituden) der klassischen astronomischen Helligkeitsskala steht.

Formeln:

  • 1 cd/m²    =     12,58 mag/arcsec²
  • Allgemein gilt:  Astronomische Leuchtdichte in mag/arcsec² =  12,58 –  2,5 * lg(LV)    (wobei LV: Leuchtdichte in cd/m²  und lg der 10er Logarithmus ist)
  • Umgekehrt erhalten wir die SI-Leuchtdichte in cd/m² durch:  \( L_v = 10^{\frac{12,58 – SQM}{2.5}} \)

Addition von Scheinbaren Helligkeiten (Magnituden)

Wir betrachten als Beispiel die Große Konjunktion von Jupiter und Saturn, wo am 21.12.2020 die beiden Planeten sich bis auf ca. 6 Bogenminuten nahe kamen.

Bei punktförmigen Lichtquellen muss man zur Addition der Scheinbaren Helligkeiten die Lichtströme (in Lumen) addieren…

Die Helligkeit des Jupiters war: -1.97 mag  = 1.2748 10-5 Lumen

Die Helligkeit des Saturns war: 0,63 mag = 0.1163 10-5 Lumen

In der Summe also 1.3911 10-5 Lumen, was einer scheinbaren Helligkeit von zusammen -2.06 mag entspricht.

So können wir also die Gesamthelligkeit aus den Einzelhelligkeiten mehrerer punktförmiger Lichtquellen (z.B. enge Konjunktion, Doppelstern etc.) ermitteln.

Allgemein gilt für die Gesamthelligkeit von mehreren punktförmigen Lichtquellen:

Wenn ich n punktförmige Lichtquellen habe mit den scheinbaren Helligkeiten in Magnituden von: m1, m2,…mn so habe ich Lichtströme wie folgt:

Hinweis: Wenn ich statt in SI-Einheiten wie Lumen mit dem Flux rechne, wird das alles viel einfacher. Ich wollte aber hier in vielen, kleinen Schritten zeigen, dass mit SI-Einheiten das gleiche bekannte Ergebnis heraus kommt.

\( \Large \Phi_k = 10^\frac{-m_k – 14,2064}{2,5} \\\)

Aufsummiert ergibt das einen Lichtstrom von:

\( \Large \Phi_{ges} = \sum\limits_{k=1}^{n} \Phi_k = \sum\limits_{k=1}^n  10^\frac{-m_k – 14,2064}{2,5} \\\)

Nun kann man eine Konstante aus dem Exponenten herausziehen und vor die Summe schreiben:

\( \Large \Phi_{ges} = \sum\limits_{k=1}^n 10^{\frac{-m_k}{2,5}} \cdot 10^{\frac{-14,2064}{2,5}} = 10^{\frac{-14,2064}{2,5}}   \cdot \sum\limits_{k=1}^n 10^{\frac{-m_k}{2,5}} \)

Dieser Gesamtlichtstrom entspricht einer scheinbaren Gesamthelligkeit von:

\(\Large m_{ges} = -14,2064 – 2,5 \log\Phi_{ges} = -14,2064 – 2,5 \log ( 10^\frac{-14,2064}{2,5} \cdot \sum\limits_{k=1}^n  10^\frac{-m_k}{2,5} ) \\ \)

für den Logarithmus eines Produkts scheiben wir die Summe:

\(\Large m_{ges} = -14,2064 – 2,5 ( \frac{-14,2064}{2,5} + \log \sum\limits_{k=1}^n  10^\frac{-m_k}{2,5} ) \\ \)

und schießlich:

\(\Large m_{ges} =  -2,5  \log \sum\limits_{k=1}^n  10^\frac{-m_k}{2,5}  \\ \)

Absolute Helligkeit

Unter der absoluten Helligkeit versteht man in der Astronomie die scheinbare Helligkeit, die ein Stern in einer festgelegten Standardentfernung von 10 Parsec (32,6 Lichtjahre) haben würde. Das ist eine Zustandsgröße, die die Leuchtkraft eines Sterns beschreibt.

Die Differenz zwischen scheinbarer Helligkeit m und absoluter Helligkeit M wird Entfernungsmodul genannt, denn sie steht in festem Zusammenhang zur Entfernung r (gemessen in Parsec). Aus der Festlegung der Helligkeitsstufen folgt:

\(m – M = 5 \cdot \lg{(r – 1)}  \)

Flächenhelligkeit

Die Helligkeit, die als sog. “Visuelle Helligkeit” angegeben wird, ist immer die Gesamthelligkeit. Bei flächigen Objekten verteilt sich diese Helligkeit auf die Fläche des Objekts.

Unter Fläche des Objekts ist die Ausdehnung des Objekts an der Himmelskugel gemeint, also ein Raumwinkel. Einen Raumwinkel misst man in Steradiant (sr), wobei der Astronom anstatt gerne Quadradgrad oder als kleinere Einheiten arcmin2 oder arcsec2 nimmt. Dabei ist ein Quadratgrad:

\( 1 \enspace deg^2 = \left( {\frac{2 \pi}{360}}\right)^2 sr \\ \)

und weiter:

\( 1 \enspace arcmin^2 = \left( {\frac{2 \pi}{360 \cdot 60}}\right)^2 sr  = 8,4616 \, 10^{-8} \, sr\\ \)

Da wir später die Flächenhelligkeit eines Objekts immer nur in Relation zur Flächenhelligkeit eines anderen Objekts (und dann in gleichen Einheiten gemessen) sehen wollen, spielt so ein konstanter Faktor dafür keine Rolle.

Die Flächenhelligkeit wird dann üblicherweise in mag/arcmin2 oder mag/arcsec2 gemessen; letzteres kürzt der Amerikaner gern als MPSAS (Magnitudes per square arc second) ab z.B. in Artikeln bei Cloudy Nights.

Vergleiche hierzu speziell: SQM, Zodiakallicht

Bezeichnen wir die Gesamthelligkeit mit H [Lumen] und die Fläche am Himmel mit F [Raumwinkel Sterad], so erhalten wir als (durchschnittliche) Flächenhelligkeit B [Lumen/sr = Candela]:

\( B = \frac{H}{F} \)

Die Flächenhelligkeit in Magnituden ist dann:

\( B_{mag} = – 14,2064 -2,5 \cdot \log \frac{H}{F} \)

oder auch:

\( B_{mag} = -14,2054 -2,5 \log{H} + 2,5 \log{F} \\ \)

Da die ersten beiden Summanden zusammen einfach H in Magnituden ergeben, was wir mit dem Symbol m bezeichnen, erhalten wir schließlich:

\( B_{mag} = m + 2,5 \log{F} \\ \)

 

Astrofotografie: Polar Aligment – Einsüden – Wie finde ich Sigma Octantis?

Gehört zu: Polar Alignment
Siehe auch: Mein Astro-Equipment, Star Adventurer Mini, Namibia
Benutzt: Fotos von Google Archiv

Polar Alignment im Süden: Wie finde ich Sigma Octantis?

Bei verschiedenen Methoden zum “Polar Alignment” ist es erforderlich, die Position des Himmelsnordpols bzw. des Himmelssüdpols am Sternenhimmel (SCP = South Celestial Pole) eindeutig auszumachen.

Sowohl beim Polfernrohr als auch beim QHY PoleMaster muss man Gegend des Himmelspols (Nord bzw. Süd) eindeutig im FoV auffinden können. Was beim Südpol nicht so einfach ist, weil es keinen hellen Polarstern am Südpol gibt (Sigma Octantis ist 5,45 mag hell).

Ich habe mehrere Methoden zum Auffinden des SCP gefunden:

  • Wikipedia: Southern Cross
  • Alain Maury: Beta Hydri
  • Hannes Pieterse: Achenar
  • Skywatcher Star Adventurer

Polhöhe vorweg mit elektronischem Neigungsmesser einstellen

Wenn man Schwierigkeiten hat mit dem Verstellen zweier Achsen (Azimuth und Pohlhöhe), das Ziel-Objekt im Polfernrohr zu finden, kann man einfach die Polhöhe schon mal im Vorwege richtig einstellen und braucht dann im Dunklen nur noch ein bisschen im Azimuth zu suchen.

Von dem Astro-Kollegen Frank auf Kiripotib bekam ich den Tipp, doch einen digitalen Neigungsmesser zu verwenden, um die Polhöhe im Vorwege genau richtig einzustellen.

Im Nachgang zu meinem Aufenthalt in Namibia. beschaffte ich mit deshalb am 1.8.2018 den “Neoteck Digitaler LCD Winkelmesser Neigungsmesser Inklinometer Wasserdicht Bevel Box Winkelmessgerät” über Amazon für EUR 25,99.

Abbildung 1: Neoteck Digitaler Neigungsmesser (Google Archiv: DK_20190512_134700.jpg)

Neoteck Digitaler Neigungsmesser

Neoteck Digitaler Neigungsmesser

Ich konnte den Neigungsmesser in der Vixen-Aufnahme des Star Adventurer mittels eines kleinen Bleistifts fest klemmen. Der Winkelmesser muss bei dieser Befestigung 90 Grad minus geografische Breite anzeigen…

Method #1: Wikipedia Method Southern Cross

In der Wikipedia findet man mehrere Aufsuchmethoden, die erst einmal helfen,  grob die Gegend des SCP zu finden.

Eine Methode geht vom Kreuz des Südens aus:
Abbildung 2: Methode “Southern Cross” (Google Album: Pole01-eng.jpg)

Southern Celestial Pole

From the Southern Cross to the Southern Celestial Pole

Method #2: Beta Cen und Achenar

Die Methode von Hannes Pieterse sagt nicht, wie man das “Trapez” im Octant findet, sondern beschreibt wie, von diesem Trapez ausgehend, die genaue Position des SCP gefunden werden kann.
http://assabfn.blogspot.de/2010/08/find-south-celestial-pole-scp.html

Method #3:  Acrux – Fliege – Octans

Im user manual des Star Adventurer wird eine Methode zum “coarse alignment” beschrieben, die von dem Stern Acrux (alpha Crucis) ausgeht, dann geht man zu Alpha Muscae und weiter zu Gamma Musca (ist der nächst-hellste Stern). Die gerade Linie von Acrux über Gamma Mus zeigt genau zum SCP. Der Abstand auf dieser geraden Linie zum SCP  ist etwa ein gespreizte Hand breit.

Abbildung 3: Methode Acrux – Fliege – Octans (Google Archiv: sky-watcher_star_adventurer_mini_manual.jpg)

Skywatcher: South Celestial Pole

Skywatcher: South Celestial Pole

Method #4: Starten mit SMC, 47 Tuc und Beta Hydri

Im Internet hat Alain Maury in seinem Blog eine sehr schöne Beschreibung für den Südhmmel abgegeben: http://www.spaceobs.com/en/Alain-Maury-s-Blog/How-to-polar-align-in-the-southern-hemisphere

Da die Gegend um den Himmelssüdpol keinerlei hellere Sterne aufweist, beginnen wir das Aufsuchen mit einigen markanten, helleren Objekten: LMC, SMC, 47 Tuc, Beta Hydri und “hoppen” von Beta Hydri aus über Gamma-1-2-3 Octantis zum Trapez aus Sigma, Tau, Chi, Ypsilon Octantis.

Wir starten mit der Kleinen Magellanschen Wolke (SMC) und sehen ganz in der Nähe 47 Tuc.

Die beiden nehmen wir als Basis für ein gleichschenkliges spitzes Dreieck in Richtung des Himmelssüdpols, wo die Spitze der Stern β Hydri sein soll.

Wenn wir die Linie dieses spitzen Dreiecks weiter gehen, kommen wir zu einer kleinen Gruppe aus drei Sternen: γ1, γ2 und γ3 Octantis. Diese drei Sterne bilden ein stumpfes gleichschenkliges Dreieck. Die stumpfe Spitze zeigt auf das Trapez, was wir suchen.

Abbildung 4: Methode SMC, 47 Tuc,  Beta Hydri, Gamma1-2-3 Oct (Google Archiv: pole4.jpg)

South Celestial Pole

Aufsuchkarte South Celestial Pole – Copyright Alain Maury

Üben an echten Fotos

Zum Üben dieser Auffinde-Methode eignet sich ein schönes Weitwinkel-Foto des Südhimmels, das ich in einem Reisebericht von Stefan Westphal gefunden habe:

http://www.astrofreunde-franken.de/namibia_2014_sw.html

Am Ende des Berichts findet sich ein Link auf seine Fotosammlung, wo dann das Foto “Nächtliche Stimmungsaufnahme” sehr schön zum Auffinden von Sigma Octantis geeignet ist:

Abbildung 5: Üben an echtem Foto (Google Archiv: pole_landschaft.jpg)

South Celestial Pole

South Celestial Pole – Kiripotb – Copyright: Stefan Westphal

Astronomie: Einnorden – Polar Alignment mit dem Polfernrohr

Gehört zu: Montierung
Siehe auch: Polar Alignment am Südhimmel, Polar Alignment mit SharpCap, Polar Alignment
Benutzt: Fotos aus Google Archiv

Stand: 29.04.2023

Zur Erzielung einer guten Nachführung für die Astrofotografie muss die Montierung genau eingenordet werden.

Polar Alignment mit einem Polfernrohr  (SmartEQ Pro, SkyTracker,…)

Voraussetzungen: Wo ist der Himmelspol?

Voraussetzung: bei Nacht und freier Sicht auf den Polarstern bzw. Sigma Octantis

Das Polfernrohr befindet sich in der Stundenachse meiner parallaktischen Montierung. Es muss grob auf den Himmelspol ausgerichtet sein, sodaß  Polaris (im Norden) bzw. Sigma Octantis (im Süden) im Gesichtsfeld des Polfernrohrs (FoV = 6 °) stehen.

Wie man Polaris (am nördlichen Himmel) findet, ist sehr bekannt und einfach: die hinteren beiden Sterne des “Großen Wagen” (Alpha und Beta UMa 2,0 mag und 2,3 mag) 5 mal nach oben verlängern und schon hat man Polaris (Alpha UMi 1,95 mag) gefunden. Alle diese Sterne sind recht hell, sodass man sie problemlos mit bloßem Auge finden kann.

Sigma Octantis (und das “Trapez”) am Südlichen Sternhimmel ist nicht so leicht zu finden, da es sich um relativ schwache Sterne handelt (Sigma Oct 5,45 mag). Hierzu habe ich einen separaten Artikel geschrieben.

Einfluss der Präzession

Die Rotationsachse der Erde ist um ca. 23,4 Grad gegen die Ekliptik geneigt. Deshalb ist der Himmelspol 23,4 Grad entfernt vom Pol der Ekliptik, der im Sternbild Draco liegt.

Die Erdachse ist aber nicht ganz fest im Raum, sondern beschreibt eine langsame Kreiselbewegung, Präzession genannt. Die Periode beträgt ca. 25750 Jahre und wird auch “Platonisches Jahr” genannt.

Deshalb beschreibt also der Himmelspol in 25750 Jahren einen Kreis mit Radius 23,4 Grad um den ekliptischen Pol. Diese Bewegung beträgt rechnerisch ca. 50 Bogensekunden pro Jahr.

Der Stern Alpha Ursae Minoris wird also noch viele Jahrzehnte als Polarstern dienen können. Heute (2021) ist er ca. 40 Bogenminuten vom Himmelspol entfernt und nähert sich dem in den nächsten Jahrzehnten noch etwas an.

Makierungen im Polfernrohr

Die SmartEQ Pro hat ähnlich wie ich es von dem “iOptron SkyTracker” her kenne, ein beleuchtetes Polfernrohr mit konzentrischen Kreisen, die als Zifferblatt mit 12-Stundenteilung dargestellt sind (andere Fabrikate können leicht anders aussehen):

Abbildung 1: Blick durchs Polfernrohr (Google Archiv: PolarScope.jpg)

Polar Alignment with Polar Scope

Polar Alignment with Polar Scope bei iOptron

Der Himmelsnordpol soll in der Mitte sein. Dafür muss Polaris im aktuellen Abstand vom Pol auf den entsprechenden Kreis gesetzt werden und die Position auf dem Kreis (12 Stunden-Zifferblatt) muss der aktuellen Position von Polaris (Stundenwinkel oder so ähnlich – s.u.) entsprechen. Man muss also die aktuelle Position von Polaris zum Zeitpunkt des Einnordens kennen (s.u.).

Wenn man nun eine halbwegs bequeme Stellung für den lockeren Blick durch das Polfernrohr gefunden hat, kann man die Polausrichtung leicht durchführen. Das Okular meines Polfernrohrs hat bei normal ausgezogenem Stativ eine Höhe von 1,07 Meter über dem Boden. Wenn ich auf meinem “normalen” Klappstuhl für astronomische Beobachtungen sitze, habe ich eine Augenhöhe von 1,16 m über Boden. Ich müsste also einen Beobachtungsstuhl haben, dessen Sitzfläche 9 cm niedriger ist; d.h. statt 45 cm müssten es 36 cm sein. Vielleicht nehme ich da einen höhenverstellbaren Klavierschemel oder eine stabile Holzkiste, die eine Kantenlänge von 36 cm hat.

Bestimmung der aktuellen Polaris-Position

Für die Einstellung im Polfernrohr benötigt man die aktuelle Position von Polaris bezogen auf den Himmelsnordpol. Diese Position kann mit unterschiedlichen Mitteln bestimmt werden.

Polaris-Position per Kochab-Methode

Als “Kochab-Methode” habe ich von Astrohardy gelernt, schaut man einfach, welche Position Kochab (Beta UMi) in Bezug auf den Himmelpol einnimt. Polaris steht genau gegenüber von Kochab, bezogen auf den Himmelspol d.h. die Verbindungslinie Kochab-Polaris geht genau durch den Himmelspol. Im umkehrenden Polfernrohr muss Polaris also auf seinen 40′-Kreis gesetzt werden und zwar genau in Richtung (Zifferblatt) von Kochab, wie man ihn mit dem blossen Auge sieht.

Abbildung 2: Die Kochab-Methode (Google Archiv: kochab-03.jpg)

Kochab-03 Polar Alignment

Kochab-03 Polar Alignment

Auf diesem Bild ist die Position von Kochab  auf einem Zifferblatt in Bezug auf den Himmelspol etwa “5 Uhr”.

Polaris-Position in Stellarium

Auch das schöne Planetariumprogram Stellarium zeigt ja für jeden Ort und jede Zeit die Position von Polaris an – auch als Stundenwinkel und Deklination.

Beispiel: Ort:  53° 34′ N 9° 58′ E, Datum und Zeit:  26.02.2017 um 19:00 Uhr MEZ (UTC+1)

Wenn man jetzt Stellarium auf Polaris schwenkt und Polaris anklickt, zeigt Stellarium viele Daten von Polaris an:

Abbildung 3: Der Polarstern in Stellarium (Google Archiv: kochab-02.jpg)

Kochab - Polar Alignment

Polar Alignment: Stellarium zeigt die Daten von Polaris an

Die Zeile mit “Stundenwinkel/DE” ist für uns interessant.
Die Deklination von Polaris soll also 89° 19′ 35.9″ sein; d.h. sein Abstand vom Himmelsnordpol ist:  r = 40′ 24.1″
Der Stundenwinkel von Polaris ist 2h 11m 55.75s, wobei dieser normale Stundenwinkel als Nullpunkt den Südmeridian hat und nach Westen (rechts) zunimmt.

Um aus dem Stundenwinkel die Zifferblatt-Position von Polaris zu ermitteln, sind folgende Schritte erforderlich:

  • Unser Zifferblatt-Kreis ist nicht 24h, sondern 12h, also den Stundenwinkel t ersteinmal halbieren:  t/2  = 1h 05m 57.6s
  • Statt nach Süden blicken wir nach Norden. Der Nullpunkt liegt zwar oben, aber Westem liegt jetzt links; also ist die Zifferblattposition:    – t/2  (+ 12h) = 10h 54m 02.4s
  • Das Polfernrohr kehrt um: oben/unten und rechts/links; also plus 6h:  – t/2 + 12h  + 6h = 16h 54m 02.4s

Da wir die Zifferblatt-Position Modulo 12 nehmen wollen, ergibt sich als vollständige Formel:

Zifferblatt-Position = (18h – t/2) mod 12h   — was man mathematisch auch als (6h – t/2) mod 12h schreiben könnte

Also 4h 54m, was mit unserem Kochab-Wert von “ca. 5h” gut übereinstimmt.

Polaris-Position per App (Android & iOS)

Für mein iPad habe ich die kostenlose App “Polar Scope Align” von Dimitros Kechagias geholt.

Für mein Android-Tablet nehme ich das kostenlose “Polar Finder” von TechHead (jol@netavis.hu).

Beide Apps bieten die Möglichkeit sich die Ansicht der gängigsten Polsucherfernrohre einzustellen (Kreise und Skalen von iOptron, Skywatcher,…).

Abbildung 4: App auf meinem Android-Smartphone (Google Archiv: PolarFinder_Android.jpg)

PolarFinder Android

Android App: PolarFinder

Abbildung 5: App auf meinem iPhone (Google Archiv: PolarScopeAlign_iOS.jpg)

iPhone App: Polar Scope Align

iPhone App: Polar Scope Align

Polaris-Position in der Handbox

Die Handbox liefert als Komfort auch noch eine Anzeige der Polaris-Position:

Handbox: Menue -> Align -> Pole Star Position

Abbildung 6: Handbox Go2Nova: Pole Star Position (Google Archiv: DK_20160501-PolarAlignment-01.jpg)

Polar Alignment mit Handbox Go2Nova

Polar Alignment mit Handbox Go2Nova

Dann wird die Position von Polaris für eine aktuellen Ort und die aktuelle Zeit im Hand-Controller wie folgt angezeigt:

Abbildung 7: Handbox Go2Nova: Position of Polaris (Google Archiv: DK_20160501-PolarAlignment-04.jpg)

Polar Alignment mit Handbox Go2Nova

Polar Alignment mit Handbox Go2Nova

Dazu muss die Go2Nova Handbox (Hand-Controller) selbstverständlich genau auf geografische Koordinaten und Uhrzeit eingestellt sein.

Astronomie: Einnorden – Polar Alignment mit QHY PoleMaster

Gehört zu: Montierung, Einnorden
Siehe auch: SharpCap, Liste meiner Geräte, QHY PoleMaster
Benutzt: Fotos aus Google Archiv, Videos von Youtube

Stand: 30.12.2022

Generelles zu Einnordung / Einsüdung / Polar Alignment

Eine parallaktische Montierung muss “eingenordet” sein, damit das Goto und die Nachführung richtig funktionieren.

Hat man keine fest aufgebaute Montierung, sondern eine mobile Montierung, die jedesmal wieder neu aufgestellt werden muss, so hat man die Prozedur des Einnordens immer wieder erneut durchzuführen und man fragt sich, wie man das einfach, genau und bequem gestalten kann.

Einnorden muss man also immer, wenn man parallaktisch per Motor nachführen will – z.B. wegen längerer Belichtungszeiten.

Zur “Einnordung” gibt es verschiedene Methoden, die ich im Überblick in diesem Artikel dargestellt habe. Dies sind:

  • Scheinern – Drift Alignment
  • Polfernrohr mit Fadenkreuz und Sternenmaske
  • Spezielle Funktion von computerisierten Montierungen (per Handbox)
  • Software “AlignMaster” mit ASCOM Goto Montierungen
  • QHY PoleMaster (Hardware und Software)
  • Software “SharpCap
  • N.I.N.A.  Three Point Polar Alignment

Ich benutze zum Einnorden meiner Montierungen SkyWatcher HEQ5 Pro und iOptron SmartEQ Pro den QHY PoleMaster. Das Einnorden/Einsüden meines NanoTrackers (neu: Skywatcher Star Adventurer Mini) versuche ich ebenfalls mit QHY PoleMaster ggf. muss ich mit SharpCap Aufnahmen machen, die dann für ein Plate Solving auf dem Windows-Notebook zur Verfügung stehen. um definitiv zu wissen, welche Stern im Gesichtsfeld stehen.

QHY PoleMaster verkauft

Neuerdings (seit 2020) verwende ich das Polar Alignment der Software SharpCap anstelle des QHY PoleMasters. den PoleMaster habe ich verkauft.

QHY PoleMaster Review

Autor: Chuck’s Astrophotography

Abbildung 1: How to Use the QHYCCD PoleMaster Software (YouTube https://www.youtube.com/watch?v=DJvfYAAxXsA&t=75s)

AstroBackyard Review: https://astrobackyard.com/qhy-polemaster-review/

Polar Alignment mit PoleMaster QHYCCD

Warum QHY PoleMaster?

Im Rentenalter wollte ich mein Astronomie-Hobby aus der Jugendzeit wieder aufnehmen, nachdem ich fast 40 Jahre garnichts astronomisches gemacht hatte.

Ich schielte von Anfang an auf die Astrofotografie und wollte mit einer kleinen mobilen parallaktischen Montierung anfangen, mit der ich auch die in den letzten Jahrzehnten möglich gewordenen neuen Dinge wie GoTo und Autoguiding mal praktisch ausprobieren wollte. Meine Wahl fiel vor zwei Jahren auf eine iOptron SmartEQ Plus. Mittlerweile (2017) habe ich eine gebrauchte Skywatcher HEQ5 Pro….

Mein hauptsächlicher Beobachtungsort ist die Innenterrasse meiner Erdgeschosswohnung in Hamburg-Eimsbüttel (also Lichtverschmutzung durch Stadtlicht). Ich habe dort keine fest eingerichtete Terrassensternwarte, sondern muss die Montierung für jede Beobachtungsnacht neu aufstellen und einjustieren.

Für die Füße des Dreibeinstativs habe ich auf den Terrassenfliesen Markierungen mit Nagellack gemacht.

Belichtungszeit

Ich habe gelesen, dass man für vernünftige Astrofotos sehr lange belichten soll (Poisson-Verteilung der ankommenden Photonen). Beispielsweise so etwa mindestens 30 Einzelaufnahmen (sub exposures) mit je 300 sec Belichtungszeit.

Die maximal mögliche Belichtungszeit (bei festem ISO von z.B. 800) muss man experimentell herausfinden. Je heller der HImmel ist (Lichtverschmutzung) desto kürzer wird die maximale Belichtungszeit werden (Histogramm ganz rechts, Bild ganz hell) . In Handeloh kann ich z.B. 300 Sekunden bei ISO 800 belichten.

Damit die für solche Belichtungszeiten benötigte Nachführung gut funktioniert, ist eine sehr exakte Aufstellung der Montierung erforderlich. D.h.

  • Waagerechte Aufstellung
  • Einnordung (Polar Alignment)

Die Auflageplatte der Montierung soll exakt waagerecht liegen, also muss der Polkopf abgeschraubt werden und eine Wasserwaage daher, um die Stativbeine genau auf eine waagerechte einzustellen. Dann kommt der Polkopf (Achsenkreuz) wieder drauf und die Stundenachse muss genau auf den Himmelspol ausgerichtet werden…

Danach erst kann das Goto Alignment geschehen, damit ich meine Beobachtungsobjekt leicht per Goto in die Bildmitte einstellen kann und damit die Nachführung dann gut funktioniert.

Die Nachführung durch die Montierung selbst sollte für 30-60 Sekunden gut sein. Falls das noch weiter verbessert werden soll, wäre schließlich ein Autoguiding angezeigt.

Einnorden

Für das sog. Einnorden gibt es ja viele Techniken. Meine schöne iOptron SmartEQ Pro Montierung (die HEQ5 Pro auch) hat dafür in der Stundenachse ein beleuchtetes Polfernrohr mit konzentrischen Ringen und einer Zifferblatt-Mimik. In der Praxis war das aber für mich viel zu unbequem (Foto: Kniefall).

Abbildung 2: Kniefall zum Einnorden durch das Polfernrohr (Google Archiv: PolarScope_20170223_1 Kopie.jpg)

PolarScope_20170223_1 Kopie.jpg

Der Kniefall: So bequem schaut man durch das beleuchtete Polfernrohr

Deswegen war ich begeistert, als ich von dem neuen Produkt „QHY PoleMaster“ lass und Erfahrungsberichte dazu in Google und Youtube fand.

Was ist QHY PoleMaster?

Was der QHY PoleMaster genau ist und wie er funktioniert haben andere schon sehr schön im Web erklärt.

Kurzgesagt ist es eine kleine USB-Kamera mit einem lichtstarken Objektiv (f=25mm) und einem Sensor 1280×960 (Aptina ASX340, 1/3″, 3,75µ) wie bei der QHY5L II, die auf die Montierung gesteckt wird und mit der man die Gegend um den Himmelpol fotografiert (FoV 11×8 Grad). Die kleine Kamera wird per USB mit einem Notebook-Computer verbunden auf dem eine spezielle PoleMaster-Software von QHY installiert ist.

Installation der Software für QHY PoleMaster auf dem Windows-Notebook

Am 27.2.2017 habe ich dann den QHY PoleMaster bei Teleskop-Express für EUR 355,00 erstanden.
Zunächst ist ein Treiber für die im QHY PoleMaster enthaltene Kamera erforderlich. Was mitgeliefert wird ist ein proprietärer Treiber, der eine vom Hersteller erfundene Gruppe “AstroImaging Equipment” im Windows-Gerätemanager aufmacht: PoleMasterDriverLatestEdition.zip

Nach erfolgreicher Installation des Treibers erscheint die Kamera im Windows-Gerätemanager wie folgt:

Abbildung 3: POLEMASTER im Windows-Gerätemanager (Google Archiv: Polemaster-02.jpg)

PoleMaster-02.jpg

QHY PoleMaster Driver

Das Herzstück der PoleMaster-Lösung ist dann die spezielle Software, die das Bild der Kamera auf dem Window-Notebook anzeigt und dann durch die Prozedur des Polar Alignments führt.

Abbildung 4: Der Rotationskreis der Stundenachse (Google Archiv: Polemaster_006.jpg)

PöleMaster_006.jpg

QHY PoleMaster Rotation

Abbildung 5: Himmelspol und Rotationszentrum zur Deckung bringen (Google Archiv: DK_20170726_Polemaster.jpg)

DK_20170726

Wie funktioniert das Einnorden mit QHY PoleMaster?

Im ersten Schritt richtet man die Kamera auf die Polgegend, identifiziert Polaris durch Doppelklick und die Software errechnet aufgrund des Sternfeldes insgesamt, wo sich genau der Himmelspol befindet.

Im zweiten Schritt soll man die Montierung mehrfach um die Stundenachse drehen und dabei die Drehung eines “anderen” Sterns verfolgen und Doppelklicks machen um die Position an die Software zu übergeben. Daraus ermittelt die Software den Rotationskreisbogen und damit genau wohin die Rotationsachse (Stundenachse) der Montierung zeigt.

Im dritten Schritt muss man die Montierung so im Azimut und in der Polhöhe einstellen, das beides zur Deckung kommt – was auf dem Bildschirm durch zwei Markierungen angezeigt wird.

Das ganz soll nur 3 Minuten dauern und eine Genauigkeit von 30″ liefern.

Zusammenfassung Schritt für Schritt:

  1. USB-Stecker an Kamera soll nach rechts schauen, USB-Kabel mit Laptop-Computer verbinden
  2. Montierung auf Home-Position stellen
  3. PoleMaster-Programm auf Laptop-Computer starten.
  4. Oben links auf “Connect” klicken.
  5. Zoom einstellen
  6. Region Selection: North
  7. Belichtungszeit aufdrehen bis auch die dunkleren Sterne (dunkler als Polaris) auf dem Display sichtbar werden.
  8. Ggf. Fokussierung des PoleMasters überprüfen
  9. Doppelklick auf Polaris und softwaremäßiges Rotieren einer Maske von Umgebungssternen bis sie übereinanderliegen (damit ist der Himmelspol identifiziert)
  10. Selektieren eines anderen Sterns als Polaris mit Doppelklick (dieser Stern dient dazu, den Drehpunkt der Stundenachse zu messen, muss also bei Rotation im Bildfeld bleiben)
  11. Physisches Drehen um die Rotationsachse des Geräts zweimal um jeweils 30-40 Grad und Doppelklick auf den “anderen” Stern. Daraus berechnet die Software den Drehkreis des “anderen” Sterns und damit ist der Drehpunkt der Montierung identifiziert
  12. Montierung zurück in die Home-Position fahren. Dabei muss der “andere” Stern entlang des berechneten Kreises laufen.
  13. Die Software zeigt jetzt die errechneten Positionen des Himmelspols (grüner Kreis) und des Drehpunkts der Montierung (roter Kreis) an. Diese müssen an der Montierung durch manuelles Verstellen von Azimut und Polhöhe zur Deckung gebracht werden.

Befestigung des QHY PoleMaster auf einer Skywatcher HEQ5 Pro

Wie wird die PoleMaster Kamera auf der Montierung befestigt? Die Kamera selbst hat unten drei M3 Schrauben kreisförmig in Winkeln von 120 Grad angeordnet. Die werden von oben auf eine Adapter-Scheibe geschraubt, die mit ihrer unteren Seite auf der Öffung des Polfernrohrs ihrer Montierung befestigt wird. Je nach Montierung gibt es verschiedne Adapter-Unterteile z.B. für:

  • EQ6/AZEQ6
  • HEQ5
  • iOptonCEM60 ZEQ25/CEM25 iEQ45 iEQ30
  • AZEQ5
  • Celestron AVX CGEM
  • EM200/EM11

11. Juli 2017: Ich plane nun von meiner SmartEQ Pro auf eine Skywatcher HEQ-5 Pro Synscan umzusteigen.

Für diese Montierung gibt es einen passenden Adapter, den ich z.B. bei Teleskop Express gefunden habe. Um den QHY PoleMaster auf einer Montierung Skywatcher HEQ5 Pro zu befestigen, gibt es (z.B. bei Teleskop-Express) den Adapter “PoleMaster Adapter für Skywatcher H-EQ5 Montierung” (AL70410 für EUR 39,00).

http://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/info/p8803_ALccd-PoleMaster-Adapter-fuer-Skywatcher-H-EQ5-Montierung.html

Der Adapter kommt auf die Öffnung des Polfernrohrs der HEQ5, dabei bleibt eine Öffnung, so dass das Polfernrohr weiter benutzt werden könnte.

Abbildung 6: Polemaster Adapter für die HEQ5 (Google Archiv: PoleMaster_20190219_124331.jpg und PoleMaster_20190219_124618.jpg)

DK_20190219_PoleMaster124331.jpg

PoleMaster Adapter for HEQ5 Pro

DK_20190219_PoleMaster124618.jpg

PoleMaster on HEQ5 Pro

Befestigung des QHY PoleMaster auf der Montierung SmartEQ Pro

Ich habe ja, wie gesagt, eine Montierung, die nicht ganz so „Mainstream“ ist, nämlich einen iOpton SmartEQ Pro. Mein deutscher Lieferant konnte keinen passenden Adapter liefern. Ich spielte schon mit dem Gedanken, meine Montierung zu wechseln (etwa CEM25), dann fand ich aber im Internet bei der englischen Firma „Modern Astronomie“ den Adapter für die SmartEQ Pro. Den habe ich mal als erstes alleine bestellt, um die prüfen, ob das Ding auch das tut, was ich für den PoleMaster benötige. Gestern kam das Paket mit dem Adapter aus England hier an. Man montiert das Teil auf die vordere Öffnung des Polfernrohrs, die damit blockiert ist (anders als bei anderen Adaptern). Es passt auf meine Montierung und sieht insgesamt gut aus.

Abbildung 7:
Polemaster Adapter für die Montierung SmartEQ Pro (Google Archiv: DK_20170303_1315.JPG)
DK_20170303_1315.jpg

QHY Polemaster Adapter auf iOptron SmartEQ Pro

Da der Adapter OK war, habe ich nun auch den eigentlichen PoleMaster bestellt (ohne Adapter). Mein deutscher Lieferant hatte den auf Lager und lieferte extrem schnell.

Abbildung 8: QHY Polemaster auf SmartEQ Pro (Google Archiv: DK_20170303_1316.JPG)

DK_20170303_1316.jpg

QHY Polemaster on SmartEQ Pro

Befestigung des QHY PoleMaster auf dem Star Adventurer Mini

Als kleinen Tracker für DSLR auf Fotostativ bin ich ja vom NanoTracker (s.u.) auf den Star Adventurer Mini umgestiegen.

Der funktionierte auch auf der Südhalbkugel sehr gut, allerdings musste man den schwachen Stern Sigma Octantis ersteinmal ins Gesichtsfeld bekommen. Was recht zeitaufwendig sein kann, wenn man in zwei Freiheitsgraden sucht (rechts-links und oben-unten). Das kann man vereinfachen auf einen Freiheitsgrad, indem man die Polhöhe vorher schon exakt einstellt, dann hat man nur noch die Einstellung des Azimuths als einen Freiheitsgrad (siehe dazu: Elektronischer Neigungsmesser).

Im Juni 2018 ist mir das beispielsweise auf Kiripotib, Namibia, gelungen, wie das Foto zeigt.

Abbildung 9: Polemaster auf der Südhalbkugel (Google Archiv: 20180606_polemastersouth-01.jpg)

20180606_polemastersouth-01.jpg

Befestigung des QHY PoleMaster auf dem NanoTracker

5. April 2017: Um den QHY PoleMaster auf einem ganz normalen 3/8-Zoll Fotogewinde zu befestigen, gibt es von der Firma Cyclops Optics einen speziellen Adapter namens “Universal Portable Mount Adapter PM-ST”.

https://www.cyclopsoptics.com/adapter/cyclops-optics-universal-portable-mount-adapter-t6061-cnc-for-polemaster/

Die eine Scheibe befestigt man mit drei kleinen Schrauben hinten am PoleMaster; diese Scheibe hat nach unten ein 3/8-Zoll Innengewinde. Mit einem 3/8-Zoll auf 1/4-Zoll Zwischengewinde kann ich das dann auf den NanoTracker schrauben. Die zweite Scheibe dient dann als (große) Kontermutter, um die Verbindung nach unten in der gewünschten Richtung (hier: USB nach rechts) zu fixieren

Wenn ich statt des NanoTrackers den Skywatcher Star Adventurer Mini verwende ist das Ganze noch einfacher…

Abbildung 10: QHY Polemaster mit Spezialadapter auf NanoTracker (Google Archiv: DK_20170628_Nanotracker-01.JPG)

DK_20170628_Nanotracker-01.jpg

QHY Polemaster mit Spezialadapter auf NanoTracker

Am 8. Juli 2017 konnte ich damit ein Polar Alignment meines NanoTrackers auf dem Fotostativ “Sirui ET-1204” mit einem Stativkopf “Rollei MH-4“erfolgreich durchführen.

Den Stativkopf Rollei MH-4 habe ich am 16. Mai 2017 bei Amazon für Euro 24,99 gekauft (Belastbarkeit 2,5 kg).

Das Fotostativ Sirui ET-1204 habe ich am xxx gekauft (für die Flugreise: Carbon, 4 Segmente,…)

Für das Polar Alignment mit der PoleMaster-Software waren erforderlich:

  • Stabile Aufstellung des Fotostativs: Das ging durch beschweren der Mittelsäule mit einer Plastiktüte mit schwerem Inhalt
  • Nivellieren in die Waagerechte: Das ging mit einer kleinen Wasserwage
  • Drehen der Kamera um die Rotationsachse des Motors: Das ging, wenn man die Kontermutter etwas lockerte
  • Kleine Bewegungen der “Montierung” im Azimut und Polhöhe: Das ging mit Hilfe des Neigekopfs MH-4

Den Rollei Stativkopf (Neigekopf) MH-4 habe ich eigens zur einfacheren Einnordung angeschafft:

Abbildung 11: Neigekopf MH-4 (Google Archiv: DK_20170711_1789.JPG)

DK_20170711_1789.jpg

Neigekopf MH-4

Statt dieses MH-4 Neigers habe ich mir später den Manfrotto MG460 Neiger, angeschafft.

Noch eleganter fand ich schliesslich die Lösung mit einer Wedge, die zum Star Adventurer Mini gehört. Damit fand ich es am einfachsten, die Höhe und das Azimuth des Himmelspols einzustellen.

 

Astronomie: Universe2Go – Orientierung am Sternenhimmel

Gehört zu: Planetarium-Software
Siehe auch: Planetarium-Software
Benutzt: Fotos von Google Archiv

Stand: 10.09.2021

Update 2023

Link:  https://www.astroshop.de/handplanetarien/omegon-hand-planetarium-universe2go/p,45853

Augmented Reality am Sternhimmel mit Universe2Go

Universe2Go ist eine Plastikbrille, durch die ich den Sternenhimmel betrachten kann, wobei mir über einen halbdurchlässigen Spiegel Zusatzinformationen (Bild, Schrift, Ton) zu der durch Lagesensoren erkannten Himmelsposition über eine SmartPhone-App eingeblendet werden. – Wir sehen also den echten Sternhimmel (=Reality) ergänzt um Zusatzinfos (=augmented) d.h. “Augmented Reality

Universe2go ist also eine Art “Hand-Planetarium”.

So sieht das Gerät aus:

Abbildung 1: universe2go, die Rückseite (Google Archiv: universe2go_1704b.jpg)

Universe2go: Rückseite

Universe2go: Rückseite

Abbildung 2: universe2Go<. SmartPhone (Google Archiv: universe2go_1705a.jpg)

Universe2go Smartphone einlegen

Universe2go Smartphone einlegen

Abbildung 3: universe2Go: Vorderseite noch verschlossen (Google Archiv: universe2go_1708a.jpg)

Universe2go Vorderseite

Universe2go Vorderseite

Abbildung 4: universe2Go: Vorderseite geöffnet (Google Archiv: universe2go_1709a.jpg)

Universe2go Vorderseite

Universe2go Vorderseite geöffnet

Die App für das SmartPhone

Man muss sich als erstes die Universe2Go-App für sein SmartPhone (z.B. iPhone oder Android)  herunterladen und installieren.

Die App muss Berechtigungen haben zum Zugriff auf:

  • Gyroskop
  • Kompass
  • Geolocation
  • Mikrofon
  • Sound

Einlegen des SmartPhones

Man startet dann die App im sog. “planetarium mode” und muss sie “aktivieren”

Dann das SmartPhone mit dem Display nach unten und in Pfeilrichung nach vorn in das obere Fach des Geräts einlegen. Es können verschieden große SmartPhones eingelegt werden und mit Schaumstoffstückchen fixiert werden.

Menüsteuerung (grundsätzlich)

  • Das Menü wird durch zwei Bewegungen angeschaltet. Zuerst bewegen wir den Kopf zum Boden bis ein grüner Pfeil erscheint, der aber zunächst noch durchgestrichen ist (wie ein Verkehrsschild). Dann bewegen wir den Kopf  zurück in den Geradeausblick. Nun ist das Menü angeschaltet. Es erscheint eine kleine Hand mit dem Zeigefinder. Dies ist der Cursor. Es werden diese zwei Bewegungen gebraucht, damit das Menü nicht aus Versehen eingeschaltet wird.
  • Navigation im Menü: Nachdem das Menü eingeschaltet wurde und wir den Cursor sehen, können wir durch leichtes bewegen des Kopfes noch unten/oben durch die Liste der Menüpunkte gehen.

Augenabstand einstellen

Wenn in den Settings “Both Eyes” gesetzt wurde (was der Normalfall sein sollte) ist eine Kalibrierung des Augenabstands erforderlich.

Hierzu muss man in das Menü (s.o.) gehen und im Hauptmenü “Modus-Auswahl” den Punkt “Augen-Kalibrierung” auswählen.

  • Hierzu wird die Stimmerkennung per Microfon benutzt.
  • Stimmenkommandos: “Start” und “Stopp”

Stern-Kalibrierung

Nun muss man am echten Sternhimmel drei helle Sterne anvisieren und darauf “kalibrieren”…..

Universe2Go im Gebrauch

Generell kann man nun mit dem Gerät auf ein Himmelsobjekt zielen – mit dem kleine grünen Zielkreis in der Mitte. Wenn das Objekt 2 Sekunden im Zielkreis steht, werden Zusatzinformationen angezeigt bzw. Audios und Videos abgerufen.

Was genau angezeigt wird, können wir in den sog. Options einstellen:

  • Beginner Mode
  • Discovery Mode
  • Mythology Mode
  • Deep Sky Mode
  • 3D Mode
  • Quiz Mode
  • Search
  • Expert Mode

 

Astrofotografie: Asterismen – kleine Sternmuster

Gehört zu: Welche Objekte?
Siehe auch: Sternbilder
Benutzt: Fotos aus Google Archiv

Stand: 12-09.2021

Beobachtungsobjekte: Asterismen

Als Einsteiger in die Astrofotografie bin ich auf der Suche nach mit meinen Mitteln erreichbaren interessanten Beobachtungsobjekten (Fotomotiven). Da bin ich auf die sog. “Asterismen” (Sternmuster) gestossen.

Asterismen sind Gruppen von eigentlich unzusammenhängen Sternen, die ein interessantes Muster ergeben. Meist ist es ein kleines markantes Teil eines Sternbilds. Es kann aber auch etwas großes, sternbildübergreifendes sein. Ein Sternbild selbst ist kein Asterismus.

Es gibt in diesem Sinne ein paar ganz große Asterismen: z.B. das Sommerdreieck, der Gürtel des Orion, der Große Wagen etc.  (ein Muster aus Sternen, das kein Sternbild ist)

Die meisten Asterismen sind aber keinere, meist Feldstecher-Objekte…

Link: https://www.bisque.com/tom/asterisms/list.asp

Fotografieren von Asterismen

Asterismen sind typischerweise klein und bestehen auf Sternen, die man mit blossem Auge nicht sehen kann.

Ich kann aber die Goto-Funktion meiner Montierung iOptron SmartEQ verwenden, wenn ich einen SAO-Stern im Asterismus oder ganz in der Nähe habe.

Tabelle 1: Asterismen

Name Goto Beschreibung Hinweise
 Kemble 2  SAO 9181  Ein kleines “W” wie die Cassiopeia im Sernbild Draco  f≥135mm
 Little Orion  SAO 50228  Im Schwan, neben dem “Golf von Mexiko” im Nordamerikanebel  f=135mm
 Kemble’s Kaskade  SAO 12969  Links von der Cassiopeia, eine gerade Linie von Sternen  f≥135mm
 The broken engagement ring  SAO 27788  Rechts von Merak (Beta UMa Kasten rechts unten)  f=135mm
 Kleiderbügel  5 Vul  8° südlich von Arbireo  f=135mm

Beispiele von Asterismen

Beispiel 1:  Die kleine Cassiopeia “Kemble 2”

Fotos vom 24.9.2017 in Hamburg mit GuideScope f=180mm  und Altair GP-CAM

Abbildung 1: Die kleine Cassiopeia (Google Archiv: DK_20160924_180mm_Kemble2_3.jpg)

Asterismus Kemble 2 (kleine Cassiopeia)

Asterismus Kemble 2 (kleine Cassiopeia)

Beispiel 2: Little Orion

Fotos vom 29.8.2017 in Kollase – Sony NEX-5R mit Takumar 135mm (der helle Stern links vom Nordamerikanebel ist ξ Cyg)

Abbildung 2: Little Orion (Google Archiv: DK_20160829_09305-09317_3_orion.jpg)

Asterismus

Asterismus “Kleiner Orion”

Beispiel 3: Kemble’s Cascade

Fotos vom 13.11.2017 in Hamburg-Eimsbüttel – Sony NEX-5R mit Beroflex 300mm (Gesichtsfeld 4,5° x 3,0 °, Goto auf SAO 12969)

Abbildung 3: Kemble’s Cascade (Google Archive: DK_20161113_09616-09619-flat_3_Text.jpg)

Asterismus Kemble's Cascade - Kaskade

Asterismus Kemble’s Cascade – Kaskade

 

Astrofotografie: Polarlicht – Nordlicht – Aurora borealis

Gehört zu: Welche Objekte?
Siehe auch: Fotobuch
Benutzt: Fotos von Google Archiv

Stand: 14.09.2021

Nordlicht-Beobachtung: sicher und bequem

Als Wiedereinsteiger in die Amateurastronomie wollte ich für astronomischen Phänomene, die ich in meinem Leben noch nicht beobachtet hatte, Beobachtungsmöglichkeiten planen und realisieren, um meine persönliche Liste zu vervollständigen.

Als Beobachtungsobjekt habe ich mir hier das Nordlicht (Polarlicht, Aurora Borealis) ausgesucht.

Nordlicht-Beobachtung aus dem Flugzeug

Durch eine Recherche im Internet fand ich das Reisebüro Eclipse-Reisen in Köln, das Charterflüge zur Beobachtung des Polarlichts aus dem Flugzeug heraus anbot.

Das erschien mir sehr geeignet für meine Zwecke weil:

  • Sicherheit, dass tatsächlich Polarlichter zu sehen sind
  • Geringer Zeitaufwand. Nur ein Tag  (Start 21:00 Uhr, Landung 04:00 Uhr)
  • Bequemlichkeit: Im Warmen und sitzend
  • Sinnvolles Preis-Leistungs-Verhältnis

Der Nordlicht-Flug am 23.11.2014

Mein GPS-Logger hat die Flugroute aufgezeichnet:

Abbildung 1: GPS-Logger zur Aurora nach Island (Google Archiv: DK_20141123_GPS_Polarlichtflug_beschriftet.jpg)

GPS Logger Polarlichtflug

GPS Logger Polarlichtflug

 

Abbildung 2: Boading Pass to a “Fictitious Point” (Google Archiv: DK_20141122_04208.jpg)

Polarlichtflug Boading Pass

Polarlichtflug Boading Pass

Fotos vom Nordlichtflug am 23.11.2014

Die folgenden Fotos habe ich mit meiner DSLR Sony NEX-5R (APS-C Sensor) aus dem Flugzeug durch das Fenster gemacht.
Das Objektiv war ein Vivitar 24mm, (FoV 52° x 36°) abgeblendet auf f/2.8, ISO 12800, Belichtungszeit 2 Sekunden.
Die Kamera habe ich mit einer Art Ein-Bein-Stativ gegen die Fensterscheibe gehalten und per WLAN über mein iPad ferngesteuert. Den Rest des schon ganz gut verdunkelten Flugzeugs habe ich nochmals mit einem großen schwarzen Tuch, das oben mit Klettband befestigt war, hinter mir abgedunkelt.
Im Flugzeug hatte ich eine ganze Sitzreihe für mich allein gebucht.

Abbildung 3: Polarlicht aus dem Flugzeug (Google Archiv: DK_20141123_04279_beschriftet.jpg)

Polarlicht bei Wega und Atair

Polarlicht bei Wega und Atair

Abbildung 4: Polarlicht aus dem Flugzeug (Google Archiv: DK_20141123_04298_beschriftet.jpg)

Polarlicht unterhalb Wega

Polarlicht unterhalb Wega

Abbildung 5: Polarlicht aus dem Flugzeug (Google Archiv: DK_20141123_04291_beschriftet.jpg)

Polarlichbögen

Polarlichtbögen

Abbildung 6: Polarlicht aus dem Flugzeug (Google Archiv: DK_20141123_04285_beschriftet.jpg)

Polarlicht bei Sagitta

Polarlicht bei Sagitta

 

Astrofotografie: Die Milchstrasse

Gehört zu: Welche Objekte?
Benutzt: Fotos von Google Archiv

Stand: 05.09.2021

Astrofotografie Milchstrasse

Als in Hamburg lebender Amateurastronom möchte ich gern die Milchstraße fotografieren, um dieses faszinierende Objekt auf einem schönen, beeindruckenden Foto festzuhalten (Pretty Picture).

Ich habe mehrere Versuche gemacht, die Milchstraße zu fotografieren.

1.10.2015 Blievenstorf

Blievenstorf ist ein kleiner alter Parkplatz an der A24 (von Hamburg Richtung Berlin). Dort ist die generelle Lichtverschmutzung sehr gering. In Richtung Süden kann man gut fotografieren; nach Norden hat man die Autobahn mit den Lichtern der Autos.

Von meiner Wohnung:   119 km,    Fahrzeit: 1 h 14 min ohne Verkehr
GPS:  53°22’12.8″N 11°39’03.0″E   Google Maps:  http://www.google.com/maps?q=53.370090,11.651696

Objektiv: Zenitar f=16mm mit Blende 2,8 “Fisheye” – Kamera: Sony NEX-5R – ohne Nachführung

Abbildung 1: Milchstrasse in Blievenstorf (Google Archiv: DK_20151001_06077_stitch100_beschriftet.jpg)

Milchstrasse in Blievenstorf

Milchstrasse 2015 in Blievenstorf

Milchstrasse: 1. Okt 2015 Blievenstorf: Stitch aus 2 Teilen je 30 sec ISO 6400, Fisheye Zenitar 16 mm (JPEG 80%)

8.2.2016 Kagga Kamma

Im Rahmen unserer Südafrikareise 2016 kamen wir auch zwei Nächte nach Kagga Kamma, wo es sehr schön dunkel sein soll und ausserdem hatten wir gerade Neumond.
Standort Kagga Kamma: http://www.google.de/maps?q=-32.745637,19.561748

Objektiv: Vivitar f=24mm, Blende 2,0, ISO 800 – Kamera: Sony NEX-5RNachführung: Nano Tracker

Mosaik aus 12 Einzelaufnahmen à 30 sec.

Das Foto zeigt: unten die beiden “Pointer Stars” (Alpha und Beta Centauri), die auf das Kreuz des Südens zeigen, das Kreuz des Süden mit dem Kohlensack, darüber in der Milchstraße Eta Carinae, sowie rechts am Rand des Fotos  auch die Große Magellansche Wolke und oberhalb davon Canopus.

Abbildung 2: Milchstrasse in Kagg Kamma (Google Archiv: DK_20160208_0255-0266_stitch.jpg)

Milchstrasse in Kagga Kamma

Milchstrasse 2016 in Kagga Kamma: Mosaik aus 12 Teilen je 30 sec

30.8.2016 Handeloh

Da die Aufnahmen der Milchstraße in Kollase (Göhrde) mit f=50mm misslungen waren, habe ich es zum Vergleich nun mit f=24mm und Blende 2,8 von Handeloh aus gemacht.

Kollase:    http://www.google.com/maps?q=53.116746,10.902968            von meiner Wohnung:   96,4 km, Fahrzeit 1h 9 min ohne Verkehr

Handeloh:      http://www.google.de/maps?q=53.235138,9.829667          von meiner Wohnung 52,9 km, Fahrzeit 49 Min ohne Verkehr

Objektiv: Vivitar f=24mm, Blende 2,8, ISO 3200 – Kamera: Sony NEX-5R – Nachführung: iOptron SmartEQ Pro

Stack aus 5 Aufnahmen je 15 sec

Abbildung 3: Milchstrasse in Handeloh (Google Archiv: DK_20160830_09375-09381.jpg)

Milchstrasse in Handeloh

Milchstrasse 2016 in Handeloh mit den Lichtern von Schneverdingen

30.9.2016 Kollase (Göhrde): 2. Versuch

Da Handeloh nicht so dunkel war, noch ein Versuch aus Kollase, das alle Lerneinheiten zusammen fasst.

Kollase:    http://www.google.com/maps?q=53.116746,10.902968            von meiner Wohnung:   96,4 km, Fahrzeit 1h 9 min ohne Verkehr

Da Dies Foto sollte besonders schön werden, deshalb wurden folgende Erfahrungen (lessons learned) berücksichtigt:

  • Brennweite f=24mm damit das Gesichtsfeld für eine Aufnahme nicht zu klein wird
  • Abblenden auf Blende 4, damit Sterne besser punkförmig
  • Nachführung, damit Sterne besser punktförmig
  • Mosaik aus mehreren Aufnahmen bilden, damit ein “schönes” Großbild entsteht

Einzelaufnahmen:  f=24mm, Blende 4, Belichtung 15sec, ISO 3200

Stacking: 4-6 Einzelaufnahmen pro Bildposition

Mosaik:

  • Streifen “Horizont” 3 Bildpositionen nebeneinander (Dekl. ca. -17 Grad) ,
  • Streifen “Mitte/Atair”: 2 Bildpositionen nebeneinander (Dekl. ca. -4 Grad)
  • Streifen “Oben”: 3 Bildpositionen nebeneinander (Dekl. ca. +16 Grad)

Abbildung 4: Milchstrasse in Kollase (Google Archiv: Milchstrasse11-33_stitch.jpg)

Milchstrasse in Kollase (Göhrde)

Milchstrasse 2016 in Kollase (Göhrde) – unten: Mars, Mitte Atair

Astrofotografie mit der iOptron SmartEQ Pro

Gehört zu: Montierungen
Siehe auch: Meine Anforderungen an eine mobile Montierung für Astrofotografie, Teleskopsteuerung
Siehe auch: Computergesteuertes Goto mit der iOptron SmartEQ Pro
Benutzt: Fotos aus Google Archiv

Stand: 25.04.2023

Mobile Astrofotografie mit der iOptron Smart EQ Pro

Zu meinen astronomischen Geräten gehört als wichtigstes eine gute parallaktische Montierung. Die mobile parallaktische Montierung muss nach jedem Aufbau eingenordet (Polar Alignment) werden und die GoTo-Funktion erfordert ein Goto Alignment.
Ergänzt wird die Montierung dann durch eine DSLR, Capturing-Software, Fokussierung sowie Nachführung.

Die Lösung für diese meine persönlichen Probleme könnte eine kleine motorisch betriebene Montierung sein, die per GoTo auf von mir vorgeplante Objekte positioniert (“Pointing“) und einen Sucher allenfalls für eine Feineinstellung benötigt.

Im April 2016 habe ich mir nach langem Zögern doch die iOptron SmartEQ Pro gegönnt ( EUR 697,40 bei Teleskop Express). Später in 2017 bin ich dann auf eine HEQ5 Pro umgestiegen.
http://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/info/p6694_iOptron-SmartEQ-Pro-Goto-Montierung—verbesserte-Version-fuer-Astrofotografie.html

Abbildung 1: Montierung iOptron SmartEQ Pro (Google Archiv: 3200-2.jpg)

IOptron SmartEQ (Copyright)

IOptron SmartEQ (Copyright Teleskop Express)

Die iOptron SmartEQ Pro ist wie folgt ausgestattet

  • Parallaktische Montierung mit Servo-Motoren in zwei Achsen
  • Beleuchteter Polsucher
  • Computergesteuerte GoTo-Funktion (Handbox Go2Nova 8408)
  • Firmware updateable (nur die Firmware der Handbox)
  • ST4 Port für Autoguiding
  • Gewicht der Montierung: 2,8 kg
  • Alu-Transportkoffer für mobilen Einsatz
  • Gewicht des Stativs: 2,6 kg
  • Gegengewicht: 0,9 kg
  • Max. Zuladung laut Hersteller: 5 kg (ohne das Gegengewicht)
  • Interne Stromversorgung mit 8 AA Batterien
  • Anschluss für externe Stromversorgung mit 12 V
  • Stromverbrauch für Nachführung: 100 mA – bei 12V also 1,2 W – (8 AA batteries for 16-20 hours consecutive tracking)
  • Stromverbrauch für GoTo: 300 mA
  • Computersteuerung über ASCOM-Treiber

Externe Stromversorgung

Die SmartEQ Pro kann über Batterien (“intern”) mit Strom versorgt werden (s.o.). Für längere sichere Beobachtungengen ist aber eine externe Stromversorgung. Letzteres kann über Netzteile oder externe Akkus erfolgen.

Die SmartEQ Plus hat einen Anschluss für externe Stromversorgung. Dafür wird ein Akku oder ein Netzteil mit mit 12 V benötigt. Das Anschlusskabel benötigt einen Hohlstecker (Innen=Plus, Außen=Minus) und muss einen Aussendurchmesser vom 5,6 mm haben.

Die Länge des Hohlsteckers ist kritisch: wenn der Stecker zu kurz ist, kann sich die Stromversorgung mitten während einer Beobachtung lösen und nicht nur die gerade laufende Aufnahme ist hin, sondern auch die Einnordung und das Goto-Alignment muss wiederholt werden, da die Zero-Position durch das Einschalten des Stroms definiert wird.

Ich habe ein Akku-Kabel mit einer Steckerlänge von 10,9 mm. welches schön und sicher fest sitzt.

Ein Stecknetzteil (DVE Switching Adapter Model DSA-12G-12 FEU 120120) hat nur einen Stecker der Länge 9,1 mm und machte im Felde große Probleme (spontates Lösen der Steckverbindung).

Ich habe jetzt ein besser geeignetes Stecknetzteil gekauft: “Mean Well SGA60E12-P1J” Dies liefert auch eine Spannung von 12V DC, hat aber einen etwas längeren Stecker namens “P1J” (11 mm lang, Durchmesser außen: 5,5 mm, Durchmesser innen 2,1 mm) und ist bis 5,0 Ampere belastbar – das ist also eine Leistung von 12 V * 5 A = 60 Watt.

Ein Steckernetzteil ist natürlich super, wenn man eine Stromversorgung vor Ort am Beobachtungsplatz hat (z.B. in Handeloh und in Kiripotib). Für die volle Mobilität benötigt man jedoch eine ausreichend große Batterie, soll heissen einen guten Akku.

Motorische Steuerung der Achsen

Ohne sonstige Raffinessen (s.u.) kann man die Achsen der SmartEQ Pro motorisch über die Tasten der Handbox bewegen. Nicht jeder kann sich (im Dunklen und in der Kälte) merken, welche Bewegung, welche Taste macht. Aber es ist doch relativ einfach (wie auf einer eingenordeten Sternkarte):

  • Deklinaktions-Achse: Pfeile UP & DOWN
  • Rektaszensions-Achse: Pfeile LEFT & RIGHT

Firmware-Update

Um die Firmware der Handbox und der Montierung auf dem neuesten Stand zu halten, sollte man regelmäßig die Aktualität der Firmware wie folgt überprüfen:

Handbox -> Menu -> Setup Controller -> Firmware Information

So wie ich die SmartEQ Pro vom Händler bekommen habe wird folgendes angezeigt:

  • Handle: 140219 (Handbox 8404)
  • R.A. Board: 120727
  • DEC. Board: 120727

Welche Firmware jeweils aktuell ist, zeigt die Seite: http://www.ioptron.com/Articles.asp?ID=269 Dort wird für die Handbox als aktuelle Firmware-Version angegeben: V150302

Um so ein Firmware-Upgrade durchzuführen, benötigt man auf dem Windows-Computer das “Upgrade-Utility” und das serielle Kabel zur Verbindung der Handbox mit dem Windows-Computer.
Das ganze Verfahren ist ebenfalls auf dieser Seite von iOptron beschrieben “firmware upgrade instruction”.

Ich habe dann die Firmware meiner Handbox Go2Nova 8408 wie beschrieben auf 150302 up-ge-graded.

Ein Firmware-Upgrade der R.A. und DEC. Boards soll bei der SmartEQ nicht möglich sein, was die Webseite auch konstatiert. Wenn man es dennoch versucht erhält man einen Fehler beim “Connect”.

Steuerung der Montierung über einen Windows-Computer

Ausser über die Go2Nova-Handbox 8408 kann die SmartEQ-Montierung auch über einen Windows-Computer mit geeigneter Software (z.B. Cartes du Ciel, Stellarium) gesteuert werden, was im Prinzip eine einfachere Bedienung und evtl. zusätzliche Möglichkeiten ermöglicht. Dazu wird als Software ein ASCOM-Treiber benötigt und es muss eine geeignete technische Verbindung zwischen Windows-Computer und Montierung hergestellt werden.

Das entsprechende Kabel von iOptron heisst: Product Code: 8412 http://www.ioptron.com/product-p/8412.htm

Es gibt so ein Kabel auch von Celestron; das funktioniert aber nicht mit der SmartEQ Pro, weil es anders beschaltet ist (Bastler könnten das vielleicht richten…).

Nun kann ich die Go2Nova 8408 Handbox der Montierung mit einem seriellen Kabel (RJ9-Stecker des Kabels an die Handbox) mit dem PC verbinden (DB9-Buchse des Kabels an den PC)

Zur Computersteuerung der iOptron SmartEQ Pro habe ich einen eigenen Artikel geschrieben.

Teleskop bzw. Kamera über Vixen-Schiene auf der iOptron SmartEQ Pro Montierung

Als OTA (Optical Tube Assembly) kommt bei meinem bescheidenen Setup eine beliebige Optik zum Einsatz, die auf einer Vixen-Schiene sitzt z.B:

  • Sony NEX-5R Kamera mit geeignetem Objektiv (z.B. Takumar 135mm)
  • LidlScope 70/700
  • Altair GP-CAM mit eigenem Objektiv bzw. im Fokus eines Teleskops (LidlScope, GuideScope50,…)
  • GuideScope50 (mit GP-CAM oder Sony NEX-5R)

Vorbereitende Schritte

Bevor die wunderschöne GoTo-Funktion der iOptron SmartEQ Pro verwendet werden kann sind noch einige Vorarbeiten nötig:

  • Bei Tageslicht:
    • Stativ waagerecht aufgestellen (Libelle oder Wasserwaage)
    • Handbox Einstellungen (Uhrzeit, Zeitzone, geografische Länge,…)
  • Abends unter sternklarem Himmel:
    • einnorden mit beleuchetem Polfernrohr
    • 3 Star Alignment

Aufstellen der Montierung

Bevor die wunderschöne GoTo-Funktion der iOptron SmartEQ Pro verwendet werden kann sind noch einige Vorarbeiten nötig:

  • Handbox Einstellungen (Uhrzeit, Zeitzone, geografische Länge,…)
  • waagerecht aufgestellen (Libelle oder Wasserwaage)
  • einnorden mit beleuchetem Polfernrohr
  • 3 Star Alignment

Aufstellen der SmartEQ Pro Montierung (noch bei Tageslicht)

Stativ so aufstellen, dass die Sundenachse auf den (nicht sichtbaren, aber bekannten) Polarstern zeigt.

Stativkopf abschrauben, Basisfläche mit Wasserwaage horizontal ausrichten, Stativkopf aufschrauben.

Stromversorgung 12V anschließen (entweder Batterien, externer Akku, Autobatterie oder Netzteil oder…)

Polfernrohr überprüfen

  • Vordere Kappe des Polfernrohrs abnehmen
  • Ist der Strahlengang des Polfernrohrs frei?
    • Ggf. Deklinationsachse elektrisch drehen (also mit den Up- und Down-Tasten der Handbox) , bis der Strahlengang vollständig frei wird (siehe Bild 2).
    • Die Klemme der Deklinationsachse lösen und die OTA-Schiene auf der Deklinationsachse in die Zero-Position drehen. Dann die Klemme der Deklinationsachse wieder festziehen.
    • Auch die Achse des Gegengewichts muss etwas herausgezogen werden
  • Scharfstellen des Polfernrohrs auf die konzentrischen Kreise
  • Beleuchtung für das Polfernrohr anstellen…
    • Handbox: Menue –> Set Up Controller –> Set Polar Light

Abbildung 2: Freier Strahlengang des Polfernrohrs (Google Archiv: iOptronSmartEQ_0642.jpg)

iOptron SmartEQ

iOptron SmartEQ: Freier Strahlengang für das Polfernrohr

Zero Position der SmartEQ Pro

Die GoTo-Logik des Hand-Controllers Go2Nova geht immer von einer sog. “Zero Position” (auch: Home Position) aus. In der Zero-Position sollte das OTA auf Deklination 90 Grad und Stundenwinkel 00h 00m (Azimut=0 Grad) gerichtet sein. Dies ist durch kleine Markierungen an der Montierung sichtbar. Die SmartEQ Pro nimmt aber ganz schlicht an, dass die Position beim Strom-Einschalten die “Zero Position” ist.

Also nachdem die Deklinationsachse bereits auf die Zero-Position fixiert wurde (s.o. Strahlengang des Polfernrohrs) nun auch die Stundenachse auf Zero-Position einstellen und dann einmal Strom aus und Strom an.

Aus dieser Zero-Position heraus kann ich später, wenn es dunkel ist, das Alignment vornehmen und danach die GoTo-Funktion benutzen….

Einstellen der Handbox – Set Up Time & Site (noch bei Tageslicht)

Handbox: Menue -> Set Up Controller -> Set Up Time & Site

Abbildung 3: Handbox Go2Nova: Set Up Time & Site (Google Archiv: DK_20160501 09.34.10.jpg)

Handbox Go2Nova Set Up

Handbox Go2Nova Set Up Time and Site

 

Go2Nova: Set up Time & Site

  • Datum
  • Uhrzeit mit “No” oder “Yes” für Daylight Saving Time
  • Zeitzone: 060 Min. ahead of UT —-> Achtung: hier die Sommerzeit NICHT berücksichtigen
  • Geografische Länge 09° 58′ 15″ E
  • Geografische Breite 53° 34′ 18″ N

Nach dem alle Eingaben mit Enter bestätigt sind, zeigt die Handbox:

Abbildung 4: Handbox Go2Nova: Setup beendet (Google Archiv: DK_20160501-09.38.14.jpg)

Handbox Go2Nova

Handbox Go2Nova

Kontrolle der Einstellungen noch bei Tageslicht

Wenn sich irgendwo ein Fehlerchen eingeschlichen hat, kann man das später am Abend, wenn es dunkel ist, nicht mehr so leicht korrigieren. Besser man kontrolliert in aller Ruhe bei Tageslicht und im Wohnzimmer, ob alles so weit OK war.

Zur Kontrolle suche ich mir in Stellarium einen Stern, der in Kürze kulminiert und der in der Go2Nova-Liste der “Named Stars” enthalten ist.

Als Beispiel nehme ich den Aldeberan (Alpha Tauri), der auch auf der Go2Nova als Named Star No. 013 vorhanden ist. In Stellarium sehe ich, das Aldeberan bei mir in einer Stunde kulminieren wird, also genau im Süden stehen wird. Im Moment hat er einen Stundenwinkel von 23h 00m und ein Azimut von 156° 42 ‘.

Da ich ungeduldig bin und nicht mehr abwarten will, betätige ich auf der Go2Nova-Handbox jetzt schon “Menu” & “Select & Slew” auf den Aldeberan. Die Servomotoren rattern los und bewegen die Vixen-Schiene auf eine Position kurz links vom Südmeridian und in eine Deklination deutlich über dem Himmesläquator. Als visuelle Kontrolle sieht das OK aus.

Jetzt sehe ich, dass ich garnicht bis zur Kulmination von Aldeberan warten muss, denn die Go2Nova-Handbox zeigt mir ja auch die berechnete Position von Aldeberan als Azimut und Höhe an. Diese kann ich ja sofort mit den in Stellarium angezeigten Werten vergleichen. Die Werte stimmen genau überein, also ist auch diese numerische Kontrolle OK.

Voraussetzung für diese Art der Kontrolle ist, dass die Einstellungen für geografische Koordinaten, Datum und Uhrzeit (inkl. Zeitzone und Daylight Saving Time) bei SmartEQ Pro und Stellarium identisch sind.

Es sieht also alles gut aus: geografische Länge ist richtig (Ost oder West?), Zeitzone ist richtig (ahead of UT), Daylight Saving Time ist richtig. Nun kann die sternklare Nacht kommen, um weiter zu machen…

Einnordung der Montierung (bei Nacht und freier Sicht auf den Polarstern)

Das Verfahren zur Einnordung mit dem Polarfernrohr habe ich in einem separaten Beitrag beschrieben.

Goto Alignment

Damit Nachführung und Goto-Funktion gut funktioniert, muss ein gutes “Star Alignment” durchgeführt werden.

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 haben.

Problem #1: Man muss die Sterne, auf die positioniert 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 muss 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 Go2Nova eingeben: Menu -> Align -> Multi-Star Align

YYYYYYYYYYYYYY ZZZZZZZZZZZ

Fotografieren am Nachthimmel

Das Anfahren von Himmelsobjekten erfolgt mit Hilfe der Servomotoren an den beiden Achsen der Montierung. Diese Servomotoren werden über die Go2Nova Handbox gesteuert – entweder “manuell” durch drücken der vier Pleiltasten oder computer-gesteuert über die sog. GoTo-Funktion.

Voraussetzung ist immer das zuvor erfolgte sorgfältige Alignment.

Den Abschluss einer Beobachtung bildet immer das Zurückfahren auf die “Zero Postion” (Menü -> To Zero Position) bevor ich den Strom ausschalte.

Manuelles Anfahren von Objekten (Ohne GoTo)

Nach dem ein Alignment durchgeführt wurde kann ich manuell die gewünschen Himmelsobjekte anfahren, durch drücken der Pfeiltasten auf dem Go2Nova Hand-Controller…..

Computergesteuertes Anfahren von Objekten (GoTo)

Die SmartEQ Pro verfügt über noch mehr Komfort: eine GoTo-Funktion positioniert das “Fernrohr” (OTA) computergesteuert auf ein angegebenes Zielobjekt.

Als Zielobjekte kommen in Frage:

  • Solar System
  • Named Stars
  • Deep Sky Objects
  • User Objects

Zum Testen der GoTo-Funktion habe ich folgende User Objekte eingegeben, die leicht von meinem Terrassenstandort zu finden sein sollten:

Tabelle 1: Alignment-Sterne

Nr. Name Sternbild Helligkeit SAO R.A. Deklination
1 Alphekka alp CrB 2,2 83893 15h 35m 26° 40′
2 zet Her 2,8 65485 16h 42m 31° 35′
3 Alkaid eta Uma 1,8 44752 13h 48m 49° 48′

Meine Test-Sequenz #1: Polaris & Zero Position

Montierung einnorden mit Hilfe des Polfernrohrs

Strom aus, Montierung in “Zero Position” bringen, Strom an

Kamera an Notebook anschließen, Bild mit SharpCap einstellen (Belichtung, Fokus)

Kamera: f=12mm, Gesichtsfeld horizontal 23 Grad (oder GuideScope50, FoV 1.5° x 1.1°, 4.2 arcsec/pixel)

Wie gut steht jetzt Polaris in der Bildmitte?

Ggf. Zero Position korrigieren.

Meine Test-Sequenz #2: Go To User Object

Handbox: Select and Slew

Go To User Object No. 1 (Alpha Corona Borealis)

Software: SharpCap Belichtungszeit und Gain einstellen

Wie gut steht jetzt das User-Object in der Bildmitte?

Ggf. Feinkorrektur der Montierung:

  • Handbox: Menue -> Sync to Target
  • Follow on-screen instructions and center object
  • Press ENTER

ASCOM-Teleskopsteuerung iOptron SmartEQ Pro

Cartes du Ciel kann meine Montierung iOptron SmartEQ Pro direkt (über ASCOM) steuern (sog. “Goto”).

Ich habe dazu ein Youtube-Video gemacht:

Video 1: Youtube-Video: Steuerung iOptron SmartEQPro über Cartes du Ciel mit ASCOM (Youtube: https://youtu.be/WKIiX6AWkRM)

Die Einrichtung habe ich auch hier im Blog Schritt für Schritt beschrieben:

  • Die ASCOM Platform muss installiert sein
  • Der ASCOM-Treiber für die Montierung muss installiert sein:
    • iOptron SmartEQ Pro: spezieller Treiber von iOptron
    • Skywatcher HEQ5 Pro: EQMOD-Treiber
  • Da die ASCOM-Steuerung über eine serielle Schnittstelle erfolgt, muss ich auf meinem Windows-Notebook einen USB-Seriell-Adapter installieren

Ich verwende den “LogiLink”-Adapter von Profilic, den ich bei Telekop-Express gekauft habe: http://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/info/p439_Konverter—Adapter-USB-auf-RS232-seriell.html

Abbildung 5:
Adapter USB auf RS232 seriell (Google Archiv: USB_20170522_1673.JPG)

Telekopsteuerung Adapter USB-Seriell

Adapter USB auf seriell

Für diesen Adapter muss der richtige Treiber installiert werden. Im Gerätemanager kann man dann kontrollieren, ob der Adapter richtig installiert wurde

Abbildung 6:
USB-Seriell-Adapter im Windows-Gerätemanager (Google Archiv: COM-Port.JPG)

COM-Port im Geräte-Manager mit Prolific Geraetetreiber

COM-Port im Geräte-Manager mit Prolific Geraetetreiber

Diesen Adapter verbinde ich dann über ein spezielles serielles Kabel mit der Handbox meiner Montierung

iOptron mit der Go2Nova-Handbox 8408

SynScan-Handbox für die HEQ5 Pro
Abbildung 7: Serielles Kabel für die Handbox Go2Nova (Google Archiv: DK_20170522_1676.JPG)

iOptron-Kabel für die Handbox

iOptron-Kabel für die Handbox

Abbildung 8: Serielles Kabel vom Adapter zur Handbox Go2Nova (Google Archiv: DK_20170522_1678.JPG)

Teleskopsteuerung über Handbox Go2Nova zur iOptron

Teleskopsteuerung über Handbox Go2Nova zur iOptron

Zur Kontrolle, dass die Steuerung der Montierung jetzt vom Computer aus über ASCOM richtig funktioniert kann ich die Software iOptron Commander 2013 aufrufen, die zusammen mit dem iOptron ASCOM-Treiber kommt.
Wenn man hier (Communication Port Settings) auf die Schaltfäche “OK” klickt, öffnet sich das nächste FensterAbbildung 9: Test mit der Software iOptron Commander (Google Archiv: iOptronCommander2013.jpg)

iOptron COM Port

iOptron COM Port

Jetzt sollte man die Montierung über “Manual Movement” steuern können:

Abbildung 10:
Bewegung der Montierung über “Manual Movement” (Google Archiv: iOptronCommander2013b.jpg)

iOptron Commander

iOptron Commander Test