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Astronomie: Kosmologie

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Gehört zu: Astronomie
Siehe auch: Mathematik, Physik, Diagramm, Teilchenphysik, Entfernungsbestimmung, Relativitätstheorie
Benötigt: WordPress Latex-Plugin, Grafiken von GitHub, Bilder von Wikipedia

Stand: 16.02.2024

Kosmologie

In der Kosmologie wollen wir das Universum als Ganzes beschreiben inklusive der Entwicklung vom Urknall bis heute und weiter…

In der relativistischen Kosmologie geht es darum, eine Lösung von Einsteins Feldgleichungen zu finden, die in Übereinstimmung mit der Materieverteilung im Universum auf großen Skalen ist.

Link: https://ned.ipac.caltech.edu/level5/Peacock/Peacock3_1.html

Am Ende kommen wir zum vielgenannten “Standardmodell der Kosmologie“…

Link: https://www.uni-muenster.de/Physik.TP/archive/fileadmin/lehre/teilchen/ws0607/RobertsonWalkerFriedmann.pdf

Dieses “Standardmodell der Kosmologie” beruht auf zwei Dingen:

  • der Einsteinschen Allgemeinen Relativitätstheorie
  • dem “Kosmologischen Prinzip”

Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie

Die Einsteinschen Feldgleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie beschreiben, wie sich der Raum krümmt (Ricci-Tensor) in Anwesenheit von Energie und Materie (Energie-Impuls-Tensor).

\( \Large R_{\mu \nu} – \frac{1}{2} R g_{\mu \nu} + \Lambda g_{\mu \nu} = \frac{8 \pi G}{c^4} T_{\mu \nu} \\\)

In dieser Formel sehen wir folgende Bestandteile:

  • Energie-Impuls-Tensor: \( T_{\mu \nu} \)
  • Metrischer Tensor: \( g_{\mu \nu} \)
  • Ricci-Tensor: \( R_{\mu \nu} \)
  • Kosmologische Konstante: Λ (später hinzugefügt)

Die Gleichungen sind so kompliziert, dass man sie ohne weitere Annahmen nicht geschlossen lösen kann. Als Annahme wurde darum das kosmologische Prinzip (s.u.) zusätzlich eingeführt.

Zur Allgemeinen Relativitätstheorie habe ich einen separaten Blog-Beitrag geschrieben.

Kosmologisches Prinzip

Das Kosmologisches Prinzip besagt, dass das Universum isotrop und homogen ist. Es gibt also keinen ausgezeichneten Ort und keine ausgezeichnete Richtung im Universum.

Isotropie (das Universum sieht in alle Richtungen gleich aus) und Homogenität (das Universum sieht an jedem Ort gleich aus).
Wobei das alles nur bei der Betrachtung sehr großer Skalen (d.h. ab mehreren hundert Megaparsec) der Fall ist.

Friedmann-Robertson-Walker-Metrik

Damit wir im Universum überhaupt Geometrie und später auch Differential- und Integralrechnung betreiben können, benötigen wir eine Metrik, die wir beispielsweise durch ein Linienelement beschreiben.

Link: https://www.uni-muenster.de/Physik.TP/archive/fileadmin/lehre/teilchen/ws0809/FRWMetrikFriedmannGleichung.pdf

\( (ds)^2 = g_{\mu\nu} dx^\mu dx^\nu \)

wobei der metrische Tensor \( g_{\mu\nu} \) vom Ort x abhängen kann.

Durch die Forderung nach Isotropie erhält man als Lösung der Einsteinschen Feldgleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie (ART) das Friedmann-Robertson-Walker-Linienelement:

in der vierdimensionalen ungekrümmten (“flachen”) Raumzeit als:

\( (ds)^2 = c^2 (dt)^2 – a(t)^2 \left( (dx)^2 + (dy)^2 +(dz)^2 \right) \\ \)

oder im gekrümmten Raum und in mitbewegten sphärischen Koordinaten (r, θ, φ) als:

\(  (\mathrm{d} s)^{2}=c^{2}(\mathrm{d} t)^{2}-a(t)^{2}\left(\Large\frac {(\mathrm{d} r)^{2}}{1-k\ r^{2}} \normalsize + r^{2}(\mathrm{d} \theta)^{2} + r^2 sin^2 \theta \cdot (d\phi)^2\right)\ \)

wobei

  • a(t) der sog. Expansionsfaktor ist, auch “Skalenfaktor” genannt
  • der Krümmungsparameter k = + 1 , 0 , − 1 ist

Das Ergebnis ist die FRW-Metrik – eine Raumzeitgeometrie, die das kosmologische Prinzip erfüllt. Diese Metrik bezeichnen manche auch als FLRW-Metrik, um den ebenfalls beteiligten George LeMaître (1894-1966) zu würdigen.

Die Friedmann-Gleichung

Alexander Friedmann fand unter der Annahme des Kosmologischen Prinzips (s.o.), und der FRW-Metrik seine berühmte Gleichung als Lösungen der Einsteinschen Feldgleichungen der ART.

Wenn man die FRW-Metrik sowie einen passenden Energie-Impuls-Tensor (s.o.) voraussetzt, reduzieren sich die Einsteinschen Feldgleichungen auf die Friedmann-Gleichungen. Ihre Lösung ist der zeitliche Verlauf des Skalenfaktors a(t) der FRW-Metrik.

Auch hierzu habe ich einen eigenen Blog-Artikel: Friedmann-Gleichung begonnen.

Kosmologie: Entfernungen im Universum

In der Kosmologie hat man zwei verschiedene Maße für Entfernungen im Universum (Davis & Lineweaver 2004):

Comoving Distance (mitbewegte Entfernung): Entfernung eines Objekts, die sich mit der Zeit nicht ändert – also die Expansion des Universums “herausgerechnet”. Die “Comoving Distance” wird definiert als identisch der “Proper Distance” zum jetzigen Zeitpunkt. Man spricht auch vom sog. Skalenfaktor a(t), der sich im Laufe der Zeit ändert. Zur Zeit t=heute ist a(heute)=1.

Proper Distance (Eigenentfernung): Entfernung eines Objekts zu einem bestimmten Zeitpunkt. Wegen der Expansion des Universums ändert sich die “Proper Distance” mit der Zeit.

Urknall: Geschichte des Universums

Die Entwicklung des Universums nach dieses sog. “Standardmodell der Kosmologie” wird gerne in folgendem Bild dargestellt:

Abbildung 2: Geschichte des Universums (Wikipedia: History_of_the_Universe_%28multilingual%29.svg)

Beobachtungen zur Kosmologie

Expansion des Universums

Dass das Universum expandiert, haben ja Edwin Hubble et al. empirisch herausgefunden.

Eine Schlussfolgerung aus der Expansion des Universums ist der Begin des Universums mit einem sog. “Big Bang”.

Einsteins Gleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie (ART) haben zwar eine statische Lösung (Einstein – De Sitter Universum), aber die allgemeinen Lösungen ergeben ein dynamisches Universum z.B. mit einer Expansion.

Hierzu habe ich einen eigenen Blog-Post begonnen.

Kosmische Hintergrundstrahlung

Am 15.5.2018 nahm ich an einem Gesprächskreis über die “CMB” (Cosmic Microwave Background radiation)  teil.

Themen waren u.a.:

  • Wie kommt es, dass die kosmische Hintergrundstrahlung (CMB) heute bei uns aus allen Richtungen gleichmäßig (“isotrop”) ankommt?
  • Kann die Fluchtgeschwindigkeit von Galaxien bzw. die Expansionsgeschwindigket des Raumes schneller als die Lichtgeschwindigkeit sein?
  • Woher kommt die Rotverschiebung der Galaxien?

Siehe auch: Kosmische Hintergrundstrahlung

Stark vereinfachtes Modell der Kosmologie

Dies stark vereinfachte Modell habe ich gefunden bei:  http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2010/09/19/wie-gross-ist-das-beobachtbare-universum/

Nur eine Raumkoordinate: x und eine Zeitkoordinate: t

Messung der Zeit in Sekunden, Messung der Raumkoordinate in Lichtsekunden

Szenario 1:

Wir beobachten 7 Galaxien (n = 1, 2, …, 7), die sich vom Beobachter mit Fluchtgeschwindigkeit entfernen.

Anfangsbedingungen (zum Zeitpunkt t=0):

  • Entfernung vom Beobachter: \( x_n(0) = n \)
  • Fluchtgeschwindigkeit bezogen auf den Beobachter: \( \dot x_n(0) = \Large \frac{n}{4} \)
  • Wir haben also zum Zeitpunkt t=0 eine Hubble-Konstante von \(  H(0)= \Large \frac{\dot x(0)}{x(0)} = \large 0,25 \)

Differentialgleichung (Bewegungsgleichung): \( \dot x_n(t) = \Large \frac{n}{4} \)

Lösung: \( x_n(t) = \Large \frac{n}{4} t + n \)

Damit wäre der Hubble-Parameter in unserem “Vereinfachten Modell”:
\( H(t) = \Large \frac{\dot x}{x} = \frac{\Large \frac{n}{4}}{\Large \frac{n}{4} \cdot t + n} = \Large \frac{1}{t+4} \)

Abbildung 4: Raum-Zeit-Diagramm der 7 Galaxien (Github: Kosmologie-1.svg)

Raum-Zeit-Diagramm der 7 Galaxien

Szenario 2:

Zusätzlich zu Szenario 1 wird zum Zeitpunkt t=0 ein Lichtsignal von Galaxis 7 in Richtung des Beobachters gesendet.

Anfangsbedingungen (zum Zeitpunkt t=0):

  • Entfernung des Signals vom Beobachter: x(0) = 7
  • Geschwindigkeit des Signals in Bezug auf den Beobachter: v(0) = c – Fluchtgeschwindigkeit der Galaxie 7 also v(0) = 1 – (7/4) = – (3/4)

Bewegungsgleichung des Lichtsignals:

  • v(t) = c – Fluchtgeschwindigkeit (x,t)
  • \(  \dot x = 1 – \Large \frac{x}{t + 4}  \)

Abbildung 5: Raum-Zeit-Diagramm der 7 Galaxien mit einem Lichtsignal (Github: Kosmologie-2.svg)

7 Galaxien und ein Lichtsignal

 

Computer: Windows 10 Updates

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Gehört zu: Microsoft Windows
Siehe auch: Microsoft

Windows 10: Automatische Updates

Anfang Mai 2018 bekam mein Computer “Graumann2” über die automatischen Updates das riesige Funktions-Update für Version 1803.
Es hat ca. 3 Stunden gedauert, dann war das Update auf Version 1803 erfolgreich.

Nach dem Update auf Version 1803  liefen die Windows-Spiele nicht mehr.  Aber nachdem ich Win7GamesForWin10-Setup.exe neu installiert hatte, ging es wieder. Ebenfalls musste ich den Druckertreiber für meinen Drucker Canon TR7500 neu installieren.

Kurz danach bekam ich das 1803 Update auch auf meinem Notebook Computer “Asusbaer” über automatische Updates, aber die Installtion scheiterte wiederholt. Windows wurde dann auf die vorige Version zurückgesetzt. Das ist ärgerlich, weil es ersten sehr viel Zeit kostet – ohne das irgend ein Nutzefekt entstanden ist und zweitens möchte man ja irgendwann doch das Update auf Version 1803 haben.

Tipps zu einer Lösung aus dem Internet

Deskmodder. de schreibt dazu

Aus der Quelle: https://www.deskmodder.de/wiki/index.php?title=Windows_10_1803_17134_l%C3%A4sst_sich_nicht_installieren_Tipps_und_Tricks

Funktionsupdate auf die Windows 10 1803 über Windows Update schlägt fehl

Sollte nach dem Update die Rückabwicklung auf die Vorgängerversion Windows 10 1709 oder 1703 passieren, sollte man am Besten erst einmal das Funktionsupdate pausieren lassen. Siehe: Automatische Updates deaktivieren oder auf manuell setzen Windows 10. Ansonsten wird es über Windows Update gleich wieder heruntergeladen.

Zu den Hardwareproblemen, siehe #Neuinstallation der Windows 10 1803 ist fehlgeschlagen und den Problemen beim Inplace Upgrade #Installation über ein Inplace Upgrade schlägt fehl können hier noch weitere Probleme eingegrenzt werden.

  • Dienste: Der Dienst Volumenschattenkopie und Windows Update darf nicht deaktiviert sein. Beide müssen auf Manuell stehen.
  • Net Framework 3.5 deaktivieren Unter der alten Systemsteuerung (In die Suche der Taskleiste eingeben und starten) Programme und Features -> Windows Features aktivieren oder deaktivieren Net Framework 3.5 deaktivieren und einen Neustart machen.
  • Installierte Programme blockieren das Funktionsupdate: Es kann durchaus passieren, dass ein Update nicht klappt, weil zum Beispiel Nero, InstantBurn (DVD-RAM Treibersoftware) oder Avira installiert sein sollen. Hier muss man die Programme restlos deinstallieren und zusätzlich auf der Festplatte unter C:\ nach alten Installern dieser Programme suchen und löschen. Dies kann das Problem lösen.
  • Windows Update Cache leeren: Nachdem das Funktionsupdate nicht geklappt hat, sollte man den Windows Update Cache leeren, falls dort fehlerhafte Daten heruntergeladen und zwischengespeichert worden sind. Siehe Update Cache leeren Windows 10

 

Astronomie: Flattener / Reducer

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Gehört zu: Teleskope
Siehe auch: Fokussieren, Meine Geräteliste, ZWO ASI294MC Pro , Backfokus für die ASI294MC Pro
Benutzt: Grafiken von GitHub, Fotos von Google Archiv

Stand: 27.11.2021

Brauche ich einen Flattener?

Für meinen Refraktor Orion ED 80/600 werden sog. Flattener angeboten

Lohnt sich das für meinen schönen Orion ED 80/600 – immerhin kostet das wieder 200-300 Euro? Wird das Bild wirklich spürbar besser?

Sinn und Zweck eines Flatteners

Die Brennebene (Bildfeldebene) praktisch aller Optiken ist nicht völlig eben, sondern mehr oder weniger stark gekrümmt. Bringt man nun einen Kamera-Sensor, der ja stets völlig eben ist, in diese gekrümmte Brennebene, dann ist die Abbildung nur an bestimmten Stellen auf dem Sensor optimal scharf, alle anderen Stellen befinden sich vor oder hinter dem Fokus. Dieser Fehler wird mit zunehmender Sensor-Fläche ansteigen.

Aufgabe eines Flatteners ist nun, diese Brennebene möglichst flach zu machen, um über die gesamte Sensor-Fläche eine optimale Schärfe zu gewährleisten. Meist (aber nicht immer) reduzieren solche Flattener auch die Brennweite des Teleskops (sog. Reducer).

Erster Versuch: Gebrauchter Flattener Williams Optics 0.8x III

Flattener werden speziell für ein Teleskop “gerechnet”. Allerdings werden auch “generische” Flattener für bestimmte Teleskoptypen im Handel angeboten. Man muss das einfach genauestens ausprobieren.

Auch ist der Abstand vom Flattener zum DLSR-Sensor, das sog. Auflagemaß, genauestens einzuhalten.

Als erstes probierte ich einen gebrauchten Flattener, den mir ein Sternfreund angeboten hatte. Das war ein Williams Optics 0,80 III.

Diese Testfotos zeigen ein Sternfeld im Perseus und wurden am 17.12.2017 in Handeloh gemacht.

Mit diesem Flattener/Reducer hatte ich leider noch nicht den vollen Erfolg.

Abbildung 1: Testfoto mit WO-Flattener (Ausschnitt links unten 200%)  (Google Drive: DK_20171217_Flattener_0985-0988_mit.jpg)


Perseus mit WO-Flattener 200% links unten

Abblidung 2: Testfoto ohne Flattener (Ausschnitt links unten 200%) (Google Drive: DK_20171217_Flattener_0966-0969_ohne.jpg)


Perseus ohne Flattener 200% links unten

Zweiter Versuch: Skywatcher Reducer Corrector 0.85X / for Evostar ED80 (SKFlat80)

Flattener werden speziell für ein Teleskop “gerechnet”. Allerdings werden auch “generische” Flattener für bestimmte Teleskoptypen im Handel angeboten. Man muss das einfach genauestens ausprobieren.

Ausserdem ist der Abstand vom Flattener zum DLSR-Sensor, das sog. Auflagemaß, genauestens einzuhalten.

Nachdem ich einen gebrauchten Flattener von einem Sternfreund ausprobiert hatte, mit leider nicht so vollem Erfolg, habe ich mich Im Mai 2018 durchgerungen, einen neuen Flattener bei Teleskop-Service zu kaufen. Dieser bestand dann den Praxixtest.

Der Flattener von Teleskop-Service  kostete EUR 186,– zzgl. MWSt) und trug die Bezeichnung:  Skywatcher Reducer Corrector 0.85X / for Evostar ED80 (SKFlat80)
Link: https://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/language/en/info/p3627_Skywatcher-0-85x-Reducer—Corrector-for-Evostar-ED-80-600.html

  • Kameraseitig: M48x0.75 Aussengewinde auch Filter-Gewinde genannt (das ist weiter als ein klassischer T-Ring, der ja mit M42 hat)
  • Teleskopseitig: M56x1.00 Innengewinde
  • Auflagemaß (vom hinteren Gewinde bis zum Kamera-Sensor: 55 mm (ideal for DSLR with T-Ring)
  • Reduziert die Brennweite von f=600mm auf 600mm x 0,85 = 510mm und das Öffnungsverhältnis von 7,5 auf 6,375

Für meine Digitalkamera Canon EOS 600Da habe ich gleich den erforderlichen “T-Ring” (SKM48-EOS von M48*0.75 auf Canon Bajonett) mitbestellt (im Bild rechts).

Alternativ möchte ich auch meine Astro-Kamera ASI294MC Pro hinten an den Flattener/Reducer (dort an das  M48x0.75 Aussengewinde) anschliessen.

Um den Flattener am OAZ des Teleskops zu befestigen, benötigt man einen TS-Optics 2″ Adapter for Skywatcher 0.85x Correctors with Filter Thread (TS2-SKFlat) mit den Anschlüssen (im Bild links):

  • Flattenerseitig: M56x1 Aussengewinde
  • Teleskopseitig einen 2-Zoll-Stutzen hat, der wie ein 2-Zoll-Okular in den OAZ passt.

Ausserdem hat dieser 2-Zoll-Stutzen ein M48x0.75 Innengewinde, in das man 2-Zoll-Filter schrauben kann. Das habe ich gleich mitbestellt (Eur 50,– zzgl. MWSt).

Abbildung 3:  2-Zoll-Stutzen, Flattener/Reducer, “T-Ring” for Canon EOS (Google Drive: DK_20190209_Flattener.jpg)


v.l.n.r.: 2-Zoll-Stutzen, Flattener/Reducer, T-Ring for Canon EOS

Abbildung 4: Zeichnung des Zusammenbaus (GitHub: Flattener01.svg)

Flattener/Reducer mit Canon EOS 600Da

Praxistext des Flatteners an M44

Diesen Flattener habe ich am 14. Mai 2018 mit einem Foto von M44 (Praesaepe) getestet.

Auf diesem Foto (mit Flattener)  sind die Sterne bis in die Ecken kreisförmig. Vergrösserung 200% Ausschnitt: Ecke links unten.

Abbildung 5: Testfoto M44 mit Flattener SKFlat80 (Google Drive: DK_20180514_Flattener_0180-0189a_mit_2.jpg)


M44 mit Flattener 0.85

Vergrösserung 200% Ausschnitt: Ecke links unten

Abbildung 6: Testfoto M44 ohne Flattener (Google Drive: DK_20180503_Flattener_0167-0168_M44_ohne_2.jpg)


M44 ohne Flattener 0.85

Astronomie: Skywatcher Star Adventurer Mini “SAM”

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Gehört zu: Nachführung
Siehe auch: Geräteliste, Polar Alignment, Namibia 2022, AZ-GTi, Montierung
Benutzt: Fotos aus Google Drive

Stand: 20.11.2022

Nachführung mit dem Skywatcher Star Adventurer Mini “SAM”

Reise-Nachführungen (Star Tracker)

Für die Nachführung habe ich mir im Mai 2018 einen Star Adventurer Mini bei Teleskop-Service (EUR 205,00) angeschafft, um auch bei weiten Flugreisen (Südafrika, Namibia) eine mobile Nachführungsmöglichkeit für meine Astro-Aufnahmen mit dem Fotoapparat (Sony NEX-5R) bzw. meiner neu erstanderen DSLR Canon EOS 600D zu haben. Später kam ja noch die ZWO ASI294MC Pro hinzu, die ich in 2012 auch so in Namibia einsetzen möchte.

Ich hatte am 24.7.2017 schon die Skywatcher Star Adventurer Wedge gekauft (EUR 71,00 bei Astro-Shop), auf die ich damals meinen vorhandenen NanoTracker installiert habe.
Nun (7.5.2018) habe ich mich entschlossen, keine solche Kompromisse mehr zu machen und auch eine Star Adventurer Mini (“SAM”) Nachführ-Einheit zu kaufen  (EUR 205,00 bei Teleskop Express) – Damit ist die Polausrichtung einfacher, da ein beleuchtetes Polfernrohr dabei ist; ausserdem kann wohl mein QHY PoleMaster auf dem Star Adventurer installiert werden und auch das Polar Alignment mit SharpCap Pro ist mögliech.

  • Skywatcher Star Adventurer Mini (neu, klein und leichter: 0,65 kg, Periodic Error 50″)

Mein ganzes Anwendungs-Szenario habe ich beschieben in “Astrofotografie mit leichtem Gepäck“.

Alternativen zur Nachführung mit SAM wären:

  • Vixen Polarie (teuerer 0,64 kg, Periodic Error 35″)
  • Skywatcher Star Adventurer (schwerer: 1,2 kg)
  • Nano Tracker (klein 0,384 kg)
  • iOptron Skytracker (alt, schwer 1,2 kg, Periodic Error 100″)
  • Astrotrac (klobig, schwer 1kg)

Abbildung 1: Skywatcher Star Adventurer Mini auf Skywatcher equatorial wedge (Google Drive: DK_20180512_2527.JPG)


DK_20180512: Star Adenturer Mini auf Star Adventurer Wedge

Star Adventurer Mini “SAM” Data Sheet

  • Die Wedge: Gewicht 384 g
  • Die Nachführ-Einheit (mit Akkus): 163 g, Traglast 3 kg, Preis 229,–
  • Hersteller: Sky-Watcher
  • Anschlüsse: Stativ 3/8 Zoll, Kamera 1/4 Zoll (ggf. Reduzierstück 1/4 auf 3/8 Zoll verwenden)
  • Stromversorgung: Mit 2 AA-Akkus oder per Micro-USB
  • WiFi
  • Polsucher, beleuchtet   (siehe unten)
  • Autoguiding (ST4): NEIN
  • Bedienung: Schalter An/Aus,    (nur über App: Nord/Süd, Nachführgeschwindigkeit)
  • Kamera-Remote-Control: Eingebautes Intervallometer
  • Antrieb:
    • Servomotor mit Schnecke (nur in Rektaszension)
    • Schnecke treibt Zahnrad auf R.A. Achse in Kugellagern
    • Das Zahnrad hat 72 Zähne was eine Schneckenperiode von 19,95 Minuten bedeutet
    • Als PEC wird 50″ berichtet

Die Schneckenperiode von 19,95 Minuten ergibt sich wie folgt:

  • Länge eines Sterntages in Sekunden: 86164,091
  • Länge eines Sterntags in Minuten: 1436,06818
  • Dividiert durch 72 (Anzahl Zähne): 19,9453914 Minuten

Siehe dazu auch die Web-Seite von Lorenzo Comolli: www.astrosurf.com/comolli/strum56.htm

Leider verfügt die Star Adventurer Mini “SAM” nur über einen An-/Aus-Scalter; alle Einstellungen müssen über WiFi und eine App gemacht werden. Ein riesiges Problem dabei ist: wie kann ich feststellen, ob die Nachführung läuft oder nicht? Wie kann ich von Nordhalbkugel auf Südhalbkugel umstellen?

Das Riesenproblem bei mir ist, dass meine (in 2022 neu installierte) SA Console Android APP einen Fehler bei der Einstellung der geografischen Koordinaten des Beobachtungsorts hat: Die geografische Breite kann nicht eingestellt werden:

Abbildung 2: Fehlerhafte SA Console -> Einstellungen -> Ort (Google Drive: Sky Adventurer Mini 01.jpg)

Fehlerumgehung (Workaround): Es gibt mittlerwele eine SA Console für Windows auf der Website von Skywatcher, die diesen Fehler nicht hat.

Hoffnung: Nach Update der Firmware des Motors der SAM ist Motor-Firmware und die Android App beide auf dem neuesten Stand und vielleicht geht es dann. Aber wie macht man sicher einen Update der Firmware???

Firmware Update

Go to www.skywatcher.com
Download the “Motor Controller Firmware Loader” V1.63 or higher from the Downloads page.
You will need this program to load your firmware updates

Zubehör: Wedge

Als erstes (24.7.2017) habe ich mir die Wedge gekauft (siehe Bild oben), denn damit kann man Azimuth und Polhöhe fein verstellen, wie man es von den “großen” Montierungen her kennt. Vorher hatte ich dafür Kugelköpfe und Neiger im Einsatz.

Die Wedge verwende ich jetzt (April 2022) auch für meine Goto-Reisemontierung Skywatcher AZ-GTi.

Zubehör: Deklinationseinheit

Um komplett zu sein. habe ich mir später auch noch die sog. “Deklinationseinheit” gekauft. Damit kann man die Deklination fein verstellen. Ausserdem hat es eine Gegengewichtsstange mit Gegengewicht. Interessant für bestimmte Anwendungen ist auch die Tatsache, dass die Befestigung der Kamera o.ä. mit einer Fotoschraube um 90 Grad geneigt ist (sog. L Bracket).

Abbildung 3: Deklinationseinheit des Star Adventurer (Google Drive: 20200626_SAM_Deklinationseinheit.jpg)

Stromversorgung

Den elektrischen Strom bekommt der Star Adventurer Mini “SAM”  entweder über zwei AA-Batterien oder über einen Micro-USB-Anschluss (der sonst keine weitere Funktion hat).

Anschalten und Ausschalten

Das An- und Ausschalten ist die einzige Bedienung, die per Hand vorgenommen werden kann. Alles andere erfolgt ausschliesslich über WiFi mit der App “SAM Console”.

Das Anschalten aktiviert das WiFi;  Frage: wird auch die motorische Nachführung damit gestartet???

  • Zum Anschalten drückt man den größeren Knopf einige Sekunden, bis die LEDs aufleuchten.
  • Zum Ausschalten drückt man den größeren Knopf einige Sekunden, bis die LEDs ausgehen.

Besonderheiten

Die Bedienung erfolgt ausschließlich über eine per WiFi verbundene App (iOS und Android) namens “SAM Console“.

Neuerdings heisst die App “SA Console”.

Zum Starten der nachführung gehe ich in der App auf “Astrofotografie” und dann auf “Start”. Mit dem Ohr ganz dicht am SAM kann ich hören, das da ein Motor läuft.

Die Umschaltung von Nord- auf Süd-Betrieb scheint über die geografische Breite des eingestellten beobachtungsorts zu funktionieren…

Polar Alignment: Einnorden – Einsüden

Voraussetzung für eine gute Nachführung durch den Star Advanturer MIni ist natürlich eine ordenliche Ausrichtung auf den Himmelpol. Zum Polar Alignement kann man verscheidene Methoden verwenden:

  • Das mitgelieferte Polfernrohr
  • QHY PoleMaster
  • SharpCap Pro
  • N.I.N.A.
  • …

Polar Alignment mit dem Polfernrohr

Zum Einnorden (Polar Alignment) kann man das Polfernrohr benutzen, das ist im Süden allerdings problematisch, weil Sigma Octantis nicht so leicht zu finden ist.
Das Polfernrohr wird von hinten in den SAM gesteckt. Dazu muss hinten der “Curled Tripoid Connector” abgeschraubt werden. Vorne schaut das Polfernrohr dann etwas aus dem “Dovetail Saddle” heraus und man kann die Polfernrohr-Beleuchtung aufstecken.

Allerdings kann man dann den “Ball Head Adapter” nicht mehr zusammen mit dem Polfernrohr benutzen. D.h. erst mit Polfernrohr ausrichten, dann Polfernrohr abbauen und “Dovetail Saddle” mit Kamera aufbauen:  Das kann die vorgenommene Polausrichtung zerstören; ausserdem möchte man seine Geräte nicht “im Felde” umbauen.

Ausweg: Nicht den “Ball Head Adapter” verwenden, denn der blockiert die Sicht für das Polfernrohr, sondern eine Vixen-Schiene mit Aussparung (Langloch) in der Mitte benutzen. Dann blickt das Polfernroht durch die Aussparung in der Schiene – allerdings passt dann nicht mehr die Polfernrohr-Beleuchtung drauf.

Abbildung 4: Star Adventurer Mini “SAM” mit Polfernrohr (Google Drive: DK_20180512_2529.jpg)


SkyWatcher Polfernrohr an Star Adventurer Mini (SAM)

Polar Alignment mit SharpCap

Mit SharpCap Pro kann man ein sehr gutes Polar Alignment machen. ShapCap macht dabei ein vollautomatsiches Plate Solving und benutzt das vorhandene Guiding-Equipment.

Das habe ich im separaten Artikel Polar Alignment mit SharpCap beschrieben.

Maximale Belichtungszeit ohne Nachführung

Die bekannte Faustformel ist: Max. Belichtung in Sekunden = 500 dividiert durch Brennweite in Millimetern

Nachführung mit Getriebspiel und Periodic Error

Das Getriebespiel (Backlash) kann man vermeiden, wenn man den SAM  fünf Minuten vor eine Aufnahme “vorlaufen” lässt. Dann sollte der Backlash “vorbei” sein.
Was dann bleibt, ist der Schneckenfehler (Periodic Error).

Der Periodic Error (PE) könnte mit PEMPRO V2.8 gemessen werden.

Beispiel:

  • Meine Canon EOS 600D hat eine Pixel Size von 4,3μ
  • Bei einer Brennweite von 135mm ergibt das eine Pixel Scale von 6,56 arcsec / Pixel (Formel)
  • Bei einem PE von angenommen 100 arcsec wären das 100 arcsec / 28,7 Minuten = 3,5 arcsec / Minute
  • Man könnte also im Schnitt 2 Minuten belichten ohne dass der PE sichtbar würde

Gestiegene Anforderungen an die Genauigkeit bei der Nachführung

Bisher hatte ich mit meiner Sony NEX-5R maximal 30 Sekunden belichtet und dabei Objektive von 16mm (Zenitar – z.B. Perseiden), 24mm (Vivitar – z.B. Nordlicht) und 50mm (Olympus – z.B. Magellansche Wolke) benutzt. Da war die Nachführgenauigkeit des NanoTracker überhaupt kein Problem.

Aber die Anforderungen an die Genauigkeit sind bei mir durch zwei Entwicklungen gestiegen:

  1. Ich habe ein Objektiv mit wesentlich längerer Brennweite bekommen: Takumar 135mm f/3.5 (neu: Olympus E.Zuiko 135mm f/3.5).
  2. Ich habe auch herausgefunden, wie ich mit meiner Sony NEX-5R länger als 30sec belichten kann. 30sec maximal macht die Sony per Programm mit Smart Remote, Langzeitbelichtung geht dann mit Bulb und einem Infrarot-Fernauslöser

Wie genau ist meine Nachführung?

Für eine sehr genaue Pol-Ausrichtung sorge ich mit meinem QHY PoleMaster. Dann sollten weitere Fehler auf den NanoTracker selbst und da im Wesentlichen auf den PE (Periodic Error) oder auch Schneckenfehler zurückzuführen sein. Aber wie kann ich ganz einfach mal die Genauigkeit der Nachführung (quasi end-to-end) messen?

Meine ganz simple Idee ist, einfach eine Serie von Aufnahmen von ein und demselben Objekt mit eingeschalteter Nachführung zu machen (z.B. 15 sec Belichtung, 15 sec Pause und das 30 Minuten lang – weil die Scheckenperiode 28,72 Minuten sein soll). Diese Aufnahmeserie könnte ich z.B. Plate Solven und die Ergebnisse dann in Excel darstellen….

In CloudyNights https://www.cloudynights.com/topic/210905-how-to-measure-periodic-error/ finde ich dazu einen ähnlichen Rat:

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Posted 16 March 2009 – 10:27 AM

Hi all,

I used my Atlas EQ-G with the Orion 102ED f/7 scope this weekend to shoot my first set of astro pictures (will post some results here at a later time). However, since I don’t have an Auto-guider setup and I heard a lot of good things about the Atlas I figured I’ll see how long the mount can track accurately and was a little surprised to only get relatively short exposures. At 60s I had to throw out almost half of the exposures due to some star trailing (in RA direction), 30s exposures consistently looked good, except for a few. I also took some 120s exposures and also had to throw out at least half. Not quite what I had in mind. Did I expect too much here?

Anyhow, I drift aligned the mount to the best of my abilities actually using the DSLR since I also don’t have a cross hair eye piece, yet. I used the technique where you expose for 5s to mark the star and then move the mount forward in RA for about 60s at twice the siderial rate and then essentially stop the tracking for another 60 seconds, all while the shutter is open. The result is a V shaped line in the image if there is any misalignment. Worked like a charm and I might actually perform the alignment this way in the future instead of using the eye piece. I adjusted the mount as needed and got no more drift in the image for up to 3 minutes.

So, to make a long story short, the only reason for the star trails that I can think of now is RA tracking errors in the mount. I’d like to actually “see” the periodic error, etc. somehow in an image but can’t quite figure out how I would go about doing that. Do you guys have any suggestions?

Thx in advance,
/ThJ

Posted 16 March 2009 – 11:14 AM

The short answer:
Take a series of short exposure images (may need a brightish star) that totals longer than the period of the worm (typ 10min).
Use a stacking program that measures and records (to a file) the x,y coordinates of the star (the program should find the star’s centroid). AIP4WIN does this.
Import the recorded coordinates into Excel (or another spreadsheet program) and plot the x and y values vs exposure number. The PE will easily be seen in the plot.
Some calculation using the scopes focal length and the pixel sizes will give you PE in Arcsec.
If you align the camera so that RA is along the pixel rows (x-coordinate) then there should be no movement in the y direction if your polar alignment is perfect. Any change in the y is polar misalignment.
I have a spreedsheet at home from my Super Polaris mount. Let me know if you need more help on this part.

Computer: Android Apps – Smartphone

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Siehe auch: Mobil-Telefon

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Astrofotografie: Vixen Sucherschuh auf Blitzschuh von GEOPTIK

dkracht

Link: Geräteliste
Siehe auch: Sucher
Benutzt: Fotos von Google Archiv

Stand: 25.08.2021

Sucherschuh auf DSLR

Da ich mit meinem Leuchtpunktsucher nicht so richtig klar kam (war zu hell und blendete) habe ich mich jetzt für einen “normales” kleines Sucherfernrohr entschieden; wobei ich das kleine Sucherfernrohr auf meine DSLR stecken möchte, weil sich  auf dem Teleskop ja schon das Guidingrohr befindet.

Bei diesem Vorhaben half mir ein Sucherschuh, der auf den Blitzschuh der DSLR gesteckt wird.

Produkt: GEOPTIK Sucherhalter für DSLR-Kameras

Tipps und Tricks: Um den Sucherschuh auf dem Blitzschuh der Kamera zu befestigen, muss man eine kleine versenkte Schraube mit einem Inbusschlüssel (2,41 mm)  fest ziehen.

Link:  https://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/info/p8824_Geoptik-Sucherhalter-fuer-DSLR–Kameras.html

Abbildung 1: Sucherschuh auf der Canon DSLR (Google Drive: Geoptik_20180504_2506.jpg)


Geoptik Sucherschuh auf Canon DSLR

Astronomie: Kabelmanagement

dkracht

Gehört zu: Meine Astronomischen Geräte
Siehe auch: Stromversorgung

Kabelmanagement für meine Montierung

An meiner Montierung HEQ5 Pro mit meinem Teleskop Orion ED 80/600 hängen viele Kabel. Das sieht unordentlich aus, ist beim Schwenken des Teleskops manchmal hinderlich und beeinflusst auch das Gleichgewicht der Montierung. Deshalb wäre es besser, alle Kabel lokal (am Teleskop) zu fixieren und zu bündeln und dann wenige längere Kabel vom Schwer- und Drehpunkt abgesichert zum “Endpunkt” (Laptop-Computer, Netzteil/Batterie) zu führen.

Ich habe Stromkabel und Datenkabel (USB-Kabel).

Datenübertragung per USB-Kabel:

Das sind meine Strom-Verbraucher:

  • Montierung Skywatcher HEQ5 Pro (12 V)
  • Motor-Fokus PegasusAstro (12V)
  • USB-Hub Orico H7928-U3 mit 7 Ports (12 V)
  • DSLR Canon EOS 600 (7,6 V)

Für die Spannungsversorgung habe ich mit für 12 Volt mit Hohlsteckern entschieden.

Um die USB-Kabel zu bündeln, habe ich mir einen schön flachen aktiven USB-Hub “Orico H7928-U3” gekauft, der eine 12V-Spannungsversorgung braucht und dessen Kabelverbindung zum Endpunkt (Laptop-Computer) nicht fest eingebaut, sondern per Steckverbindung erfolgt. Ausserdem sollten die USB-Ports nach Fixierung auf dem Teleskop  z.B. mit Klettband immer noch leicht zugänglich sein.

Fotografieren: Diashows – Videoclips

dkracht

Gehört zu: Fotografieren
Siehe auch: Diaschau, Fotobuch

Stand: 21.10.2024

Wie mache ich eine Diaschau?

Manchmal möchte man Fotos/Bilder plus gesprochener Erklärung gerne als eine Einheit verpacken und dann jemandem schicken, vor Publikum automatisch ablaufenlassen, publizieren auf YouTube etc.etc. pp. Das nennt man dann eine Diashow oder ein Video.

Ich persönlich habe das einige wenige Male gemacht:

  • Diashow von den Fotos meiner ersten Afrikareise für meine Mutter  (mit Musik und Untertiteln)
  • Diashow “Wie kann ich mit Cartes du Ciel meine astronomische Montierung ansteuern”  (mit CamStudio und Sprechtext)
  • Präsentation von Bildern meiner ersten Namibiareise als Vortrag  (mit FastStone und Infrarot-Fernbedienung)

Generelles Vorgehen

Aus Bild/Video-Material kann aus verschiedenen Quellen stammen:

  • Einzelne Fotos und ggf. auch kleine Videos
  • Folien aus einer Powerpoint-Prärentation werden zu Einzelfotos
  • Ein Video, dass mit z.B. mit der Software “CamStudio” aufgenommen wurde

Als Audio-Material kommt infrage:

  • nichts – einfach stumm lassen und vieleicht ein paar Texte in die Bilder einblenden
  • Musik
  • Gesprochener Text

Beispiel 1: Diaschau als Videoclip für Youtube

Heute möchte ich aus einer PowerPoint-Präsentation zum Thema “Analemma” eine mit Sprechtext versehene Diashow für YouTube machen.

Dazu speichere ich die einzelnen Slides der PowerPoint-Präsentation als JPEG-Fotos in einem Ordner ab:

  • Öffnen der Präsentation in meinem PowerPoint 2016
  • Datei –> Speichern unter… –> Dateityp –> JPEG-Dateiaustauschformat –Alle Folien

In der Microsoft-Software Movie Maker (Version 2012)  kann ich dann diese JPEG-Bilder importieren….

  • Menü –> Datei –> Add videos and photos

Da ich rechts und links in den Bildern jetzt schwarze Balken habe, muss ich noch den “Aspect Ratio” angeben: Projekt –> Aspect Ratio –> Standard 4:3

Nun kann man im Prinzip diese Bildfolge als Video abspeichern (Datei –> Save Movie) – Allerdings wird man vorher noch ein paar zusätzliche Dinge machen wollen:

  • Dauer, die ein Bild angezeigt werden soll
  • Übergang zwischen zwei Bildern
  • Sprechtext zu einem Bild

Den Sprechtext zu den einzelnen Bildern sollte man einzeln aufnehmen und dann im Movie Maker hinzufügen – dann kann man Bild und Ton gut synchron halten und ggf. das eine oder andere Sprech-Schnipsel überarbeiten.

Man kann die Aufnahmefunktion von Movie Maker verwenden oder auch jedes andere Audio-Recording-Programm z.B. “No 23 Recorder“.

Beispiel 2: Diaschau aus einzelnen Fotos mit manuellem Bildwechsel

Als Software will ich XnView einsetzen, weil ich dort den Bild-Ordner oder die einzelnen Bilder und deren Reihenfolge selbst auswählen kann.

Ich muss also zunächst die einzelnen Fotos für die Diaschau aussuchen und in eine Reihenfolge bringen. Praktisch ist, die ausgewählten Fotos in einen eigenen Ordner zu kopieren. Die Reihenfolge kann z.B. ganz primitiv dadurch “erzwungen” werden, dass man vor den Dateinamen eine laufende Nummer setzt.

Dann wird die Software XnView geöffnet.

Wir können dan über die Menüleiste gehen: Werkzeuge -> Diashow… In dem dann aufgehenden Fester können wir alles zu unserer geplanten Diaschau festlegen.

Zuerst sagen wir, welche Fotos wir nehmen wollen und in welcher Reigenfolge sie in der Diaschau erscheinen sollen.

Wiesoll der Bildübergang ausgelößt werden: Timer oder Taste/Mausklick?

Wie soll der Bildübergang aussehen?

 

Beispiel 3: Diaschau aus einzelnen Fotos mit manuellem Bildwechsel

Als Software will ich FastStone einsetzen, weil ich dort das Weiterschalten der Bilder mit meiner Fernbedienung machen kann – die Fernbedienung ist eigentlich für PowerPoint gedacht und das Schöne ist, das FastStone die gleichen Komandos unterstützt wie PowerPoint.

Ich muss also zunächst die einzelnen Fotos für die Diaschau aussuchen und in eine Reihenfolge bringen. Praktisch ist, die ausgewählten Fotos in einen eigenen Ordner zu kopieren. Die Reihenfolge kann z.B. ganz primitiv dadurch “erzwungen” werden, dass man vor den Dateinamen eine laufende Nummer setzt.

Dann wird die Software FastStone geöffnet.

Wenn man eine Diaschau machen will, muss man zuerst mit FastStone in den Ordner gehen, wo sich die Bilder befinden.

Astronomie: Teleskop Orion ED 80/600

dkracht

Gehört zu: Meine Geräteliste und Teleskope
Siehe auch: Barlow-Linse, Flattener, OAZ
Benutzt: Fotos von Google Drive

Stand: 13.12.2022

Mein Volksapo Orion ED 80/600

Als Einsteiger-Teleskop, das gut auf meine Montierung HEQ5 Pro passt, habe ich mir in 2017 ein gebrauchtes Orion ED 80/600 zugelegt.

Das theoretische Auflösungsvermögen ist bei 80 mm Öffnung: 1,75″

Etwas teurerer aber auch sehr interessant fand ich die baugleichen Modelle:

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