Astronomie für Einsteiger und Fortgeschrittene – Ratgeber

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Dobson-Teleskop bedienen

Ausrichtung und Justage

Bei einem Dobson-Volltubus müssen nach Anlieferung lediglich der Fangspiegel zum Hauptspiegel und der HS zum FS überprüft und gegebenenfalls nachjustiert werden. Das nennt sich Kollimation. Und bei Gitterrohrkonstruktionen wie denen von Explore Scientific sollte nach jedem Aufbau justiert werden. Bei den Skywatcher Flextube-Systemen ist eine Justage nach dem Aufbau üblicherweise nicht notwendig, da die Konstruktion erstaunlich robust ist.

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Newton-Teleskop Justage

Grundsätzlich empfiehlt es sich jedoch, die Geräte nicht nur nach dem Auspacken zu prüfen und auszurichten. Die Ausrichtung des Fangspiegels samt Fangspinne gestaltet sich etwas aufwändiger und erfolgt einmalig oder nach einem Ausbau, wenn z.B. zuvor alles zerlegt wurde. Eine detaillierte Justageanleitung für Newtons gibt es in unserem Artikel Newton-Teleskop Justierung.

Objekte mit Sternenkarte und Atlas finden

Wenn der Sternenhimmel die ersten Lichter am Abend offenbart, sind das oft keine Sterne, sondern Planeten. Viele von ihnen strahlen heller als die Sterne, weil sie das Sonnenlicht reflektieren und uns vergleichsweise sehr nah sind. Dabei stehen die Planeten jeden Monat etwas anders und wandern aufgrund der Sonnenumkreisung stetig durch die Sternbilder. Die Planeten unseres Sonnensystems sind mit einem guten Teleskop und etwas Übung relativ einfach zu finden. Das Teleskop aber einfach hin- und herzubewegen, wird nicht funktionieren. Es gibt zwar unendlich viele Sterne, Nebel und Galaxien, die meisten von ihnen sind jedoch weit von der Erde entfernt und deren Licht sehr schwach. Erst mit größerer Öffnung oder langen Belichtungszeiten wären diese sichtbar. Wer auf reine Beobachtung aus ist und darüber hinaus auch noch auf eine Goto-Nachführung verzichtet, wird um eine manuelle Objektsuche nicht herum kommen. Dabei gibt es mehrere Methoden wie z.B. das Starhopping.

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Uranus mit einem Skywatcher Flextube 12″ auf einer AZ-EQ6 Montierung und ZWO ASI 178MC

Wie wir bereits in den Grundlagen erläutert haben, beginnt eine Beobachtung stets mit der schwächsten Vergrößerung. Nachdem das Objekt damit zentriert worden ist, kann sich der Beobachter mit stärkerer Vergrößerung nähern, bis die optimale Vergrößerung gefunden wurde. Es gibt aber auch Objekte, die am Sternenhimmel mit bloßem Auge nicht sichtbar sind, wobei das auch ortsabhängig ist. Die Planeten Neptun und Uranus sind auf zahlreichen Bildern im Netz zu finden, lassen sich für ungeübte Beobachter aber nur sehr schwer finden. Mit einem 50mm Standard-Sucher ist zumindest Uranus gut zu erkennen. Neptun dagegen ist eher schwach. Alternativ kann man sich den nächststehenden Stern, der mit bloßem Auge zu erkennen ist, suchen und mit einem Sucher oder Telrad anpeilen. Mit dem Sucher kann das Teleskop dann in Richtung Planet bewegt werden und mit dem Aufsuchokular zentriert werden. Dabei stets beachten, dass das Bild durch den Sucher um 180° gedreht erscheint. Da die Eigenbewegung der äußeren Planeten ist nicht allzu groß ist, wandern diese auch nach Wochen nur sehr wenig und sind mit etwas Übung leicht auffindbar. Bis auf ein paar bekannte Objekte wie den Orionnebel sind viele Objekte aber mit dem Auge nur schwer auffindbar. Mithilfe von Stellarium lassen sich Objektstandorte sehr einfach ermitteln. Das Tool gibt es für den PC, aber auch für das Smartphone. 

Dobson Teleskop – Fotografie

Nach den ersten Beobachtungserfahrungen möchte man die Himmelsobjekte in irgendeiner Form festhalten. Um eine Kamera an einem Teleskop zu montieren, gibt es mehrere Möglichkeiten. Die einfachste Form ist die Montage einer Kamera auf das Teleskop, was aber nur bei Teleskopen auf einer parallaktischen Montierung Sinn macht, bei der die Erddrehung bei langen Belichtungszeiten ausgeglichen wird.

Die zweite Variante nennt sich Afokale Projektion. Dabei hält man die Kamera direkt an das Okular, um ein Objekt zu fotografieren. Mit sogenannten Digiklemmen lassen sich die Kameras einfach montieren und für erste Bildaufnahmen verwenden. Die beste Qualität wird man mit dieser Methode aber nicht erreichen. Wenn Sie beispielsweise Aufnahmen vom Jupiter machen möchten, können Sie eine Kamera (z.B. APS-C Sensor) mit einer 3x Barlowlinse und entsprechendem T2-Adapter an das Teleskop anschließen. Bei Planetenfotos werden üblicherweise Videos aufgezeichnet und mittels Software bearbeitet und gestackt.

Mit der fokalen Projektion und einer Kamera erreicht man aber die besten Aufnahmen. Dabei wird das Teleskop als Objektiv für die Kamera genutzt. Deshalb kommen auch nur Kameras mit wechselbarem Objektiv in Frage oder welche, die speziell für Teleskope ausgelegt sind wie die Astrokamera ZWO ASI 178MC. Für die Befestigung einer System- oder Spiegelreflexkamera wird das T2-System verwendet. Der Adapter hat auf der einen Seite einen Anschluss für die entsprechende Kamera (Sony, Nikon, Canon, …) und auf der anderen Seite ein T2-Gewinde. Das T2-Gewinde kann dann mit dem Teleskop mittels einer Steckhülse verbunden werden. Dazu wird der Adapter mit dem T2-Gewinde verbunden und je nach Abmessung (1,25″ oder 2″) wie ein Okular in den Auszug des Teleskops gesteckt. Alternativ gibt es noch den Direktanschluss für Okularauszüge, die bereits über ein T2-Gewinde verfügen. Der Adapter wird dann direkt mit dem Okularauszug verschraubt und sorgt für einen sicheren und stabilen Halt. Übrigens gibt es auch Adapter, die direkt die Kamera mit einem 2″ Okularauszug verbinden. Da die Öffnung hier größer ist als bei T2 mit zusätzlichem Adapter, gibt es eine gleichmäßigere Ausleuchtung (Stichwort: Vignettierung).

Die Automatikfunktion einer Kamera funktioniert bei den oben genannten Lösungen nicht, weil es keine steuerbare Blende gibt. Daher sind manuelle Einstellungen bei den Belichtungszeiten erforderlich. Ohne Okular gibt es auch keine variable Vergrößerung mehr, weshalb die Vergrößerung dann von der Größe des Kamerachips abhängig ist. Für höhere Vergrößerung sollte die Okularprojektion gewählt werden.

Auch mit einem Dobson lassen sich Bilder von Planeten und Deep-Sky-Objekten machen, auch wenn nur sehr eingeschränkt und mit einer maximalen Belichtungszeit (Shutter Speed) von etwa ~1 Sekunde. Wenn der Dobson über einen Okularauszug von 2″ verfügt, lassen sich beispielsweise Systemkameras mittels T2-Ringes anbringen. Alternativ und etwas handlicher gestalten sich Kameras wie die ASI120MC mit eigebautem UV/IR Sperrfilter. Für Aufnahmen im IR Bereich sollte eine entsprechende Kamera wie die Asi120mm in Betracht gezogen werden.

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Mondaufnahme mit Skywatcher Dobson 300PX und Vollformatkamera

Aber auch hier stellt sich die Frage, was man fotografieren möchte. Für den Mond eignet sich eine Vollformatkamera mit großem Chip ausgezeichnet. Planeten wie der Jupiter sind jedoch dermaßen klein, dass das Einstellen des Fokus nur im Liveview-Mode möglich ist. Hier eignen sich eher Kameras mit einem kleinen Chip, um Objekte größer abzubilden. Denn in der Astrofotografie bedeutet eine größere Megapixelanzahl nicht gleich ein besseres Bild. Wenn es aber doch die Systemkamera oder Spiegelreflexkamera sein soll, dann aber bitte mit einer 2fach- oder 3fach-Barlow-Linse und entsprechendem Adapter dazwischen. Welche Brennweitenverlängerung mit einer Barlowlinse sinnvoll ist, kann berechnet werden. Dazu wird es aber einen separaten Artikel geben. Für Nebel, Galaxien und andere Objekte kann eine APS-C oder Vollformatkamera direkt mit dem Chip an das Teleskop angeschlossen werden. Bei einem Dobson 12″ 1500/300 und größer werden ohne Nachführung (Goto-System) nicht mehr als 0,5-0,8 Sekunden Belichtungszeit möglich sein.

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Orion Nebel mit Skywatcher Dobson 300PX, Vollformatkamera und 0.8s Belichtungszeit

Tipp zum Scharfstellen: Im Live-Modus der Kamera so gut wie möglich einen Stern scharfstellen und ein Bild davon machen. Anschließend prüfen, ob der Stern punktförmig ist. Wer keine Untersetzung am Okularsauszug hat, wird damit wohl die größten Probleme bekommen. Viele Teleskope sind jedoch mit einer 1:10 Untersetzung ausgestattet. Alternativ lässt sich auch ein besserer Okularauszug nachrüsten. Dennoch ist mit etwas Übung und einigen Schnappschüssen der Fokus gut einstellbar. Beim Saturn kann man sich z.B. an den Ringen und der Cassini-Teilung orientieren. Ist der Fokus einmal gefunden, gilt dieser üblicherweise für alle anderen Objekte auch. Schlechtes Seeing kann jedoch dazu führen, dass der Fokus nachgestellt werden muss.

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Saturn mit 12″ Dobson ohne Nachführung und Vollformatkamera (links); Saturn mit 8″ Newton, Nachführung und Planetenkamera (rechts)

Zu beachten: Kleine Chips wie die von Planetenkameras führen in Kombination mit einer langen Brennweite des Teleskops zu einem kleineren Bildausschnitt. Dadurch erscheinen die Planeten groß. Mehrere Videos und spezielle Tools zum Stacken führen zu großartigen Bildern. Aber für Mondaufnahmen ist ein kleiner Chip ungeeignet, da aus den einzelnen Mosaiken der Mond rekonstruiert werden muss. Eine Systemkamera mit 24MP wie die Sony A7 M2 eignet sich ohne Barlow-Linse ausgezeichnet, um ein vollständiges Bild vom Mond zu erhalten.

Vollformat vs APS-C

Das Thema Astrofotografie ist sehr umfangreich, was bereits mit der Wahl der richtigen Ausrüstung beginnt. Nicht jedes Teleskop passt zu einer Kamera.

Bei dem Crop-Chip hat der Anwender das Gefühl, näher am Objekt zu sein. In Wirklichkeit hat man nur einen kleineren Bildausschnitt. Für eine APS-C-Kamera ist es nicht einfach, das passende Teleskop zu finden, um den Chip möglichst ohne Vignettierung auszuleuchten. Bei einer Vollformatkamera gestaltet sich das aber um einiges komplexer. Hinzu kommt, dass ein üblicher 2″ Okularauszug insbesondere für Vollformatkameras einfach zu eng ist und das Aufrüsten auf ein 3″ OAZ mit Unmengen an Kosten verbunden ist.

Deshalb gilt in der Astrofotografie: Je kleiner desto besser. Entweder ein Teleskop mit großer Öffnung und Kamera mit kleinem Chip, oder ein APO mit kleiner Öffnung und Kamera mit großem Chip. Dennoch haben auch Vollformatkameras einen entscheidenden Vorteil. APS-C und Vollformatkameras der gleichen Generation haben oftmals die gleiche Anzahl an Megapixel. Demnach hat die Vollformatkamera größere Pixel, was in der Astrofotografie viele Vorteile bringt. Ein großes Problem vieler Kameras sind jedoch die IR-Sperrfilter, die H-Alpha Linien fast gänzlich abschneiden. Deshalb bieten viele Astroshops modifizierte Versionen an. Die Sony A7 ist jedoch weniger weit verbreitet, bietet jedoch ebenfalls tolle Funktionen. Darüber hinaus ist ihr Rauschverhalten ausgezeichnet. 

  • Für ein 12″ Dobson auf EQ-Plattform sollte eine Kamera mit 8,8 x 6,6mm (maximal 13×8,8mm) Sensor, einem Coma Korrektor und einem 0,5 Reducer vor der Kamera verwendet werden. Hier reichen bereits 1-3 Sekundenfotos aus, wobei 10-30×2000 erstellt werden können.
  • Bei einem 8″ Newton passt eine Kamera mit 23,7 x 15,6 APS_C DX Sensor sowie ein Coma Korrektor. Mit Belichtungszeiten von 30 bis max. 60sec können tolle Ergebnisse erzielt werden.

Wer aber eine Vollformatkamera wie die Sony A7 M2 nutzen möchte, sollte eher zu einem kleinen APO mit Optiken auf Vixen GP oder EQ5 setzen. Alles andere würde wenig Sinn machen.

Spiegelreflex- und Systemkameras (DSLR oder DSLM) haben aber ebenso ihren Preis wie Astrokameras. Eine günstige Alternative könnte die neue Raspberry PI HQ Kamera mit 12,3 Megapixel Sony IMX477 Sensor sein. Diese lässt sich wunderbar mit einem Raspberry Pi 4 betreiben und liefert auf Anhieb gute Aufnahmen. Während der Sensorbildbereich bei der Raspberry Pi Kamera V2 gerade einmal 3.68 x 2.76 mm (4.6 mm diagonal) beträgt, ist der Bildbereich bei der Raspberry Pi HQ Kamera mit 6.287mm x 4.712 mm (7.9mm diagonal) doppelt so groß. Dadurch halbiert sich zwar die Vergrößerung des Objekts, sie liefert gleichzeitig aber auch eine wesentlich detailliertere Abbildung. Der Raspberry Pi 4 wird mit dem Raspberry Pi OS betrieben und mittels Teamviewer von einem anderen Rechner aus gesteuert. Wer auf eine kabelgebundene Stromversorgung verzichten möchte, um beispielsweise mobil zu bleiben, kann den Raspberry Pi 4 auch mit einer Powerbank (Ausgangsspannung: 5V und mindestens 2A) betreiben.
 
Wurde ein Objekt aufgefunden und fokussiert, kann der Stream beendet werden und mittels Teamviewer oder auch SSH ein Bild oder ein Video mit folgenden Befehlen aufgezeichnet werden:
raspistill -o testautoss1000.jpg -t 300 -hf -q 100 -ss 1000000 -ISO 800
oder
raspivid -o vidmeinPlanet.h264 -t 50000 -hf

Mit der Option -hf wird das Bild horizontal gespiegelt. Mit dem Argument -t wird die Dauer in Millisekunden angegeben, wobei diese bei einem Bild der Preview-Time entspricht und bei einem Video der Dauer. Mit -ss (Shutter Speed) wird die Belichtungszeit angegeben, wobei die Kamera Zeiten von bis zu 200000000 Mikrosekunden (=200s) unterstützt. Bei Astrofotografie mit einem Teleskop ohne Nachführung sollte die Belichtungszeit niemals mehr als 500/Brennweite betragen. Oben beträgt diese 20000ms, was 1/50 entspricht. Bei einer Brennweite von 500mm entspricht das einer Belichtungszeit von maximal 1s (1000ms=1000000us). Die Belichtungszeit kann übrigens auch für Videos verwendet werden. Zu kurze Belichtungszeiten können jedoch zu dunklen Planetenbildern führen. Hier empfiehlt es sich eventuell auch mit dem ISO-Wert zu spielen und eine gute Kombination aus beiden zu finden. Der ISO-Wert ist optional und muss nicht angegeben werden.

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Jupiter mit Skywatcher Flextube 300PX und Raspberry PI HQ Kamera; ohne Nachführung; Aufnahmelänge 20s; Seeing schlecht

Übrigens verfügt die Raspberry Pi HQ Kamera über eine Funktion, die auf dem Sensor als Defekt detektierte Pixel entfernt. Das Features nennt sich „on-sensor defective pixel correction (DPC)“ und könnte dazu führen, dass bei Aufnahmen sehr kleine Sterne als defekte Pixel erkannt werden und dadurch gar nicht erst sichtbar sind. Die Funktion lässt sich mit folgendem Befehl deaktivieren:

sudo vcdbg set imx477_dpc <value>

where <value> can be one of:

0 – All DPC disabled.
1 – Enable mapped on-sensor DPC.
2 – Enable dynamic on-sensor DPC.
3 – Enable mapped and dynamic on-sensor DPC.

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4 Gedanken zu „Astronomie für Einsteiger und Fortgeschrittene – Ratgeber“

  1. Dass ihr mal eure Videospiele mit 3D-Druck ergänzt, war bereits eine Überraschung. Aber das Thema Astronomie mit aufzunehmen, ist, ja mega geil. Ich gehe mal davon aus, dass es vor allem für den 3D-Druck interessant ist, weil sich viele Bauteile drucken lassen.

    Super, weiter so!

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  2. Puh! Das nenne ich einen umfangreichen Artikel.Das muss ich mir mal in Ruhe durchlesen.Auf den ersten Blick sieht das aber klasse aus.Was mir besonders gut gefällt sind dier nicht ganz so übertriebenen Astrobilder.Viele Bilder entsprechen nämlich nicht dem, was die Leute vom Balkon aus mit ihrem 8-10″ Newton aufnehmen.

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  3. Toller Ratgeber den ihr da zusammengetragen habt.Wünschte es gebe mehr davon im Netz. Zu meiner Zeit musste man sich noch alles zusammensuchen.Sind mehrere Berichte davon in Planung? 😀 😀

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  4. @Alex

    Klar haben wir dazu noch einige Berichte in Planung. Aktuell arbeiten wir an einem Beitrag zum Thema „Astroforografie“ und zu einem Tutorial zum Thema „motorisierter Fokusser“. Zukünftig hoffen wir natürlich auf die Unterstützung mehrerer Unternehmen, so dass wir nach und nach den Bereich weiter ausbauen können.

    Beste Grüße,
    PCPointer.de-Team

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