Seit unserem Artikel zum Thema „Grundlagen der Planetenfotografie“ haben wir uns weiterentwickelt und sowohl an unserer Aufnahmetechnik als auch an der Bildbearbeitung gearbeitet. Obwohl wir unseren Artikel zu den Grundlagen der Planetenfotografie regelmäßig aktualisieren, haben wir uns dazu entschlossen als Erweiterung dazu auf die Aufnahme einzelner Planeten einzugehen. Zu beachten ist, dass es sich hierbei um ein von mir ausgearbeitetes Workflow handelt, das aber nicht unbedingt für alle Aufnahmen funktioniert. Viele Einstellungsmöglichkeiten beim Stacken oder beim Schärfen hängen von Objektivgröße, Brennweite, Kamera und weiteres optische Equipment sowie von der Qualität der Einzelbilder und der verwendeten Bearbeitungssoftwarte ab. Jeder muss seinen eigenen Weg finden und eventuell anhand der Bildqualität von diesem Workflow abweichen. In den einzelnen Bearbeitungsschritten werden bewusst verschiedene Aufnahmen gezeigt, da nicht jeder in den Genuss von gutem Seeing kommt, aber dennoch einen guten Vergleich bei der Bearbeitung benötigt.

Dieses Tutorial zeigt anhand von Jupiter beispielhaft, wie die Bildbearbeitung bei einem Bild vom Gasriesen aussehen kann. Wir werden diesen und alle anderen Artikel immer wieder aktualisieren bzw. überarbeiten.

Aufnahmeequipment

• Newton 12″ Selbstbau Teleskop
• EQ8-R Montierung
• ZWO ASI 178MC Farbkamera
• TeleVue Barlow 2,5fach
• Pierro ADC
• SharpCap Aufnahmesoftware

Insgesamt wurden knapp 30 Videos mit einer Länge von je 25 Sekunden verarbeitet. Da AS3! auch die Derotation beherrscht, können Aufnahmen mit einer Teleskopöffnung von 30cm bei Jupiter bis zu 60 Sekunden betragen. Mit größerer Öffnung verringert sich die Aufnahmezeit. 

Verwendet wurde ein Newton Teleskop 12″ mit einer ZWO ASI 178MC, Pierro ADC MK3 und einer Telezentrik mit 2,5fach Vergrößerung. Im Anschluss zeigen wir kurz und knapp einen parallelen Workflow mit der Monokamera und Filterset.

SharpCap

SharpCap verwenden wir für die Aufnahme von Videos im Format *.ser. Hier sollte man bei einer Öffnung von 300mm bzw. 12″ und einer Brennweite von rund 4000mm eine Belichtungszeit von 15ms verwenden. Wie immer ist dieser Wert davon abhängig, welche Teleskopöffnung und Barlow verwendet werden. Wenn Einzelvideos besonders guten Seeingbedingungen ausgesetzt sind, sollte man diese nach der Aufnahme auf alle Fälle markieren, um sie im weiteren Bearbeitungsverlauf als Referenz zu nutzen.

Die Bearbeitung von Aufnahmen mit einer Monokamera werden im letzten Kapitel weiter unten behandelt. 

Bei einem 12″ Newton Teleskop und 3750mm Brennweite ergibt sich je nach Entfernung von Jupiter zur Erde bei Videos ein ROI von 640×480 Pixel. Aufgrund der Rotation von Jupiter sollte die die Länge eines Videos 30 Sekunden nicht überschreiten. 

PIPP

In unserem Artikel Planeten fotografieren – Tutorial für Einsteiger und Fortgeschrittene haben wir der Vollständigkeit halber die Software PIPP vorgestellt, die grundsätzlich sehr hilfreich sein kann und die Videogröße stark verringert, allerdings auch Artefakte erzeugt, die uns und auch anderen Hobby Astronomen bisher kaum aufgefallen sind. Diese zeigen sich unter anderem im Blaukanal bei starker Schärfung. Die Linien entstehen unabhängig von den Einstellungen oder dem Format. Oftmals fallen diese aber nicht auf, da die meisten Astronomen zusätzlich zur Schärfung die einzelnen Schärfungsebenen glätten. Ähnliche Artefakte erzeugt vereinzelt auch Autostakker!3 bei Aktivierung der Drizzle-Funktion. 

PIPP bietet den Vorteil, dass einzelne Frames aus Videos mittig zentriert werden und die Videogröße verringert wird. Dadurch sind sie schneller und einfacher zu bearbeiten. Im Grunde können die Videos im *.ser-Format aber auch direkt ohne die Verwendung von PIPP in AutoStakkert!3 geladen und direkt gestackt werden. AS!3 zentriert die Summenbilder nach dem Stacken nämlich auch. Allerdings wird hier eine andere Technik verwendet.

AutoStakkert!3

Die Jupiteraufnahmen, die bei ruhigen atmosphärischen Turbulenzen aufgenommen wurden, werden in AutoStakker!3 gestackt. Da wir in diesem Workflow von einem relativ gutem bis sehr gutem Seeing ausgehen, stacken wir rund 40% der Einzelframes. In unserem Fall zeigt der Quality Graph an, dass rund 50% der Frames eine Qualität von 50% und mehr aufweisen. Daher könnte man theoretisch auch 50% der Frames mit einer Qualität von 50% und mehr stacken. Da wir die Bilder aber auch noch derotieren werden, bleiben wir bei 40%, um nicht zu viele wertvolle feine Details zu verlieren. 

Nach dem Analysieren in AS!3 beträgt die Qualität von rund 59% der Einzelframes mehr als 50%. Wir stacken allerdings nur 40% davon. Nun könnte man annehmen, dass beim Stacken von nur 20%wesentlich mehr feine Details sichtbar wären. In unserem Fall möchten wir nämlich bis zu 30 Summenbilder derotieren und zusammenführen. Es würde beim Schärfen hinsichtlich des Rauschens kaum einen Unterschied machen, ob wir 20% oder 40% der Einzelframes stacken. Allerdings ist der Kurvenabfall zwischen 20% und 40% dermaßen gering, dass das keinen Unterschied hinsichtlich der Qualität des Summenbilds machen würde. Und mit mehr Frames können feinere Details besser ausarbeiten werden, ohne große Beachtung des Rauschens. 

Als Stacking-Optionen kann Double Stack Referenz prinzipiell deaktiviert bleiben. Minimum Bright sollte auf 35 bis 45 gesetzt werden. „Close to Edge“ kann aktiviert werden. Letztere haben Einfluss auf das automatische Setzen der APs. Da unsere Aufnahmen nur 640×480 Pixel groß, setzen wir das Drizzle auf 1,5fach. Das erleichtert das Aussortieren von schlechten Summenbildern und gleichzeitig auch die Bildausmessung bei der Derotation in WINJUPOS.

⚠ Üblicherweise beträgt die Aufnahmelänge eines Videos bei Jupiter 30 Sekunden, um den Einfluss der Planetenrotation so gering wie möglich zu halten. Grundsätzlich kann die Videolänge bei einer Teleskopsöffnung von 30cm bis zu 60 Sekunden bei Jupiter betragen. AutoStakkert!3 kann kurze Rotationszeiten nämlich gut ausgleichen. Der Vorteil von längeren Videos ist, dass die Summenbilder nach der ersten Schärfung weniger rauschen und somit besser vom WINJUPOS Algorithmus verarbeitet werden können.  

Parallel dazu werden auch geschärfte Summenbilder mit der Endung *conv.tif gespeichert. Dadurch können wir über die Explorer Suche die geschärften Aufnahmen herausfiltern und vorselektieren. Anschließend werden auch die Originalaufnahmen ohne Schärfung selektiert. In WINJUPOS kann man bestimmte Aufnahmen dann zusätzlich unterschiedlich gewichten. 

Unter „Stack(name) Options“ unbedingt das „free field“ von „_“ auf „-“ umändern, da ansonsten der WINJUPOs kompatible Dateiname nicht korrekt erkannt wird und die Sekundenangabe in WINJUPOS mit einem Unterstrich nicht eingelesen werden kann.

Stacken von Jupitermonden

Die Jupitermonde Ganymed, Callisto, Io und Europa müssen besonders gründlich gestackt werden und verzeihen keine Fehler. Erfahrungsgemäß sollte man eine AP Größe von rund 40 bis 60 wählen. Die Monde dürfen ebenfalls mit einem AP markiert werden. Allerdings hängt die Qualität davon AP, welche Größe gewählt wird. Bei extrem guten Seeing gibt es auch auf den Monden feine Details. Daher geht man oft davon aus, dass 2-3 kleine APs dafür ausreichen. Tatsächlich erreichen wir aber oftmals bessere Ergebnisse, wenn wir eine möglichst großen AP auf den Mond setzen.

Übrigens kann auch WINJUPOS bei der Derotation sehr gut stacken. Dennoch sollte man sich bei der Derotation nur auf WINJUPOS konzentrieren und später ein oder mehrere Monde von einem guten Summenbild mit möglichst vielen Frames ausschneiden und in das derotierte Bild kopieren. Ich verwende dazu das derotierte Bild und lege mir davor oder dahinter eine Ebene mit einem guten geschärften Summenbild und drehe dann das Summenbild entsprechend der Ausrichtung des derotierten Bilds. Man kann die Eben immer wieder ein- und ausblenden, um zu überprüfen, ob die Bilder auch exakt übereinander liegen. Nun kann man je nach Ablauf z.B. den Radierer verwenden oder den Mond einfach nur ausschneiden und in das derotierte Bild kopieren. Alternativ kann man auch wenige gute Summenbilder in WINJUPOS ausmessen und entsprechend derotieren. Dann erhält man ebenfalls ein gutes Mondbild. Oder man stackt mit AS!3 rund 2-3 Videos mit 40-60% und erhält ebenfalls ein gutes Mondbild, das später dem derotierten Bild hinzugefügt werden kann.

Sortieren der Summenbilder

Bevor es an die Derotation in WINJUPOS geht, sollten die Summenbilder einzeln auf ihre Qualität hin überprüft werden. Dazu kann man beispielsweise in Affinity Photo oder GIMP mithilfe eines Filters mehrere Summenbilder gleichzeitig laden und den Befehl  Schärfen ausführen. Anschließend kann man sich die geschärften Summenbilder anschauen und aussortieren. Alternativ können während dem Stackingvorgang in AS!3 auch vorgeschärfte Bilder ausgegeben werden. Mithilfe der Suchfunktion des Windows Dateiexplorers lassen sich diese entsprechend der Dateiendung mit „*conv“ im Suchfenster aussortieren. Nun kann man eines der vorgeschärften Bilder mit der Windows-Fotoanzeige öffnen und sich mit den Pfeiltasten nach vorne und zurück bewegen. Sehr schlechte Summenbilder können mit der „ENTF“-Taste gelöscht werden. Auch Registax bietet unter Tools/Macro/Batch window die Möglichkeit, mehrere Dateien gleichzeitig zu schärfen und das nicht nur in vereinfachter Form, sondern mit dem vollen Umfang des Wavlet Filters.

Nun geht man in den ursprünglichen Ordner und löscht alle Summenbilder, die keine dazugehörige „*conv“ haben.

WINJUPOS bietet die Möglichkeit, Summenbilder zu gewichten. Daher sollten nur sehr schlechte Aufnahmen, wie oben beschrieben, vollständig gelöscht werden.

WINJUPOS (Farbkamera)

Das Derotieren von Jupiteraufnahmen gestaltet sich aufgrund der Größe von Jupiter und der zahlreichen Details sehr einfach. Die automatische Bildausmessung funktioniert allerdings nicht immer mit vorgeschärften Summenbildern, da je nach Anzahl der gestackten Frames das Rauschen einem ein Strich durch die Rechnung macht. Man kann zwar die vorgeschärften Summenbilder laden und die automatische Ausrichtung starten, sollte allerdings auch ein ungeschärftes Bild zur Überprüfung laden. WINJUPOS arbeitet grundsätzlich sehr präzise. Dennoch gibt es ein Zeitmysterium, über das manche Astronomen stolpern. Wer Jupiter mit seinen Monden aufnimmt, wird möglicherweise feststellen, dass trotz korrekter Koordinaten und Zeitangabe die tatsächliche Mondposition von der in WINJUPOS dargestellten Sollposition abweicht. Das hat einen einfachen Grund, denn die Jupitermonde rotieren teilweise unterschiedlich schnell und können deshalb auch mal um 20 Minuten von der in WINJUPOS dargestellten Position abweichen.

⚠ WINJUPOS arbeitet mit leicht vorgeschärften Summenbildern, die wenig bis kein Rauschen aufweisen, am zuverlässigsten. Dazu kann die Batchverarbeitung in Registax verwendet werden. Bei hochqualitativen Aufnahmen reicht es, den Schieber für die Ebene 2 in Registax im ersten drittel zu bewegen, um eine gewisse Schärfe zu erreichen. Danach können diese Bilder in WINJUPOS verarbeitet werden. Alternativ können auch die von Autostakkert vorgeschärften Bilder verwendet werden. Dazu die EInstellungen in AutoStakkert so wählen, dass kein großes Rauschen vorhanden gegeben ist.

Zunächst einmal laden wir ein gutes vorgeschärftes Bild in WINJUPOS und starten mit der Taste F11 die automatische Ermittlung. Wenn Jupiter auf dem Kopf steht, funktioniert die automatische Ausrichtung nicht. Dann sollte man mit den Tasten P und N zunächst einmal den Umriss grob auf dem Kopf drehen, so dass Norden nach unten zeigt. Es können auch weitere Bilder geladen werden, um zu überprüfen ob, die Ausrichtung auch korrekt funktioniert hat. Minimale Abweichungen sind oftmals der Qualität der Bilder geschuldet.

Die RV-Korrektur kann dabei helfen, die automatische Ermittlung anhand des Jupiterrands zu optimieren. Oft sind das aber nur wenige Pixel, die die Umrandung nachkorrigiert werden muss. Anschließend kann unter „Bild und Umrandung“ die Umrandung mit Bild zentrieren und die Umrandung so drehen, dass der Äquator waagerecht steht.

Kommen wir nun zu einer Funktion, die einem die Arbeit in WINJUPOS sehr erleichtert. Unter „Div“ können nämlich mehrere Summenbilder gleichzeitig geladen und ausgemessen werden. Voraussetzung ist aber, dass der Planet auf einer parallaktischen Montierung aufgenommen wurde. Wer seine Planeten mit einem Dobson und GoTo, also Alt.-Az. Montierung, aufnimmt, hat zusätzlich eine Bildfeldrotation und muss demnach jedes Bild einzeln laden und auch einzeln ausmessen. Dobsonbesitzer mit EQ-Plattform darunter sind davon befreit. Auch darf zuvor kein Kamerawechsel und auch keine Rotation der Kamera durchgeführt worden sein, da ansonsten die Rotation von Jupiter nicht mehr identisch zu der ausgemessenen ist.

⚠ In der neusten Version WINJUPOS 12.3.10 hat sich höchstwahrscheinlich durch die Implementierung einer neuen Algorithmusfunktion ein Fehler eingeschlichen. Bei der Verarbeitung eines Stapels verschiebt sich bei einigen *.ims-Dateien die Umrandung, wodurch die korrekte Ausrichtung des Planeten nicht mehr gegeben ist. Wer diese WINJUPOs Version verwendet, sollte die Bilder erst einmal einzeln laden und speichern. 

Die Batchverarbeitung ist einfach. Dazu wählen wir unter dem Tab „Div.“ den Punkt „Erzeuge Einstellungsdatei für Bildstapel“ aus und selektieren alle Summenbilder, die wir ausmessen möchten. In unserem Fall haben wir die zuvor vorgeschärften Bilder mit der Dateinamenendung „*conv“ nicht entfernt. Dann werden die Summenbilder geöffnet und die „*.ims“ Dateien erstellt. Wichtig zu wissen ist, dass das geöffnete Bild in der Batchverarbeitung nicht berücksichtig ist. Dieses sollte vor oder nach der Batchverarbeitung einzeln als *.ims gespeichert werden. Winjupos zeigt üblicherweise an, dass z.B. 4 von 5 Bilder als *.ims gespeichert wurden. Das ist grundsätzlich ein Zeichen dafür, dass das geöffnete Bild nicht berücksichtigt wurde.

Unter „Werkzeuge“ kann die Derotation der RGB Bilder gestartet werden. Dazu werden alle „*.ims“-Dateien geladen und der RV-Wert auf z.B. 0,80 für alle gesetzt. Nun kann man sich alle vorgeschärften Aufnahmen nochmal anschauen und entsprechend die Gewichtung einstellen. Als Bezugszeit nimmt man am besten eines der Summenbilder, dessen Zeit zur automatisch ermittelten Zeit passt. Einzelbilder sollte gespeichert werden. Ist bei Bildern mit der Monokamera relevant. Norden kann nach oben zeigen. Optimierte Bildausmessung (Verschiebung+Drehung+Größe) aktivieren. Maskierungsradius 5-15 mm, abhängig von der Mondposition. Ist das Bild berechnet, kann es mit der Schärfung weitergehen.

Es können theoretisch unendlich viele Summenbilder derotiert und gestackt werden. Ab einer bestimmten Anzahl macht es aber keinen Unterschied, da nicht unendlich viel geschärft werden kann. Von der Erfahrung her lässt sich sagen, dass bei gutem Seeing rund 5-6 Minuten ausreichen, um daraus ein vernünftiges Gesamtsummenbild mit WINJUPOS zu derotieren. Dabei sollte jedes Summenbild aus rund 40% der besten Bilder mit einer Qualität von mehr als 50% bestehen.

💡 Grundsätzlich sollten Summenbilder vor der Derotation in WINJUPOS mit Registax oder einem anderen Tool leicht geschärft werden (Schärfen ohne Entrauschen), um Randartefakte infolge der Derotation oder Verschiebungen der einzelnen Bilder zu vermeiden. WINJUPOS derotiert vorgeschärfte Bilder nämlich deutlich präziser. Das Vorschärfen kann in Registax über die Batchfunktion erfolgen oder für jedes Einzelframe individuell. Die Unterschiede sind dabei deutlich. Sind die Summenbilder zu verrauscht, sinkt damit auch die Positioniergenauigkeit. Das Modul Bildausmessung in WINJUPOS erwartet möglichst rauschfeie und scharfe Bilder. 

Untenstehendes Bild zeigt beispielhaft, dass mehr Summenbilder zu hässlichen Artefakten am Rand führen und es beim Schärfen hinsichtlich Rauschen keinen Unterschied gibt. Kleine Randartefakte rechts lassen sich mit dem Zauberstift in GIMP/Affinity Photo einfach herausschneiden. Bei zu vielen Summenbildern entstehen aber auch links davon Randartefakte, wodurch der Planet beschnitten werden muss und somit nicht mehr schön groß, rund und weich erscheint. Im Bild rechts sind zwar auch leichte Randartefakte zu sehen, die lassen sich aber mit einem Tool einfach entfernen.

Nach der Derotation in WINJUPOS sieht unser Ordner üblicherweise wie folgt aus:

WINJUPOS (Monokamera)

Die Derotation von Aufnahmen, die mit einer Monokamera und RGB-Filtersatz erstellt worden sind, gestaltet sich ähnlich wie die von Farbaufnahmen. Es wird ein Summenbild vom Rotkanal geladen, unter „Just.“ der Kanal „Rot“ gewählt und anschließend unter „Div“ Einstellungsdateien erzeugt, wobei nur die Summenbilder vom Rotkanal geladen werden. Für die anderen beiden Kanäle wird dieser Schritt genauso ausgeführt. Danach wird „Derotation von Bildern“ ausgewählt, alle „.ims-Dateien ausgewählt und derotiert. Die Option „Speichern von Einzelbildern“ muss dabei gesetzt sein, denn nach der Derotation müssen wir für jeden Kanal die derotierten Einzelbilder in AS!3 ziehen und zu 100% stacken.

Affinity Photo/GIMP (Monokamera)

Bei Aufnahmen mit einer Monokamera muss man nach der Derotation mit WINJUPOS alle Aufnahmen eines Kanals nochmals in AS!3 laden, analysieren und 100% stacken. Als AP kann ein großer rund um den Planeten gelegt werden (Funktioniert bei Saturn und Venus) oder man nutzt das automatische Setzen von relativ großen APs (Funktioniert bei Jupiter gut). Bevor die Summenbilder der Kanäle z.B. in Fitswork als RGB zusammengesetzt werden, sollte man unbedingt alle drei Summenbilder der Kanäle in Affinity Photo oder GIMP laden und den Grünkanal als Referenz nutzen, um die Kanäle Rot und Blau korrekt zu positionieren, denn oftmals sind die anderen beiden Kanäle bezogen auf Grün verschoben und müssen minimal nachkorrigiert werden. Beim Speichern im TIFF Format ist darauf zu achten, dass Farbbilder als TIFF RGB (16 Bit) gespeichert werden und einzelne Kanäle wie Rot, Grün oder Blau als TIFF Graustufenbild (16 Bit). 8 Bit sind grundsätzlich auch ausreichend, wenn die Aufnahmen in 8 Bit vorliegen. 

Fitswork

Die derotierte RGB-Aufnahme sollte zunächst in Fitswork geladen und in RGB aufgeteilt werden, um die Kanäle einzeln zu schärfen. Alternativ kann das Summenbild auch direkt in Registax geladen und geschärft werden. Nur werden dann alle Kanäle gleichermaßen geschärft. Erweitert man das Bild nach RGB, so kann man die Kanäle Rot und Grün auf den höheren Ebenen und den Blaukanal auf den tieferen Ebenen schärfen. Allerdings könnte man nach der Schärfung in Registax das Summenbild in Fitswork laden, nach RGB erweitern und den Blaukanal nachträglich auf einer tieferen Ebene nachschärfen. Beide Varianten bringen identische Ergebnisse. 

In unserem Beispiel zerlegen wir das Farbbild in 3 s/w Bilder speichern die Bilder, um sie danach mit Registax einzeln zu schärfen. Eine Vergrößerung ist zu diesem Zeitpunkt nicht sinnvoll, da sich ansonsten die Ebenen verschieben und man wesentlich tiefer schärfen muss, um weiterhin feine Strukturen herauszuarbeiten.

Registax (Mono- und Farbkamera)

Wie weiter oben bereits erwähnt, kann in Registax entweder das WINJUPOS derotierte Summenbild oder aber die einzelnen Farbkanäle geladen werden. Wird das Summen-Farbbild geladen, sollte in den Ebenen 1 und 2 geschärft werden. Später kann das RGB in Fitswork geladen, in s/w Bilder zerlegt und den Blaukanal auf Ebene 3 nachschärft werden. Zu beachten ist, dass das Schärfen auf verschiedenen Ebenen abhängig von der Bildgröße ist. Bei größeren Aufnahmen fängt man üblicherweise bei Ebene 2 an, da Ebene 1 nur extrem feine Details abdeckt und zu mehr Rauschen als Schärfe führen kann. Das hier gezeigte Jupiterbild hat eine Auflösung von 700×700 Pixel. Übrigens verstärkt der Wavletfilter im „Default„-Modus Randartefakte, da zwar sehr fein geschärft werden kann, dies aber auch Artefakte schärft.

Wer über schlechtes Material oder wenige Frames verfügt und nur sehr wenig schärfen kann, sollte den „Gaussian„-Modus wählen und Denoise=0,2 | Sharpen=0,13 setzen. Ab hier kann dann stufenweise erhöht werden. Manchmal ist es besser, Ebene 1 höher zu setzen und manchmal ist es von Vorteil, Ebene 2 höher zu setzen. Wir haben beides ausprobiert und festgestellt, dass am Ende identische Ergebnisse resultierten, da die Grenze der Schärfe das Bild selbst vorgibt.

Bei Aufnahmen mit Monokamera und RGB Filtersatz macht es Sinn, jeden Kanal einzeln und individuell zu schärfen. Wurden die Aufnahmen mit einer Farbkamera gemacht, sollte man auch hier das Farbbild in 3 s/w zerlegen und die einzelnen Kanäle nachschärfen. Nur so lassen sich feine Details herausarbeiten.

Alle Einstellungen bleiben zunächst auf „Standard“. RGB Balance kann bei einem Farbbild aktiviert werden, bei einzelnen Monoaufnahme nicht. Bei derotierten Bildern ist das Rauschen meist gering, so dass wir den Wavelet „Default“ Filter wählen und bei einer Bildgröße von rund 700×700 Pixel nur die Ebene 2 zum Schärfen nutzen. Ebene 1 kann minimal zum nachschärfen genutzt werden. Bei gutem Seeing ruhig stärker schärfen, bis Rauschen sichtbar wird und dann einen kleinen Schritt entschärfen. Wenn wir später nämlich ein RGB bauen und eventuell nachschärfen, wird der Blaukanal etwas benachteiligt. Da der Default Filter keinen Entrauscher enthält, sollte dieser Filter wirklich nur minimal angesetzt werden, da ansonsten durch das Stacken oder der Derotation merkwürdige Linien und andere Artefakte mit verstärkt werden.

Kommen wir zurück zu den drei s/w Bildern. Der grüne Kanal kann mit Ebene 2 stärker geschärft werden. Dieser ist meistens am besten dafür geeignet. Der Blaukanal wird bei Ebene 2 etwas weniger geschärft, dafür aber auch bei Ebene 3, da dieser meistens mehr rauscht und schwächer ist. Der Rotkanal wird etwas weniger als der grüne Kanal geschärft. Alle Aufnahmen werden einzeln gespeichert.

Manchmal kann es sich lohnen, den Use Linked Wavelets zu verwenden, um feine Details besser herauszuarbeiten. Dieser sollte aber vorsichtig eingestellt werden. Ansonsten funktioniert auch der ohne die verlinkten Wavelets, ist aber insgesamt etwas grober.

Fitswork (Mono- und Farbkamera)

Die einzelnen geschärften Farbkanäle werden in Fitswork geladen und als RGB zusammengesetzt (untere Reihe). Wurde lediglich das Farbbild (Summenbild) in Registax oder einer anderen Software geschärft, wird das Farbbild in 3 s/w Bilder aufgeteilt, die Umgebung als Weißwert gesetzt (Rechte Maustaste auf eine helle weiße Stelle von Jupiter) und dann der Blaukanal mit dem Wavelet Filter nachgeschärft. Dazu am besten tiefere Ebenen für grobe Details nachschärfen. Anschließend werden R, G und der nachgeschärfte Blaukanal wieder zu einem RGB Bild zusammengesetzt (obere Reihe). 

Folgendes Bild zeigt ein weiteres Jupiterbild, dass wir nach der Bearbeitung zur beispielhaften Darstellung zerlegt haben.

Die Funktion Umgebung als Weißwert entspricht der Farbbalance Option in Registax, bei der die Farben im Histogramm möglichst übereinander gelegt werden. In unserem Beispiel arbeiten wir mit dem unteren Farbbild weiter. Da ausreichend Details vorhanden sind, könnte man das Bild erneut um den Faktor 1,5fach vergrößern (entspricht dem Drizzle). Allerdings verhält sich das Bild dann anders beim Schärfen der einzelne Ebenen. Daher arbeiten wir im nächsten Schritt die Artefakte am Rand heraus. Übrigens sollte man bereits an dieser Stelle die Schärfung soweit wie möglich beendet haben. Möchte man im späteren Verlauf Farbkanäle ausrichten oder bestimmte Kanäle nachschärfen, erhält man unter Umständen wieder einen Rand, den man entfernen muss. 

Bevor die Artefakte am Planetenrand entfernt werden, führen wir noch eine Kanalausrichtung durch. Dazu wird ein gelber Kasten um den Planeten gezogen und unter Bearbeiten die Funktion Farblayer zurechtrücken ausgewählt.

Sollte dieser Schritt zu einem späteren Zeitpunkt ausgeführt werden, erhält man unter Umständen einen Farbsaum, der wieder mühsam entfernt werden darf. Übrigens gibt es bei Aufnahmen mit einer Monokamera stets eine Verschiebung zwischen Rot, Grün und Blau und zwar um 1-2 Pixel in horizontaler und in vertikaler Richtung. Entweder setzt man die monochromen Bilder zu einem RGB zusammen und rückt das Farblayer zurecht oder aber man lädt alle drei s/w Bilder in einem Grafikprogramm und nimmt den Grünkanal als Referenz. Rot und Blau müssen dann nacheinander als Ebene darüber gelegt und so verschoben werden, dass diese exakt über dem Grünkanal-Bild liegen. Anschließend speichern und zu einem RGB zusammensetzen.

Affinity Photo / GIMP (Farbe/Mono)

Bei einer Derotation von mehreren Minuten und der Schärfung in Registax/Fitswork resultieren automatisch auch Randartefakt. Dazu haben wir uns zunächst einem Summenbild bedient, dass am 21.08.2023 bei sehr schlechtem Seeing aufgenommen wurde. Dennoch lässt sich aus dem Bild mit wenigen Handgriffen einiges an Details herausholen. Befinden sich zusätzlich Monde im Bild, entsteht ein weiterer Rand. In diesem Fall übermalen wir zunächst einmal grob die Randartefakte des Mondes mit dem schwarzen Pinsel. Dann wird das Auswahlwerkzeug mit einer Toleranz von rund 7-10% genutzt, um eine Auswahl rund um Jupiter zu setzen. Parallel dazu kann auch gerne die Belichtungszeit etwas erhöht werden, um Farbsäume und Hintergrundartefakte besser hervorzuheben und so auch gezielter vom Hintergrund zu trennen. Die Rand- bzw. Kantenglättung auf rund 5 Pixel setzen und mit einem Pinsel den Hintergrund bearbeiten. Bei Affinity Photo ist darauf zu achten, dass die Randbreite niedriger gesetzt wird, da sonst bei mehreren Durchgängen auch ein Teil vom Planetenrand wegradiert bzw. übermalt wird.

Das Bild wird dann noch in Fitswork zerlegt, einzelne Kanäle leicht an die anderen angepasst, in Affinity Photo Leuchtkraft und Sättigung erhöht, den Mondschatten mit dem Restaurationswerkzeug vorsichtig drumherum bearbeiten und fertig.

Beim Speichern im TIFF Format ist darauf zu achten, dass die Farbbilder als TIFF RGB (16 Bit) gespeichert werden und einzelne Kanäle wie Rot, Grün oder Blau als TIFF Graustufenbild (16 Bit). 8 Bit sind grundsätzlich ausreichend, wenn die Aufnahmen in 8 Bit vorliegen.

Fitswork

Nachdem die Jupiteraufnahmen hinsichtlich der Artefakte bearbeitet worden sind, können diese in Fitswork einem Feintuning unterzogen werden. Dazu wird zunächst das Summenbild nochmals vergrößert und zwar erneut auf 1,5x mit Bicubic oder Lanczos.

Anschließend kann das Summenbild mit dem Waveletfilter ganz leicht nachgeschärft werden. Je nach Details und Schärfegrad macht es manchmal aber auch Sinn, dieses Rezisen zu einem späteren Zeitpunkt durchzuführen. Das nachgeschärfte Summenbild wird nun mit dem Gauss-Filter entschärft, bis keine Körnung mehr infolge des Rauschens zu sehen ist. Das mit Gauss geglättete Bild kann dann z.B. mit einer AI-Software nachgeschärft werden und als Ebene mit rund 60% über das nachgeschärfte Bild gelegt werden.

AI Software

Mithilfe einer AI Software lassen sich manche Aufnahmen durchaus gut glätten. Allerdings sind solche Filter mit Bedacht zu verwenden, da z.B. beim Mond unschöne Artefakte erzeugt werden, während z.B. bei Jupiteraufnahmen die Ränder verschwommen wirken und Details je nach Entrauschgrad zu stark nachgezeichnet werden. Insbesondere diejenigen, die ihre Bilder z.B. bei ALPO für wissenschaftliche Zwecke hochladen, sollten auf eine AI verzichten. Daher verwenden wir diese AI nur der Vollständigkeit halber und zwar mit einem Summenbild, dass wir vorher mit dem Gaussfilter sauber geglättet haben. So verhindern wir, dass Details unrealistisch wirken oder Artefakte hinzugefügt werden. Dieses Bild legen wir danach als Ebene über das ursprüngliche Bild und zwar mit einer Transparenz von 50-60%. Der Vorteil ist, dass das ursprüngliche Bild etwas rauschen darf und sogar überschärft werden kann. Das gleicht sich nach der Ebenenüberlagerung aus.

Bevor mit einer Software wie Topaz AI nachgeschärft wird, sollte das Originalbild 1x mit Gaussfilter geglättet werden und parallel dazu ein weiteres so stark geschärft werden, bis es geradeso nicht überschärft wirkt. Dabei nicht glätten, nur Schärfen! Wenn wir später das andere geglättete Bild darüber legen, wird das Bild auch weniger rauscht. Ich lade das Bild manchmal auch nochmal in Registax und nutze den Wavelet-Filter (Gaussian), und ziehe Ebene 1 und etwas an Ebene 2 bei Werten rund um 0,085 und Denoise 1,75-2,0. Etwas Rauschen ist in Ordnung, um feine Details zu entlocken. Später verschwindet das Rauschen durch Überlagerung mit anderen Ebenen.

Am besten dazu Ebene 2 verwenden, abhängig von der Vergrößerung. Anschließend mit dem Gaus Glätten Filter das Rauschen entfernen, wobei ein sehr kleiner Radius und viel Verstärkung verwendet wird. Dann in Topaz Denoise laden, aber lediglich den Soften Normal verwenden und ganz leicht nachschärfen. Ansonsten entstehen Artefakte. Alternativ kann auch die unscharf Maskieren Maske verwendet werden.

Das Bild dann wieder in Fitswork laden, wieder nachschärfen und dann in Affinity Photo oder GIMP mit dem ursprünglichen Bild ohne Topaz Schärfung laden und dieses Bild dann zu 50% über das ursprüngliche Bild setzen.

Affinity Photo

Bei der Derotation vom Jupiter entstehen je nach Länge unter anderem Randartefakte und Farbsäume, die durch unterschiedliche Schärfung der Kanäle verstärkt werden. Im untenstehenden Fall wurde der Blaukanal in den unteren Ebenen etwas stärker nachgeschärft. Dadurch kommt ein leichter Farbsaum rechts und links davon zustande. Die Farbsäume lassen sich mit einem Grafikprogramm wie GIMP oder Affinity Photo sehr leicht mithilfe des Auswahlwerkzeugs und dem HSL korrigieren. Dazu kann gerne der Rand geglättet werden.

Ergebnis

Diesen Workflow habe ich auf verschiedene Aufnahmen angewendet. Auf die Verwendung der Sharpen AI haben wir allerdings verzichtet. Und hier das Ergebnis

Bonus Monokamera

Oft ist es hilfreich eine kleine Übersicht darüber zu haben, welcher Schritt als nächstes folgt. Hier eine Zusammenfassung der Bearbeitungsschritte für Aufnahmen mit einer Monokamera:

• Alle Aufnahmen eines Kanals gleichzeitig stacken (z.B: 5x Rotkanal, 6x Grün und 8x Blau). AP48 und Min Bright 30-45 wählen.
• Wenn Monde dabei sind ➔ Größe der APs anpassen
• Wenn mit SharpCap aufgenommen wurde und WINJUPOS-kompatible Namen verwendet wurden, endet der Dateiname mit z.B. 01:33_3), AS!3 generiert danach _XYZ. Der Unterstrich muss durch einen Bindestrich ersetzt werden. Am besten direkt in AS!3 während dem Stacken.
• Alle AS!3 vorgeschärften Bilder durchgehen und eventuell mit mehr Frames nachstacken, wenn die Qualität sehr gut ist. Bei schlechten Aufnahmen ruhig nur 20% statt 40% stacken.
• Ein gutes AS!3 Bilder (vorgeschärft) für die Derotation verwendet. Dazu zunächst ein Bild laden, abmessen und danach unter Div. mehrere Bilder gleichzeitig laden. Am besten zunächst Rot, Grün und dann Blau und in WINJUPOS den passenden Farbkanal auswählen.
• Generiertes Bild von WINJUPOS kann als Luminanz verwendet werden, muss es aber nicht.
• Einzeln derotierte TIF-Bilder in AS!3 laden, wobei jeder Kanal getrennt behandelt wird, dann alle Summenbilder von jedem Kanal zu 100% stacken. Erneutes Drizzle nicht erforderlich. Messpunkte grob automatisch setzen oder einen Kasten um den Plasneten ziehen. Auch Das nachträgliche Verschieben der Planeten ist in einem Grafikprogramm möglich. Dadurch werden alle Summenbilder deckungsgleich gebracht.
• Gestackte R, G und B in Fitswork laden, RGB bilden und dann in Registax schärfen. Oder besser R in Registax mit Ebene 2 schärfen, G mit Ebene 2 bis fast Maximum und Ebene 1 leicht schärfen, da Grün stark ist und Blau Ebene 2 und 3 bis etwa 90%. Danach erst die RGBs in Fitswork laden und zu einem RGB zusammensetzen. Wavelets default verwenden.
• RGB in Fitswork laden und zu 1,5 fach vergrößern oder besser erstmal nur speichern und später vergrößern.
• Luminanz und RGB in GIMP oder Affinity Photo verfeinern, Randartefakt entfernen, bei RGB Farbsaum und Rand entfernen. Dazu mit Zauberstift hintergrund markieren (Toleranz von rund 8%), Randfschärfe leicht anheben. 1-2 Mal über den Hintergrund mit dem Pinsel schwarz fahren, dann nochmals Hintergrund markieren, Randbreite auf 0% setzen und restlichen Rand genauso entfernen. Rand kann man manchmal leicht entrauschen, da dieser durch den Wavelet default oftmals Artefakte hat.
• RGB Bild und eventuell Luminanz in Fitswork laden und mit Wavelet nachschärfen.
• RGB kann etwas grober geschärft werden, da Luminanz die feinen Details zeigt (Ebene 1 etwas runterregeln falls Rauschen vorhanden ist, da RGB nur als Farbanteil dient. Ebene 2 und vor allem 3 hochregeln. Falls kein Luminanz verwendet wird, nur fein nachschärfen.
• Optional: L-RGB bilden, nochmals 150% Drizzeln (rund 1100Pixel), dann unter Fitswork leicht nachschärfen
• Mit Gauss Bild entschärfen, dann in Sharpen AI oder mit unscharf maskieren bearbeiten
• Sharpen AI Bild mit 50-60% Transparenz über Originalsummenbild als Ebene legen. Dann zusammenführen und einzelne wichtige Bereiche hervorheben bzw. nachschärfen.
• Farbsaum rechts und links entfernen
• Bei Monden auch mit Restaurationsbild, etc..
• Feintuning und nochmals nachschärfen.

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Moonfall

Weitere Informationen zu Moonfall erhalten Sie auf der offiziellen Webseite.

Schauspieler: Halle Berry, Patrick Wilson,
John Bradley, Michael Peña, Charlie Plummer und Donald Sutherland
Regie: Roland Emmerich

Ab 27. Mai 2022 als DVD, Blu-ray (Softbox und Steelbook), 4K Ultra HD Blu-ray (Softbox und Steelbook) und digital erhältlich!

Teilnahmebedingungen

Hinweis: Der Gewinner wird von uns per E-Mail kontaktiert. Aus datenschutzrechtlichen Gründen wird der Name des Gewinners nur mit seiner Zustimmung veröffentlicht.

Teilnahmeschluss ist der 13. Juni 2022. Der Rechtsweg ist ausgeschlossen. Mitarbeiter von PCPointer.de dürfen am Gewinnspiel nicht teilnehmen. Ihre persönlichen Daten werden nicht an dritte weitergegeben und nach dem Gewinnspiel gelöscht.

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#1 – SynScan GoTo-Handsteuerung

Wenn die Montierung über einen Polsucher sowie eine SynScan GoTo-Handsteuerung verfügt, kann die Verbindung darüber erfolgen. Anschließend bietet die Handbox die Möglichkeit, ein Sterne-Alignment mit bis zu 3 Sternen durchzuführen. Zu beachten ist, dass die Sterne gruppiert und nicht frei wählbar sind. Wer ein eingeschränktes Blickfeld hat, wird höchstwahrscheinlich kein 3-Sterne-Alignment durchführen können. Denn je nach Wahl des 1. Sterns variiert die Auswahlliste für den 2. Stern.  

#2 – SynScan WIFI

Mit einem SynScan WIFI Modul gestaltet sich ein Verbindungsaufbau mit dem Smartphone oder Tablet relativ einfach. Nachdem eine WIFI-Verbindung hergestellt wurde, kann sich der Anwender über die SynScan-App mit der Montierung verbinden. Die SynScan-App bietet unter anderem ein 2-Sterne-Alignment, was Auswirkungen auf die Nachführungsgenauigkeit hat.

Über SkySafarie 6 Pro kann das Teleskop zu beliebigen Objekten geschwenkt werden. Folgende Parameter sind in SkySafarie unter Teleskop-Einstellungen einzutragen:

• Teleskop-Typ: SkyWatcher SynScan
• Montierungstyp: Alt-Azimuth GoTo
• Verbindung über Wifi: Aktivieren
• IP-Adresse: 127.0.0.1
• Port-Nummer: 11882
• Ausleserate pro Sekunden: 4

Sobald eine Verbindung über die SynScan-App aufgebaut ist, kann die Montierung in SkySafarie 6 Pro über Teleskop->Verbinden gestartet werden. Leider bricht diese Verbindung oft ab. Dann muss man kurz zur SynScanApp wechseln und die Verbindung erneut aufbauen.

#3 – ASCOM

Um die Montierung mit einer Planetariumsoftware wie Stellarium anzusteuern und gleichzeitig eine Synchronsation zu realisieren, bedarf es mehr Aufwand. Der Vorteil ist, dass die Montierung dann mit dem PC verbunden ist und mittels SharpCap oder PHD2 sogar eine Einnordung ohne direkte Sicht auf Polaris möglich ist. Eine exakte Nachführung erfordert zunächst die Poljustierung bzw. Einnordnung und dann erst das Alignment.

ASCOM Plattform und Treiber

Für astronomische Geräte wie Astrokameras, Montierungen und Fokussierer gibt es ASCOM-Treiber, die für die ASCOM-Plattform erforderlich sind.

• ASCOM-Plattform herunterladen und installieren (Aktuelle Version ASCOM Plattform 6.5 SP1)
• Stellarium herunterladen und installieren
• Stellarium Scope herunterladen und installieren
• EQASCOM herunterladen und installieren
• EQASCOM Toolbox als Administrator öffnen
• Register-Button klicken
• Driver Setup auswählen
  • Mount Options: Auto Detect
  • Timeout: 2000
  • Retry: 2
  • Baud: 9600
  • Port: siehe Gerätemanager
  • Latitude: z.B.: N  49  50  12
  • Longitude: z.B.: E  8  39  12
  • Elevation (m): z.B.: 270
  • Guiding: ASCOM PulseGuiding (in Verbindung mit einer ST4-Guidingkamera)
  • Issue Exceptions: true
  • Pulseguiding Exceptions: true
  • SideOfPier: Pointing(ASCOM)
  • J2000
  • Parameter bestätigen mit OK
• ASCOM Connect wählen, um Montierung zu testen

Wenn die Kommunikation zwischen der Montierung und ASCOM funktioniert, kann die Verbindung wieder beendet werden. Der Verbindungsaufbau mit Stellarium über StellariumScope wird weiter unten erklärt.

Montierung – Polausrichtung und Positionsbestimmung

Es gibt viele Wege für das Einnorden einer Montierung sowie deren Positionsbestimmung. Für das Einnorden muss die freie Sicht auf den Polarstern gegeben sein. Ist die Sicht auf den Polarstern nicht gegeben, bietet sich die Drift-Align-Methode mit PHD2 an. Diese setzt jedoch voraus, dass das Guiding Scope in dieselbe Richtung wie die Hauptkamera zeigt. Wer einen Off-Axis-Guider mit versetztem Bildfeld nutzt und darüber hinaus auch noch keine freie Sicht auf den Polarstern hat, kann auf die Sternausrichtung in Stellarium zurückgreifen. Dabei werden in Stellarium mehrere Sterne nacheinander angefahren ([Strg]+1), über die ASCOM-Steuerung in die Bildfeldmitte gebracht und die neue Position synchronisiert ([Strg]+3). In den meisten Fällen reicht es aber aus, die Montierung grob nach Norden auszurichten und mit Plate Solving die aktuelle Position zu bestimmen. Die Software kümmert sich dann um die entsprechende Korrektur.

Eine sehr gute Alternative zu Stellarium ist die Planetariumsoftware Cartes du Ciel (CdC). Das Kartenmaterial wirkt auf den ersten Blick zwar etwas einfach, verbraucht dafür aber auch weniger Ressourcen. Wenn die Fehlermeldung SyncError erscheint, liegt das meistens daran, dass das Teleskop noch nicht eingenordet worden ist (Pole Alignment). Dadurch fällt die Abweichung zwischen Sternposition und Montierungsposition zu groß aus. Der Fehler kann aber auch auftreten, wenn in EQMOD HEQ5/6 unter Alignment/Sync Append on Sync als User Interface ausgewählt ist. Mit Dialog Box als User Interface dürfte es funktionieren.

Poljustage ohne Sicht auf Polaris mit SynScan Handsteuerbox

Besitzer einer EQ-Montierung von Skywatcher können auch ohne Sicht auf Polaris das Polar Alignment mithilfe der Skywatcher SynScan Handsteuerbox durchführen. Dazu wird die Montierung in grober Home Position eingeschaltet und die Daten in die Handsteuerbox eingetragen. Danach wird ein 2-Sterne-Alignment durchgeführt. Dabei wird ein im Sichtfeld befindlicher Stern aus der Handsteuerbox-Liste ausgewählt, angefahren und mittels der Handsteuerbox-Pfeiltasten in die Bildfeldmitte gebracht. Das Auffinden wird durch ein Guiding Scope extrem vereinfacht. Danach wird ein zweiter Stern ausgewählt, zur entsprechenden Position geschwenkt und ebenfalls in die Bildfeldmitte gebracht. Unter Utilitys>>Polar Alignment wird nun ein Wert angezeigt, der für die Abweichung steht. Wird das Polar Alignment nun durchgeführt, wird zunächst wieder ein Stern angefahren und nur mittels Polhöhenschraube in Richtung Bildfeldmitte gebracht. Anschließend erfolgt ein Schwenkvorgang zu einem zweiten Stern, der nur mittels Azimutschrauben in Richtung Bildfeldmitte gebracht wird. Wird dieser Vorgang mehrmals wiederholt, erhält man ein ziemlich genaues Polar Alignment und kann dann mittels PlateSolving die Deep Sky Session einleiten. Nach der beschriebenen Poljustage mittels SynScan Handsteuerbox kann das Teleskop in die Home-Position gefahren werden und dann beispielsweise mit dem PC verbunden werden. Dort kann dann vor Beginn der Session z.B. mit Stellarium eine einfache Ausrichtung (weiter unten beschrieben) erfolgen. Danach sollte ein PlateSolving mittels SharpCap oder einer anderen Aufnahmesoftware ausreichen.

Poljustierung mit SharpCap

Die Polausrichtung bzw. Einnordung einer äquatorialen (parallaktischen) Montierung mit SharpCap eignet sich vor allem für Montierungen ohne Polsucher. Montierungen mit einem Polsucher können auch mit der Kochab-Methode eingenordet werden, wobei sich das mit SharpCap wesentlich einfacher gestaltet. Voraussetzung dafür ist, dass die Sicht auf den Polarstern gegeben ist. Wenn die Sicht auf den Polarstern nicht gegeben ist, sollte man die Drift-Align-Methode in PHD2 nutzen. Diese funktioniert aber nur dann, wenn die Autoguider-Kamera in exakt derselben Richtung zeigt wie das Teleskop. Die Drift-Align-Methode in PHD2 funktioniert nicht mit einem Off-Axis-Guider, da der OAG ein anderes Bildfeld als die Hauptkamera hat. Das Bildfeld des OAG ist quasi direkt neben dem Hauptbildfeld. Anders würde das auch nicht funktionieren, da das Prisma der OAG sonst den Hauptkamerasensor verdecken würde.

Um das Polar Alignment in SharpCap nutzen zu können, bedarf es einem Upgrade auf die Pro Version. Die Kosten dafür belaufen sich aktuell auf etwa 13 EUR pro Jahr. Das Polar Alignment kann auch mit langen Teleskopbrennweiten durchgeführt werden. Dann aber sollte die Hauptkamera über mindestens einen APS-C-Sensor verfügen, um ausreichend Sterne für die Ausrichtung abzubilden. Mit einem 8″ Teleskop und einer Astrokamera mit 6,4 Megapixeln wird man keinen Erfolg haben. Das Gesichtsfeld der Kamera sollte mindestens 10-15 Sterne bei einer Belichtungszeit von etwa 3 Sekunden erfassen.

Das Polar Alignment wird in SharpCap detaillierten beschrieben. Dazu wird zunächst die Kameraverbindung aufgebaut und über Tools das Polar Align gestartet. Die Beschreibung sollte gelesen und mit NEXT bestätigt werden. Anschließend können die Parameter für die Sterneerkennung angepasst werden. Wurden ausreichend Sterne erkannt, erscheint unter „Plate Solving Status“ das Wort „Solved„. Im nächsten Schritt wird die Stundenachse gedreht und erneut ein Bild aufgenommen. Die Montierung wird dabei um 90° gedreht. Die Richtung ist trivial. Nachdem SharpCap auch dieses Bild gesolved hat, errechnet die Software die Position der Drehachse der Montierung anhand der beiden Bilder. Durch Drehen an den Azimut- und Polhöhen-Schrauben kann die Montierung so eingestellt werden, dass die Drehachse der Montierung parallel zur Erdachse ausgerichtet ist.

SharpCap Pro Polar Alignment

• Windows 10 PC
• kostenpflichtige Version der SharpCap Pro einrichten
• Guiding Scope mit Guiding Kamera oder langbrennweitiges Teleskop mit APS-C oder Vollformatkamera, um ausreichend Sterne zu erfassen
• freie Sicht auf den Polarstern erforderlich
• parallaktische Montierung grob Richtung Norden auf den Polarstern ausrichten (+-5°)
• Gesichtsfeld der Kamera sollte 10-15 Sterne erfassen
• optional kann PlateSolving in SharpCap eingerichtet werden
• Polar Align in SharpCap starten
• Belichtungszeit: 3s | Gain: 50 bis Maximum
• Noise Reduction: 1,0
• Star Width 3-16
• Black Level Threshhold: 50
• Digital Gain: 2
• Nach dem ersten Bild und Solving die Stundenachse um 90° drehen
• zweites Bild solven
• Korrektur der Montierung nur mit Azimut- und Polhöhen-Schrauben

Poljustage mit PHD2

Die Drift Align Methode in PHD2 ermöglicht eine sehr genaue Polausrichtung nach der Scheiner-Methode. Zunächst wird die Montierung aufgestellt und die Stundenachse (Rektaszensionsachse) möglichst genau auf den Himmelspol ausgerichtet. Mit einem Polsucherfernrohr und Blick auf den Himmelspol ist das sehr einfach durchzuführen. Wenn der Himmelspol vom Beobachtungsort nicht sichtbar sein sollte, kann für die Azimutausrichtung (Nord-Süd) auch ein Peilkompass oder ein Smartphone mit entsprechender App verwendet werden. Zu beachten ist die Missweisung. Es muss die geografische Nordrichtung und nicht die magnetische Nordrichtung eingestellt werden. Anschließend wird der Polhöhenwinkel eingestellt. Die meisten Montierungen verfügen über eine grobe Winkelskala, die fest am Polblock angebracht ist. Ansonsten kann auch ein Aufsatzwinkelmesser eingesetzt werden. Mit dem Smartphone ist das zwar auch möglich, aber sehr ungenau.

Wenn die Montierung samt Guiding-Kamera aufgebaut ist, kann die Verbindung zu den Geräten mit PHD2 gestartet werden. Das leistungsstarke Tool stellt verschiedene Ausrichtungsmethoden zur Verfügung. Unter Tools->Drift Align wird das „Einscheinern“ gestartet. Der Vorgang ist in PHD2 sehr gut erklärt. Zunächst wird die Azimutausrichtung durchgeführt, indem ein Stern nahe Meridian und dem Äquator gewählt wird, wobei die Deklination = 0 sein sollte. Anschließend wird zu einem Stern nahe dem Äquator und bei Ost- oder Westhorizont geschwenkt, um die Polhöheneinstellung vorzunehmen. Entscheidet man sich für die Ostrichtung, sollte der Stern etwa 30° über dem Horizont stehen. Das Schwenken des Teleskops kann mit Stellarium oder einer alternativen Steuerungsart erfolgen.

Die Himmelsrichtungen sind bewusst gewählt, da Abweichungen an diesen Positionen des Himmels am schnellsten sichtbar sind.

Hinweis: Achten Sie darauf, dass der Stern Meridian bereits durchquert hat. Ansonsten muss ein Meridian Flip durchgeführt werden.

PHD2 Poljustage

• Montierung grob ausrichten (Nord-Süd)
• Rektaszensionsachse (Stundenachse) zum Himmelspol ausrichten
• Pohlhöhenwinkel einstellen
• Autoguiding-Kamera mit Montierung verbinden
• Teleskop und Guiding-Sucher müssen beide in exakt derselben Richtung zeigen (OAG funktioniert daher nicht)
• PHD2 starten und Tools–>Drift Align auswählen
• Stern nahe Meridian und dem Äquator anpeilen
• Stern nahe dem Äquator und bei Ost- oder Westhorizont anpeilen; Sterne sollte 30° über dem Horizon sein

Das „Einscheinern“ ohne Softwareunterstützung kann bei langbrennweitigen Teleskopen auch schonmal die ganze Nacht dauern. Und genau hier spielen Tools wie PHD2 mit Ausrichtungsmethoden ihren Vorteil aus. Plate-Solving und Co. sind gute Alternativen, um in kürzester Zeit eine ausreichende Präzision zu erreichen. Der Autoguider kann verbleibenden Fehler sehr gut ausgleichen und stört sich nicht an Bildfelddrehungen.

Sterneausrichtung mit EQMOD und Stellarium

Die Montierung kann zwar über die ASCOM-Toolbox mit dem PC verbunden werden (ASCOM aktivieren). Für Stellarium ist das aber nicht erforderlich. Die Verbindung erfolgt über StellariumScope, wo zunächst „Select mount“ ausgewählt und die Montierung HEQ6 für Skywatcher EQ-Plattformen ausgewählt wird. Anschließend wird ein Name für die Verbindung im Feld daneben eingetragen, das Telescope-Label gesetzt und die Box „Connect“ gewählt. Es öffnet sich das EQMOD HEQ5/6. Über das Fenster kann die Montierung gesteuert werden. Im Stellarium-Fenster wird über „Start Stellarium“ die Planetariumsoftware gestartet. Mit einem Tastendruck auf F3 kann ein Stern gesucht und mit der Tastenkombination [STRG]+1 angefahren werden. Danach wird über den Sucher geprüft, ob der Stern mittig erscheint. Falls nicht, kann über das EQMOD-Fenster bzw. den Tasten für [N][S][O][W] die Montierung so geschwenkt werden, dass das eingepeilte Objekt mittig im Bildfeld erscheint. Danach wird wieder in die Stellarium-Software gewechselt. Dort sollte die Istposition (Fadenkreuz der Montierung) von der Sollposition (angepeilte Position) abweichen. Mit der Tastenkombination [STRG]+3 wird die Synchronisation ausgeführt. Es sollte sichtbar sein, dass die Sterneposition sowie das Fadenkreuz der Montierungsposition ineinander übergehen. Diesen Schritt führt man am besten mit mehreren Sternen durch, die möglichst weit voneinander entfernt ist. Diese Methode entspricht dem n-Sterne-Alignment.

Die Steuerung der Montierung kann alternativ zum EQMOD-Fenster übrigens auch direkt in Stellarium erfolgen, ohne Tastenkürzel zu benutzen. Mit    [Crtl]+0 wird das „Bewege Teleskop zu“ geöffnet. Die Montierung mit der Bezeichnung wählen, die in StellarScope gesetzt wurde. Objekt über das Suchfeld suchen und dann in „Bewege Teleskop zu“ auf „Aktuelles Objekt“ klicken. Es sollten die Koordinaten des Objekts erscheinen. Mit „Schwenken“ wird die Montierung an die entsprechende Position gefahren. Falls eine Korrektur über das EQMOD-Fenster erfolgen sollte, wird die Synchronisation eingeleitet, indem statt „AZEQ6Pro“ die „Sync“-Variante ausgewählt und anschließend geschwenkt wird.

Anfangs wirkt alles etwas umständlich. Deshalb sind Trockenübungen vor einer langen Nacht sinnvoll.

Positionsbestimmung durch Plate Solving

Ist eine Montierung nicht präzise eingenordet oder reicht die Größe des Kamerachips nicht aus, um sich an den Sternen im Bildfeld zu orientieren, kann man sehr leicht die Orientierung verlieren. Insbesondere bei großen Abweichungen zwischen dem Zielobjekt und der tatsächlichen Position der Montierung ist es schwierig sich zu orientieren. Handelt es sich dann noch um ein sehr lichtschwaches Objekt, bringen auch Testbilder mit langen Belichtungszeiten nichts. Plate Solving für die Positionsbestimmung hat nichts mit dem Alignment, wie man es z.B. von der SynScan Handsteuerbox kennt, zutun. Wer sich am Sternenhimmel gut orientieren kann und an seinem Teleskop einen Sucher montiert hat, kann das Sterne-Alignment auch ohne Plate Solving ausführen. Mit Plate Solving wird es jedoch einfacher, da damit ein Stern angefahren und die Montierungsposition dann synchronisiert wird. Mit dieser Methode können mehrere Sterne nacheinander angefahren werden, wobei sich je nach Software die Montierungsposition automatisch synchronisiert. Nach und nach entsteht ein Alignmentmodell, dass das Anfahren von beliebigen Positionen ohne Plate Solving ermöglicht. Für ein noch genauere Nachführung sollte zusätzlich auf alle Fälle das Guiding genutzt werden. Das gleicht permanent die Position der Montierung ab und führt das Teleskop präzise nach.

Für eine erfolgreiche Nacht sollte ein genaues Einnorden sowie das Anfahren einer Zielposition mit Platesolving reichen. Ein n-Sterne-Alignment ist dann üblicherweise nicht notwendig und wenn doch, dann reicht es vollkommen aus, einen Stern in der Nähe des Zielobjekts auszuwählen und die Position der Montierung zu synchronisieren. Wir richten unsere Montierung grundsätzlich „nur“ grob nach Norden aus und schwenken direkt zum gewünschten Deep Sky Objekt. Dann führen wir das Plate Solving in SharpCap durch und beginnen mit dem erstellen der Einzelframes. Zusätzlich nutzen wir das Guiding mit einem OAG von ZWO.

Plate Solving mit SharpCap

Plate Solving lässt sich mit der kostenpflichtigen SharpCap Version sehr einfach realisieren. Zusätzlich ist ein Plate Solving Paket erforderlich, wobei SharpCap folgende drei unterstützt:

• All Sky Plate Solver
• AnSvr
• Astro Tortilla

Wir nutzen das Tool All Sky Plate Solver, das konfiguriert werden muss. Zunächst werden unter Settings die Teleskop-Brennweite sowie die Pixelgröße der Kamera eingetragen. Unter Index Installation Wizard müssen dann die Indexdateien für diese Konfiguration heruntergeladen und installiert werden. Dazu sind Angaben zu Pixelgröße und effektive Anzahl an nutzbaren Pixeln einzutragen. Die Chipgröße wird automatisch berechnet, wobei Kommastellen aufgerundet werden.

Der Index Installation Wizard markiert die erforderlichen Index-Files gelb. In unserem Fall sind die Dateien bereits installiert. Ansonsten müssen die Index Files installiert werden. Zur Überprüfung kann das Gesichtsfeld auch über ein anderes Tool berechnet und mit dem Suchergebnis in All Sky Plate Solver verglichen werden.

Nun kann All Sky Plate Solver als Standalone Tool verwendet werden. Dazu wird das Teleskop an die gewünschte Position geschwenkt, ein Bild im JPEG-Format mit einer beliebigen Astrosoftware erstellt und der Dateiname in All Sky Plate Solver eingetragen. Mit einem Klick auf „Plate solve“ wird das Bild gesolved. Das „gesolvte“ Bild kann über die Schaltfläche „Browse solved image“ in einem Image-Browser betrachtet werden. Nun sollten die Koordinaten des Objekts nahe Bildmittelpunkt kopiert und in eine Stellariumsoftware übertragen werden. Dort kann die Position der Montierung mit dem Objekt synchronisiert werden.

Noch einfacher funktioniert All Sky Plate Solver in Kombination mit SharpCap. Dazu wird zunächst unter File/SharpCap Settings/Hardware die verwendete Montierung ausgewählt, um das ScopeControl-Panel in SharpCap freizuschalten. Das Plate Solving wird durchgeführt, indem in Stellarium ein Stern in der Nähe der Zielposition angefahren wird. Dann wird über den Plate-Solve-Button in SharpCap der Vorgang gestartet. Je nach Abweichung zwischen Ist- und Sollposition sollte die Moniterung zum angepeilten Stern wechseln. Der Stern erscheint kurze Zeit später fast mittig im SharpCap LiveViewer. Mithilfe eines Overlays kann überprüft werden, ob der Stern exakt mittig erscheint. Sollte der Stern nicht exakt mittig im Bild erscheinen, kann mit der EQMOD-Steuerung minimal nachkorrigiert werden. Anschließend wechselt man in Stellarium und führt ein „synch“ mit [Strg]+3 durch. Fertig!

Neben SharpCap bieten auch andere Tools wie APT Plate Solving an.

Der Beitrag Teleskop Montierung – Poljustage und Ausrichtung mit SharpCap, PHD2 und Co. erschien zuerst auf PCPointer.de.

Mit einem Teleskop können Beobachter in die tiefen des Weltalls eintauchen. Das menschliche Auge kann zwar trainiert werden, aber insbesondere im Deep Sky Bereich sind uns mit Ausnahme von einigen farbigen Sternen Grenzen gesetzt. Die farbenprächtigen Fotos von Galaxien, Nebel und Sternenhaufen haben absolut nichts mit der visuellen Beobachtung zutun. Die Farben von fotografierten Objekten werden nämlich erst durch lange Belichtungszeiten sichtbar. Visuell sehen diese Deep-Sky-Objekte eher nebelig, kontrastarm und diffus aus. Je nach Objekt, Teleskopöffnung und Filter lassen sich aber einige Details deutlich hervorheben. Mehr Öffnung bedeutet nämlich auch mehr Lichtsammelvermögen, wodurch z.B. schwache Gasnebel nicht nur als diffuser Fleck erscheinen. Gleichzeitig sind höhere Vergrößerungen nur in den seltensten Fällen wirklich sinnvoll. Das Objekt erscheint dann zwar größer, bietet aber je nach Seeing unter Umständen weniger Details.

Was ist Deep Sky?

Als Deep Sky werden astronomische Objekte bezeichnet, die sich außerhalb unseres Sonnensystems befinden. Hierzu zählen Nebel, Galaxien, Sternenhaufen, Supernova-Überreste und vieles mehr. Asteroiden können zwar mit der gleichen Technik fotografiert werden, zählen jedoch nicht zu den Deep Sky Objekten.

Was möchte ich fotografieren?

Grundsätzlich lässt sich Astrofotografie mit jeder handelsüblichen Kamera, einem Objektiv und einer stabilen Montierung betreiben. Mit einem Teleskop eröffnen sich dem Astronomen jedoch ganz neue Möglichkeiten. Es gibt jedoch nicht die Eierlegende Wollmilchsau, die alle Bereiche von astronomischen Beobachtungen und Fotografien abdeckt. Daher sollten vor einer größeren Anschaffung die eigenen Ziele definiert und ein Preisrahmen festgelegt werden. Denn nach oben oben gibt es preislich eigentlich keine Grenze. Dann gilt, sich mit den unterschiedlichen Teleskoptypen und deren Spezifikationen auseinanderzusetzen. Jedes Teleskop hat nämlich seine Stärken und Schwächen.

Ausrüstung

Überblick

Die Astrofotografie ist ein Oberbegriff für diverse Unterkategorien. Den einfachsten Einstieg bietet die Weitwinkel-Astrofotografie, da sich das technische Equipment lediglich auf eine DSLR-Kamera, einem Stativ und einem guten Objektiv beschränkt.

Die Planetenfotografie ist aber ebenso eine Art von Astrofotografie, bei der Sonne, Mond, Planeten unseres Sonnensystems sowie Asteroiden und Kometen fotografiert werden können. Wenn viele Details gefordert sind, sollte es mindestens ein 8″ Teleskop sein. Für großflächige Objekte darf es aber gerne ein paar Nummern kleiner sein. Übrigens werden Planeten üblicherweise nicht fotografiert, sondern im SER-Format aufgenommen und mit Tools wie PIPP in ein gängiges Format wie AVI konvertiert.

Die einzelnen Bilder eines Videos werden anschließend mit einem geeigneten Tool wie AutoStakkert!3 analysiert und die qualitativ besten Aufnahmen übereinander gelegt. Bei einem Video mit einer Länge von 30-60s können das auch mal 200 Frames und mehr sein. Davon können je nach Qualität 10-40% der besten Frames übereinander gelegt werden. Diesen Vorgang nennt man auch Stacken. Das fertige Bild wird dann mit einem Wavelet-Filter überarbeitet. Gearbeitet wird üblicherweise im TIF-Format. Dazu eignet sich z.B. Registax sehr gut. Als technisches Equipment bieten sich Planetenkameras an, die speziell für diesen Einsatz konzipiert und entwickelt worden sind. 

Die Deep Sky Astrofotografie schließt den Kreis der Astrofotografie, dürfte aber schnell den Preisrahmen von Einsteigern sprengen. Wer einen günstigen Einstieg sucht und gleichzeitig viel Öffnung für sein Geld möchte, greift zu einem Newton Teleskop. Diese Teleskop-Bauart ist relativ günstig und bietet viel Freiraum für Optimierungen. Kameras mit APS-C Sensoren haben sich bei Newton Teleskopen am ehesten bewehrt. Die Newtons haben aber einige Nachteile, was ein Grund sein dürfte, weshalb viele Astronomen zu APOs greifen. Diese APOs sind mit erheblichen Mehrkosten verbunden. Grunsätzlich kann man aber mit jeder vernünftigen Ausrüstungskombination ausgezeichnete Bildergebnisse erzielen. 

Montierung

Bei der Montierung unterscheidet man zwischen Azimutal und Parallaktisch, wobei für die Astrofotografie mit langen Belichtungszeiten nur die parallaktische Montierung in Frage kommt. Bei dieser Montierungsart ist eine Achse parallel zur Erdachse ausgerichtet. Um die Himmelsrotation auszugleichen, muss das Teleskop nur noch um diese sogenannte Stundenachse drehen. Dadurch sind lange Belichtungszeiten ohne störende Bildfelddrehungen möglich. Diese Montierungsart wird mit und ohne GoTo-Steuerung angeboten. Bei der GoTo-Steuerung können Himmelsobjekte über eine integrierte Datenbank ausgewählt und angefahren werden. Der Anwender kann das Teleskop aber auch manuell schwenken. Die Schrittmotoren halten das anvisierte Objekt in der Bildfeldmitte. Voraussetzung dafür ist eine gute Poljustage und Ausrichtung.

Beim Kauf einer Montierung sollte insbesondere die Traglast beachtet werden. Eine Montierung sollte niemals mit mehr als 2/3 ihrer maximalen Traglast beladen werden. Als Beispiel betrachten wir eine Montierung mit einer Traglast von 15kg. Diese kann ein 8″ Newton mit 8kg problemslos aufnehmen. Jedoch kommen dann noch Geräte wie eine DSLR-Kamera, ein Sucher mit Guiding-Kamera und ein Streulichtschutz. Dann sind 15kg schnell erreicht und die Montierung unterdimensioniert. Grundsätzlich ist aber auch die Tragfähigkeitsangabe nicht aussagekräftig genug. Denn die rotatorische Massenträgheit wird dabei absolut nicht berücksichtigt. Bei einer Masse von 10kg und einem Abstand zur R.A.-Achse von 0,3m ergibt sich ein Massenträgheitsmoment I(RA)=10kg * 0.3m *0.3m = 0,9 kg m^2. Wenn dann der Schwerpunkt des OTA z.B. 25cm entfernt von der R.A.-Achse liegt, ergibt sich die zulässige Masse I(RA) / (0,25m*0,25m) = 14,4 kg. Auch der Abstand der Gegengewichte zur R.A.-Achse müssen entsprechend berücksichtig werden. Der Schwerpunkt von OTA und Gegengewichte muss gleich sein, wodurch sich dann dasselbe Massenträgheitsmoment ergibt. Für den Gewichtsausgleich müssen OTA und Gewichte demnach die selbe Masse besitzen. Gleicher Abstand und gleiche Masse ergibt gleiches Massenträgheitsmoment. Der  OTA hat dann 1/2 und das Gegengewichte ebenfalls 1/2 des Massenträgheitsmoments.

Natürlich kann das Gegengewicht auch nur halb so schwer wie das OTA gewählt werden. Es muss dann aber in einem größeren Abstand zur R.A.-Achse fixiert werden. Dadurch ergibt sich aber auch ein doppelt so großes Massenträgheitsmoment I(RA), wodurch der OAT 1/3 und das Gegengewicht 2/3 des Massenträgheitsmomentes haben. Eine Montierung mit einer Traglast von 15kg könnte demnach maximal ein OAT mit 5kg aufnehmen, was einem 6″ Newton samt Zubehör entspricht.

GoTo-Ansteuerung

Die AZ-EQ6 lässt sich mit der mitgelieferten Handsteuerbox über eine RJ45-Schnittstelle ansteuern. Für eine kabellose Ansteuerung gibt es optional ein WIFI-Modul von Skywatcher, das mit knapp 70 EUR zu Buche schlägt. Alternativ bieten sich Adapter mit der Bezeichnung EQDIR USB, EQDIR RS232 und EQDIR Bluetooth. Viele dieser Adapter basieren auf den FTDI 232R Chip, der unter Windows sehr unproblematisch ist und auch unter Linux von diversen Astrotools unterstützt wird. Dank eindeutiger Chip-ID bleibt die COM-Port-Nummer des Geräts für jeden USB-Anschluss gleich. Die Adapter können natürlich auch selbst gebaut werden, wobei die Montierung bei falscher Verdrahtung schnell Schaden nehmen kann. Unter folgendem Link gibt es eine sehr gute Beschreibung für den Selbstbau. Ein EQDIR USB Adapter kann mit einem Raspberry PI mit Astroberry oder mit einem Windows PC verbunden werden.

Die AZ-EQ 6 Pro/GT/R besitzt 5V-tolerante 3.3V-Signal-Schnittstellen, weshalb sich sowohl TTL232R3V3 als auch TTL232R eignen. Wir nutzen dafür ein TTL-232R-3V3 von digikey.de. Um Versandkosten zu sparen, kann man z.B. noch einen Raspberry PI 4 Model B 8GB dazubestellen.

EQDIRECT für HEQ5 / AZ-EQ 6 GT/Pro/R (Achtung: EQ6 und AZ-GTi haben eine andere Pi-Belegung)

• RJ45 Kabel auftrennen
• TTL-232R-3V3 vorbereiten
• Pin 4 des RJ45 mit schwarzem TTL232R Kabel (GND) löten
• Pin 5 des RJ45 mit gelbem TTL232R Kabel (RXD) löten
• Pin 6 des RJ45 mit orangenem TTL232R Kabel (TXD) löten
• Treiber für TTL232R installieren

Hinweis: Wir empfehlen, zunächst die drei Kabel am RJ45 Stecker von den restlichen Kabeln, die ungenutzt bleiben, zu isolieren und dann die Kontakte mit einem Multimeter zu prüfen. Erst dann sollte das Kabel mit einem Netzteil verbunden werden und mit einem Multimeter die Spannung zwischen Pin 1 und 8 (12V und GND) geprüft werden. Ein negativer Spannungswert bedeutet, dass das Minus-Kabel des Multimeters mit 12V des Netzteils verbunden ist und das Plus-Kabel mit GND.

Teleskop

Das Teleskopangebot für die Astrofotografie ist relativ groß. Die Auswahlkriterien für die Planetenfotografie sind aber ganz andere als die für die Deep Sky Astrofotografie. Bei Planetenaufnahmen spielt die Brennweite keine große Rolle, da diese ohnehin verlängert werden muss, um die Grenze des Auflösungsvermögens zu erreichen. Bei der Deep Sky Astrofotografie sieht das Ganze aber etwas anders aus. Denn das perfekte Teleskop für alle Deep Sky Objekte gibt es nicht. Während man mit einer Brennweite von 400mm größere diffuse Nebel und Galaxien erfassen kann, werden kleinere planetarische Nebel und Galaxien sehr klein abgebildet. Zwar kann die Brennweite des Teleskops mit einer Barlowlinse vergrößert werden, sinnvoll ist das aber nicht. Planeten sind relativ hell, weshalb die Belichtungszeit eine untergeordnete Rolle spielt. Deep Sky Objekte sind aber relativ schwach und erfordern lange Belichtungszeiten. Wird das Öfnungsverhältnis um den Faktor 2 erhöht (2-fach Barlow), verlängert sich die Belichtungszeit um den Faktor 4. Zumindest dann, wenn das Signal-Rausch-Verhältnis jeder einzelnen Fotodiode erhalten bleiben soll.

Auf dem Markt tummeln sich viele Teleskophersteller mit unterschiedlichen Teleskopbauarten. Aus Preis-Leistungssicht sind die Newtons jedoch konkurrenzlos. Mit einem Newton holt man sich zwar eine Baustelle ins Haus, dafür bekommt man viel Leistung für wenig Geld. Deshalb möchten wir in diesem Artikel den Fokus auf die Newton Teleskope legen.

Wer sich für ein Newton Teleskop entscheidet, hat die Qual der Wahl. Einige Hersteller bieten für fotografische Zwecke Teleskope mit einem größeren Fangspiegel und weiteren nützlichen Modifikationen an. Die haben dann aber auch ihren Preis. Ein Lacerta 10″ Newton Teleskop (Teleskop ohne Namen) kostet mit diversen Modifikationen rund 2700 EUR. Der optimierte Newton ist für Anfänger jedoch nur bedingt geeignet und aufgrund des Öffnungsverhältnisses von f/4 etwas anfälliger für Bildfehler, die durch eine unzureichende Justage (Kollimation) verstärkt werden. 

Ein Skywatcher 200 PDS f/5 bietet ein sehr gutes Preis-Leistungsverhältnis und eignet sich hervorragend für den Einstieg in die Astrofotografie. Für ausgezeichnete Aufnahmen braucht man nämlich nicht unbedingt einen ultra-teuren Newton. Die Grenzen in der Bildqualität setzen in erster Linie der Himmel, das Autoguiding, die Kamera, die Filter, die Belichtungszeit und die Nachbearbeitung! Man mag garnicht glauben, was mit wenigen Handgriffen aus einem Bild alles herauszuholen ist. Dennoch haben auch die sogenannten Photonewtons ihre daseinsberechtigung und holen mit zahlreichen Optimierungen das letzte aus dieser Bauart heraus.

Der Beitrag Astrofotografie – Ratgeber für Einsteiger und Fortgeschrittene erschien zuerst auf PCPointer.de.

In der Astrofotografie spielt neben dem Equipment und der Aufnahmemethode auch die Bildverarbeitung- und bearbeitung eine wichtige Rolle. Planetenaufnahmen entstehen durch kurze Videos von 1-5 Minuten, während DeepSky-Objekte je nach verwendeter Technik unterschiedlich lang belichtet werden müssen.  Die Aufnahmen werden dann mittels Software gestapelt und mit einem Bildbearbeitungstool weiterverarbeitet. In den Rohbildern stecken nämlich mehr Informationen, als man es glauben mag. In diesem Artikel möchten wir die kostenlosen Tools DeepSkyStacker und Fitswork vorstellen. DeepSkyStacker (kurz: DSS) ermöglicht das Addieren bzw. Stapeln (engl. Stacken) von Rohbildern, um unter anderem Störfaktoren wie Rauschen zu kompensieren. Mit Fitswork können die gestapelten Aufnahmen gestreckt werden. Während der DSS für Anfänger einfach zu bedienen ist, bietet es für erfahrene Astrofotografen einigen Tools, um auch das letzte aus den Bildern herauszuholen.  Diese kurze Anleitung soll vor allem Anfänger dabei unterstützen, Aufnahmen im Handumdrehen zu bearbeiten.

Rohdaten vorbereiten und untersuchen

Grundvoraussetzung für das Stapeln und Bearbeiten von DeepSky Aufnahmen mit DeepSkyStacker und Fitswork ist das richtige Format. Wer eine farbige Astrokamera mit einem Tool wie SharpCap für seine DeepSky-Aufnahmen verwendet, sollte im Farbraum RAW16 fotografieren und *.fits als Format auswählen. Für das Stacken der Bilder im Deep Sky Stacker sollte neben Lights auch Darks, Flats und Bias erstellt werden.

Bevor die Bilder im DeepSkyStacker geladen werden, sollten die einzelnen Aufnahmen manuell bewertet und aussortiert werden. Die Einzelbilder können auch direkt im DeepSkyStacker untersucht werden. Dazu werden die Frames entweder per Drag&Drop in die Software geladen oder über die Linke Menüleiste, in der die einzelnen Framearten aufgelistet sind.

Die einzelnen Frames befinden sich nach dem Laden in einer Liste am unteren Bildschirmrand und können mit einem Doppelklick geladen und bewertet werden. Oben rechts kann die Helligkeit über den Schieber geregelt werden, um die einzelnen Frames z.B. hinsichtlich der Schärfe zu untersuchen. Frames mit unzureichender Qualität können vom Stacken ausgeschlossen werden, in dem das Häkchen des jeweiligen Bildes entfernt wird oder das Bild mit der [entf]-Taste gelöscht wird. 

Wer die Kurzzeitbelichtung nutzt und z.B. 50.000 Einzelframes hat, sollte das bewerten der einzelnen Frames der Software selbst überlassen.

Ausgewählte Bilder registrieren

Nach der Auswahl und Bewertung der Bilder folgt die Registrierung der Frames. Dabei öffnet sich ein Menüpunkt, unter dem die Einstellungen vorgenommen werden können. Unter dem Menüpunkt „Aktionen“ muss zunächst die Anzahl der zu stapelnden Bilder festgelegt werden. Wer seine Bilder bereits manuell ausgewählt hat, kann den Wert auf 100% setzen. Wenn die Software die Bewertung der Bilder vornehmen soll, dann ist je nach Anzahl der Bilder ein Wert zwischen 75-85% sinnvoll. Wer auf Darkframes verzichtet, um schneller ans Ziel zu kommen, der sollte zusätzlich die Hotpixel-Erkennung aktivieren. Unter dem Reiter „Erweitert“ kann mittels eines Schiebereglers bestimmt werden, wie viele Sterne zur Positionsbestimmung beim Stapeln der Frames herangezogen werden sollen. Je nach Rechenleistung empfehlen wir einen Wert zwischen 20 und 40%. Über den Button „Anzahl der erkannten Sterne berechnen“ wird die Anzahl der ermittelten Sterne ausgegeben.

Unter dem Menüpunkt „Stacking Parameter“ werden Einstellungen für die einzelnen Framearten definiert. Der Standard-Modus wird vor allem bei schwachen Systemen empfohlen. Für leistungsstarke Rechner lassen sich mittels Median-Modus bessere Ergebnisse erzielen. 

Die Einstellungen für Light, Dark, Flat und Bias können im Prinzip auf „Standard“ belassen werden.

[See image gallery at pcpointer.de]

Unter dem Reiter „Ausrichtung“ kann die Ausrichtungsmethode festgelegt werden. „Bilinear“ benötigt am wenigsten Rechenleistung. Die anderen Methoden sind nur dann sinnvoll, wenn es Probleme bei der Ausrichtung gibt. Unter „Ausrichtung“ gibt es auch einen versteckten Menüpunkt, um eine Hintergrundkalibrierung durchzuführen. Dabei wird eine Helligkeitsanpassung der einzelnen Frames vorgenommen. Die Kalibrierung pro Kanal kostet zwar viel Rechenleistung, liefert aber bessere Ergebnisse. Damit lassen sich auch unterschiedlich belichtete Bilder ausgleichen.

Zwischenbilder kosten Festplattenspeicher und sind nur dann sinnvoll, wenn diese für die Verarbeitung weiterverwendet werden. Der Menüpunkt „Kosmetik“ hält eine weitere Möglichkeit bereit, um die Hotpixel-Erkennung zu optimieren.

Unter „Ausgabe“ wird festgelegt, wo das Ergebnis der Berechnung gespeichert werden soll.

Das untere Bild zeigt das Ergebnis der Berechnung, wobei die Einstellungen für eine geringe Rechenleistung optimiert wurden. Mit leistungsstarken Rechnern und Mehrkernprozessoren lassen sich optimierte Berechnungsmethoden auswählen, die das Ergebnis nochmals verbessern.

DeepSkyStacker erstellt ein Summenbild XYZ.fit, dass dann mit einem Tool wie Fitswork weiterverarbeitet werden kann.

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Dobson PushTo gibt es in diversen Ausführungen und unterstützen den Beobachter mittels Software, die gewünschten Objekte effektiv und schnell aufzuspüren. In den neueren parallaktischen Montierungen wie der AZ-EQ6 gehören die Encoder zum Standard. Die Montierung kann demnach manuell bedient werden, behält ihre Koordinaten aber weiterhin bei. Die Newton-Teleskope mit Rockerbox werden standardmäßig ohne PushTo-System ausgeliefert, was den Lerneffekt beim Aufsuchen von Objekten enorm steigert. Andererseits werden Tage mit gutem „Seeing“ immer seltener, was nicht zuletzt auf die Lichtverschmutzung zurückzuführen ist. Erfreulicherweise gibt es für gängige Dobsons PushTo-Kits als Nachrüstsatz. Der Nachteil dabei ist, dass diese einfachen Systeme mit 300-400 EUR teuer in der Anschaffung sind. Alternativ kann ein PushTo-System mit wenigen Mitteln gebaut werden, denn die Funktionsweise ist relativ einfach.

Ein Dobson PushTo kommuniziert über eine Steuereinheit, an der zwei Encoder angeschlossen sind, mit einem Rechner oder einem Smartphone, um mithilfe einer App wie Sky Safari das Auffinden von Objekten deutlich zu erleichtern. Wesentlich komfortabler gestaltet sich der Einsatz von GoTo-Systemen, die dem Beobachter sogar das Nachführen des Teleskops abnehmen. Die Anschaffung eines GoTo-Systems für ein Dobson-Teleskop lohnt sich aber in den seltensten Fällen. Darüber hinaus eignen sich Dobsons und GoTo-Steuerung nur bedingt für die Astrofotografie. Konstruktionsbedingt sind der parallaktischen Montierung trotz GoTo-System Grenzen gesetzt, weshalb solche Teleskope auch eher für Beobachtungen verwendet werden.

DSC Dobson – DIY-PushTo-System

Als Basis für ein DIY Dobson PushTo System dient ein Projekt auf github. Das System basiert auf einen ESP8266 mit einfacher Schaltung. Bei den Höhenrudern setzt es auf einen Beschleunigungssensor, wobei auch ein Encoder möglich wäre. Das System haben wir an einem Skywatcher Flextube 12″ getestet. Das vollständige Projekt mit allen relevanten Dateien kann hier heruntergeladen werden.

Einkaufsliste

• HiLEtgo ESP8266 NodeMCU Lua CP2102 ESP-12E (Amazon.de oder Amazon.de)
• LSM303DLHC (Amazon.de)
• 600p/r Inkremental Dreh-Encoder; DC5-24v; 6mm Stift (Amazon.de)
• 85 teeth GT2 timing pulley 10mm shaft (Amazon.de oder ebay.de)
• 20 teeth Gt2 timing pulley 6.35mm shaft (Amazon.de)
• GT2 Zahnriemen – Variable gestaltung der Länge möglich (z.B.: 200 mm auf Amazon.de)
• Elektronische Bauteile: Widerstände (Amazon.de)
• GX12 Aviation Connector Plug Cable Cap (Amazon.de)
• Powerbank 5V (Amazon.de)

Anschlussplan

Das LSM303DLHC kann entweder am Tubus mit doppelseitigem Klebeband befestigt werden oder aber mittels Schraube (M10x50) direkt mittig zum Höhenruder.

Die Encoder Pins werden wie folgt angeschlossen: Das rote Kabel kann am VIN des ESP8266 Pin angeschlossen werden. Der Anschluss dient sowohl zur Speisung des ESP82666 mit 5V als auch als Vout, wenn der Mikrocontroller z.B. via MikroUSB betrieben wird. Das schwarze Kabel wird am GND-Pin angeschlossen. Das grüne Kabel an GPIO5 (D1) und das gelbe/weiße an GPIO4 (D2).

• 1 – 5V
• 2 – GND
• 3 – weiß
• 4 – grün

Um den Programmcode auf den ESP8266 zu flashen, wird die Arduino IDE benötigt. Das Installationsverzeichnis ist in der Regel C:\Programme (x86)\Arduino. In der Arduino-IDE müssen nun die beiden Bibliotheken Encoder.zip und lsm303.zip über Sketch->Bibliothek einbinden->ZIP.Bibliothek hinzufügen eingebunden werden. Nach der Installation der Bibliotheken muss die Encoder.h mit dem Fix (siehe Download) aufgespielt werden. Dieser Code kann mit einem Texteditor geöffnet werden, um den Inhalt zu kopieren und die Bibliothek-Header zu überschreiben. Denn bei einigen Anwendern gab es beim Kompilieren Probleme. Anschließend kann die DobsonianDSC.ino-Datei geöffnet werden. Bevor der Programmcode hochgeladen werden kann, sollte das ESP8266 an dem entsprechenden Rechner angeschlossen werden und das passende Board via Werkzeuge->Boardmanager–>Board ausgewählt werden.

Es macht Sinn, sich ein kleines Sketch zu programmieren, um den Encoder vor der Inbetriebnahme am ESP8266 zu testen. Hier ein Beispielcode:

#include "ESPRotary.h"; 
#define ROTARY_PIN1 4 
#define ROTARY_PIN2 5 

ESPRotary r = ESPRotary(ROTARY_PIN1, ROTARY_PIN2); 

void setup() { Serial.begin(9600); 
delay(50); 
Serial.println("\n\nSimple Counter"); 
r.setChangedHandler(rotate); 
r.setLeftRotationHandler(showDirection); r.setRightRotationHandler(showDirection); 
} 

void loop() { 
r.loop(); 
} // on change 

void rotate(ESPRotary& r) { 
Serial.println(r.getPosition()); 
} // on left or right rotattion 

void showDirection(ESPRotary& r) { 
Serial.println(r.directionToString(r.getDirection())); 
}

Der Digitalkompass wird am 3.3V-Pin des ESP8266 angeschlossen. SCL an GPIO0 (D3) und SDA an GPIO2 (D4), wobei dann beide Leitungen zusätzlich gegen 3.3V mit einem 3.3k oder größer angeschlossen werden, um Verbindungsprobleme zu vermeiden. Nötig ist das jedoch nicht.

• 1 – 5V
• 2 – GND
• 3 – SCL -weiß
• 4 – SDA – grün

Auch hier sollte zunächst die Funktionalität mit einem Beispielcode getestet werden.

Wenn die Arduino-IDE-Konsole merkwürdige Zeichen liefert, sollte die Baudrate geändert werden. Nach dem Flashvorgang kann die Verbindung mittels Sky Safari aufgebaut werden. Dazu wird das Smartphone/Tablet mit dem Access Point des ESP8266 verbunden. Als Standard-IP ist 1.2.3.4 und Port 4030 konfiguriert. Als Teleskop-Typ wird „Basic Encoder“ selektiert. Für Steps kann der Wert „Steps 10200“ verwendet werden. Jetzt steht einer Verbindung nichts mehr im Wege.

Sollte es Probleme bei der Umsetzung geben, stehen wir sehr gerne für Fragen via Kommentarfunktion zur Verfügung.

Asterion Skywatcher PushTo DobsonDream

Asterion hat seinen Sitz in der Ukraine und vertreibt unter anderem PushTo Systeme für Skywatcher und Omegon-Dobsons über Teleskop-Express.de. Das Dobson PushTo für diesen Artikel haben wir direkt beim Firmeninhaber in der Ukraine bestellt und innerhalb von 10 Tagen nach Zahlungseingang erhalten. Die Kommunikation und der Support sind ausgezeichnet. Das System selbst wirkt zunächst unspektakulär. Zwei Encoder montiert auf je eine Halterung sowie eine Steuerplatine und ein Netzstecker sind alles, was Beobachter für das Auffinden von Objekten am Sternenhimmel benötigen. Die Encoder-Auflösung beträgt 400 Schritte pro Umdrehung und werden mittels Steuerplatine abgefragt. Die Kommunikation mit der Steuereinheit erfolgt mittels Wi-Fi. Als Software kommen unter anderem Sky Safari Pro und StarSeek für mobile Geräte (Android und iOS) in Frage.

Die Montage gestaltet sich relativ einfach. Zunächst wird der Encoder mit Steuerplatine an die vertikale Achse montiert. Beim Anziehen der Mutter auf der Rückseite sollte gleichzeitig mit einem 17er Maulschlüssel auf der anderen Seite gegengehalten werden. Das Anzugsmoment sollte jedoch handfest sein. Den Encoderhalter haben wir jedoch nicht mit den beiden mitgelieferten Schrauben am Dobson-Boden befestigt, sondern mit starkem doppelseitigem Klebeband, um die Holzkonstruktion nicht unnötig zu durchlöchern. Der Halter auf der Rückseite sollte jedoch mit Schrauben befestigt werden. Dieser dient dazu, dass sich der Encoder beim Drehen des Dobsons mit dreht. Der Altituden-Encoder wird auf der Beobachterseite montiert. Wird dieser versehentlich auf der anderen Seite befestigt, bewegt sich der Sucher-Kreis in der App in die entgegengesetzte Richtung. Leider passt das PushTo-System nicht bei aktuellen Skywatcher Flextube Modellen, da der Tubus etwas tiefer sitzt und mit seinem Ende gegen den Encoder stößt. Mit etwas Bastelarbeit lässt sich dieses Problem aber beheben, indem der Mutterkopf zwischen Encoder und Rockerboxende mit einem Dremel oder Schleifer auf ein Minimum gekürzt wird.

Mit der Sky Safari App in der Plus oder Pro Version gestaltet sich die Handhabung am einfachsten. Dazu wird zuächst eine Wi-Fi Verbindung zum „DobsonDream“ hergestellt und die App gestartet. Unter Settings/Telescope/Setup muss zunächst der Scope Type „Basic Encoder System“ gewählt werden. Als Mount Typ „Alt-Az Push-To“ wählen und für RA/Azm +4000 sowie für Dec/Alt -4000 setzen. Sollte sich der Sucherkreis in der App entgegen der Drehbewegung bewegen, müssen die Werte in den Felder vertauscht werden. Nach einem Neustart der App sollte sich das Sucherkreuz dann in die korrekte Richtung bewegen. Für Quatoriale Plattformen sollte übrigens „Alt-Az Push-To on Equ. Plaform“ ausgewählt werden.

Unter Communication Settings die IP-Adresse 192.168.0.1 und die Port Nummer 1234 wählen. Anschließend kann über das Sky Safari Hauptmenü in der Leiste unten Scope und Connect gewählt werden. Jetzt sollte ein heller Stern anvisiert werden und entsprechend in Sky Safari markiert werden. Mittels Ausrichtung starten wird die Ausrichtung gestartet. Anschließend sollte ein möglichst weit entfernter zweiter Stern gewählt werden und mit dem Telesop exakt mittig anvisiert werden. Anschließend in der App das Objekt markieren und „Ausrichten“ wählen. Mit zwei Objekten ist das Sytem bereits ausgerichtet und einsatzbereit. Mittels IP kann übrigens via Browser auf die Daten des Systems zugegriffen werden. Standard-User ist DobsonDream und Passwort 12345678.

Der Hersteller gibt auf sein System 24 Monate Garantie. Schade ist nur, dass keine Omron Encoder verwendet werden, die in diesem Bereich markführend sind.

Asterion PushTo vs. DIY PushTo

Sowohl das fertige PushTo von Asterion als auch unser DIY-PushTo basirend auf den ESP8266 haben ihre Vor- und Nachteile. Das Asterion wird einsatzbereit ausgeliefert und arbeitet Dank den beiden Encodern sehr zuverlässig. Andererseits benötigt man für den mobilen Einsatz eine Steckdose für 220V oder eine Powerbank, die über eine Steckdose verfügt, dafür aber schwer ist. Bei dem DIY-Projekt ist die Schwachstelle der digitale Kompass, der nicht immer präzise arbeitet. Dafür kann das PushTo-System mit einer einfachen Powerbank betrieben werden. Es ist dank ESP8266-Platform außerdem sehr flexibel und kann um zusätzliche Funktionen erweitert werden. Eine Open-Source-Lösung von Asterion wäre daher sehr wünschenswert, um das System gegebenenfalls erweitern zu können.

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Die Erweiterung kann auf Steam und GOG vorgemerkt werden:

Neben der Ankündigung wurde auch ein spannender Announcement-Trailer zu Stellaris: Nemesis veröffentlicht, in dem gleich zu Beginn die Spiralgalaxie zu sehen ist.

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Der Einstieg mit falschen Erwartungen

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