Astrofotografie & Fokussieren am Teleskop

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Astrofotografie & Fokussieren am Teleskop

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Technik der Deep Sky Astrofotografie

Hier soll die Technik der Deep Sky Fotografie am Teleskop besprochen werden. Also wenn die Belichtungszeiten jenseits der 1 min Marke liegen.

Zur Astrofotografie sollte auf jeden Fall eine gute elektrisch nachführbare und exakt auf den Himmelsnordpol eingestellte Montierung gehören. Bei einer Kleinbildkamera sollte ein manuell auslösbares Gehäuse mit B-Verschluss und Drahtauslöser verwendet werden. Bei den heutzutage verwendeten DSLR Kameras sollte eine Spiegelvorauslösung eingedtellt und ein sofortiger Drakframe vom Bild abgezogen werden (macht die EOS 350D nach Einstellung Im CF Menü alleine).

Die Kamera kann entweder im “picky back” Verfahren, focal am Teleskop, per Okularprojektion, mit Shapley Linse oder Barlow Linse verwendet werden. Ich favorisiere meistens die Kombination einer Shapley Linse und/oder Koma Korrektor am Teleskop. 

Analoge Fahrweise mit KB-Film:

Ein relativ lichtempfindlicher Film sollte eingelegt sein. Hier ist anzumerken, dass hier unter Lichtempfindlichkeit keinesfalls die ASA-Zahl gemeint ist sondern der Schwarzschild Exponent, welcher die Linearität der Schwärzung eines Filmes angibt. Also ist dieser bei 1 ist ein Bild von 20min genau doppelt mehr belichtet wie eins von 10min. Desto kleiner die Zahl desto träger wird der Film und um so länger muß ich belichten um die gewünschte Belichtung zu erreichen. Ich verwende zur Zeit den ELITECHROME 200, welcher einen Schwarzschild Exponeneten von >0,9 besitzt. Dieser ist im Rotbereich sehr gut aber im blau etwas schwach. Bei blauen Objekten (Reflexionsnebel) greife ich immer noch gerne auf den guten alten SCOTCHCHROME 400 zurück. Dieser nennt sich aber nun IMATIONCHROME 400 von Fa. 3M. Dieser besitzt aber einen Schwarzschild Exponent von ca. 0,7 was bedeutet, dass ich z.B. am C11 beim ELITECHROME 200 bei 20-25 min etwa die gleiche Belichtung erreiche wie beim IMATIONCHROME 400 bei ca. 35-40min! 

Digital:

Da hier der Schwarzschildexponent immer 1 ist kann die Belichtungszeit sehr stark minimiert werden. Sehr gute Ergebnisse erhält man schon von 1-10Min was bei KB Filmen in 15-60min möglich war! Die ASA Zahl sollte so hoch als möglich eingestellt werden das das Rauschen aber nicht störend wirkt. Meine Einstellung ist 800ASA. Empfehlenswert ist auch die Modifikation der EOS Kamera, wobei der dreilagige Glasfilter vor dem Chip durch einen IR-Sperrfilter getauscht wird. Achtung die Glasfilter sollten die gleiche Dicke haben damit der Autofokus bei den org. Objektiven noch funktioniert! Nach dem Einsatz des IR-Sperrfilters hat man den vollen Zugang zum H-Alpha Bereich (tiefes Rot) wo sehr viele Emmisionsnebel hauptsächlich leuchten! Nachteil ist die verloren gegangene Korrektur des Moire Effektes, was aber bei der Astrofotografie keine Rolle spielt! Wichtig ist auch hier ein Fernauslöser damit bei der Belichtungszeit keine “Verwackler” entstehen!

Genauso wichtig wie eine solide Montierung, gute Optik und ein geeigneter Film ist die Fokusierung des Objektes vor der Belichtung. Leider versagt hier die alt bewerte Methode mit dem bloßen Auge die Schärfe an der Mattscheibe einzustellen. Hier gibt es drei Methoden mit unterschiedlicher Genauigkeit des Fokusier Ergebnisses.

1.)     Die Einstellung mit einer Sucherlupe:Hierbei wird einfach eine Sucherlupe mit einer Vergrößerung von 2x oder 3x hinter den Sucher der Kamera gehalten und somit beim fokusieren den optimalen Punkt, hier die Punktförmigkeit der Sterne, besser zu erkennen. Diese Methode ist immer noch abhängig vom sog. “persönlichen Gefühl” ob man nun den Stern punktförmig hat oder nicht. Diese Methode ist noch durch den Austausch der Mattscheibe durch Klarglas an Ihrer Genauigkeit zu erhöhen da mehr Licht in den Sucher gespiegelt wird.Genauigkeit : mittel bis gut
2:)   Die Einstellung mit einer Scheiner Blende
Die Genauigkeit ist nun nicht mehr direkt abhängig vom “persönlichen Gefühl” da zwei Punkte in Deckung gebracht werden müßen. Einsatzgebiet hauptsächlich bei der Webcam Fokusierung.oder mittels Bahtinov Maske (sehr gut bei H-Alpha Aufnahmen zum fokusieren geeignet!)arbeit1 
Bild nahe des Fokus mit Bahtinov Maske:                                                                                                                                       
Bild im Fokus mit der Bahtinov Maske:
Bahtinov1Bahtinov2                                                                                                Diese Maske kann man einfach und schnell sich selbst für seine Optik darstellen lassen. Hier der Link zur Website.
Genauigkeit : gut bis sehr gut
3.)          Die Einstellung mit der Methode nach FOUCAULT (Messerschneiden-Methode)Diese Methode ist die genaueste unter allen Fokusiermethoden aber auch die am schwierigsten durchführbare! Hierbei sucht man einen hellen Stern im Sucher und bringt ihn mit den Feinbewegungen annähernd in die Sehfeldmitte. Jetzt schaut man an der Schneide vorbei in Richtung zum Objektiv, welches vom Stern voll ausgeleuchtet erscheint. Mit dem Auge geht man nun so dicht wie möglich an die Schneide heran. Nun bewegt man die Schneide entweder zur Deklination oder auch Rektazension dem Stern langsam zu. Irgendwann entsteht auf dem ausgeleuchtetem Objektiv ein Schatten. Bewegt sich der Schatten in die gleiche Richtung wie die Schneide so befindet sie sich innerhalb des Fokus (intrafokal). Nun wird der Okularauszug in die entsprechende Richtung verändert und die Schneidenmethode wird wiederholt. Bewegt sich nun der Schatten entgegengesetzt dann befindet sich die Schneide außerhalb des Fokus (extrafokal). Man wiederholt den Vorgang so lange bis man mit der Schneide nicht mehr entscheiden kann ob der Schatten mit oder entgegengesetzt der Schneide läuft. Nahe des Brennpunktes wird die Schattenbewegung extrem schnell womit man die Schneide sehr langsam bewegen muß! Diese Fokusierung sollte auch in der Nähe des aufzunehmendes Wunschobjektes erfolgen, damit keinerlei Verkippen der Optik die Fokusierung zu nichte machen kann.Genauigkeit : exakter Fokus!
FoucaultBilder

Ich verwende die Foucault Methode und muß gestehen das bei mir, seit anwenden dieser Technik, keine unscharfen Bilder mehr entstanden sind. Um aber diese Methode auch an einer Kamera anzuwenden, welche ein Film enthält mußte ich ein quasi “Ersatzgehäuse” erstellen um nicht zum fokusieren das Kameragehäuse zu öffnen. Mit diesem Ersatzgehäuse (Aluminiumrohr mit eingebettetem Bajonettverschluß) fokusiere ich das Bild um danach die Kamera wieder zu installieren. 

Aufbau der Fokusiereinheit mit dem “Ersatzgehäuse”

Foucault

C11 mit GEG, Ersatzgehäuse und Schneide

Focus Methode

Kameragehäuse mit dem Ersatzgehäuse aus Aluminiumrohr mit integriertem Bajonettverschluß .

Kamera oben
Kamera fokusteil
Kamera Seite

Im allgemeinen verwende ich die focal Fotografie mit meinem C11 in Kombination mit einer Shapley Linse dem Giant Easy Guider (GEG) von Lumicon, welcher meine Brennweite auf f/7,5 (f=2180mm) reduziert. Der Giant Easy Guider besitzt zwar eine Shapley Linse welche von f/10 auf f/6,5 reduziert, aber die Brennweite des C11 ist bei dieser Anordnung nicht mehr 2800mm sondern 3354mm! Dies bedeutet, wenn man fälschlicher Weise davon ausgeht das die Brennweite eines C11 bei f=2800mm liegt, ergibt sich dann aber nur eine Brennweitenreduzierung zu f/7,5 (f=2180mm)! Jeder mm welcher man sich vom Okularstutzen nach hinten bewegt wirkt sich in einer drastischen Brennweitenverlängerung aus und somit zu einem schlechteren Öffnungsverhältnis!

Aber wichtig ist zu wissen zu welchen Bildausschnitt man gelangt und welche effektive Brennweite ich nutze! Hierzu siehe auch die Möglichkeit nachträglich, am Bild oder Dia, seine echte Brennweite zu berechnen und mehr über den Hintergrund hier zu erfahren. Bei der focal Fotografie mit GEG bekomme ich beim Kleinbild Dia einen Bildausschnitt von ca. 35 x 53 Bogenminuten, das bedeutet das hier gerade noch der Mond oder die Sonne total zu fotografieren sind.

Die Nachführung wird beim GEG mit einem beleuchteten und dimmbaren Doppelfadenkreuzokular(12,5mm Plössel) im Off-Axis Modus durchgeführt. Das heißt das ein kleiner Anteil des Lichtes in das Okular herausgespiegelt wird um dieses im gleichen Strahlengang nach zu führen. Beim GEG ist man in der Lage die Off-Axis Nachführung vor der Shapley Linse durchzuführen, dadurch hat man eine größere Brennweite welches die Nachführgenauigkeit nochmals erhöht!

 12,5mm Doppelfadenkreuzokular

C11 mit GEG und dem Kameragehäuse

C11 GEG fotografie2
C11 GEG fotografie

Ich habe mir mal die Mühe gemacht alle meine Okulare in jedem x-beliebigem Verhältnis miteinander zu kombinieren und die Fernrohrkenndaten des C11 hier zu ermitteln. Wen es interessiert, kann sich hier die Excel Tabelle downloaden. Als Ergebnis kann gesagt werden, dass nur im seltenen Fall die Brennweite des C11 wirklich bei f/10 liegt meistens sieht es schlechter aus!

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