Die Technik der Astrofotografie

Ich bleibe bewusst auf der - hoffentlich - noch halbwegs allgemeinverständlichen Ebene.

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Beobachtung	Lernpunkte	Lösung
Brauche ich wirklich ein Teleskop ?	Diverse Objekte sind genug gross, um sie mit normalen Objektiven zu fotografieren.	Gewisse Nebel und besonders die Milchstrasse können sehr gut mit einer normalen Kameraausrüstung fotografiert werden.
Bei einer "normalen" Aufnahme sehe ich nur schwarz und einige wenige helle Sterne.	Viele Objekte sind zu dunkel, als dass wir sie von Auge oder bei üblichen Verschlusszeiten sehen können. Wir brauchen Licht, Licht, Licht, Licht .....	Lange bis sehr lange Belichtungszeiten verwenden. Je nach Objekt sind dies um die 40 Sekunden (Milchstrasse) bis mehrere Minuten (Nebel, Galaxien). Daneben müssen in der Nachbearbeitung Kurven etc. angepasst werden, man "streckt das Histogramm".
Bei langen Belichtungszeiten sind die Sterne/Objekte nicht mehr scharf. Ich sehe Strichspuren.	Die Erdrotation kommt hier zum Zug. Abhängig von der Brennweite des Objektivs gibt es zeitliche Limiten, bis diese Spuren entstehen.	Nur kurze Belichtungszeiten verwenden (funktioniert nur bei Milchstrassenfotografien). Hier gibt es die "rule of 400": 400 geteilt durch die Brennweite = maximale Belichtungszeit in Sekunden. Beispiele: 14mm Objektiv: 400/14 = ~35 Sekunden, 100mm Objektiv: 400/100 = 4 Sekunden, 600mm Objektiv: 400/600 = ~0.6 Sekunden. Die bessere (und für lichtschwache Objekte einzige) Lösung besteht im Nachführen. Dazu verwendet man einen Tracker, der die Kamera so nachführt, dass die Erdrotation ausgeglichen wird.
Mein Tracking ist ungenau, es entstehen Sternspuren.	Das hängt oft mit der Eigenheit der Getriebe der Tracker zusammen oder kommt vor, wenn die Ausrichtung in die genaue Nordrichtung nicht stimmt.	Genau Einnorden. Verwenden eines Guiders: Dabei nimmt eine zweite Kamera durch das Hauptobjektiv oder ein spezielles Guiderohr Fotos auf. Ein Programm berechnet nun die Sternbewegungen und gibt dem Tracker Korrektursignale, die eine hoch präzise Nachführung ermöglichen. Normalerweise reduziert man so Bewegungen auf den Subpixelbereich.
Trotz gutem Guiding sind meine Bilder leicht unscharf.	Das passiert bspw. durch Störungen in der Atmosphäre, die sich bewegt und das Licht "verzerrt".	Mehrere Aufnahmen mit den gleichen Einstellungen vornehmen und dann "stacken". Dabei analysiert ein Programm die diversen Bilder und rechnet Fehler heraus. Mit bspw. statistischen Durchschnitts- oder Medianmethoden werden "Ausreisser" (Störungen) erkannt und herausgerechnet.
An gewissen Stellen habe ich schwarze oder bspw. rote Punkte, die nicht da sein sollten.	Kein Kamerasensor ist perfekt. Es gibt immer Pixel, die nicht funktionieren und daher immer schwarz melden, andere melden immer hell (Dead- und Hotpixel).	Dithering anwenden. Dabei verschiebt ein Programm die Kamera zwischen den Aufnahmen um wenige Pixel, so dass die defekten Pixel nicht immer am gleichen Ort des Objekts sind. Über das Stacken (siehe oben) werden diese Sensorfehler erkannt und herausgerechnet.
Ich erhalte nie so hochaufgelöste Bilder wie andere.	Das kann daran liegen, dass Sie eine Farbkamera verwenden. Technisch bedingt haben diese eine deutlich tiefere Auflösung als Monochromkameras. Daneben kann Wärme Störsignale beim Auslösen des Sensors produzieren.	Monochromkamera verwenden. Um dennoch Farbfotos zu bekommen, verwendet man Farbfilter, die nur eine bestimme Farbe durchlassen. Auf dem Computer werden dann diese (pro Kanal gestackte Bilder) wieder eingefärbt und übereinander gelegt. So entsteht das Farbfoto. Astrokameras werden gekühlt, um diese Störfaktoren zu eliminieren. Im Hobbybereich sind das oft 20° Celsius, die man runterkühlt. In der professionellen Astrofotografie kühlt man bspw. mit flüssigem Stickstoff oder Helium noch deutlich stärker.
Die $?*#@? Lichtverschmutzung (Streulicht) macht mir meine Aufnahmen kaputt.	Streulicht von Städten, Strassenlampen etc. ruinieren oft Bilder oder verunmöglichen es, gewisse Objekte zu fotografieren.	Suchen Sie eine möglichst dunkle Gegend weit ab von Städten auf. Spezielle Filter können helfen, Streulicht zu reduzieren (nie ganz eliminieren). Leider verwenden viele Städte immer mehr LED-Lampen. Vom Energiesparen her ist das zwar gut, hat aber diverse Nachteile, die oft unbekannt sind: LED-Licht leuchtet nahezu im ganzen sichtbaren Spektrum, Filter helfen da nichts mehr. (Konventionelle Lampen, wie die Natriumdampflampen der Strassenbeleuchtung, strahlen in einem engen Bereich, der recht gut herausgefiltert werden kann.) Leider betrifft das nicht nur die Astrofotografie! Auch Pflanzen, Tiere und Menschen können das LED-Licht nicht mehr vom Tageslicht unterscheiden. Dadurch haben vor allem nachtaktive Vögel Mühe mit der Navigation nach Sternen, das kann die letzten Kraftreserven kosten und zum Tod führen. Normalerweise tagaktive Tiere verlegen ihre Aktivitäten zunehmend in die Nacht. Das erhöht deren Stress und für nachtaktive Tiere gibt es so deutlich mehr Fressfeinde, was diese Tierarten teils stärker gefährdet.