Praxis

Astronomische Arbeitsmittel
Wer sich ein Teleskop gekauft hat, benötigt auch Informationen, wie man mit dem Teleskop umgeht und was es zu beobachten gibt. Daher benötige man Bücher, Software und Apps, um über Aktuelles informiert zu sein, und die Beobachtungsobjekte zu finden.

Empfehlenswerte Literatur

  • Das Himmeljahr – Ein Jahrbuch mit den Himmelserscheinungen des Jahres – Kosmos-Verlag
  • Drehbare Himmelskarte – Orientierung am Himmel, Auf- und Untergänge der Sonne und Sterne, zum Erarbeiten von Grundlagen zur Himmelsmechanik – Oculum-Verlag
  • Atlas für Himmelsbeobachter – Sternenkarten zum Aufsuchen der Himmelsobjekte, Klassifizierung und Beschreibung schwacher Objekte – Kosmos-Verlag, ISBN 3-440-07488-9
  • Kosmos Sternaltlas kompakt – Ein farbiger Sternatlas mit 1.500 Deek-Sky-Objekten – Kosmos-Verlag, ISBN 978-3-440-12642-4
  • Astronomie für Einsteiger – Schritt für Schritt zur erfolgreichen Himmelbeobachtung, mit ausführlichen Hinweise zum Umgang mit dem Teleskop – Kosmos-Verlag, ISBN978-3-440-13607-2
  • Anschauliche Astronomie – Vom Verstehen zum Beobachten. Wichtige Grundlagen, Beschreibung von Beobachtungstechniken und interessanter Beobachtungsobjekte, sehr verständlich, für ältere Kinder geeignet – Kunstschätze Verlag, ISBN-13: 978-3934223325

Empfehlenswerte Software

  • stellarium.org, interaktives Planetariumsprogramm, sehr einfache Handhabung
  • Mondatlas, Mondkarten, Formationsbezeichnungen, Kraterdurchmesser


Empfehlenswerte Apps

Was kann man beobachten?
Die Beobachtungsmöglichkeiten auch mit kleineren Teleskopen sind sehr vielfältig. Und so stellt sich sehr schnell die Frage, was man am Himmel damit überhaupt beobachten kann. Der Mond und die hellsten Planeten zu beobachten ist ganz nett, aber was gibt es noch.

Hinweise hier zu gibt es zu Hauf in der Literatur und im Internet, die Fachgruppen der Vereinigung der Sternfreunde geben auf Ihren Webseiten grundlegende Information.

Beobachtungsprogramme für Einsteiger und Fortgeschrittene

Natürlich treten auch immer wieder Fragen auf, die in den entsprechenen Foren platziert werden können.

DeepSkyCamera-App für Android Astrofotografe mit dem Smartphone
Bei Smartphones denkt man zwar an gute Bilder für den täglichen Gebrauch. Aber Astrofotografie? Nebel? Galaxien? Sternhaufen? Eine sehr schwierige Disziplin! Auf den ersten Blick scheint alles gegen ein Smartphone zu sprechen: keine Wechselobjektive, keine vernünftige Anbringung am Teleskop, kleine Sensoren (in der Regel mit Diagonalen von maximal 6 mm) und ebenso kleine Pixel (oft zwischen 0,8 und 2 μm) bei 12 bis 50 Megapixeln.

Und wie ist die Linse vor dem Sensor ausgestattet? Oft sieht es nach Plastik aus, und es drängt sich der Vergleich zu den chinesischen Farbwerfern auf. Immerhin werben Huawei bei vielen Modellen mit Leica-Linsen und Nokia mit Zeiss-Glas. Können die Smartphones auch etwas in der Astrofotografie leisten? Kurz gesagt: ja, und zwar eine ganze Menge, wie die Bilder in diesem Beitrag zeigen. Seit Android 5.0 (2014 von Google eingeführt) ist es für uns Astrofotografen besonders interessant:

– Einfacheres Ansprechen des Kamerasensors über die so genannte Camera2API.
– Fokus, Belichtungszeit, ISO, Weißabgleich und Farbtemperatur
– alles individuell einstellbar, wenn es das Telefon unterstützt.
– Aufnahmen können im RAW-Format gespeichert werden (bei vielen Modellen auch RAW10 und RAW12, das die jeweilige Bittiefe angibt). JPEG ist selbstverständlich.

Viele aktuelle Telefone unterstützen diese Funktionen – dazu gehören nicht nur Flagschiffmodelle wie Huawei P 30 Pro und Huawei Mate 20 Pro, sondern auch kleinere Modelle wie LG G und V, Huawei P 9/10/20/30 Lite, OnePlus ab 3, Xiaomi (ab Mi 8, Pocophone und Redmi Note 7), Honor, Google Pixel, HTC und Sony. Samsung ist hier etwas spezieller, dazu später mehr. Selbst die in den Telefonen enthaltenen Kamera-Apps sind schon leistungsfähig, insbesondere von Huawei P20 Pro, P30 Pro, Mate 20 Pro und Google Pixel. Diese Kamera-Apps sind gut für Einzelbilder, aber in der Astrofotografie brauchen wir eine Vielzahl von Bildern, die gestackt und prozessiert werden müssen. Es fehlte bisher ein Aufnahmeprogramm, bei dem man viele Bilder timergesteuert aufnehmen und für die Astrofotografie nutzen kann.

Es geht los
Als ich Anfang 2018 mit der App DeepSkyCamera für Android [1] angefangen hatte, war ich selbst erstaunt, dass es noch keine Astrofotografie-App im Google-Playstore gab. Nach ungefähr einem Monat Entwicklungszeit hatte ich eine erste rudimentäre Fassung der DeepSkyCamera-App fertig programmiert und stellte sie im Playstore ein [2]. Im gleichen Monat konnte ich erste Tests durchführen. Und – es haute mich glatt um. Die ersten Ergebnisse waren fantastisch und ich arbeitete weiter an der App. Nach einem Jahr stehen wir bei der Version 1.2.8.

Wer schon Astrofotografie macht, ist in der App gleich heimisch. In der Oberfläche kann man vor einer Aufnahmeserie das Format wählen (RAW, RAW+JPEG oder nur JPEG) sowie den Aufnahmetyp (Lights, Darks, Bias, Flats). Als nächstes wählt man die Anzahl der Bilder aus (Default ist 100) und die Belichtungszeit. Viele Telefone bieten hier als maximale Belichtungszeit um die 30 Sekunden an. Einige (z.B. die Huawei P Lite) kommen auf maximal 8 Sekunden. Für die Astrofotografie empfiehlt es sich auf die maximal mögliche Belichtungszeit zu gehen und das Maximum auszureizen. Es gibt Telefone, die schaffen sogar 48 Sekunden (OnePlus 5T). Dann wählt man den ISO-Wert aus. Hier haben meine Tests ergeben, dass man für die Aufnahmen nicht über ISO 800 gehen sollte – dies liegt hauptsächlich an der Lichtverschmutzung, die sich stark auswirkt, da die Optik des Smartphones eine Art Weitwinkel ist und oftmals eine große Blende besitzt (oft zwischen 1,5 und 2,5). Das wäre es auch fast – theoretisch könnte man jetzt die Serie mit einem Klick auf „Start“ beginnen. Vorher sollte man aber noch vier weitere Dinge durchführen
– Die aufgenommenen Bilder werden in einem Standardpfad auf dem Telefon gespeichert (Android/data/de.seebi.deepskycamera/files/Pictures). Dieser kann im Menü der App „Einstellungen“ geändert werden, z.B. nach DCIM, wo auch die eingebaute Kamera-App die Bilder ablegt.

– Ebenfalls im Menü „Einstellungen“ ist eine Verzögerung vor dem ersten Bild einstellbar. Dies empfiehlt sich unbedingt, da ansonsten direkt beim Klick auf „Start“ der Aufnahmeprozess beginnt und durch das Anklicken das Telefon verrutschen könnte. Ich stelle immer 10 Sekunden Verzögerung ein.

– Im Menü „Einstellungen“ kann man die App auf Nachtmodus umschalten (schwarzer Hintergrund, rote Schrift). Dies ist sehr zu empfehlen, da der Tagmodus sehr grell ist und man dadurch in der Nacht stark geblendet wird.

– Auf der Startseite ist die Pause zwischen den Aufnahmen einstellbar. Es sollte unbedingt eine Pause eingebaut werden (Default: 5 Sekunden), damit die App genügend Zeit hat, die Daten aus dem Sensor zu lesen und diese als RAW und JPEG zu speichern. Einige Telefone (OnePlus, Xiaomi) brauchen eine längere Pause. Ist die Pause zu kurz, werden die Bilddateien nicht geschrieben, da der Sensor schon mit der nächsten Aufnahme beschäftigt ist. Sollten keine Bilder gespeichert worden sein, muss man die Pausenzeit einfach verlängern und ausprobieren.

– Manuelles Fokussieren geschieht auf der Startseite der App: Mit den Fingern einen hellen Stern heranzoomen und den Schieberegler auf der rechten Seite solange bewegen, bis der Fokus passt. Jetzt kann`s losgehen – mit einem Klick auf Start beginnt die Aufnahmeserie. Auf der Startseite der App wird unten der Status angezeigt sowie das geplante Ende der Aufnahmen. Zwischen den einzelnen Aufnahmen sowie am Ende der Bilderserie gibt es ein akustisches Signal, das optional ausgeschaltet werden kann.

Darks, Bias, Flats
Der gestandene Astrofotograf braucht natürlich Dark-Frames und Bias-Frames, um das Rauschen zu reduzieren. Flat-Frames werden benötigt, um die Vignettierung herauszurechnen. Die Linsen der Smartphones vignettieren sehr stark. Flecken auf dem Sensor sind vernachlässigbar, da die Telefone ja keine Wechselobjektive besitzen.

Darks werden wie bekannt aufgenommen: gleiche Belichtungszeit und ISO. Da ein Smartphone  keinen Objektivdeckel besitzt, verpacke ich es in eine Handytasche und  lege es im Keller in einen Koffer. Die nimmt so die Darks auf. Auf der Startseite kann man auch den Aufnahmetyp „Darks“ auswählen – dies ist eigentlich nur für den Dateinamen bestimmt, damit man später die einzelnen Aufnahmen auseinanderhalten kann.

Die Bias-Frames werden nach dem gleichen Muster angefertigt. Für die Flat Frames braucht man eine Flatfieldfolie oder Flatfieldbox. Einfach das Telefon auf die Flatfieldbox legen, als Belichtungszeit „Auto“ auswählen und die gleiche Anzahl an Frames wie die Lights auswählen. Es sieht zwar etwas lustig aus, wenn ein kleines Smartphone auf einer Flatfieldbox liegt, aber es funktioniert!

Auf zum fröhlichen Prozessieren
Die RAW-Bilder liegen im so genannten DNG-Format (Digital Negative, von Adobe 1997 spezifiziert) vor, das im Endeffekt ein Unterformat von TIFF ist, ohne die zahllosen Sonderformate von TIFF zu besitzen. Die DNG-Bilder (Lights, Darks, Bias, Flats) werden vom Telefon per USB herunter kopiert. Mit einem klassischen Stacking-Programm (DSS, StarTools, PixInsight) kann man dann die Aufnahmen wie die „normalen“ Bilder aus der Astrocam stacken und anschließend prozessieren (Photoshop, Lightroom …).

Nach zahllosen Tests scheint der Stacker „Sequator“ [3] vom chinesischen Entwickler Yi-Ruei Wu am besten geeignet zu sein. Dieser ist nicht nur schnell, sondern kann auch von sich aus die Lichtverschmutzung herausrechnen – alle Fotos hier im Beitrag sind zwar mit verschiedenen Smartphones erstellt worden, aber alle wurden mit Sequator und Photoshop bearbeitet.

Auf welchen Smartphones läuft die App?
Die App läuft auf sehr, sehr vielen Telefonen, u.a. auf Huawei, LG, Honor, HTC, OnePlus, Google. Es gibt aber Telefone, auf denen kann die App nicht richtig genutzt werden, weil das Telefon beispielsweise keine manuelle Belichtungszeit unterstützt (z.B. Nokia 1, Nokia 3). Diese so genannten Legacy-Devices bieten nur eine Grundausstattung an (JPEG, Auto-ISO, Auto-Belichtungszeit). Da kann ich zunächst auch als Entwickler nichts mehr machen. Auf der begleitenden Webseite und in der App pflege ich eine Kompatibilitätsliste [4].

Der größte Problemfall ist Samsung. Die eingebaute Kamera-App bietet maximal 10 Sekunden Belichtungszeit an. Leider will Samsung seinen Kamerasensor Drittentwicklern nicht öffnen und verschleiert den Zugriff auf den Sensor. Generell läuft die App unter Samsung-Smartphones. Nur unter S6, S7, S8, Note 5 und ein paar Tablets kann die App die maximale Belichtungszeit von 10 Sekunden anbieten. Mit S9 und Note 9 hat Samsung den Zugriff auf den Kamerasensor erneut verändert – ich konnte dies noch nicht lösen. Ich arbeite hart daran, auch auf S9, Note 9 und S10 die 10 Sekunden Belichtungszeit anzubieten, kann aber noch nicht sagen, mit welcher Version dies umgesetzt wird. Ein ähnliches Problem besteht auch auf Nokia 6, 7 und 8 sowie den Asus Zenfones. Im Endeffekt muss die App an alle diese Telefone (und noch weitere) kontinuierlich angepasst werden. Dadurch, dass immer wieder neue Modelle auf dem Markt erscheinen mit neuen Besonderheiten und Features, ist der Entwicklungsaufwand natürlich enorm, aber meiner Meinung nach lohnt es sich.

Wo geht die Reise hin?
Die aktuelle Version 1.2.8 bietet schon fast alles, was der Astrofotograf benötigt. Es wird noch weitere Updates geben, eine Fassung auch immer kostenlos. Ich plane zusätzlich eine Pro-Version mit weiteren Funktionen: Live-Stacking der Aufnahmen, Upload der Aufnahmen in die eigene Cloud (Dropbox, Google Drive …) oder auf den eigenen HTTPS-Webserver, Dithering und Zusammenarbeit mit PHDGuiding, eine eingebaute Zeitrafferfunktion, die automatisch Videos erstellt. Eine Startrails-Funktion steht auch auf der Feature-Liste, die auch animierbar sein soll. Das Aufzeichnen von RAW-Videos ist auf der Agenda, damit auch das Lucky-Imaging in der App möglich wird.

Derzeit gibt es knapp 4000 Beta-Tester, die mir viele Anregungen und Erweiterungen vorgeschlagen haben. Diese werden auf jeden Fall auf ihre Kosten kommen und können sich auf tolle Updates der App freuen. Die Zukunft hat mal wieder begonnen.

Aufnahmen ohne Teleskop
Die Android-App „DeepSkyCamera“ nutzt das Weitwinkelobjektiv des Smartphones und den Kamerasensor, um Aufnahmen zu tätigen. Das Smartphone kann dazu auf eine Reise- oder Teleskopmontierung installiert werden. Man benötigt nur noch einen Kugelkopf und eine Smartphone-Klemme (Abb. 7). Das weitere Vorgehen ist dann wie bei der klassischen Astrofotografie mit einer DSLR oder DSLM, die anstelle des Smartphones platziert werden würde. Während der Nachführung kann man die maximal mögliche Belichtungszeit nutzen, die das Smartphone unterstützt. Viele Smartphones bieten zwischen 30 und 35 Sekunden an. Das Telefon mit der längsten Belichtungszeit ist derzeit das Xiaomi Mi Note 10, welches sagenhafte 60 Sekunden bietet und in der DeepSkyCamera-App genutzt werden kann. Es werden beispielsweise 100 Bilder aufgenommen, später die Darks, Flats und Bias Frames, die dann mit Hilfe einer Stacking-Software und Bildbearbeitungssoftware prozessiert werden.

Auch ohne Nachführung kann das Smartphone betrieben werden. Es reicht sogar aus, wenn man das Telefon auf einen Tisch o. ä. legt, damit der Kamerasensor senkrecht in den Zenit zeigen kann. Es entstehen bekanntermaßen schnell Strichspuren, so dass die Belichtungszeit auf wenige Sekunden beschränkt ist, wenn punktförmige Sternabbildungen gewünscht werden. In unseren Breitengraden sind für Aufnahmen im Zenit bis zu 15 Sekunden möglich. Die Weitwinkelobjektive der Smartphones haben in der Regel eine Brennweite von 2 bis 5 mm, was umgerechnet dem Bildwinkel eines Kleinbildobjektivs von 13 bis 33 mm Brennweite entspräche. Nach der Formel

Tmax = 400 s / f (in mm)

kommen wir bei einem 4-mm-Objektiv (entspricht 27 mm Brennweite im Kleinbildformat) damit auf knapp 15 Sekunden maximale Belichtungszeit.

Befestigung am Teleskop
Wenn man ein Teleskop benutzt, wird das Smartphone über einen Adapter vor dem Okular befestigt. Dies ist die klassische Okularprojektion. Hierbei muss der Abstand vom Objektiv zum Okular sehr genau ermittelt werden, ich komme weiter unten noch darauf zu sprechen. Am sinnvollsten sind hier Tests am Tage mit der Sonne (nur mit Sonnenfilter) oder am Mond. Viele Adapter sind preisgünstige Varianten, die oft nur eine Verstellung in zwei Achsen ermöglichen (links-rechts sowie oben unten). Besser sind Adapter, welche das Smartphone in drei Achsen verschieben können, also auch vor und zurück.

Sehr gut geeignet sind nach meinen Tests nur zwei Adapter: Celestron NexYZ und Baader Microstage. Der Erstere hat einen Halter, in welchen das Smartphone direkt eingeklemmt wird (Abb. 8). Der Nachteil: die Klemmung erfolgt über eine Schraube von der Seite. Durch starkes Anziehen kann man den Adapter zwar festklemmen, aber bei schweren Smartphones kann der Adapter trotzdem verrutschen, insbesondere bei schnellen Schwenks. Es ist also darauf zu achten, dass man bei Teleskopschwenks langsam und ruhig vorgeht, auf keinen Fall hektisch und schnell. Einen weiteren Nachteil hat der Celestron-Adapter: Wenn das Smartphone in der Halterung eingeklemmt ist, wird es auch von einem kleinen Überstand auf der Unterseite gehalten. Das ist zunächst praktisch und hilft gegen ein Durchrutschen. Aber dieser Überstand verdeckt den USB-Anschluss. Dadurch kann das Telefon nicht geladen oder mit einem Computer verbunden werden. Ich habe mir geholfen, indem ich ein Loch in den Überstand gefeilt habe, durch das ich ein USB-Kabel ziehen kann. Das sollte Celestron standardmäßig anbieten!

Der Adapter Baader Microstage ist eigentlich für Kompaktkameras gedacht, so dass man noch eine Smartphone-Klemme mit 1¼-Zoll-Schraubgewinde dazukaufen muss Diese Klemme gibt es für wenige Euro bei Amazon, eBay oder AliExpress. Es gibt mittlerweile aus China unzählige Microstage-Klone, die dem Original sehr ähnlich sind und nur einen Bruchteil kosten – sie funktionieren genauso gut. Auf jeden Fall müssen die Klone eine Drei-Achsen-Verstellung besitzen. Weitere preisgünstige Smartphone-Adapter sind schon für 3 bis 20 Euro erhältlich, direkt aus China. Man kann damit experimentieren, aber die Verstellung in der z-Achse ist bei den günstigen Adaptern nicht möglich. Man muss selbst den Adapter am Okular vor- oder zurückschieben, was manchmal durch die Bauart des Okulars gar nicht geht, weil es schlicht zu dick ist. Dies betrifft auch die teuren Vixen- und Orion-Adapter (beide über 80 Euro). Abzuraten ist auch von den individuell hergestellten Adaptern für bestimmte Telefone. Durch die schnelle Austauschrate von Smartphones muss man immer einen neuen Adapter kaufen und diese sind ohne eine Verstellmöglichkeit in der z-Achse.

Okulare
Die Okulare tragen natürlich entscheidend zur Qualität bei. Meistens nutze ich 100°-Okulare. Alles führt im Bildfeld zu einem mehr oder weniger großen Rand, da das Objektiv der Smartphone-Kamera weitwinkelig ist. Die Abbildung 9 zeigt einen solchen Rand mit einem 60°-Okular. Gleichzeitig spielt auch hier die Brennweite des Objektivs eine Rolle. Das aktuelle Samsung S20 Ultra hat eine Brennweite von 7 mm, daher tritt selbst bei einem 60°-Okular kein Rand auf. Bei einem Nokia 1 Plus mit 2,83 mm Brennweite dagegen sehr wohl.

Welche Okulare und Brennweiten verwendet werden, hängt natürlich immer vom Einsatzzweck ab. Der Astrofotograf Matthijs Burgmeijer aus Groningen nutzt für seine Deep-Sky-Aufnahmen an einem 10-Zoll-Newton ein 25-mm-Plössl-Okular und erzielt damit erstaunliche Resultate, wie sein Bild von M 16 zeigt (Abb. 10). Ich nutze häufig am Takahashi FS 60 bzw. TOA 130 ein 13- oder 20-mm-Okular für 100° von APM Lunt.

Für Aufnahmen von Sonne und Mond müssen andere Okulare her – ich verwende
hier viel die extremen Brennweiten 3,5 mm (APM Lunt 110°) und 6,7 mm von Explore Scientific 82° (Abb. 11).

Abstand Okular – Smartphone
Entscheidend für die Qualität der Aufnahmen und die Ausleuchtung des Kamerasensors ist der Abstand des Smartphones vom Okular. Da es sich um Aufnahmen mit dem Kameraobjektiv durch das Okular handelt, muss dieser Abstand sehr genau eingestellt werden. In der klassischen Astrofotografie gibt ein Hersteller von Flattnern, Reducern, Extendern und Koma-Korrektoren den korrekten Arbeitsabstand vor, der mit Hilfe von Zwischenringen und Hülsen erreicht werden kann.

Bei Smartphones gibt es diese Vorgaben nicht. Mit den beiden Adaptern von Celestron und Baader kann der Abstand (z-Achse) feinfühlig eingestellt werden, der genaue Wert muss experimentell ermittelt werden. Dieser hängt vom Okular und Smartphone ab. Werden diese gewechselt, wird sich auch der Abstand verändern. Ist der Abstand zu groß oder zu klein, tritt bei vielen Okularender Bohneneffekt (Kidney-Bean-Effekt) auf. Die Abbildung 8 zeigt einen typischen Abstand.

An meinem Setup (Takahashi TAO 130 mit 1,5x-Extender und 3,5-mm-Okular von APM Lunt) beträgt der Abstand mit einem Xiaomi Mi9T 8 mm. Tauscht man das Telefon gegen ein Xiaomi Redmi Note 8 Pro, sind es 10 mm. Mit einem Motorola One Vision dagegen sind es 12 mm.

Die Bildreihe in der Abbildung12 verdeutlicht die Unterschiede. Links ist der Abstand vom Smartphone zum Okular zu gering, der Bohneneffekt ist sichtbar. Im rechten Bild ist der Abstand zu groß, auch hier entsteht der gleiche Effekt. Im mittleren Bild dagegen ist der ideale Abstand erreicht. Das Bild wird maximal ausgeleuchtet.

Streulicht
Ein nicht zu vernachlässigender Punkt ist der seitliche Lichteinfall bei der Okularprojektion. Da Verlängerungshülsen für derartige Zwecke am Smartphone nicht existieren bzw. nicht angebracht werden können, kann man bei einigen Okularen (z. B. Baader Hyperion) entsprechende Ringe vorne anschrauben, um hier einen seitlichen Lichteinfall und Reflexionen zu minimieren. Oder man wickelt Verdunkelungsstoff um die ganze Aufnahmeeinheit.

In Zukunft ein Bajonettverschluss?
Für die Astrofotografie mit dem Smartphone wäre es sehr hilfreich, wenn auch die Linse abgeschraubt werden könnte und ein Adapter für einen Bajonett-Verschluss – ähnlich wie bei einer DSLR, DSLM oder Astrokamera – für Fokalaufnahmen am Teleskop verwendet werden könnte. Aktuell ist dies noch nicht möglich. Interessanterweise hat Apple im Jahr 2012 ein solches Patent eingereicht, das zwei Jahre später unter der Nummer US-Patent 8,687,299 akzeptiert wurde [5]. Die Abbildungen zu dem Patent zeigen einen sehr interessanten Bajonett-Verschluss, der Wechselobjektive und Adaption an Teleskopen ermöglichen würde. Bis heute haben wir einen derartigen Bajonett-Verschluss noch nicht im Handel gesehen, aber die Entwicklung schreitet stetig voran.

Autor: Michael Seeboerger-Weichselbaum

Internetlinks (Stand Juli 2019, April 2020):

[1] Die App DeepSkyCamera für Android, www.deepskycamera.de/

[2] Google-Playstore, https://play.google.com/store/apps/details?id=de.seebi.deepskycamera

[3] Der Stacker „Sequator“, https:sites.google.com/site/sequatorglobal/

[4] Kompatibilitätsliste, www.deepskycamera.de/smartphones.php

[5] MacTechNews, www.mactechnews.de/news/article/Apple-Patent-ueber Bajonettverschluss-fuer-Kameralinsen-158097.html

[6]  Selbstbau einer Smartphonehalterung

 Abb. 1: Oberfläche der DeepSkyCamera-App im Nachtmodus
Abb. 2: Mond mit Xiaomi Pocophone F1 durchs Okular (Explore Scientific 6,7 mm am Takahashi FS 60), 300 DNG-Dateien, ISO 100, Belichtungszeit 1/300 s. Prozessiert mit PIPP, AutoStakkert, Registax und Photoshop.7
Abb. 3: Sonne und Sonnenfleck NOAA 12738 mit Lichtbrücke, Aufnahme mit Xiaomi Pocophone F1 in Okularprojektion (ExploreScientific-6,7-mm-Okular am Takahashi FS 60). 300 DNG-Dateien, ISO 100, Belichtungszeit 1/2000 s. Prozessiert mit PIPP, AutoStakkert, Registax und Photoshop.
Abb. 4: Orion und Stier, aufgenommen mit einem LG G6, 129 Frames à 33 s, ISO 800, Gesamtbelichtungszeit 60 min. Prozessiert mit Sequator.
Abb. 5: Plejaden und Hyaden, LG G6, Dezember 2018. 120 Frames à 33 s, ISO 800, Gesamtbelichtungszeit 60 min. Prozessiert mit Sequator.
Abb. 6: Nächste Seite: Sternstrichspuren vom 31.03.2019 mit Honor View 10, 1100 Bilder à 15 s und ISO 1600, 15 s Pause zwischen den Bildern.
Abb. 7: Smartphone mit Kugelkopf und Klemme auf der Reisemontierung SkyTracker von iOptron
Abb. 8: Befestigung eines Smartphones am Okular für ein voll ausgeleuchtetes Bild
Abb. 9: Mond im Huawei P20 Pro und einem 60°-Okular am Takahashi TOA 130 in Okularprojektion
Abb.10: M 16, aufgenommen von Matthijs Burgmeijer im National Park Lauwersmeer mit Huawei P20 Pro, 10-Zoll-Newton f/4,8, 25-mm-Super-Plössl, 61 Lights je 30 Sekunden, dazu 50 Darkund 50 Biasframes, ISO 1250. (Mit freundlicher Genehmigung des Bildautors)
Abb. 11: Krater Clavius mit Xiaomi Pocophone F1, Explore-Scientific-6,7-mm-Okular am Takahashi TOA 130 und TeleVue 2.5x Powermate. 200 DNG-Dateien, ISO 100, Belichtungszeit 1/80 s, prozessiert mit PIPP, AutoStakkert, RegiStax und Photoshop
Abb. 12: Oben: Der Abstand zwischen Okular und Telefon ist zu klein. Mitte: Idealer Abstand zwischen Okular und Smartphone, das Bild wird voll ausgeleuchtet. Unten: Der Abstand zwischen Okular und Telefon ist zu groß.

Praktische Tipps zur Reinigung eines großen astronomischen Spiegels
Die hier beschriebene Spiegelreinigung ereignete sich im August 2018 bei 38°C. Vielleicht kann unser Adhoc-Bericht die ansonsten eher nüchternen technischen Darstellungen einmal etwas lockerer rüberbringen …

Ein großes Teleskop wie unser 1,12-m-Newton in der EXPO-Sternwarte Melle (Abb. 1) muss regelmäßig technisch gewartet werden. Dazu zählt immer wieder das Säubern der parallaktischen
Gabelmontierung, hin und wieder ein Neuanstrich, alle zwei Jahre das Abschmieren des 850 mm durchmessenden Schneckenrades und der Schnecke, schließlich auch die Überprüfung des Lasalle-Systems. Das ist ein Hebelsystem, mit dem berechnete Gewichtskräfte an 12 verteilten Punkten auf die Unterseite des 330 kg schweren Hauptspiegels und an 16 Punkten peripher auf den Spiegelrand wirken, so dass Durchbiegungen und radiale Verformungen verhindert werden. Hinzu kommt das regelmäßige Reinigen aller optischen Komponenten wie Okulare, Frontlinse des 5-Zoll-Korrektors im Okularauszug, Haupt- und Fangspiegel. Während der Fangspiegel kaum Beeinträchtigungen mitbekommt, gelangt auf den Hauptspiegel – auch wenn er geschützt eingebaut ist – sehr viel Schmutz. Deshalb ist das regelmäßige Säubern des großen 1.120-mm-Spiegels eine der wichtigsten Wartungsarbeiten. Bevor wir die Reinigung in einer erklärenden Bildfolge vorstellen, seien gemäß der fröhlichen Maxime „möglichst keine Praxisanleitung ohne verkopfte Theorie“ zuerst einige Vorüberlegungen zur Spiegelreinigung aufgeführt.

Abb. 1: Der 1,12-m-Newton-Reflektor der EXPO-Sternwarte Melle

Der Wascheffekt allgemein hängt gemäß der Überlegungen des Chemikers Herbert Sinner ab von den vier Faktoren mechanische Einwirkung, Waschtemperatur, eingesetzte chemische Reinigungsmittel und Zeit („Sinnerscher Kreis“ [1]). Jedoch setzt uns die Empfindlichkeit der Spiegeloberfläche in unserem Newton-Teleskop rigide Restriktionen bezüglich der gerade noch spiegelverträglichen Intensität der jeweiligen Reinigungsfaktoren.

Abb. 2: Der Hauptspiegel ist stark verschmutzt

Mechanische Einwirkung
Die spiegelnde Schicht eines astronomischen Spiegels liegt dem hochgenau geschliffenen Glaskeramikblock oben auf – im Gegensatz zu einem Haushaltsspiegel – und ist daher nicht zuverlässig durch eine stabile Glasschicht, sondern allenfalls nur gering durch eine Oberflächenversiegelung geschützt. Damit dort keine Kratzer entstehen, lassen wir den zur mechanischen Reinigung verwendeten Wattebausch nur mit seiner in der Reinigungsflüssigkeit verbleibenden Gewichtskraft mit langsam kreisenden Bewegungen auf die Spiegelfläche einwirken, also niemals scheuern!

Waschtemperatur
Die Ausdehnung des Glaskeramikblocks sollte gegenüber Temperaturänderungen invariant sein, nicht jedoch die der spiegelnden Oberfläche. Damit es bei Letzterer nicht zu temperaturbedingten
Verwerfungen/Auffaltungen des spiegelnden Materials kommt, verwenden wir nur eine geringfügig mehr als handwarme Reinigungslösung.

Abb. 3: Das Waschwasser im Hohlspiegel bildet bei Senkrechtstellung des Teleskops einen zum Spiegelmittelpunkt symmetrischen Kreis

Chemische Reinigungsmittel
Auch hier gehen wir vorsichtig vor und erlauben uns nur die Verwendung eines handelsüblichen Handspülmittels ohne Scheuermittelzusätze in sauberem Leitungswasser, das anschließend zuerst mit reinem Leitungswasser weggespült wird. Damit sich keine Trocknungsflecken durch ehemals im Leitungswasser gelöste Salze bilden, werden umgehend die noch nassen Leitungswasserrückstände mit destilliertem bzw. entsalztem Wasser fortgespült.

Zeit
Wir lassen die wässerige Geschirrspülmittellösung wenige Minuten einwirken.

Soweit die einleitenden Überlegungen. Und es waren möglicherweise je nach gusto zu viele – ähnlich einiger Kapitel in der Zentralen Dienstvorschrift der Bundeswehr. Wir lernten damals außer umständlichen Formulierungen auch, dass die bekannte befreundete Nation jenseits des Atlantiks ihre militärischen Inhalte mittels bebilderter Comics unter ihre Kämpfer brachte. War das möglicherweise schon im Vorgriff auf die Verstandeskraft ihres heutigen absolut großartigen Präsidenten? Und ganz im Gegensatz zu „unserer Truppe“ – Bildgeschichten können wir auch: Der Spiegel wird im Laufe des Jahres immer stark verschmutzt (Abb. 2). Staub, Schmier, Flusen und Haare gelangen jederzeit auf seine Oberfläche. Das ist bei einem öffentlichen Sternwartenbetrieb unvermeidbar. Ernten auf den umliegenden Feldern sorgen regelmäßig für zusätzlichen Dreck. Schlimm ist besonders die lange Blütezeit des Raps, in der klebrige Substanzen bei geöffnetem Dach vorzugsweise in das Obergeschoss der Sternwarte eindringen und sich auch auf dem Spiegel niederschlagen.

Abb. 4: Reinigung per Wattebausch

Nun können wir den 330 kg schweren Sitallspiegel nicht einfach herausnehmen und unter fließendes Wasser halten. Wir mussten uns eine ganz besondere Prozedur ausdenken, die sich inzwischen bewährt hat. Zunächst wird das Teleskop so aufgerichtet, dass der Spiegel horizontal liegt. Eine Wasserwaage hilft dabei. Warmes Leitungswasser, mit etwas mildem
Geschirrspülmittel versetzt, wird in den Hohlspiegel geschüttet. Der Wasserrand zeigt dann, ob er im Spiegel symmetrisch zum Mittelpunkt liegt (Abb. 3). Je mehr Wasser zugeschüttet wird, umso feinere Lagekorrekturen sind angebracht. Kaum zu glauben: Um den gesamten Spiegel randvoll zu füllen, sind rund 50 Liter Waschwasser nötig.

Abb. 5: Auffangen des Waschwassers

Nachdem das Wasser mit dem Spülmittel eine Zeit lang auf den festgefressenen Dreck eingewirkt hat, wird ein Wattebausch in das Wasser eingetaucht (Abb. 4) und dann vorsichtig über die vom Wasser bedeckte Spiegeloberfläche gezogen, um die Schmutzteilchen ohne Spiegelverkratzungen zu lösen. Dieser erste Reinigungsgang wird nach und nach über die gesamte Spiegeloberfläche ausgedehnt. Um danach das Schmutzwasser abzuschütten, wird das Teleskop mit höchster Geschwindigkeit nach Norden gefahren, so dass der Spiegel möglichst schnell in Schräglage kommt. Das auslaufende und spritzende Waschwasser wie auch das zum Nachspülen verwendete reine Leitungswasser wird eine Etage tiefer im Raum der Montierung mit zwei großen Wannen aufgefangen. Natürlich geht immer eine größere Wassermenge daneben und muss aufgewischt werden (Abb. 5). Wir bevorzugen deshalb zur Spiegelwaschung möglichst warme Tage, denn dann läuft der Trocknungsvorgang auch bezüglich der mechanischen Teile der Spiegelhalterung (bei uns ein LasalleSystem) problemlos und schnell ab.

Abb. 6: Die Erstreinigung muss wiederholt werden

Im Anschluss an die Erstreinigung zeigt ein prüfender Blick auf den Spiegel, ob der Reinigungsvorgang noch einmal wiederholt werden muss (Abb. 6). Haben wir eine zufriedenstellende Sauberkeit erreicht, dann wird die gesamte Spiegeloberfläche abschließend mit destilliertem Wasser abgespült (Abb. 7). So glänzt nun das gute Stück wieder und lässt die Sterne in neuem Glanz erstrahlen!

Aber Vorsicht: So großzügig gehen wir nur bei unserem Teleskopspiegel mit Wasser um, denn bei einem mehrlinsigen Refraktor kann durch Kapillarkräfte Wasser auch entgegen der Schwerkraft zwischen die Linsen gelangen und lange dort verbleiben!

Alle genannten Reinigungsschritte und damit auch die Reinigungswirksamkeit sind in ihrer Intensität beschränkt. Daher ist uns die Schmutzvermeidung in der Sternwarte ein wichtiges Thema. So wurde uns bereits während der allerersten öffentlichen Führung klar, dass wie
auch sonst oft im Leben ein verbotenes Anfassen (hier: des Spiegels mit fettigen Fingern) sich nicht durch noch so viele gute Worte, sondern nur durch mechanische Barrieremaßnahmen verhindern lässt. Bei dieser ersten Führung entdeckten wir auffällige Fingerspuren eines ungestümen Besuchers. Lachen konnten wir darüber aber erst später.

Abb. 7: Sauber – wir sind zufrieden!

Wie schon seit vielen Jahrzehnten bei der Verkündigung der Lottozahlen sei abschließend auch hier erwähnt: Diese Tipps sind ohne Gewähr! Für ältere, üblicherweise deutsch sprechende Eingeborene: Relativierungen des soeben Geschriebenen durch ängstliche Autoren heißen inzwischen wohlklingend „Disclaimer“.

Die schmunzelnden Autoren dieses Berichts sind Mitglieder der Astronomischen Gesellschaft Bochum-Melle

Autoren: Peter Riepe und Harald Tomsik

Internetlinks:
[1] U. Rust, 2004: „Der Sinnersche Kreis, Basis einer erfolgreichen Reinigung und Desinfektion“, http://fzarchiv.sachon.de/Zeitschriftenarchiv/Getraenke-Fachzeitschriften/Getraenkeindustrie/2004/11_04/GI_11-04_Der_Sinnersche_Kreis.pdf#all_thumb



Alternative Methode für kleine Spiegel

Den Hauptspiegel von meinem 14-Zöller Dobson habe ich wie folgt gereinigt:
Ich habe den Spiegel zunächst in einen sauberen Behälter gelegt. In meinem Fall war das ein Blumenkübel aus Kunststoff. In diesen Kübel habe ich den Spiegel 2 Tage in destillieren Wasser „eingelegt“.
Um den Spiegel dann zu reinigen, habe ich meine Finger zunächst fettfrei gemacht, indem ich die Hände 10 Minuten lang in möglichst heißes Wasser mit viel Spülmittel gehalten habe. Dann habe ich den Schmutz auf der Spiegeloberfläche noch im Wasserbad mit den bloßen Fingern vorsichtig abgerieben. Im Anschluss habe ich den Spiegel in der Spüle mit warmen, destillierem Wasser angespült. Dadurch, dass das Wasser warm war, ist es gut getrocknet. Den Rest habe ich mit einem Föhn, (wie bei der Trocknung nach der Autowäsche) abgeblassen. Die letzten hartnäckigen Tropfen, habe ich mit einem sauberen Papierküchentuch abgetupft.

Das hat gut geklappt. (Nachahmung auch bei dieser Methode auf einige Gefahr)

Autor: Hubert Hermelingmeier

Himmelsbeobachtung mit dem Fernglas
Wenn sich der angehende Sternfreund mit den Grundbegriffen der Astronomie vertraut gemacht hat und auch schon die bekanntesten Sternbilder am Himmel finden kann, wird bald der Wunsch nach einem optischen Instrument zwecks Erweiterung des Horizonts wach werden. Wenn sich der angehende Sternfreund mit den Grundbegriffen der Astronomie vertraut gemacht hat und auch schon die bekanntesten Sternbilder am Himmel finden kann, wird bald der Wunsch nach einem optischen Instrument zwecks Erweiterung des Horizonts wach werden.

In der Regel wird dann der Kauf eines kleinen oder mittleren Fernrohrs in Erwägung gezogen, von denen es dieser Tage zahlreiche attraktive Angebote gibt, sei es nun über Internet, Fachhändler oder Discount-Warenhäuser.

Darum soll es aber hier nicht gehen. Vielmehr will ich ein Instrument, das in vielen Haushalten bereits vorhanden ist, genauer behandeln: das Fernglas. Der Anfänger in der beobachtenden Astronomie mag dieses vielleicht ignorieren, weil er ihm die Eignung für astronomische Beobachtungen abspricht. Da liegt er aber falsch, wie die folgenden Ausführungen bestätigen werden. Ich will sogar so weit gehen und behaupten, dass der angehende Amateurastronom den richtigen Umgang mit optischen Instrumenten mit einem Fernglas erlernen sollte, ehe er den Kauf eines größeren Teleskops in Erwägung zieht.

Ein Fernglas? Das vergrößert doch kaum. Wie kann es da für astronomische Beobachtungen geeignet sein? So mag mancher Einsteiger argumentieren. Auch wenn es auf den ersten Blick eigenartig erscheinen mag: Die Vergrößerung ist die am wenigsten wichtige Eigenschaft eines optischen Instruments. So gibt es in der Tat nur eine Hand voll Objekte, die starke Vergrößerungen erfordern, weil nur dann feine Details sichtbar werden: Da wären Sonne, Mond und die hellen Planeten zu nennen.

Am wichtigsten ist der Durchmesser des Objektivs, also des  Licht sammelnden Mediums. Je größer dieses ist, umso mehr Licht sammelt und verstärkt es, und wir können schwache Sterne und Nebel oder Sternhaufen erkennen, die dem bloßen Auge verborgen bleiben. Ein gutes Beispiel hierfür ist der Sternhaufen Praesepe im Krebs, der auch unter der Bezeichnung M 44 bekannt ist. Das bloße Auge sieht lediglich ein rundes Nebelfleckchen. Im Fernglas löst es sich in Einzelsterne auf – ein prächtiger Anblick.

Ein Fernglas bietet ein großes Gesichtsfeld von bis zu 7°. Ein Fernrohr kann da nicht mithalten. Man kommt mit speziellen Weitwinkelokularen auf bestenfalls 2°. Und es gibt viele Himmelsobjekte, die große Flächen überstreichen und somit kaum in das Blickfeld eines Teleskops passen. Ein gutes Beispiel ist der eben schon erwähnte Sternhaufen Praesepe. Im Fernrohr sieht man aufgrund der starken Vergrößerung und des kleinen Gesichtsfeldes nur noch ein mehr oder weniger lockeres Sternfeld. Das heißt also: Der Haufencharakter, der bei der Fernglasbeobachtung noch deutlich war, geht bei starker Vergrößerung völlig verloren.

So wird deutlich, dass viele stellare Objekte  ihren Charakter eigentlich nur bei Betrachtung mit dem Fernglas offenbaren. Die Fernrohrbeobachtung bringt da höchstens bei schwächsten Vergrößerungen etwas: Ich kann hier auch aus eigener Erfahrung sprechen. An meinem 4“-Refraktor (102mm Objektivdurchmesser) benutze ich am häufigsten die 30-fache Vergrößerung, weil diese das größte Gesichtsfeld bietet. Ansonsten verwende ich ein Fernglas 10 x 50, d. h. es vergrößert 10-fach bei einem Objektivdurchmesser von 50mm. Die meisten Amateurastronomen benutzen neben ihrem Teleskop auch ein gutes Fernglas für schnelle Übersichten oder im Urlaub. Ich selber muss zugeben, dass ich mein Fernglas häufiger gebrauche als mein Fernrohr.

Und hier wären wir auch schon bei der Frage, was für ein Fernglas am besten für astronomische Beobachtungen geeignet ist. In erster Linie zählt hier, wie schon weiter oben erwähnt, der Objektivdurchmesser. Je größer er ist, desto schwächere Objekte können erkannt werden – und das ganz unabhängig von der Vergrößerung. 50mm sind gut brauchbar, in der Regel haben diese Gläser Vergrößerungen von 7- bis 10-fach. Qualitativ gute Gläser dieses Formats sind im Fachhandel für relativ wenig Geld zu haben. Außerdem haben sie den Vorteil, dass sie noch freihändig benutzt werden können. Allerdings empfiehlt sich in jedem Fall ein Fotostativ zur festen Aufstellung. Dies gilt besonders für Super- Ferngläser mit Objektiven von über 100mm Durchmesser, die natürlich für astronomische Beobachtungen besonders geeignet sind. Sie leisten nahezu genau soviel wie kleinere oder mittlere Amateurteleskope. Allerdings sind diese nicht billig und für den Anfänger mit wenig beobachterischer Erfahrung kaum empfehlenswert. Ich selbst würde aufgrund eigener Erfahrung zu einem 10 x 50 Fernglas raten. Es zeigt aufgrund seiner hohen Lichtstärke schwache Objekte, macht das Urlaubsgepäck nicht schwer und kostet nicht die Welt.

Hält man das Fernglas gegen eine hell erleuchtete Fläche, so sieht man in den Okularen (also dort, wo man in das Glas hinein sieht), ein kleines, rundes und helles Scheibchen. Dies ist die so genannte Austrittspupille. Deren Größe bestimmt, wie viel  Licht das Auge des Beobachters erreicht. Sie errechnet sich, wenn man den Objektivdurchmesser in mm durch die Vergrößerung teilt. Das wäre also bei unserem 10 x 50 Fernglas 50/10 = 5. So hat die Austrittspupille einen Durchmesser von 5mm. Die Pupille des menschlichen Auges erreicht bei optimaler Dunkelheitsadaption einen Durchmesser von maximal 6 oder 7mm, bei älteren Menschen vielleicht etwas weniger. So macht es wenig Sinn, ein Fernglas zu benutzen, dessen Austrittspupille größer ist als die des Auges: Ein Glas von 9 x 63 hat eine Austrittspupille von 7mm, und wenn das Beobachterauge nur auf 5mm kommt, kann dies die Lichtmenge, die das Glas erfasst, gar nicht aufnehmen.

Was nun kann man mit dem Fernglas am Himmel sehen? Auf jeden Fall mehr, als der Anfänger in der beobachtenden Astronomie zunächst glauben mag. Unser Mond ist ein schönes Beispiel. Selbst bei geringer Vergrößerung ist ein großer Detailreichtum erkennbar.

Man halte sich vor Augen: Der Mond ist im Mittel ca. 380.000 km von der Erde entfernt. Betrachten wir ihn im Fernglas bei 10-facher Vergrößerung, sehen wir ihn so, als sei er nur 38.000km von der Erde entfernt, also 10 Mal näher. Da werden durchaus Krater von lediglich 10km Durchmesser bei guter Luft erkennbar. Auch Mondfinsternisse sind eine Paradeangelegenheit für das Fernglas.

Auch unsere Sonne ist ein dankbares Beobachtungsobjekt. Allerdings sei hier dringendst vor ungeschützter Beobachtung gewarnt! Ohne geeignete Filter darf man niemals in die Sonne sehen, andernfalls riskiert man schwere Augenschäden bis hin zur völligen Erblindung! Am besten eignen sich spezielle Folien, die z. B. die Firma BAADER PLANETARIUM anbietet. Diese kann man zuschneiden und auf eine geeignete Halterung kleben, die dann vor die Optik gesetzt wird. Ich selbst habe sowohl für mein Fernglas als auch für meinen Refraktor Halterungen aus Hartpappe gebastelt.

Größere und mittlere Sonnenflecken sind im Fernglas ohne weiteres zu sehen. Die Anzahl der Sonnenflecken hängt davon ab, ob wir uns gerade einem Sonnenfleckenminimum oder -maximum nähern.

Womit wir auch schon bei den Planeten angelangt wären. Wenn Venus der Erde recht nahe steht und sich als relativ große Sichel zeigt, ist diese bereits im Fernglas gut zu sehen. Steht Venus weiter weg von der Erde, ist ihr Durchmesser zu klein. Im Fernglas sieht man nur einen Punkt. Ähnliches trifft auch für fast alle anderen Planeten zu: Lediglich bei Jupiter, dem größten aller Planeten, kann bereits bei 10-facher Vergrößerung ein Scheibchen erkannt werden. Außerdem sieht man die 4 hellsten Jupitermonde Io, Europa, Ganymed und Kallisto. Die hellsten von ihnen, Ganymed und Io, wären theoretisch sogar dem bloßen Auge zugänglich, wenn der helle Jupiter sie nicht überstrahlte.

Das Ringsystem des Saturn kann im Fernglas noch nicht gesehen werden. Dafür taucht aber der größte und hellste Mond Titan auf. Unter günstigen Bedingungen ist vielleicht auch der zweithellste Mond Rhea zu sehen.

Uranus ist theoretisch mit dem freien Auge gerade noch zu erkennen. Mit Hilfe des Fernglases und einer guten Sternkarte ist es aber kein Problem, den Planeten zu finden. Ähnliches gilt für den noch schwächeren Neptun, dieser ist jedoch mit freiem Auge nicht mehr zu sehen.

Seine ganze Stärke spielt das Fernglas jedoch im stellaren Bereich aus: Es zeigt Sterne, die dem bloßen Auge nicht mehr zugänglich sind, ähnliches gilt für Sternhaufen und Nebel. Das will ich hier etwas greifbarer machen: Das bloße Auge sieht für gewöhnlich soeben noch Sterne der 6. Größe, wobei das Wort Größe für die Helligkeit steht. Ganz grob sind Sterne 1. Größe die hellsten und solche 6. Größe die schwächsten. Detaillierter ist dieses Gebiet hier auf den Einsteigerseiten bereits besprochen worden, sodass sich weitere Ausführungen meinerseits erübrigen.

Ein lichtstarkes Fernglas zeigt durchaus Sterne, Sternhaufen und Nebel von 11. Größe, d. h. ca. 100mal lichtschwächere Objekte als dem freien Auge gerade noch zugänglich. Die Farben jedoch, die durch verschiedene Gas erzeugt werden, sind im Fernglas nicht zu sehen.

Auch im Bereich der Doppelsterne ist das Fernglas kein Versager: Man durchmustere einmal den Himmel einfach ziellos. Es ist erstaunlich, wie viele Sternpaare, die dem bloßen Auge nicht zugänglich sind, im Gesichtsfeld auftauchen. Oder ein freisichtiger Einzelstern löst sich im Fernglas in zwei Komponenten auf. In vielen Fällen sind dies physische Paare, d. h. sie bilden ein System und sind gravitativ aneinander gebunden. Es gibt aber auch so genannte optische Doppelsterne. Das sind Sterne, bei denen die Komponenten von der Erde aus gesehen zufällig fast genau in der gleichen Blickrichtung stehen.

Das unbewaffnete Auge kann zwei Sterne noch trennen, wenn sie einen Abstand von ca. 4 Gradminuten haben, das entspricht nicht ganz 1/8 des Vollmonddurchmessers. Das Fernglas jedoch trennt durchaus noch Sternpaare mit einem Abstand von ca. 30 Gradsekunden, was wiederum 1/8 des mit bloßem Auge Auflösbarem ist.

Für die Fernglasbeobachtung sind die sternenreichen Milchstraßengebiete ganz besonders geeignet. Dies gilt vor allem für das Milchstraßenzentrum im Bereich des Sternbildes Schütze, wo man bereits freisichtig helle Sternwolken und Nebel erkennen kann. Das Fernglas bietet hier aufgrund seiner hohen Lichtstärke und seines großen Blickfeldes einen überwältigenden Anblick. Das Fernrohr würde hier wegen seines kleinen Gesichtsfeldes die Wirkung dieses Gebietes völlig zerstören.

Autor: Hans-Dieter Gera

Mehr zum Thema auf dieser Webseite: Hinweise zum Kauf eines Fernglases

Weiterführener Link:
Fernglas-Objekte am Stadthimmel

Relevante Faktoren bei der Planetenbeobachtung
In nachfolgendem Diagramm wird der lange Weg des Lichts vom eigentlichen realen Planeten bis zur Wahrnehmung im menschlichen Gehirn gezeigt. Das Lichtsignal wird dabei durch eine Vielzahl an Aberrationen verändert und beeinflusst. Beachten Sie alle Stationen im Diagramm und überlegen Sie sich, wie Ihre persönliche Situation diese Punkte beeinflusst, positiv oder negativ? Welche Punkte können Sie als „optimal erfüllt“ bezeichnen und wo könnte etwas verbessert werden?

Achtung! Die Angabe der Ideal-Situation gilt nur für die visuelle Planetenbeobachtung

Relevante FaktorenIdeal-Situation, Komentar:
Planetin Opposition, max. scheinbarer Durchmesser
 
Turbulenz/Transparenz der Atmosphärebestmögliches Seeing (10/10 bzw. 1/5), beste Durchsicht
 
Luftunruhe direkt über dem Bodenkalter, ausgekühlter Boden, der keine Wärmeschlieren produziert; Boden frei von Hindernissen, die Verwirbelungen auslösen
 
Wärmeschlieren durch den Beobachter selbst verursachtEinblick am Teleskop möglichst weit von der Öffnung entfernt
 
Teleskopöffnungmöglichst groß!
optische Flächen (Spiegel, Fangspiegel, Objektiv)keine optischen Fehler, möglichst hoher Strehlwert, keine Mikrorauhigkeit, modernstes Multicoating
 
Obstruktionim Idealfall keine, unter ca.16% visuell nicht mehr wahrnehmbar
 
Fangspiegelhalterungam besten mittels Frontglasscheibe, sonst: dreiarmig, gewellt und möglichst dünn, dennoch justierstabil
 
StreulichtMinimierung durch optimale Schwärzung sowie internes Blendensystem
 
TubusseeingMinimierung durch Isolation und Zwangsbelüftung, vollständig ausgekühltes Gerät
 
Kollimation (Justierung)so genau wie möglich, Kontrolle bei V=Dx3 vor jeder Beobachtung
 
Okularoptikmöglichst geringe Linsenanzahl bei bestem Multicoating und höchster Fertigungsqualität
 
Okulareinblickmöglichst angenehm und unempfindlich gegen Kopfbewegung
 
mono-, binokulare Beobachtungbinokulare Beobachtung erleichtert das Erkennen von Details wesentlich
 
Fokusierungfeinfühlige und exakte Fokusiermöglichkeit, kein Shifting
 
Beobachtungshaltungbequeme, sitzende Position
 
optische Augenfehlerkeine Fehlsichtigkeit, kein Astigmatismus
 
genetisch u. altersbedingte Augenfehlerkeine Trübung der Augenlinse, keine Fehlstellen auf der Netzhaut, normale Verteilung von Zäpfchen und Stäbchen
 
Sehnervoptimale Weiterleitung des Signals zum Sehzentrum im Gehirn
 
Gehirn, Sehzentrumkeine Beeinträchtigung der Gehirnfunktion (Schlafmangel, Alkoholisierung, ect..), ausreichend Beobachtungserfahrung

Teleskopvergleich an bekannten Deepsky-Objekten
Kauft man sich ein neues Teleskop, so will man natürlich über dessen Leistungsvermögen so gut wie möglich Bescheid wissen. Dabei ist es angebracht, die Leistung bei Deepsky-Objekten und Planeten getrennt zu betrachten, da die jeweiligen Anforderungen an das Gerät sehr verschieden sind. Der Hauptfaktor ist immer die Öffnung. Allgemein kann man sagen: je größer desto mehr sieht man.

Für flächige Objekte wie Nebel und Galaxien ist auch auf das Öffnungsverhältnis zu achten. Ein Gerät mit f5 zeigt solche Objekte ein wenig besser als dasselbe Gerät mit f10. Daher greift man für Deep-Sky Beobachtungen gerne zu lichtstarken Newtons mit f5 bis f4 oder sogar noch lichtstärker.

Außerdem erlauben solche Geräte mit demselben Okular eine schwächere Vergrößerung und damit meist ein größeres, wahres Gesichtsfeld, bei großen, ausgedehnten Objekten wie M33, M101, oder NGC253 ein wesentlicher Vorteil. Allerdings wird dabei auch der Himmelshintergrund mit aufgehellt. Ein solches auf Deep-Sky spezialisiertes Gerät kann daher nur bei sehr dunklem Himmel wirklich zeigen, was in ihm steckt. Beobachtet man von der Stadt aus, fährt man mit einem Öffnungsverhältnis von f8 bis f10 oft besser.

Die nachfolgende Bilderserie soll vor allem dem Einsteiger ein Gefühl dafür geben, was man von bestimmten Geräten und Öffnungen in etwa erwarten kann. Ich empfehle aber trotzdem jedem, der die Anschaffung eines Gerätes plant, bei Sternwarten, Freunden oder Teleskoptreffen durch möglichst viele verschiedene Teleskope zu blicken, um selbst zu einem Urteil zu kommen, denn Geschmäcker und Vorlieben sind ja bekanntlich sehr verschieden.

Man betrachte die folgenden Bilder aus 50cm Abstand (bei 1024×768, 17″Monitor). Die jeweils zugehörigen Vergrößerungen sind dem Text zu entnehmen. Diese Bilder wurden durch verändern eines Originalfotos mit einem Bildbearbeitungsprogramm hergestellt und beruhen nur auf der eigenen Beobachtungserfahrung. Um die Objekte so zu sehen wie hier dargestellt bedarf es wohl eines wirklich dunklen Landhimmels mit einer visuellen Grenzhelligkeit (GH) von etwa 6.5mag und auch ein bisschen Übung gehört dazu. Aus der Stadt heraus ist wesentlich weniger zu sehen, unter besseren Bedingungen (Alpen) aber auch noch mehr.

  
Autor: Thomas Brüll, Wien

Teleskopvergleich am Planeten Saturn
Vor allem für den Einsteiger, der vor einer Kaufentscheidung steht, ist es sehr  interessant zu wissen, was er von einem Instrument bestimmter Größe und Qualität erwarten kann. Mithilfe des Programmes ABBERATOR kann man vorausberechnen, wieviel ein bestimmtes Instrument leistet.

Die folgenden kommentierten Bilder führen vor allem eines vor Augen: die Qualität entscheidet oft über Sehen oder nicht Sehen. Und das nicht nur innerhalb einer Instrumentengröße. Ein kleines Instrument von ausgezeichneter Qualität zeigt oft mehr als ein doppelt (doppelte Öffnung) so großes. Ein Faktum dessen sich vor allem Anfänger klar sein sollten.
Qualitativ hochwertige Einsteigerteleskope sind nicht unbezahlbar und das darin investierte Geld ist gut angelegt, denkt man auch an den Wiederverkaufswert, sollte man doch nicht bei der Astronomie bleiben. Ein Billigfernrohr kann man dann höchstens noch für’n Appel und’n Ei verschenken. Und wirklicher Beobachtungsspaß dürfte bei weichen und matschigen Bildern wohl auch kaum aufkommen.
Die folgenden Bilder sollten aus 50cm Abstand (bei 1024X768, 17″Monitor) betrachtet werden (strenggenommen sogar einäugig), ein nicht ganz perfektes Seeing (Luftunruhe) etwa der Güte 2 ist mit eingerechnet, um einen realistischen Eindruck zu vermitteln.

Autor: Thomas Brüll, Wien

Teleskopvergleich am Planeten Jupiter
In diesem Artikel möchte ich mithilfe von Bildern eine Vorstellung davon geben, was Teleskope bei der Planetenbeobachtung leisten und was man sich von den konkreten Geräten erwarten kann. Dabei habe ich mich auf die meistverbreiteten Geräte bis 8″ Öffnung beschränkt.

Die hier gezeigten Bilder sind keine Aufnahmen des Planeten Jupiter, sondern wurden mit dem Programm Aberrator erstellt und mit einem Bildbearbeitungsprogramm weiterbearbeitet. Sie sollen den realen Anblick durch das Teleskop möglichst genau wiedergeben. Dabei ist jedoch zu beachten, dass Detail- und Farbwahrnehmung individuell unterschiedlich sein können und von Beobachter zu Beobachter stark differieren. Auch die Übung im teleskopischen Sehen spielt eine große Rolle. Mit zunehmender Beobachtungserfahrung werden immer feinere Details sichtbar.

Die folgenden Bilder sollten aus 1m Abstand (bei 1024×768, 17″Monitor, bei anderer Monitorgröße mit entsprechend passender Auflösung) betrachtet werden und zwar einäugig. Ein in unseren Breitengraden übliches Seeing (Luftunruhe) etwa der Güte 3/5 ist mit eingerechnet, um einen realistischen Eindruck zu bekommen. Diese Luftunruhe beschränkt die höchste sinnvolle Vergrößerung auf etwa 180fach, daher wird hier auch keine höhere Vergrößerung gezeigt, es wäre eine leere Vergrößerung, die keine weiteren Details zum Vorschein bringt, sondern im Gegenteil sogar wieder Details schluckt.

Ich hoffe, dieser Artikel kann bei anstehender Kaufentscheidung etwas helfen, das passende Teleskop zu finden. Zumindest sollten sich arge Fehlgriffe vermeiden lassen. Natürlich zeigen diese Bilder nur die Leistung bei der Planetenbeobachtung. Das hier gezeigte und gesagte ist daher nur auf die Planeten Mars und Saturn übertragbar, teilweise auch auf die Beobachtung des Mondes.

Autor: Thomas Brüll, Wien

Obstruktion und ihre Auswirkung am Beispiel Saturn
Wie wirken sich verschiedene Werte von Obstruktion in der Praxis aus? Mithilfe des Programmes ABERRATOR kann man verschiedene Werte von Obstruktion und deren Auswirkung auf die Abbildungsqualität sehr gut simulieren.

Zu beachten ist dabei aber, dass ein statisches Bild am Monitor nicht mit dem realen Bild im Teleskop exakt gleichgesetzt werden kann. Am Teleskop kommen immer noch weitere Störungen und Erschwernisse während der Beobachtung hinzu, wie z. B. Müdigkeit des Beobachters, schlechte Einblickposition, etc. Die Bilder sind daher insgesamt als gute Näherung zu betrachten und erheben keinen Anspruch auf exakte Wiedergabe der Realität.

Man betrachte diese Bilder aus 50cm Abstand (bei 1024×768, 17″Monitor).

Autor: Thomas Brüll, Wien

Die Krankengeschichte eines Schmidt-Cassegrains aus Massenproduktion
„Ein 100mm APO zeigt dir mindestens genauso viel wie ein 200mm Massen-SC“ – diesen Satz hört man sehr oft. Obwohl eigentlich von der Theorie her gar nicht möglich, so muß doch irgendwas Wahres dran sein, an dieser Geschichte. Kann es denn wirklich sein, daß ein 4″ APO gleich viel oder sogar mehr zeigt als ein doppelt so großes SC?

Die folgende, mit Unterstützung des Programms ABERRATOR erzählte Geschichte soll zeigen, wo hier der sprichwötliche Hund begraben liegt und wie es zu solchen Vorurteilen kommt:

(Man betrachte die gezeigten Bilder aus 50cm Abstand (bei 1024×768, 17″Monitor) um einen realistischen Eindruck zu bekommen.)

„Eines Tages war ich bei einem Freund zu einer gemeinsamen Beobachtung mit seinem neu erworbenen Massen-SC eingeladen. Auf meinen Rat hin hat er die Optik von einem unabhängigen Labor testen lassen. Das Ergebnis waren die für ein solches Gerät typischen Werte. Die Optik war beugungsbegrenzt, hatte knapp über 0.8 Strehl, einen ganz leichten Astigmatismus der aber nur bei ca. 1/5 pv-wave war und die Schmidt-Platte brachte ein wenig Mikrorauhigkeit ins System, aber durchaus noch im normalen Rahmen. Mein Freund hatte also ein ganz normales, durchschnittliches SC erworben und konnte zufrieden sein.

Trotzdem bat er mich einen Blick durchzuwerfen, um die im Labor ermittelten Werte in der Praxis zu bestätigen. Es war so gegen 21Uhr als ich bei ihm eintraf. Er hatte das Gerät, wie besprochen, bereits 2 Stunden vorher zum Auskühlen aufgebaut. Es war eine kalte Winternacht, die Luft war sehr klar und ruhig, absolut windstill. Ich blickte auf zu Capella, die nahe dem Zenit stand und nur alle paar Sekunden ganz schwach flackerte. Das Seeing schien wirklich ausgezeichnet zu sein und die Vorfreude auf die kommende Beobachtung wurde immer größer. Ich konnte es kaum noch erwarten endlich Saturn knackscharf zu sehen, wir hielten uns daher nicht lange mit Fachsimpeln auf, sondern schritten gleich zur Tat.

Diese Nacht dauerte noch lange, wir waren von Saturn gar nicht wegzubekommen. Erst als er schon tief im Westen stand machte ich mich auf den Heimweg und verabschiedete mich von einem überglücklichen Besitzer eines wirklich guten Gerätes.

Autor: Thomas Brüll, Wien

Künstlicher Stern zum testen der Teleskopoptik
Der Sterntest ist die am einfachsten auszuführende Prüfmethode für astronomische Fernrohre. Er ist sehr empfindlich, Abweichungen von λ/10 lassen sich leicht erkennen. Außerdem ist er bezüglich der optischen Unzulänglichkeiten empfindlich. Den Sterntest am Sternenhimmel durchzuführen ist nicht einfach, weil die atmosphärischen Störungen (Seeing) das Testbild verzerren. Ein künstlicher Stern ist eine probate Alternative. Wie man einen künstlichen Stern selbst baut und wie die Beugungbilder zu verstehen sind, wird von Uwe Pilz beschrieben.

Bauanleitung
Arbeitsblatt