Ein Date mit N.I.N.A.
Wer eine attraktive Begleitung für eine Fotonacht unter den Sternen sucht, liegt bei N.I.N.A. richtig. Ihr voller Name ist „Nighttime Imaging ‘n’ Astronomy“. Ich habe N.I.N.A. im Oktober 2019 bei einer Präsentation ihres „Schöpfers“ Stefan Berg im Astroimaging Channel kennengelernt und mich sofort verliebt. N.I.N.A. hat mein Leben als Astrofotograf umgekrempelt und in einem ungeahnten Maße vereinfacht und verbessert.
Es ist leicht, an N.I.N.A. heranzukommen. N.I.N.A. ist ein kostenloses Open Source Projekt, das mittlerweile viele engagierte Mitstreiter und eine große Zahl begeisterter Fans hat. Heute ist N.I.N.A. den Kinderschuhen entwachsen, hat die pubertären Probleme überwunden und ist erwachsen, belastbar und zuverlässig. Der Code, das heißt der nutzbare Funktionsumfang, wächst mit rasanter Geschwindigkeit weiter. Alle paar Tage wird er verbessert und um neue Funktionen erweitert. Die hier beschriebene Version ist die stabile N.I.N.A. Beta 2.6. Es ist nicht schwer, mit N.I.N.A. „warm“ zu werden. Man kann sich schrittweise eingewöhnen, mit Basics anfangen und sich den vollen Funktionsumfang Schritt für Schritt erschließen.
Das Dating-Profil
N.I.N.A ist flexibel, modern und chic. In der Schnittstelle zum Benutzer bietet sie ungekannte Freiheiten. Der Benutzer darf sich seine eigene(n) Benutzeroberfläche(n) nach Bedarf einfach und intuitiv zusammenstellen, Inhalte und Farbthemen frei konfigurieren. So kann man all das, was man bei der Aufnahme sehen möchte, im Benutzerinterface so platzieren, wie man es möchte. Dies sind z. B. Informationen zum aktuellen Wetter, die Bildhistorie der Nacht, den grafisch dargestellten Verlauf der Aufnahmequalität mittels Sternanzahl und Sterndurchmesser (HFR, siehe Abb. 4), Bildstatistiken und vieles mehr. Verschiedene Profilkonfigurationen, z. B. für unterschiedliche Teleskop- und Kamerakonfigurationen, können als Presets abgespeichert werden.
N.I.N.A. läuft unter Windows 10. Sie bietet ein Rundum-Sorglos-Paket mit allen wichtigen Funktionen, die der Astrofotograf braucht. So gibt es einen interaktiven Einnordungsassistenten, der seinesgleichen sucht und die schnelle und perfekte Einrichtung des Teleskops zu einem Kinderspiel macht. Im Paket ist auch eine flexibel einsetzbare Autofokusroutine mit Temperaturausgleich sowie eine Fokussierhilfe für Systeme ohne Motorfokus. N.I.N.A. unterstützt alle gängigen Astrokameras sowie aktuelle Nikon und Canon Modelle mit deren nativen Treibern oder, falls vorhanden, über ASCOM Treiber. Es werden alle wichtigen Zubehörteile wie Montierung, Filterräder, Guider, Flat Panels etc. bis hin zum motorisierten Dom unterstützt. Es gibt einen „Flat-Wizard“, eine optische Kontrolle als Einstellhilfe für den Sensorabstand und vieles mehr. N.I.N.A. kommuniziert mit Planetariums-Software wie Stellarium, Cartes du Ciel, HNSKY und TheSkyX.
Die exakte Orientierung und Synchronisation der Teleskopmontierung erfolgt mit Solverprogrammen wie ASTAP, ASPS, Platesolve2, die in mehrere Programmfunktionen eingebunden sind und dort funktionieren, ohne dass der Benutzer sich einbringen muss. Besonders ASTAP ist sehr zu empfehlen, es liefert das Ergebnis normalerweise in wenigen Sekunden. Für das Guiding (siehe Abb. 3) ist Phd2 in der aktuellen Version mit multi-star-guiding als Standardguider meine erste Wahl. N.I.N.A. läuft aber auch mit den Lacerta MGEN2 und MGEN3 Autoguidern, wobei deren Betrieb nicht ganz so reibungslos von statten geht wie mit Phd2.
Die offene Architektur des Programms erlaubt die Einbindung von Plugin-Programmen, deren Anzahl stetig wächst. So gibt es schon eine Anzahl von Plugins für verschiedenste Zwecke, wobei die Themen von einer automatischen Offset-Berechnung für Filter im Filterrad bis hin zur datenbankgestützten Fotografie von Exoplanetenbedeckungen reichen. N.I.N.A. kann mehrere Teleskope auf verschiedenen Montierungen in parallel laufenden Instanzen steuern, aber auch mehrere Kameras auf einer Montierung kontrollieren, wobei das Dithern zwischen den Kameras synchronsiert wird.
Nach 2 Jahren mit N.I.N.A. kann ich sagen: Sie lässt mir keine Wünsche unerfüllt.
Das Dating
Für die Nächte mit N.I.N.A. unter den Sternen kann man schon im Voraus alles planen und festlegen, was zu einer Aufnahmesession gehört. Das geht so weit, dass man im Idealfall nur noch den „Play“ Button betätigen muss, und N.I.N.A. übernimmt für die ganze Nacht die Kontrolle. Bei meiner letzten Aufnahme saß ich noch im Büro und konnte meine Frau bitten, dass Hüttendach aufzuschieben und mit dem Play-Button die Sequenz zu starten. Die Fotonacht begann automatisch mit Kamera kühlen, Ausparken, Autofokus, Zielansteuerung, Zentrierung mit Plate Solve und Start der Aufnahmen, lief dann die ganze Nacht problemlos und autonom weiter.
Für die effiziente und ergonomische Vorplanung besitzt das Programm eine interne Objektdatenbank, den so genannten Objektbrowser, der mit vielfältigen Such – und Filterfunktionen ausgestattet ist. Die Suche liefert interaktive Grafiken für den Höhenlauf der gefilterten Objekte in der Zielnacht sowie die wesentlichen Objektdaten und ein Referenzbild. Für den Offlinebetrieb im Gelände steht ein interaktiver Sternatlas für die Objektauswahl zur Verfügung.
Abb. 1 Ausschnitt aus dem Objektbrowser
Die Zielobjekte können direkt aus dem Objektbrowser mit dem Teleskop angefahren werden, aber auch einer bestehenden Aufnahmesequenz zugefügt oder an den sogenannten Bildausrichtungsassistenten übergeben werden.
Benutzt man den Assistenten, lädt der ein auf die Teleskop- und Sensordimensionen skaliertes Bild aus einer von mehreren Bilddatenbanken (z. B. NASA Sky Survey, HIPPS 2 Fits Sky Survey) und erlaubt dem Fotografen, den Bildausschnitt und die Bilddrehung mit ein paar Mausklicks „live“ festzulegen. Auch die Rahmung von Mosaikaufnahmen ist kinderleicht.
Abb. 2 Bildschirmausschnitt aus dem Rahmungsassistenten
Nachdem die Bildausrichtung im Assistenten passt, kann das Ziel direkt mit dem Teleskop angefahren werden. N.I.N.A. übernimmt dann auf Wunsch die exakte Einmessung mittels Plate Solve, bei vorhandenem, motorisiertem Rotator wird die Kamera automatisch korrekt rotiert. Ohne Rotator erhält der Benutzer „live“ Hinweise für die Rotation der Kamera im so genannten manuellen Rotator, wenn er das möchte. Im Rahmen einer Vorplanung oder wenn es um den Aufbau einer Fotosequenz geht, können die Einstellungen für die Bildausrichtung abgespeichert oder auch direkt an den so genannten Sequencer übergeben werden.
Das Date
Der konkrete Ablauf der Fotonacht mit N.I.N.A. wird im so genannten Sequenzer festgelegt. Sequenzen sind definierte Abfolgen von Ereignissen. Ereignisse sind z. B. das Schwenken zum Ziel, das Abkühlen der Kamera, das Wechseln von Filtern, aber auch das Erstellen einer Aufnahme unter vorgegebenen Bedingungen. Sequenzen lassen sich neu erstellen oder von der Festplatte laden. So werden z. B. Aufnahmesitzungen, die vorzeitig unterbrochen werden mussten, in der nächsten Fotonacht neu geladen und dort fortgesetzt, wo sie geendet hatten. Es können Sequenzen für mehrere Ziele einer Nacht angelegt werden, die dann nacheinander angefahren und abgearbeitet werden.
Für N.I.N.A.-Novizen gibt es den sehr einfach zu bedienenden „alten“ Sequenzer. Dort werden für jedes Ziel im Sequenzkopf die wichtigsten globalen Einstellungen wie die Zielkoordinaten, automatischer Meridian Flip, den Autofokus und anderes eingestellt. Darunter folgt eine Liste von Vorgaben für die Aufnahmen, die in der Sequenz gemacht werden sollen. Hier werden für Astrokameras die Anzahl der Aufnahmen, Filter, Belichtungsdauer, Gain und Offset eingetragen. Die Liste der Aufnahmen wird dann sequenziell und in einer Schleife so lange abgearbeitet, bis das festgelegte Sequenzende erreicht ist. Für eine Farb-DSLR besteht die Liste ggf. nur aus einer Zeile, in der Belichtungsdauer, ISO-Wert und Dither-Frequenz angegeben sind. Das Programm fährt die angegebene Anzahl Aufnahmen seriell ab und achtet dabei auf die in den Kopfdaten angegebenen Randbedingungen für Autofokus, Meridian Flip etc.
Abb. 3 Die Darstellung des Guide-Graphen positioniert man im Aufnahmefenster
Der alte Sequenzer empfiehlt sich mit seiner einfachen, ergonomischen Benutzeroberfläche zum Kennenlernen und aneinander gewöhnen. Er deckt die wesentlichen Funktionen einer konventionell gestalteten Aufnahmesession hervorragend ab. Wenn das Date mit N.I.N.A. aber so richtig Spaß machen soll, wechselt man in den „neuen“ Sequencer.
Der neue Sequencer beschränkt sich nicht allein auf das Abwickeln einer seriellen Folge von Aufnahmen, sondern nutzt eine eigene, ganz andere Baukastenarchitektur. Alles, was für die Aufnahme von Astrofotos an Aktionen benötigt wird, liegt für den Benutzer in einer Sammlung von so genannten Auslösern, Schleifenbedingungen und Instruktionen vor.
Auslöser stehen in der Hierarchie an oberster Stelle. Ein solcher Auslöser ist zum Beispiel die Meridian Flip Routine, welche die Zeit und die Position der Bildmitte laufend überwacht und den Flip auslöst und durchführt. Ein weiters Beispiel für einen Auslöser ist die Funktion, die „Nach Drift Zentrieren“ heißt. Sie führt im Hintergrund nach jeder Aufnahme ein Plate Solve durch und überwacht, ob das Aufnahmeziel sich verschoben hat, z. B. weil Wolken durchgezogen sind und der Guider in die Irre gelaufen ist. Wenn das passiert, wird die Aufnahme automatisch neu zentriert. Es gibt auch eine Reihe von Auslösern, die den Fokus überwachen und nach bestimmten Kriterien einen Autofokus durchführen.
Die Schleifenbedingungen machen das, was der Name schon sagt. Sie sorgen dafür, das nachfolgende Instruktionen wiederholt werden, bis eine festgelegte Bedingung eintritt. So kann man die Bedingung „Bis Zeitpunkt wiederholen“ auf verschiedenste astronomische Zeitpunkte wie Sonnenaufgang, nautische Morgendämmerung, oder eine Mondhöhe einstellen.
Instruktionen sind die Arbeitstiere in N.I.N.A. Es gibt Instruktionen für das Starten des Guiders, das Wechseln des Filters und – das Wichtigste – für verschiedene Methoden Aufnahmen auszulösen und vieles mehr.
Abb. 4 Die „HFR History“ zeigt die Sternqualität und –anzahl im Verlauf der Fotonacht
Insgesamt hat man im neuen Sequencer momentan etwa 70 Auslöser, Schleifenbedingungen und Instruktionen für die verschiedensten Aufgaben zur Auswahl. Das hört sich komplizierter an, als es ist. Denn der Benutzer muss sich die Sequenzen nicht allein zusammenbauen. Es gibt fertige Vorlagen für Standardsequenzen, die man – wenn man möchte – durch zusätzliche Instruktionen leicht an die eigenen Bedürfnisse anpassen kann. Die fertige eigene Vorlage kann man in Zukunft bequem auf die Arbeitsfläche ziehen und ist damit schon fast fertig – denn es fehlt noch das Ziel. In der Praxis wählt man sein Ziel, richtet es im Rahmungsassistenten aus und speichert es als Target ab. Dies zieht man im Sequenzer mit der Maus in seine vorgefertigte Sequenz und es kann los gehen.
Um es für den ambitionierten Fotografen doch etwas anspruchsvoller zu machen: Man kann die Schleifenbedingungen mit den darunter befindlichen Instruktionen auch verschachteln. Damit ist es möglich, komplexe Abläufe zu definieren, die mit einer rein sequentiell arbeitenden Software nicht auszuführen sind. So etwa in der Art:
- Warte, bis NGC 2174 über 45 ° Höhe ist (über meinem Hausdach)
- Entparke die Montierung, kühle die Kamera
- Schwenke zu NGC 2174, zentriere und synchronisiere die Montierung, starte den Guider
- Führe aus bis zur nautische Dämmerung
- Führe aus, bis NGC 2244 über 40° steht.
- Führe aus, bis der Mond aufgegangen ist (> 0° Höhe)
- Fotografiere NGC 2174 L, R, G und B
- Fotografiere NGC 2174 HA, OIII (Mond ist aufgegangen)
- Führe aus, bis der Mond aufgegangen ist (> 0° Höhe)
- Schwenke zu NGC 2244 (NGC 2244 > 45° Höhe)
- Fotografiere Ha, SII, OIII
- Stoppe den Guider, parke die Montierung, wärme die Kamera auf (nautische Dämmerung).
- Führe aus, bis NGC 2244 über 40° steht.
Der Benutzer bestimmt also selber, welche Aufgaben er an N.I.N.A. delegieren will und wie komplex die Sequenz aufgebaut werden soll. Im einfachsten Fall überlässt man dem Programm lediglich die Steuerung der Peripheriegeräte, die Überwachung des Meridian Flip und das serielle Ausführen der Aufnahmen. Das Spektrum reicht am anderen Ende bis zur ferngesteuerten, automatisierten Steuerung einer kleinen Sternwarte mit synchronisierten Aufnahmen mehrere Objekte und Teleskope. Der Beginn der Beziehung mit N.I.N.A. erscheint einem Anwender, der konventionellere Aufnahmeprogramme gewohnt ist, eventuell sehr ungewohnt und anspruchsvoll. Nach meiner Erfahrung ist das Gefühl nach kurzer Eingewöhnung überwunden. Als „Icebreaker“ funktioniert der wirklich sehr leicht zu bedienende, weitestgehend selbsterklärende Einstieg mit dem alten Sequencer. Nach wenigen Aufnahmenächten kann man dann in den neuen Sequencer wechseln und nach und nach alle Register ziehen.
Der Morgen danach…
…kommt ohne Reue. Bei mir sorgt N.I.N.A. dafür, dass ich ausgeschlafen aufwache. Ich finde mein Teleskop geparkt, die Kamera aufgewärmt, die Tauheizung am Teleskop und Guidescope läuft noch, auf der Festplatte finden sich gut geordnete, durchgängig scharfe Aufnahmen. N.I.N.A. baut die Ordnerstruktur benutzerdefiniert z. B. aus Kameranamen, Zielobjektnamen, Aufnahmedatum und Filtertyp auf. Der Dateiname wird aus frei konfigurierbaren Informationen zusammengebaut. Bei mir enthält er beispielsweise Zielname, Datum, Bildtyp, Filtertyp, Sensortemperatur, Außentemperatur, Belichtungszeit, Gain, Offset, Bildwinkel, Fokusposition, Sterngröße, Sternanzahl und Aufnahmenummer. Wenn man mag, kann man mit dem N.I.N.A. Plugin „Lightbucket“ eine Datenbank mit diesen Daten und einem verkleinerten Originalbild füllen und die Datenbank für Archivierungszwecke oder für Langzeitprojekte nutzen.
Mein Fazit
Es hat sich für mich sehr gelohnt, mich auf N.I.N.A. einzulassen. Die Hauptvorteile sind für mich unter dem Strich:
Ich gewinne kostbare Aufnahmezeit.
Die softwaregestützte Einnordung des Teleskops erfolgt präzise in wenigen Minuten. Es ist kein 1-Stern-Alignment der Montierung mehr nötig, denn mit N.I.N.A. benötigt man gar kein Alignment. Die Zielansteuerung des Teleskops und das Zentrieren des Bildausschnittes auf die Zielkoordinate geschehen vollautomatisch in weniger als 1 Minute mit einer Genauigkeit von kleiner 1 Bogenminute. N.I.N.A. synchronisiert die Montierung und orientiert sich selber mittels Platesolve. Ein Solving mit ASTAP unter N.I.N.A. geht schnell, dauert bei mir meistens weniger als 5 Sekunden. Kein Suchen nach dem Ziel mehr, keine frustrierten Versuche mehr, mit Hilfe von Sternatlas und Sucher in das Ziel zu kommen. Das Fokussieren mit Motorfokus funktioniert schnell und präzise. Das Nachfokussieren in Folge von Temperaturdrift (Änderung des Fokuspunktes bei Temperaturänderung) entfällt mit Motorfokus ebenfalls bzw. wird ohne Zeitverlust von N.I.N.A. ausgeführt. Gleiches gilt für das Nachfokussieren bei Filterwechsel, N.I.N.A. übernimmt die Offsetermittlung und den automatischen Offsetausgleich zwischen den Filtern. In Summe ergibt sich ein großer Zugewinn an Belichtungszeit, der unter unserem, selten klaren Himmel sehr wertvoll ist.
Ich spare Nerven.
Einmal konfiguriert, läuft alles wie am Schnürchen. Die Fehler- und Versagerquote ist sehr gering. Am Überwachungsbildschirm habe ich alle relevanten Parameter im Blick. Alle wichtigen Manöver wie Zieleinrichtung, Meridian Flip und der Guidingverlauf erfolgen autonom und mit einer bisher nicht gekannten Zuverlässigkeit und Präzision.
Ich gewinne Freizeit und Schlafenszeit.
Für mich berufstätigen Menschen ist der Grad an Automatisierung und Sicherheit, den N.I.N.A. bietet, das größte Plus. Nachdem ich zu Bett gegangen bin, beschränken sich meine nächtlichen Sicherheitsmaßnahmen auf das Tragen einer Vibro-Armbanduhr für den Zeitpunkt des Meridian Flip und die Verwendung einer Regenwarn-App. Wenn es am Handgelenk brummt, schaue ich über mein Smartphone per Remoteverbindung kurz auf den Kontrollbildschirm. Dann noch schnell ein Blick auf das Wetter und es kann weitergeschlafen werden – um 5:45 Uhr klingelt schließlich der Wecker. In meiner nächsten Ausbaustufe werde ich in N.I.N.A. das „Good Night System“ Plugin installieren, um mir bei Systemproblemen eine Nachricht übermitteln zu lassen.
N.I.N.A. sorgt auch für mehr Kompatibilität meines einsamen Hobbys mit Freizeit- und Familienzeitaktivitäten. Ich kann mich beruhigt anderen Betätigungen widmen, während die Aufnahmen laufen und nur ab und zu mal remote nach dem Rechten sehen. Das System läuft so sicher und stabil, dass ich sogar schon mehrere Aufnahmenächte in Abwesenheit erfolgreich durchgeführt habe. N.I.N.A. machte einen guten Job, während ich bei Freunden oder auf einer der seltenen Feiern war.
Ich gewinne Ergebnisqualität
Die Summe der zuvor beschriebenen Optimierungen führt unter dem Strich zu mehr Aufnahmen je Fotonacht bei höherer Qualität der Einzelbilder. Die Ausfallquote ist sehr gering, der Fokus sitzt immer, und die Gesamtzahl der verwertbaren Aufnahmen steigt auch aus diesem Grund. Davon profitieren die Bildintegration und die anschließende Weiterbearbeitung in der elektronischen Bildverarbeitung.
N.I.N.A. ist modern und stabil, der Zuwachs an hochwertigen Programmfeatures geht ungebrochen voran. Neben Stefan Berg ist mittlerweile eine ganze Schar von hoch motivierten und sehr professionellen Programmieren an der stetigen Weiterentwicklung von N.I.N.A. beteiligt. Die Entwicklung war und ist so rasant, dass die Erstellung der Dokumentation nicht ganz Schritt halten kann. Der Support erfolgt denn auch nicht über einen Support/Help Desk, sondern auf der Plattform Discord, wo es einen N.I.N.A. Kanal mit lebendigem Austausch zwischen Benutzern und Programmierern und Hilfe für fast jedes Problem gibt. Sehr informativ und gut gemacht sind die mittlerweile sieben deutschsprachigen N.I.N.A.-Videotutorials von Frank Sackenheim, die auf seinem Youtube Kanal „Astrophotocologne“ zu sehen sind. Sehr gute Tutorials in englischer Sprache sind z. B. in den Youtube Kanälen von „Patriot Astro“ und „Cuiv the Lazy Geek“ zu finden.
Autor: Peter Maasewerd
Internethinweise (Stand: 02.04.2022):
[1] Download der Software https://nighttime-imaging.eu/download
[2] Astrophotocologne: (Youtube Tutorial) https://www.youtube.com/playlist?list=PL1OwrqF7OFAHffCVUbt6ME3BNPa2-h0sO
[3] Patriot Astro: (Youtube Tutorial) https://www.youtube.com/playlist?list=PLvMGHP27Lbqe7ln5XHGn0XX5JhpT40fkU
[4] Cuiv the Lazy Geek: (Youtube Tutorial) https://www.youtube.com/playlist?list=PLDesYsLqfxSEoqrmI7v8apj_eXQ-tkuXG
PowerBox: für mobile Sternwarten (Version: 230V)
Astronomen, die ihre Sternwarte nicht stationär betreiben, sondern ihre Ausrüstung vor und nach jeder Beobachtungssitzung mühselig auf und wieder abbauen, kennen die Thematik. Stunden bevor mit den eigentlichen astronomischen Tätigkeiten gestartet werden kann, muss das Equipment aufgebaut, verkabelt, in Betrieb genommen und justiert werden. Arbeiten, um die man besonders bei der Astrofotografe nicht herumkommt.
Aber man kann sich mit einfachen Bastellösungen behelfen, um die Setup-Zeiten wesentlich zu verkürzen. Dadurch erhält man mehr wertvolle Beobachtungszeit am Teleskop. Konkretes Beispiel: Ich betreibe eine Balkonsternwarte, die aus mehreren Gründen nicht stationär aufgestellt bleiben kann. Sprich, jede Beobachtungsnacht starte ich ganz von vorne. Equipment vom Wohnzimmer auf den Balkon tragen, aufstellen, verkabeln, Teleskop austarieren, Kommunikation mit den Softwareprogrammen herstellen, Montierung initialisieren, Fotoequipment justieren … Bis alles einsatzbereit ist, hat es mich anfänglich 2¬3 Stunden harte Arbeit gekostet. Definitiv zu lange, um mal schnell ein paar Astrofotos zu machen. Mittlerweile benötige ich für einen Vollaufbau 30¬40 Minuten (je nachdem, wie schnell ich greife). Möglich wurde diese Zeitoptimierung durch diverse selbstgebaute Hilfsmittel. Eines möchte ich Ihnen in diesem Bericht näher beschreiben. Wie so oft bin ich im Baumarkt fündig geworden und habe einen räumlich gut durchdachten Werkzeugkoffer aus Kunststoff gekauft. In diesen lassen sich unkompliziert mittels Bohrmaschine Lö¬cher und Ausnehmungen einarbeiten. Diese PowerBox ist für den Einsatz auf meiner Balkonsternwarte abgestimmt. Da mein Balkon überdacht ist, ist sie vor Taunässe gut geschützt. Soll die PowerBox jedoch unter freiem Himmel in feuchter Wiese aufgestellt werden, muss man damit rechnen, dass diese sehr nass werden kann. Besonders beim Betrieb mit 230V ist Vorsicht geboten (!!! Stromschlaggefahr !!!). Anm. d. Red.: Elektroarbeiten müssen durch einen fachkundigen Elektriker vor der Erstinbetriebnahme geprüft werden Autor: Bernhard Suntinger
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Abb. 4: Ein Beispiel für Zubehör
Nachrüstung digitaler Teilkreise an einer schweren parallaktischen Selbstbaumontierung
Vor fast 40 Jahren habe ich mir als junger Mensch einen Schaer-Refraktor und die Montierung selbst gebaut (Abb. 1 und [1]). Die Achsen haben 50 mm Durchmesser und die Montierung ist mit Teilkreisen und einer Nachführung ausgestattet, die mit einem Synchronmotor und Frequenzumrichter betrieben wird. Die Drehzahl des Synchronmotors ist frequenzabhängig.
Um verschiedene Nachführgeschwindigkeiten einstellen zu können, ist dem Synchronmotor der Frequenzumrichter vorgeschaltet. Das Objektiv ist ein Fraunhofer-Objektiv 150 mm/2.300 mm von Lichtenknecker. Das System ist bis heute im Gebrauch und bereitet mir immer noch viel Freude. Vor einiger Zeit habe ich meine Ausrüstung durch einen 14-Zoll-Dobson ergänzt, den ich für die Deep-Sky-Beobachtung einsetze. Den Dobson habe ich gebraucht gekauft und bei der Firma Astro Optik Martini mit Encodern ausstatten lassen. Bei dem Koordinatenrechner handelt es sich um das System Argo Navis der australischen Firma Wildcard Innovations Pty. Ltd. [2, 3]. Das System arbeitet an dem Dobson einwandfrei und so kam der Gedanke auf, die parallaktische Montierung in der Sternwarte auch mit diesem System auszurüsten. Die Idee war, die Teilkreise durch Winkelencoder und Zahnriemenantrieb zu ersetzen. Aus meinem beruflichen Umfeld wusste ich, dass ein Zahnriemengetriebe sehr genau arbeitet und die Encoderbewegung mit 10.000 Impulsen/Umdrehung korrekt übertragen kann. Um kein Risiko bei dem Abfahren der Schritte einzugehen, kam nur eine 1:1-Übersetzung in Frage. Der Koordinatenrechner kann aber auch andere Übersetzungen verarbeiten. Also habe ich mir im Fachhandel zwei Zahnriemengetriebe mit Zahnriemenscheiben von 80 mm Durchmesser bestellt. Die Riemenscheiben für die Encoderantriebe laufen in Gleitlagern in den Trägerplatten (Abb. 2). Bei der Dimensionierung musste ich mich an dem Nabendurchmesser der Teilkreissitze orientieren (Abb. 3). Gleichzeitig durfte die Riemenscheibe nicht zu weit über den Achsnaben überstehen, um die Schwenkbewegungen des Teleskops nicht zu behindern. Der Achsabstand der Zahnriemenscheiben richtete sich im Wesentlichen nach der Länge der Riemen (Abb. 3). Um die Kosten zu reduzieren, sollten die Zahnriemen Standardmaße haben. Die Trägerplatten bestehen aus einem 2 mm dicken Aluminiumblech, das ich in der Abfalltonne eines benachbarten metallverarbeitenden Betriebes gefunden habe. In diesem Betrieb wurden dann auch die Dreharbeiten durchgeführt. Die Bohrungen für die Gleitlager der Zahnriemenscheibe habe ich auf einer einfachen Bohrmaschine mit einer Reibahle (eine Art Bohrer für präzise Bohrungen) hergestellt. Für den Koordinatenrechner selbst habe ich ebenfalls aus Aluminiumblech einen voll beweglichen Träger gebaut, um die Anzeige aus verschiedenen Richtungen gut ablesen zu können (Abb. 4). Ich arbeite jetzt seit einigen Wochen mit den digitalen Teilkreisen. Die Antriebe arbeiten einwandfrei und übertragen die Encodersignale ohne Störungen (Abb. 5). Die Beobachtungsmöglichkeiten haben durch diese Technik noch einmal neue Impulse bekommen. Autor: Hubert Hermelingmeier Internethinweise (Stand: 12.04.2020): [1] Schnittzeichnungen der Montierung: www.privatsternwarte.net/Schnittzeichnung_Monti.pdf |
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Abb. 1: Meine Selbstbaumontierung mit dem Faltrefraktor 150 mm/2.300 mm
Abb.2: Der Encoder der Deklinationsachse
Abb. 3: Der Encoderantrieb an der Deklinationsachse mit den Zahnriemenscheiben
Abb. 4: Die Halterung für das Steuergerät
Abb. 5: Die Encoder an den Achsen und das Steuergerät an der Säule
TELESKOP 4.69
Es gibt eine Teleskopsteuerung, die sicherlich mehr Aufmerksamkeit verdient. Sie heißt schlicht und einfach TELESKOP. Dieses Programm kommt ursprünglich aus der Atari-Welt (ab 1987) und wurde in den letzten Jahren vom Entwickler Hans-Jürgen Goldan auf den PC portiert.
TELESKOP startet unter Windows als Konsolenanwendung und präsentiert dort eine Benutzeroberfläche mit Statusinformationen zum momentanen Objekt (u.a. Typ, Position) und einem Menü zum
Steuern des Programms (Objektauswahl, Positionieren, Parkposition, Auslösen einer Kamera, Nachtmodus etc.). Die Anwahl der Menüpunkte erfolgt über Tastatur oder über Handsteuerung (s. weiter unten). Alle Befehle können alternativ auch über die Kommandozeile des Programms eingegeben werden. Hinterlegt sind alle Planeten, Messier-, NGC- und IC-Objekte.
Abb. 1: Die Benutzeroberfläche von TELESKOP Kometen und Asteroiden werden in TELESKOP eingebunden, indem Textdateien mit Bahnelementen und Äquinoktium in ein Unterverzeichnis abgelegt werden. Mit einen zusätzlichen Modul können diese aus den üblichen Datenbanken abgeleitet werden. Das Programm TELESKOP wird mit dem Programm Sky ausgeliefert, welches den aktuellen Sternenhimmel mit Sternbildern, Messier-Objekten und Milchstraße in einem separaten Fenster darstellt und eine Positionierung zu einem Objekt ermöglicht. TELESKOP besitzt einige Merkmale, die hervorhebenswert sind:
- Über die Einstellung eines irdischen Objekts im Fernrohr, z.B. einen Kirchturm, können über dessen Azimut und Höhe das Teleskop initialisiert und damit Objekte am Taghimmel wie Sterne oder Planeten angefahren werden. Ein besonderer Reiz ergibt sich, wenn man bedenkt, dass einige der besten historischen Merkurzeichnungen am Tage bei großer Höhe und unter Ausnutzung des tageszeitlichen Seeing-Fensters entstanden!
Abb. 2: Gesamtdarstellung des Nachthimmels mit dem Zusatzprogramm Sky - Das Programm kann über ein Gamepad bedient werden. So werden die Vorteile einer Darstellung am Monitor und einer Handsteuerung verknüpft. Anstatt direkt vorm Rechner sitzen und im Dunkeln Maus oder Tastatur benutzen zu müssen, lässt sich das Programm bedienen, während man sich frei am Beobachtungsplatz bewegt.
- Es können zudem mehrere Aktionen zu so genannten Jobs zusammengefasst werden. Damit lassen sich mehrere Objekte hintereinander anfahren sowie über ein Zusatzprogramm (Click.exe) Fotografen mit einer DSLR-Kamera auslösen. Diese Jobs können auch zeitgesteuert ausgeführt werden.
- Berechnung des Aufstellungsfehlers: Durch Anfahren von max. 12 Initialisierungssternen werden alle Aufstellungsfehler und Geometriefehler berechnet.
TELESKOP bietet die Ansteuerung sämtlicher Montierungen mit LX200-Protokoll. Das Programm ist kostenfrei und kann unter www.goldan.org/juergen/teleskop.html heruntergeladen werden. Dort finden sich einige weiterführende Infos zum Programm.
Autor: Helmut Jahns
Grundsätzliche Überlegungen zum Steuern astronomischer Geräte
Als ich 1990 zum ersten Mal mit einem Fadenkreuzokular durch ein Leitfernrohr meine damalige Olympus OM1 Kamera an einem Newton Fernrohr nachgeführt habe, war die Aufnahmetechnik der Astrofotografie noch ein ziemlich mühseliges Geschäft. 45 Minuten Belichtungszeit und mehr für ein Bild waren dabei nötig, um die das gewünschte Objekt abzulichten. Es wurde auf Diafilm oder auch auf einen mit einem Gas speziell behandelten S/W Film belichtet.
Ich habe S/W oftmals noch in der Nacht nach der Aufnahme entwickelt. Oft waren es gute Bilder, ab und zu aber auch misslungene Aufnahmen. Heute, fast 30 Jahre später sitze ich im Wohnzimmer beim Fernsehen während meine Kamera, teilweise bis zu drei Stück gleichzeitig, Bilder in meiner Gartensternwarte aufnehmen. Ein neues Zeitalter! Andere Sternfreunde haben eigenen astronomische Ausrüstungen in anderen Ländern stehen und belichten ferngesteuert unter dunklerem, vom Wetter her besser gestelltem Himmel ihre Bilder. Wiederum andere gehen noch einen Schritt weiter und haben keinerlei eigene Ausrüstung mehr, sondern nutzen bestehende Anlagen eines kommerziellen Anbieters für ihre Belichtungen rund um den Erdball. Dieses Fernsteuern, unter Sternfreunden als Remote Steuerung bezeichnet, ist heute weit verbreitet. Dabei ist es nicht immer nur gemeint, dass man seine gesamte Ausrüstung so steuern kann. Auch das Kontrollieren seiner Kamera per Mobiltelefon, im Sprachgebrauch Smartphone genannte, ist schon ein fernsteuern. Habe ich Interesse an so einer Technik und will diese umsetzen, stellt sich oft die Frage: Was muss ich tun? Ich möchte hier ein paar Erfahrungen weitergeben. Da die Vielfalt der astronomischen Geräte und der eigenen Interessengebiete einen ganz persönlichen Rahmen absteckt, ist das allgemein gehalten. Bei detaillierten Fragen können Sie mich gerne anschreiben.
- Vorhandene Ausrüstung nutzen. Es muss nicht immer alles neu gekauft werden, auch ältere Ausrüstung lässt sich nutzen. Meine Alt 7AD ist aus dem Jahre 1976 und lässt sich gut fernsteuern.
- Mit kleinen Schritten anfangen. Zunächst versuchen, einzelne Teile zu steuern. Also zunächst nur die Kamera, dann die automatische Nachführung am Leitstern, dann das automatische Anfahren von Objekten usw. So kann man Fehler in den einzelnen Komponenten schnell herausfinden und lösen ohne den Gesamtüberblick zu verlieren.
- Was hindert, Weg lassen. Oftmals ist weniger mehr. Zum Beispiel: Wenn das automatisches Anfahren von Objekten in zwei von drei Fällen mit meiner Montierung nicht funktioniert, dann doch wieder per Hand die Objekte einstellen.
- Erfahrungen anderer sammeln und nutzen. Bei Sternfreunden, Zeitschriften und in Foren lesen spart oft viel Arbeit.
- Nur einmal kaufen. Wenn sich der Wunsch nach einer Neuanschaffung noch nicht machen lässt, dann lieber etwas warten, als zweimal falsch zu kaufen.
- Kabelverbindungen besser als drahtlose Übertragung. Im Zeitalter von viel drahtloser Technik ist oftmals die kabelgesteuerte Kontrolle von Geräten besser, da sie weniger störanfällig ist und ein Kabelfehler schneller durchschaut werden kann.
- Trockenübung. Man sollte seine Technik am Tage testen, um so in der Nacht seine Technik zu kennen und eventuelle Fehler schneller zu finden. Das gilt nicht nur für das Fernsteuern von Geräten.
- Ein fester Aufbau. Das hilft ungemein, und sei es nur für ein paar Tage. So kann man Fehler, die im Laufe einer Beobachtung entstehen, eventuell erst nachvollziehen. Als Beispiel sei hier eine ungenaue Nachführung genannt, wo schon das Aufstellen der Montierung einen Fehler produzieren kann, der beim nächsten Aufbau nicht mehr nach zu vollziehen ist.
Autor: Oliver Schneider