| Einsteiger, Einsteigerteleskope und Astrofotografie
* "Ich will auch mal Fotos machen können" ist eine sehr häufig genannte Anforderung, wenn es um ein Einsteiger-Teleskop geht. Gerade weil sie so häufig gestellt wird, und weil eine Antwort nicht in zwei Sätzen zu geben ist, und nebenher auch eine Warnung sein muß, habe ich mich entschlossen, dem Thema diesen Artikel zu widmen.
Zunächst einmal sollte man beim Thema Fotografie zwischen zwei "Disziplinen" unterscheiden. Da ist zunächst mal die Fotografie von Mond und Planeten, was bei geringen Ansprüchen beinah wie ein Schnappschuß ablaufen kann. Demgegenüber steht die schwierige Disziplin "Langzeitbelichtung", die man benötigt, um Sterne und Nebel abzulichten.
In der ersten Disziplin kann praktisch jedes Teleskop irgendwie eingesetzt werden. Für Mondfotos reicht es oft schon, die Digitalkamera ans Okular zu halten, und auf gut Glück abzudrücken. Klar, je mehr Aufwand man betreibt, desto besser werden die Ergebnisse. Planetenfotografie betreibt man heutzutage meist mit der Webcam.
Die Langzeitbelichtung aber stellt hohe Anforderungen an den Fotografen und an die Ausrüstung. Die Anforderungen sind so hoch, daß man sich sehr genau überlegen muß, ob man sie in einer Einsteiger-Ausrüstung verwirklichen will.
Zunächst mal sollte man sich klar machen, was Langzeit-Belichtung überhaupt heisst. Wir sprechen von Belichtungszeiten, die günstigenfalls um eine Minute liegen, und schlimmstenfalls auch länger als eine Stunde dauern können. Während dieser Zeit ändert sich der Himmelsanblick durch die Erdrotation. Dies muß man ausgleichen, man muß die Optik also dem Himmel nachführen.
Viele Sternfreunde glauben nun, daß eines der vielen preisgünstigen Teleskope mit Computersteuerung diese Aufgabe übernehmen kann. Die bunten Werbeprospekte erwecken ja auch diesen Eindruck und zeigen entsprechende Fotos. Dieser Gedanke ist aber falsch! Die Werbeprospekte beschreiben einfach nicht den Aufwand, der hinter diesen Aufnahmen steckt.
Montierungs- und Teleskoptyp | Was geht? | Dobson,
azimutales Teleskop
z.B. 76/750 Newton | Mond-Schnappschüsse,
Digitalkamera ans Okular gehalten
Schnappschüsse per Handy-Halterung | kleines Goto-Teleskop, z.B.
ETX, Nexstar | Mond und Planeten, Webcam-Serienaufnahmen
Schnappschüsse per Handy-Halterung | paralaktische Montierung mit Handknöpfen oder einachsen Motor ohne Steuertasten
z.B. 114/900 Newton | Serien-Aufnahmen von Mond und Planeten, Kamera Huckepack bis 200mm Brennweite (schwierig) | paralaktische Montierung mit 1-Achsen-Motorisierung und Steuerknöpfen
z.B. 114/900 Newton mit besserer Montierung | Serienaufnahmen von Mond und Planeten (Webcam oder Planeten-Kamera), Kamera Huckepack bis 500mm,
mehr als 10 Minuten Belichtungszeit pro Einzelbild schwierig. | parallaktische Montierung mit 2-Achsen-Motorisierung, Leitrohr oder Nachführansatz, ausreichend Tragkraft und
geringer Schneckenfehler | volle Fototauglichkeit |
|
Einfache Teleskope mit "Goto"-Computersteuerung können die Aufgabe "Nachführung einer Langzeitbelichtung" aus zwei Gründen nicht erfüllen:
1. Trotz aller Technik weiß der Computer einfach nicht genau genug, wo das Teleskop gerade hinschaut. Bei der Langzeitbelichtung geht es um Toleranzen von deutlich weniger als 5 Bogensekunden, bei manchen Teleskopen muß man wirklich auf eine Bogensekunde genau arbeiten. Was muß man sich darunter vorstellen? Eine Bogensekunde ist ein Sechzigstel einer Bogenminute. Eine Bogenminute ist ein Sechzigstel Grad. Ein Grad ist ein dreihundertsechzigstel des Kreises. Die Erde dreht sich mit 15° pro Stunde. Das widerum entspricht 15 Bogensekunden pro (Zeit-) Sekunde. Unsere typische Aufnahme muß also auf die Drittelsekunde genau dem Himmel nachgeführt werden. Wer traut sich zu, seine Armbanduhr von Hand so genau einzustellen?
Die Lösung ist ganz einfach der Himmel selbst. Man benötigt ein Leitfernrohr. Das dient zur Kontrolle der Nachführung. Hier wird einfach ein Stern beobachtet und man achtet darauf, daß der Stern stets "im Fadenkreuz" der Nachführoptik bleibt. Übrigens: Sogenannte "Autoguider" nehmen einem diese Arbeit mit hilfe einer "Nachführkamera" ab, wenn man das nötige Geld dafür ausgibt.
2. Selbst wenn man das Teleskop nun genau genug dem Himmel nachführt, so reicht das für viele Computer-Teleskope noch nicht aus. Der Grund ist die sogenannte Bildfelddrehung. Einfache Computerteleskope sind nämlich azimutal montiert. Das heisst man kann sie im Kreis drehen (der Kompaßrose nach) und nach oben oder unten schwenken. Das entspricht aber nicht der Art und Weise, wie der Himmel sich bewegt! Der Himmel scheint sich um den Himmelspol zu drehen, und der steht bei uns nicht im Zenit, sondern in etwa 50° Höhe. Das Teleskop kreist nun "um die falsche Achse" und als folge davon dreht sich das Bild im Teleskop langsam um den Stern, auf den man die Nachführung eingestellt hat. Macht man so ein Foto, so bleibt dieser eine Stern scharf, und alle anderen Sterne drumherum werden zu kleinen Kreisbögen, die mit jeder Minute länger werden. Moderne Software kann mehrere kurz belichtete Einzelaufnahmen addieren und dabei einen leichten Versatz und eine Rotation von Bild zu Bild ausgleichen. Während der einzelnen Belichtung aber dürfen solche Bewegungen das Bild nicht verwischen. Daher sind so nur kurze Einzelbelichtungen möglich. Helle Nebel und Sternhaufen kann man so schon aufnehmen.
Man muß also dafür sorgen, daß das Teleskop sich "um die richtige Achse" dreht. Dazu braucht man eine parallaktische Montierung. Die erlaubt es nämlich, daß man die Drehachse der Montierung genau auf die Erdachse (also den Himmelspol) einstellt. Nur so kann das Teleskop genau die Himmelsbewegung mitmachen. Wer jetzt den Gedanken hat, einfach sein azimutales Teleskop passend zur Erdachse schief aufzubauen, der hat schon viel begriffen und ist auf dem richtigen Weg. Das Zubehörteil "Polhöhenwiege" folgt nämlich genau diesem Gedanken. An dieser Stelle muß man sich aber wieder an die oben genannten Anforderungen zur Genauigkeit erinnern. Man muß das Teleskop sehr genau auf die Erdachse ausrichten. So genau, daß der Polarstern allein dafür nicht reicht, denn der steht nur zufällig ganz nahe am Himmelsnordpol - aber eben nicht nah genug. Man braucht ein Polsucher-Fernrohr und sollte zusätzlich noch die Aufstellung nach der "Scheiner-Methode" überprüfen, bevor man fotografiert. Die richtige Poljustage einer parallaktischen Montierung ist aber einen eigenen Artikel wert, daher möchte ich die Begriffe nur nennen.
Einen anderen Ausweg will ich wenigstens erwähnen, obwohl er nur selten erfolgreich benutzt wird. Ich meine den Bildfeldderotator. Das ist ein Gerät, welches Computergesteuert die Kamera am Teleskop so mitdreht, wie sich das Bild im Teleskop dreht. Man kann sich vorstellen, daß sowas schon mechanisch ziemlich teuer und aufwendig ist, und daß der Motor dieses Bildfeldderotators auch nur vom Computer richtig gesteuert werden kann. Für einen Einsteiger kommt sowas nicht in Frage.Wer nun trotz dieser Schwierigkeiten immer noch den Wunsch zur Fotografie von Nebeln, Galaxien und Sternhaufen hat, oder wer gerade darin seinen Ansporn findet, der soll nun ein paar wichtige Ratschläge für den richtigen Weg zum Astrofotografen finden.
Aller Anfang ist schwer, und bei so einer schwierigen Disziplin sollte man sich den Anfang nicht noch weiter erschweren, indem man sofort durch ein großes Teleskop Fotos macht. Den richtigen Einstieg findet man, indem man zunächst mit wenig Vergrößerung arbeitet. Ein 50mm Objektiv, oder auch ein kleines Tele mit 135mm Brennweite ist der richtige Einstieg. Wer eine Digitalkamera benutzt, sollte entsprechend der Herstellerangaben die Brennweite in das sogenannte "Kleinbild-Äquivalent" umrechnen. Und natürlich kann man auch mit einem 28mm Weitwinkel beginnen. Wichtig ist hier eine Montierung, die am besten in 2 Achsen motorisiert ist. (Man kann diese kurzen Brennweiten zwar auch von Hand nachführen, mit längerer Brennweite ist man aber überfordert, mehr als 300mm sind von Hand praktisch nicht machbar.) Wer mit modernen Digitalkameras Himmelsaufnahmen machen möchte, der kann auch mit stehender Kamera beginnen. Anstelle langer Einzelbelichten, summiert man eine Reihe aufeinanderfolgender Belichtungen mit einer sogenannten Stacking-Software auf. Die Belichtungszeiten der einzelnen Bilder müssen dann aber so kurz sein, dass die Sterne allenfalls angedeutet zu Strichen werden. Je nach Auflösung des Chips und nach der Entfernung von Himmelspol gehen zum Beispiel mit 50mm Brennweite vier bis acht Sekunden. Günstige Objektive neigen dazu, zum Rand hin sehr unscharf zu werden. Dann sollte man die Blende kleiner wählen. Meistens reicht es, von der maximalen Blende um ca. zwei Blendenstufen abzublenden, also von Blende 2,8 auf 5,6. Das Bild wird dann natürlich dunkler bzw. die für dieselbe Helligkeit nötige Belichtungszeit vervierfacht sich - was wegen der zu Strichen werdenden Sterne nicht geht. Dies setzt den Möglichkeiten mit stehender Kamera sehr enge Grenzen.
Im kurzen Brennweitenbereich kann man sehr reizvolle Aufnahmen von Sternbildern oder auch Milchstrassenbereichen machen. Die Vergrößerung ist so gering, daß man bei der Nachführung eine Abweichung von einigen Sekunden kaum bemerkt. Das 135mm Tele verzeiht wohl gerade noch eine Sekunde Abweichung. Montiert man die Kamera auf einer parallaktischen Montierung. Zu Übungszwecken kann man schon ein kleines Fernrohr als Leitfernrohr benutzen. Wer sich kein Fadenkreuz-Okular kaufen mag, kann einen Stern genau auf den Bildrand des Okulares einstellen und mit kurzem Drücken der Steuertasten in dieser Position halten. Belichtet man so 5 Minuten lang, bekommt man schon ansehnliche Bilder. Wer 10 Minuten belichten will, wird merken, daß er die Ausrichtung der Montierung auf den Himmelspol schon sehr genau machen muß, denn dann wird die Bildfelddrehung deutlich sichtbar. Und genau um diese Übung zu bekommen, sollte man so anfangen. Man bemerkt dann bald auch, wie gleichmässig oder eben ungleichmässig der Lauf der Montierung ist. Die allermeisten Montierungen zeigen den "Schneckenfehler", ein Fehler der mit jeder Umdrehung des Schneckenantriebes auftritt. Gute Montierungen schwanken hier bei jeder Umdrehung um "nur" 5 Bogensekunden, schlechte Montierungen schlingern mit 50 Bogensekunden über den Himmel. Je ruhiger die Montierung läuft, umso besser lässt sich der Fehler ausgleichen.
Beherrscht man dann diese Brennweiten, so kann man sich steigern. 300mm Brennweite, bald auch 500mm. Und dann folgt meist der Schritt, endlich durch das Teleskop zu fotografieren. Der Schritt ist deshalb ein großer Schritt, weil man nun das Teleskop nicht mehr zum Nachführen nutzen kann, die Kamera hängt ja daran. Man braucht nun entweder ein Leitfernrohr oder einen Nachführansatz. Der Nachführansatz kommt zusammen mit der Kamera ans Teleskop und spiegelt einen unbenutzten Bildteil in ein seitliches Okular, an dem man nachführt. Auch mit einem nachgeführten Teleskop wird man weiter mehrere Belichtungen stacken, beispielsweise zehn Belichtungen von 5 Minuten Dauer, oder auch mehr. Gekühlte und dadurch wesentlich rauschärmere und somit (licht-)empfindlichere Kameras werden die Consumer-Kamera ersetzen.
Weil Bildfelddrehung immer um den nachgeführten Stern herum auftritt, und weil die Bögen länger werden, je weiter man sich von dem Stern entfernt, muß man das Leitfernrohr recht genau auf die Bildmitte der Kamera ausrichten. Dazu dienen Leitrohrschellen. Und all das muß die Montierung nun auch noch sicher und von leichtem Wind unbeeindruckt schleppen: Teleskop, Kamera, Leitrohr, Leitrohrschellen und die Doppel-Fernrohrplattform, um beide Teleskope auch befestigen zu können.
Je nach Enthusiasmus, Wetter und "Glück", kann dieser Weg dann zwischen zwei und zehn Jahren Zeit in Anspruch nehmen. Lässt man sich die hier geschilderten Probleme aber einmal durch den Kopf gehen, so wird man warscheinlich einsehen, daß der "Sofortstart" mit einem 200mm Computerteleskop eher eine Frustgarantie als ein erfolgreicher Start in die Astrofotografie ist. 
* Überarbeitung am 25.8.2021 (Originalversion v. Januar 2006) | |
