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Tutorialbeschreibung

Teil 10 - Langzeitbelichtungen bei nachgeführter Kamera

Teil 10 - Langzeitbelichtungen bei nachgeführter Kamera

In der Folge Nummer 9 der Reihe „Astro- und Himmelsfotografie“ wurde die „Handhabung einer astronomischen Montierung“ erläutert. Eine solche Montierung versetzt uns in die Lage, dank ihrer motorischen Nachführung mit längeren Belichtungszeiten zu arbeiten, ohne dass die Sterne zu Strichen werden. Dieses Tutorial wird sich damit beschäftigen, wie mit der astronomischen Montierung Langzeitbelichtungen realisiert werden. Dabei wird vorausgesetzt, dass die Montierung aufgebaut, eingenordet, ausbalanciert und in einen arbeitsbereiten Zustand versetzt wurde, so wie es in der Folge Nummer 9 beschrieben ist.

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Diese Aufnahme der Milchstraße mit einem Fisheye-Objektiv wurde acht Minuten lang belichtet. Doch ohne Nachführung der Kamera wären die Sterne nicht punktförmig, sondern als kleine Striche abgebildet worden.

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Teil 10: Langzeitbelichtungen bei nachgeführter Kamera

In der Folge Nummer 9 der Reihe „Astro- und Himmelsfotografie“ wurde die „Handhabung einer astronomischen Montierung“ erläutert. Eine solche Montierung versetzt uns in die Lage, dank ihrer motorischen Nachführung mit längeren Belichtungszeiten zu arbeiten, ohne dass die Sterne zu Strichen werden.

Dieses Tutorial wird sich damit beschäftigen, wie mit der astronomischen Montierung Langzeitbelichtungen realisiert werden. Dabei wird vorausgesetzt, dass die Montierung aufgebaut, eingenordet, ausbalanciert und in einen arbeitsbereiten Zustand versetzt wurde, so wie es in der Folge Nummer 9 beschrieben ist.

 
 

Warum Nachführung?

1. Scharfe Sterne
Das wichtigste Argument für nachgeführte Aufnahmen ist die Möglichkeit, dass die Sterne trotz längerer Belichtungszeit Punkte bleiben und nicht strichförmig abgebildet werden. Ohne Nachführung kommt es nämlich aufgrund der Erdrotation schon nach wenigen Sekunden, abhängig u.a. von der verwendeten Brennweite, zu Sternstrichen.

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Bei fest stehender Kamera und längerer Belichtungszeit wird die Landschaft scharf, die Sterne jedoch sind zu Strichen geworden (links). Mit Nachführung ist es umgekehrt: Die Landschaft ist verwischt und die Sterne sind scharf (rechts). Außerdem wurden durch die Nachführung mehr Sterne sichtbar als ohne.


Sternspuraufnahmen entstehen ohne Nachführung. Ein Ziel der Nachführung ist es, länger belichtete Astroaufnahmen mit scharfer Abbildung der Sterne zu gewinnen.
 
 
Sternspuraufnahmen haben ihren eigenen Reiz (siehe Nummer 2 der Reihe „Astro- und Himmelsfotografie“: „Strichspuraufnahmen von Sternen“).

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2. Schwächere Objekte erfassen
Aufgrund der Nachführung haben lichtschwache Sterne und andere Himmelsobjekte mehr Zeit, auf ein- und dieselbe Stelle des Aufnahmesensors einzuwirken. Dadurch gelingt es einerseits, bedeutend mehr Sterne zu fotografieren, als mit dem bloßen Auge sichtbar sind. Andererseits entfalten viele lichtschwache Objekte, wie z.B. farbenprächtige Gasnebel, auf Fotos erst nach einer langen Belichtungszeit ihre volle Schönheit.


3. Bessere Bildqualität
Insgesamt ermöglicht die Nachführung die Steigerung der allgemeinen Bildqualität. Der Grund dafür ist die Befreiung aus der Zwangslage, bei fehlender Nachführung die notwendigen kurzen Belichtungszeiten mit hohen ISO-Werten und/oder der Verwendung von Fotoobjektiven bei voller Blendenöffnung zu „erkaufen“.

a) ISO-Wert
Hohe ISO-Werte führen zu einem Anstieg des elektronischen Bildrauschens. Bei niedrigen ISO-Werten entstehen Bilder mit geringerem Rauschanteil. Aufgrund der Nachführung können Sie sich also auf niedrigere ISO-Werte (bis max. ISO 800) beschränken und als Ausgleich dafür länger belichten.

b) Blendenöffnung
Fast alle Fotoobjektive zeigen bei voller Blendenöffnung mehr oder weniger ausgeprägte Abbildungsfehler, besonders außerhalb der Bildmitte. Etliche dieser Abbildungsfehler verschwinden oder werden zumindest abgemildert, wenn die Blende um 1 - 3 Belichtungsstufen geschlossen wird.

Folgende Abbildungsschwächen werden durch das Abblenden verringert: Vignettierung (dunkle Bildecken), chromatische Längsaberration (farbige „Höfe“ um helle Sterne herum), Krümmung der Schärfenebene (unscharfe Sternabbildung in den Randbereichen) und Koma sowie Astigmatismus (z.B. „schmetterlingsartige“ Verzerrungen der Sterne zu den Bildrändern hin).

Bei welcher Abblendung ein Objektiv eine akzeptable Leistung am Sternhimmel erbringt, muss durch Testaufnahmen ermittelt werden, denn selbst einzelne Objektive ein- und derselben Baureihe zeigen z.T. deutliche Unterschiede. Ein willkommener Nebeneffekt der Abblendung ist ein Anstieg der Schärfentiefe und damit eine größere Toleranz beim Einstellen der Fokussierung auf Unendlich.

Doch eine zu starke Abblendung ist kontraproduktiv, weil sich bei sehr kleinen Blendenöffnungen die Beugung des Lichtes an den Blendenlamellen zunehmend als Beeinträchtigung der allgemeinen Schärfeleistung bemerkbar macht. Viele Objektive liefern bei mittleren Blenden (etwa 1:2,8 bis 1:8) den Höhepunkt ihrer Abbildungsleistung. Von lichtstärkeren Objektiven (Blende 1:1,2, 1:1,4, 1:1,8) dürfen bei Offenblende keine Wunder erwartet werden, selbst wenn es sich um kostspielige Optiken eines namhaften Herstellers handelt.
 
 
Bei welcher Blende auch immer Ihr Objektiv gute Resultate liefert: Sie können es sich dank der Nachführung nun leisten, es auf diesen Wert abzublenden und entsprechend länger zu belichten.

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Testaufnahme mit einem 50mm-Objektiv der Lichtstärke 1:1,2, abgeblendet auf 1:2,0. Selbst bei Abblendung sind noch deutliche Abbildungsschwächen erkennbar: in der Bildmitte der Farblängsfehler (chromatische Aberration) in Form farbiger Höfe um die Sterne, in den Bildecken stark verzerrte Sterne aufgrund von Koma und Astigmatismus.

 
 
Der Planet Jupiter (teilweise sind Jupitermonde sichtbar) mit dem gleichen Objektiv. Während in der Bildmitte (obere Reihe) die Qualität erst bei Blende 1:3,5 das Maximum erreicht, muss noch weiter abgeblendet werden, bis auch in den Bildecken (untere Reihe) die Abbildungsqualität befriedigend ist. Zur Ehrenrettung des Herstellers muss gesagt werden, dass dieses Objektiv gegen ein deutlich besseres auf Kulanz getauscht wurde.

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Vignettierung, also dunkle Bildecken, ist bei der Verwendung von sehr lichtstarken Objektiven bei Offenblende völlig normal. Diese Aufnahme des großen Wagens entstand ebenfalls mit dem 50-mm-F/1,2-Objektiv bei voll geöffneter Blende. Durch eine zunehmende Abblendung verschwindet die Vignettierung mehr und mehr.

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4. Serie aus deckungsgleichen Aufnahmen
Um bei Langzeitbelichtungen zu vermeiden, dass einerseits die Helligkeit des Himmelshintergrunds zu hoch wird und andererseits die hellsten Sterne im Bildfeld zu stark überbelichtet werden, hat es sich in der Astrofotografie bewährt, statt einer einzigen Belichtung mit sehr langer Belichtungszeit mehrere, kürzer belichtete Fotos zu machen, um diese später zum endgültigen Ergebnis zu kombinieren (siehe Folge Nummer 16 der Reihe „Astro- und Himmelsfotografie“: „Das elektronische Bildrauschen in den Griff bekommen“).

Um aus mehreren Aufnahmen einen „Mittelwert“ zu errechnen, müssen die Aufnahmen natürlich deckungsgleich sein bzw. dementsprechend passgenau ausgerichtet werden. Diese Aufgabe fällt bedeutend leichter, wenn der Ausschnitt der Einzelfotos möglichst identisch ist. Die Verwendung einer astronomischen Montierung mit Nachführung ist dafür die beste Grundlage.


5. Aufspüren beweglicher Objekte
Alle Sterne erscheinen auf einem Foto mit langer Belichtungszeit punktförmig. Entdeckt man jedoch ein einziges Objekt, das nicht punkt-, sondern strichförmig abgebildet wurde, handelt es sich mit Sicherheit nicht um einen Stern, sondern um ein Objekt, das in Relation zu den Sternen eine Eigenbewegung aufweist. Das könnte ein Komet, ein Kleinplanet (Planetoid) oder auch ein die Erde umkreisender Satellit sein.

Zuweilen kommt ein Kleinplanet der Erde ziemlich nahe, sodass seine relative Bewegung zu den Sternen so schnell ist, dass er bereits bei einer Belichtungszeit von wenigen Minuten oder gar Sekunden auf einem nachgeführten Foto strichförmig erscheint und sich somit zu erkennen gibt.
 
 
Diese Aufnahme ist eine Ausschnittsvergrößerung aus einem Bild, das mit 300 Millimeter Brennweite fünf Minuten lang belichtet wurde. Während der Belichtungszeit ist die Kamera den Sternen nachgeführt worden. Der Strich im Bild ist der Kleinplanet „2002 NY40“, der zu den Erdbahnkreuzern zählt. In Erdnähe bewegt er sich in großer Geschwindigkeit relativ zu den Sternen.

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Montage der Kamera

Die Kamera muss für nachgeführte Aufnahmen natürlich auf dem beweglichen Teil der Montierung befestigt werden. Dabei ist es unerheblich, an welcher Stelle sie montiert wird und in welche Richtung das Objektiv „schaut“. Wichtig ist nur, dass die Verbindung zwischen Montierung und Kamera so stabil ist, dass während der Belichtungszeiten keine unerwünschten Kamerabewegungen auftreten und wiederum unscharfe Fotos verursachen, wie es zum Beispiel bei unterdimensionierten oder schlecht verarbeiteten Kugelköpfen der Fall sein kann. Entsprechende Klemmschrauben sind stramm anzuziehen.

Kommt kein Fernrohr zum Einsatz, ist es eine gute Lösung, einen ausreichend stabilen Kugelkopf mit einer Prismenschiene fest zu verschrauben, die ihrerseits in die Schwalbenschwanzführung der Montierung eingeführt wird. Der Kugelkopf erlaubt bei dieser Konfiguration zusätzliche Freiheitsgrade bei der Wahl des Bildausschnitts. Würde die Kamera direkt auf der Prismenschiene befestigt werden, müsste die Kamera ausschließlich durch Verstellen der Stunden- und Deklinationsachse der Montierung auf das gewünschte Himmelsobjekt ausgerichtet werden.

Das funktioniert grundsätzlich, doch es fehlt die Möglichkeit, die Kamera durch Drehung um die optische Achse des Aufnahmeobjektivs optimal auszurichten. Das kann sehr störend sein, wenn es beispielsweise darum geht, ein Sternbild formatfüllend zu erfassen. Der Kugelkopf erlaubt die notwendige Drehung der Kamera ebenso wie ein Teleobjektiv in einer Stativschelle.

Wenn auf der Montierung ein Fernrohr installiert ist, kann die Kamera wahlweise huckepack auf dem Fernrohr oder auch an der Gegengewichtsstange angebracht werden, solange das Fernrohr nicht als Aufnahmeoptik dienen soll. Es spielt für den hier diskutierten Anwendungsfall keine Rolle, ob die Kamera auf die gleiche Himmelsregion wie das Fernrohr ausgerichtet ist oder nicht.
 
 
Die „AstroTrack 320x“-Montierung trägt allenfalls kleinste Teleskope, ideal geeignet ist sie zur Nachführung einer Kamera mit Fotoobjektiv geeignet. Stativ, Stativkopf sowie ein weiterer Kugelkopf müssen allerdings vorhanden sein bzw. separat erworben werden.

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Direktmontage der Kamera auf einer parallaktischen Montierung. Auf die Prismenschiene wurde ein Kugelkopf geschraubt, um mehr Freiheiten bei der Wahl des gewünschten Bildausschnitts zu haben.

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Wenn auf der Montierung ein Fernrohr sitzt, kann die Kamera huckepack auf das Fernrohr aufgeschraubt werden. Die Kamera muss dabei nicht unbedingt in die gleiche Richtung schauen wie das Teleskop. Achten Sie nur darauf, dass keine Teile des Teleskoptubus in das Bildfeld hineinragen.

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Befestigung der Kamera an der Gegengewichtsstange einer Montierung. Hier verwendet wurde die „Manfrotto Super Clamp 035 Stativklemme“ und zusätzlich ein Kugelkopf, der Kameraschwenks in alle Richtungen erlaubt.

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Klein anfangen

Astroaufnahmen mit Nachführung erfordern ein wenig Übung. Es dauert einfach eine bestimmte Zeit, bis der Aufbau und die Einnordung der Montierung mit der erforderlichen Genauigkeit gelingen. Daher würde ich empfehlen, bei der Wahl der Aufnahmebrennweite „klein“ anzufangen. Frust und Enttäuschungen sind vorprogrammiert, wenn ohne Einarbeitungszeit versucht wird, die Kamera an ein Teleskop mit 2500 Millimeter Brennweite anzuschließen und auf scharfe, lang belichtete Fotos zu hoffen. Ein solches Unterfangen stellt selbst für einen erfahrenen Astrofotografen eine Herausforderung dar!

Ein guter Start ist die Verwendung eines Weitwinkelobjektivs, mit dem ganze Sternbilder erfasst werden können. Langsame Steigerung der Aufnahmebrennweite führen dann hin zu Teleobjektiven, mit denen schon viele weit entfernte Himmelsobjekte wie Sternhaufen, Gasnabel und Galaxien abgebildet werden können. Wenn Sie an einem Punkt angelangt sind, an dem nachgeführte Fotos mit Teleobjektiven (bis 200 oder 300 Millimeter Brennweite) gelingen, kann der nächste Schritt sein, es mit einem kurzbrennweitigen Teleskop zu versuchen. Die Brennweite sollte 500 oder 600 Millimeter nicht überschreiten. Wesentlich längere Brennweiten erfordern dann eine Nachführkontrolle.

Auf diesem Weg und im Laufe vieler Aufnahmenächte wird ein Gespür und ein Gefühl dafür entstehen, wie exakt die Montierung aufgestellt werden muss und wie lange die Belichtungszeit maximal sein darf, um mit der verwendeten Ausrüstung noch Fotos mit scharfen Sternabbildungen zu erhalten. Bei immer längeren Brennweiten werden Sie nämlich feststellen, dass Sie irgendwann eine Grenze erreichen, bei der die Gangungenauigkeit der verwendeten Montierung und/oder die nicht optimale Einnordung trotz Nachführung kleine Sternstriche produzieren, wenn die Belichtungszeit nur lang genug ist. Diese Grenzen kennenzulernen, ist ein wichtiger Prozess. Während man die Einnordung optimieren kann, hilft gegen die Gangungenauigkeit nur die Nachführkontrolle (das sogenannte „Guiding“), wie es in der übernächsten Folge der Reihe „Astro- und Himmelsfotografie“ beschrieben wird.

 

Vorgehensweise

Ich möchte nun im Detail beschreiben, wie Sie Ihre erste nachgeführte Astroaufnahme erstellen können. Dabei soll es das Ziel sein, ein beliebiges Sternbild mit maximal 50 Millimeter Brennweite, also einem Fotoobjektiv, aufzunehmen. Am besten eignet sich dafür eine klare, mondlose Nacht.

 
 

1. Vorbereitung

Zunächst müssen Sie Ihre parallaktische Montierung an einem geeigneten Standort, am besten fernab von irdischen Störlichtquellen, aufbauen, einnorden und in einen betriebsbereiten Zustand versetzen (siehe Folge 9 der Reihe „Astro- und Himmelsfotografie“: „Handhabung einer astronomischen Montierung“). Die Kamera samt Objektiv wird auf der Montierung befestigt.

Um sie berührungs- und damit erschütterungsfrei auszulösen, ist die Verwendung eines Kabelauslösers / Timers bzw. eines drahtlosen Fernauslösers Pflicht. Alternativ kommt auch die Kamerasteuerung über eine Software (angeschlossener Laptop) infrage. Für Langzeitbelichtungen sind programmierbare Timer von großem Vorteil, bei denen sich eine beliebig lange Belichtungszeit vorwählen lässt, während die Kamera auf ‚Bulb’ steht.

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Canon bietet diese zwei Kabelauslöser an, das einfache Modell RS-60 E3 (oben), bei dem sich der Auslöser verriegeln lässt. Er passt an alle drei- und vierstelligen Canon-EOS-Modelle (350D, 400D, 450D, 1000D, …). Ein- und zweistellige Canon-Modelle haben einen anderen Anschluss, an den sich der programmierbare TC-80 N3 Timer (unten) anbringen lässt.


Um die Einwirkung von seitlichem Fremdlicht abzuhalten und den möglichen Taubeschlag der Frontlinse hinauszuzögern, sollte eine Störlichtblende benutzt werden.
 
 
Ein Weichzeichner-Filter kann in Erwägung gezogen werden, um die Farben und den visuellen Helligkeitseindruck der Sterne zu erhalten. Ausführlich dargestellt ist der Effekt des Weichzeichners bei Astroaufnahmen im Teil 3 der Reihe „Astro- und Himmelsfotografie“: „Sternbilder fotografieren“.

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Kamera mit aufgesetztem Weichzeichner-Filter Cokin P840.

 
 

2. Grundeinstellungen vornehmen

Folgende Kamerakonfiguration ist zu empfehlen:

Dateiformat
Das RAW-Format ist für Aufnahmen von Sternbildern die erste Wahl und unbedingt zu empfehlen. Stellen Sie Ihre Kamera daher auf RAW oder RAW+JPG.

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Einstellung der Bildqualität bei einer Canon EOS 40D: Gewählt ist hier das RAW-Format, während die Fotos gleichzeitig auch im JPG-Format gespeichert werden. Die JPG-Dateien sind für die schnelle Vorauswahl der besten Aufnahmen nützlich.

 
 
ISO-Wert
Da die Kamera nachgeführt wird und längere Belichtungszeiten kein Problem darstellen, kann ein niedriger ISO-Wert eingestellt werden, um das Bildrauschen auf geringem Niveau zu halten. Versuchen Sie es ruhig mit ISO 100. Falls Sie höhere ISO-Werte bevorzugen, gehen Sie nicht über ISO 800.

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Einstellung des ISO-Wertes 100 bei einer Canon EOS 40D. Das elektronische Bildrauschen ist bei niedrigen ISO-Werten minimal.

 
 
Weißabgleich
Am besten ist die manuelle Einstellung auf „Tageslicht“ (Symbol: „Sonne“).

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Einstellung des Weißabgleichs bei einer Canon EOS 40D auf Tageslicht (5200 Kelvin).

 
 
Rauschreduzierung
Ist die Rauschreduzierung bei Langzeitbelichtungen eingeschaltet, fertigt die Kamera nach jeder Aufnahme mit längerer Belichtungszeit (ab einer Sekunde) ein Dunkelbild mit der gleichen „Belichtungszeit“ an. Das bedeutet, dass nach einer 5-minütigen Belichtung die Kamera für weitere 5 Minuten blockiert ist. Das kann sich positiv auf das verbleibende Bildrauschen auswirken, kostet aber viel Beobachtungszeit und Akku-Leistung. Daher schlage ich vor, diese Funktion zunächst einmal auszuschalten. Ermitteln Sie zu einem späteren Zeitpunkt, ob das Einschalten der Rauschreduzierung bei Langzeitbelichtungen bei Ihrer Kamera tatsächlich zu einer sichtbaren Verbesserung der Resultate führt, und entscheiden Sie dann, ob Sie dafür nötige Wartezeit nach jeder einzelnen Aufnahme investieren möchten.

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Ausschalten der Rauschreduzierung bei Langzeitbelichtungen, hier am Beispiel einer Canon EOS 40D.

 
 
Mit der Einstellung High ISO Rauschreduzierung (neuere Canon EOS-Modelle) habe ich keine guten Erfahrungen gemacht und lasse sie daher stets ausgeschaltet.

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Die „High ISO-Rauschreduzierung“ ist ausgeschaltet.

 
 
Belichtungsprogramm
Infrage kommt nur die manuelle Einstellung („M“) und die Einstellung der Belichtungszeit auf Bulb für beliebig lange Belichtungen. Bei manchen Kameras muss dazu das Einstellrad auf M gestellt und als Belichtungszeit Bulb ausgewählt werden, andere haben sowohl B als auch M als wählbare Variante auf dem Einstellrad, dann ist direkt B einzustellen.

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Einstellung der manuellen Belichtungssteuerung („M“) am Einstellrad einer Canon EOS 40D.

 
 
Die Canon EOS 5D Mark II hat „B“ als direkt anwählbare Funktion auf ihrem Einstellrad:

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Blende
Blenden Sie Ihr Objektiv ab! Beginnend bei der größtmöglichen Blendenöffnung (also der kleinsten Blendenzahl) um mindestens eine Belichtungsstufe, je nachdem, ab welcher Blende die Sterne in den Randbereichen des Fotos hinreichend scharf werden. Bei manchen Objektiven muss dazu gar um zwei oder drei Belichtungsstufen abgeblendet werden.

Hier ein Ausschnitt aus der international genormten Blendenskala, der volle und halbe Belichtungsstufen zeigt (volle Stufen sind fett gedruckt):
 
1,2 1,4 1,8 2,0 2,5 2,8 3,5 4,0 4,5 5,6 6,7 8,0 9,5 11 13 16


Würde man ein Objektiv mit der Anfangs-Lichtstärke (größte Blendenöffnung) von 1:2,8 um eine Belichtungsstufe abblenden wollen, müsste man die Blende auf 1:4,0 stellen. Eine Abblendung um zwei Stufen würde Blende 1:5,6 bedeuten.

Wird der Blendenwert nicht in halben, sondern in Drittelstufen verstellt, ist Blende 1:6,7 zum Beispiel nicht einstellbar. Dann existiert zwischen 1:5,6 und 1:8,0 die folgende Abstufung:
 
5,6 6,3 7,1 8,0


Bei vielen Kameras lässt sich im Menü konfigurieren, ob die Belichtung in halben oder in Drittelstufen einstellbar ist.

Der Wechsel von einer vollen Stufe zur nächsten bedeutet immer, dass als Ausgleich dafür doppelt bzw. halb so lange belichtet werden muss. Folgende Beispiel-Kombinationen führen also zu einer identischen Belichtung:
 
Blende Belichtungszeit
1. 1:5,6 60 Sekunden
2. 1:8,0 120 Sekunden
3. 1:4,0 30 Sekunden
 
 
Das Display der Canon EOS 450D: Der Pfeil weist auf die Einstellung der Blende 1:4,5 hin. Zwar hat das verwendete Objektiv eine „Lichtstärke“ (kleinster einstellbarer Blendenwert) von 1:2,0, wurde aber, um die Abbildungsleistung zu steigern, um zweieinhalb Stufen abgeblendet.

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Spiegelverriegelung
Diese Einstellung dient dazu, Verwacklungen durch den Spiegelschlag der Kamera zu verhindern. Machen Sie von dieser Einstellung Gebrauch, dann lässt der erste Druck auf den Auslöser nur den Spiegel hochklappen. Warten Sie danach wenige Sekunden, bis die Erschütterungen durch den Spiegelschlag abgeklungen sind, um mit einem zweiten Druck auf den (Kabel-)Auslöser die Belichtung zu starten.

Hinweis: Bei der Kamerasteuerung über eine Software muss auf die Spiegelvorauslösung verzichtet werden, wenn die verwendete Software das nicht unterstützt (z.B. bei Canon EOS Utility, Remote-Steuerung).

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Eingeschaltete Spiegelverriegelung.

 
 
Bildstabilisator
Sehr wichtig ist es, einen eventuell vorhandenen Mechanismus zur Bildstabilisierung auszuschalten!

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Der Bildstabilisator („Image Stabilizer“) sollte ausgeschaltet werden, wenn die Kamera auf einer Montierung befestigt ist.

 
 

3. Aufnahmen machen

Zunächst ist eine möglichst exakte Fokussierung auf „Unendlich“ zu erreichen. Der Autofokus wird selbst bei hellen Sternen in den meisten Fällen versagen, sodass nur eine manuelle Einstellung infrage kommt, es sei denn, Sie finden in weiter Ferne ein „Ersatzobjekt“, etwa die Lichter einer Stadt.

Verwenden Sie nie den „Unendlich-Anschlag“ eines Autofokus-Objektivs, weil sich diese meist über Unendlich hinaus drehen lassen.

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Eine völlig unscharfe Sternabbildung wäre die Folge, wenn Sie den Entfernungsring eines AF-Objektivs an seinen „Unendlich-Anschlag“ drehen.

 
 
Auch der Unendlich-Index, der bei manchen Objektiven existiert, ist in aller Regel nicht präzise genug.

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Die Indexmarke für „Unendlich“ ist kein Garant für scharfe Fotos von Sternen.

 
 
Ideal zum Fokussieren sind Kamera-Modelle mit einer „Live-View“-Funktion, bei der Sie einen hellen Stern anvisieren und dann in hoher Vergrößerung auf dem Display der Kamera akkurat scharfstellen können.

Verfügt Ihre Kamera nicht über eine solche Live-View-Funktion, dann richten Sie sie auf einen sehr hellen Stern und stellen zunächst im Sucher manuell den bestmöglichen Schärfepunkt ein. Dann fertigen Sie Testaufnahmen mit voll geöffneter Blende und einer oder zwei Sekunden Belichtungszeit an.

Bewerten Sie das Ergebnis bei maximaler Vergrößerung auf dem Kameradisplay. In immer kleineren Schritten können Sie sich so dem besten Schärfepunkt nähern. Fahren Sie dabei ruhig einmal über den vermeintlich optimalen Punkt hinaus, um dann wieder in entgegengesetzter Richtung zu korrigieren, um ein Gefühl für den optimalen Fokuspunkt zu bekommen.

Das klingt nach einem mühsamen, zeitraubenden Prozess. Dennoch lohnt sich der Aufwand, denn die Fokussierung wird über Erfolg oder Misserfolg der Aufnahme entscheiden.

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Die Gegend um den hellen Stern Wega in der Leier. Links ist das Ergebnis des Autofokus zu sehen, in der Mitte der beste Schärfepunkt, der bei klassischer Fokussierung durch den Spiegelreflexsucher möglich war. Das rechte Bild zeigt die beste Schärfe nach Verwendung der »Live-View«-Funktion.

 
 
Der Autofokus-Schalter bleibt auch nach erfolgter Fokussierung auf „MF“ für manuellen Fokus.

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Tipp: Nach einiger Zeit, in der die Außentemperatur vielleicht absinkt, kann es erforderlich sein, die Fokussierung zu kontrollieren und gegebenenfalls zu korrigieren. Manche Objektive reagieren auf Temperaturveränderungen mit einer Fokusdrift.

Wenn der Fokus sitzt, wählen Sie Ihren endgültigen Bildausschnitt und lassen die Montierung am besten ein paar Sekunden laufen, bis die Antriebsschnecke satt in die Zähne des Zahnkranzes eingegriffen hat. Dann starten Sie mit einer Minute Belichtungszeit und prüfen anschließend auf dem Kameradisplay, ob die Sterne scharf sind und nicht zu kleinen Strichen wurden, wie es ohne Nachführung der Fall wäre. Wenn die Sterne scharf sind, verlängern Sie die Belichtungszeit um jeweils eine weitere Minute und wiederholen die Aufnahme. Hantieren Sie vorsichtig mit einem Kabelauslöser, um Erschütterungen während der Belichtung zu vermeiden.

Prüfen Sie Ihre Fotos auf dem Kameradisplay mit eingeschalteter Histogrammanzeige, um herauszufinden, wann die maximal sinnvolle Belichtungszeit erreicht ist. Zu beachten ist die steile Flanke an der linken Seite des Histogramms, die den dunklen Himmelshintergrund repräsentiert und die bei ansteigender Belichtungszeit immer weiter nach rechts wandert. Es ist durchaus sinnvoll, sie am rechten Ende des linken Drittels zu platzieren, um den Himmel aus dem äußerst linken Bereich des Histogramms, in dem sich das Rauschen abspielt, herauszuhalten.

Der Himmel wird in der Rückschau auf dem Kameradisplay dann zwar ziemlich hell erscheinen, was Sie aber nicht irritieren sollte, denn durch die anschließende Bildverarbeitung kann dieser Eindruck schnell korrigiert werden.

Achten Sie aber auch darauf, was an der rechten Seite des Histogramms geschieht: Sollte am rechten Anschlag ein „Peak“ auftauchen, bedeutet das, dass viele helle Sterne übersättigt sind und die Aufnahme damit überbelichtet ist.

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Beispiel für eine unterbelichtete Sternfeldaufnahme. Der „Datenberg“ schlägt an der linken Seite an (Pfeil).

 
 
Beispiel für eine korrekt belichtete Sternfeldaufnahme. Die steil aufsteigende Flanke (Pfeil) des „Datenbergs“ liegt im linken Drittel der Skala weit rechts. Damit hat der Himmelshintergrund einen ausreichenden Abstand zum elektronischen Bildrauschen, das noch weiter links im Histogramm angesiedelt ist.

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Beispiel für eine überbelichtete Sternfeldaufnahme. Der Himmelshintergrund (linker Pfeil) ist sehr weit nach rechts gerückt, während helle Sterne schon in der Vollsättigung liegen und rein weiß erscheinen, was durch den Datenpeak des Histogramms (rechter Pfeil) am rechten Anschlag erkennbar ist.

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Nachdem Sie die beste Kombination aus ISO-Wert, Blende und Belichtungszeit für Ihren Standort ermittelt haben, können Sie für die nächsten Aufnahmen Objektive mit längerer Brennweite einsetzen, um damit Objekte wie Sternhaufen, Nebel oder Galaxien abzulichten.

Kontrollieren Sie aber stets, ob die Sterne auf den Fotos noch punktförmig sind, denn ab einem gewissen Punkt werden Sie unter Umständen die Grenzen der Nachführgenauigkeit Ihrer Montierung erreicht haben.

 

Bildverarbeitung

Die Bildverarbeitung nachgeführter Sternfeldaufnahmen kann nicht generalisiert werden; zu unterschiedlich ist die Beschaffenheit des Ausgangsmaterials. Im Folgenden soll eine Aufnahme der Andromeda-Galaxie, gewonnen mit einem 135-Millimeter-Teleobjektiv, als Beispiel dafür dienen, verschiedene Schritte der Bildverarbeitung vorzunehmen.

Dabei wird es im Wesentlichen darum gehen, typische und immer wiederkehrende Aufgaben der Bildverarbeitung zu lösen: Z.B. die Bekämpfung des verbleibenden Bildrauschens, die Beseitigung einer Vignettierung und die Erreichung eines dunklen, neutral gefärbten Himmels.
 
 
Zunächst öffne ich in Photoshop die RAW-Datei meiner Sternfeldaufnahme. Es erscheint das Modul Camera Raw, in dem das Bild „entwickelt“ wird.

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Schon auf dem Startbildschirm von „Camera Raw“ erkenne ich zu lösende Probleme: Die dunklen Bildecken (vier Pfeile), der nicht neutral graue Himmelshintergrund (Pfeil rechts oben auf das Histogramm zeigend) und das etwas überbelichtete Zentrum der Galaxie (roter Fleck, Pfeil in der Bildmitte).

 
 
Einen farbneutralen Himmelshintergrund erhalte ich, nachdem ich das Weißabgleich-Werkzeug (linker Pfeil) anklicke und danach auf dem Bild im Bereich des Himmels. Das Histogramm (rechter Pfeil) zeigt den Erfolg dieser Aktion an.

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In der Registerkarte Grundeinstellungen gibt es den Regler Reparatur, den ich auf den Wert 33 schiebe (rechter Pfeil), bis das anfangs überbelichtete Zentrum der Galaxie keine Überbelichtungswarnung mehr erkennen lässt (linker Pfeil).

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Um die Schärfung und Rauschreduzierung zu kontrollieren, zoome ich die Voransicht des Bildes auf 100% (Pfeil links unten). Mit der Hand (Pfeil links oben) kann ich danach einen besonders interessanten Bildausschnitt für die Voransicht wählen; im gezeigten Beispiel das Zentrum der Galaxie.

Die dritte Registerkarte (Pfeil rechts oben) bringt mich zu den Details. Dort sorge ich dafür, dass der Betrag der Schärfung auf null steht, denn eine Nachschärfung beeinträchtigt die Darstellung der Sterne (Pfeil rechts Mitte). Bei der Rauschreduzierung des Luminanzkanals (Pfeil rechts unten) entscheide ich mich für eine moderate Rauschreduktion.

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Nun gilt es, die dunklen Bildecken zu beseitigen. Dazu stelle ich den Zoom auf In Ansicht (Pfeil links), dann erscheint in der Vorschau wieder das gesamte Bild. Danach klicke ich auf die Registerkarte Objektivkorrekturen (Pfeil rechts oben). Den Schieber Objektiv-Vignettierung>Stärke schiebe ich so lange nach rechts (Pfeil rechts unten), bis die dunklen Bildecken in der Vorschau verschwunden sind.

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Die „Bildentwicklung“ erkläre ich hiermit für abgeschlossen und öffne das Bild mit der Schaltfläche Bild öffnen. Nun erscheint es als Dateifenster in Photoshop.

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Ein Blick auf das Histogramm (Photoshop-Befehl „Bild>Anpassungen>Tonwertkorrektur…“) zeigt, dass die Helligkeit des Himmelshintergrundes zu weit rechts liegt, der Himmel also zu hell dargestellt wird.

 
 
Ich verschiebe den Schwarzpunkt (schwarzes Dreieck, linker Pfeil) nach rechts, um das Histogramm zu beschneiden. Der Himmel wird danach natürlich dunkel. Doch ich verstelle auch den Graupunkt (graues Dreieck, rechter Pfeil) und ziehe ihn nach links, damit die Galaxie und die Sterne heller dargestellt werden.

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Anschließende Korrekturen sind unter anderem abhängig vom persönlichen Geschmack. Ich entschied mich für eine etwas kontrastgesteigerte und insgesamt hellere Bearbeitung durch den Photoshop-Befehl Bild>Anpassungen>Gradationskurven…

Den Startpunkt der Kurve verschob ich nach rechts (linker Pfeil), was einem weiteren Histogramm-Beschnitt gleichkommt. Mit einem zweiten Eingriff (rechter Pfeil) zog ich die Gradationskurve insgesamt nach oben, um die Sterne und die Galaxie noch heller erscheinen zu lassen. Das Endergebnis meiner Bildverarbeitung dieser Aufnahme finden Sie im folgenden Kapitel „Beispielaufnahmen“.

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Beispielaufnahmen

Diese Aufnahme der totalen Mondfinsternis am 21. Februar 2008 wurde bei einer Aufnahmebrennweite von 1200 Millimeter (Teleskop) 8 Sekunden lang belichtet. Ohne Nachführung wäre sie nicht scharf geworden.

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Das Sternbild „Großer Hund“ mit dem hellsten aller Sterne, Sirius. Zu erkennen sind außerdem drei offene Sternhaufen aus dem „Messier-Katalog“, folglich abgekürzt mit „M“.

Die Aufnahme entstand mit einem 35-Millimeter-Objektiv bei Blende 1:2,8, ISO 400 und einer Belichtungszeit von 2 Minuten. Verwendet wurde ein Weichzeichner-Filter und für die Nachführung die oben abgebildete Montierung „AstroTrack 320x“.

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Das wohl bekannteste Sternbild des südlichen Himmels: das „Kreuz des Südens“. Aufgenommen in Namibia mit einem 135-Millimeter-Objektiv, abgeblendet auf 1:5,6 und einer Belichtungszeit von 18 Minuten. Unterhalb des Sternbildes ist der „Kohlensack“ sichtbar, eine Dunkelwolke aus intergalaktischem Staub.

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Das Sternbild Schütze (=Sagittarius) vor dem Hintergrund der Sommermilchstraße. Es ist 50 Minuten lang belichtet worden, wobei die Beobachtungsbedingungen optimal waren (Namibia). Klar, dass das ohne Nachführung nicht klappen würde.

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Dieses Foto ist nicht auf den ersten Blick als nachgeführte Aufnahme zu erkennen, denn nicht nur die Sterne, sondern auch ein Teil des Vordergrundes (Personen, großer Baum) erscheinen scharf. Der Grund ist, dass diese Bereiche durch ein kurz aufflammendes Blitzgerät beleuchtet wurden! Der nicht vom Blitzgerät erfasste, weiter entfernte Teil der Landschaft ist durch die Nachführung auf die Sterne tatsächlich unscharf.

Belichtet wurde diese Aufnahme 60 Sekunden lang mit einem 15-Millimeter-Fischaugen-Objektiv bei Blende 1:3,5. Der Planet Mars steht inmitten des Winter-Hexagons, gebildet aus hellen Sternen verschiedener Wintersternbilder. Rechts zu sehen ist der Sternhaufen der Plejaden sowie der Komet „Holmes“.

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Das Titelbild dieses Tutorials zeigt die Milchstraße von einem Horizont zum anderen, aufgenommen mit einem 15-Millimeter-Fischaugen-Objektiv. Belichtet wurde acht Minuten lang bei ISO 800 und Blende 4,0. Das schwarze Oval wurde in Photoshop erzeugt. Die Aufnahmebedingungen im Iran waren optimal.

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Während die Kamera mit einem 130-Millimeter-Teleobjektiv dem Lauf der Sterne nachgeführt worden ist, kreuzte ein Iridium-Satellit das Bildfeld, dessen Antennen das Sonnenlicht in Richtung Kamera reflektierten. Das Aufblitzen wird als „Iridium-Flare“ bezeichnet. Wer wissen möchte, wann und wo ein solches Ereignis zu sehen ist, kann das auf der Webseite www.heavens-above.com erfahren.

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Andromeda-Galaxie, aufgenommen mit einem 135-Millimeter-Objektiv bei Blende 1:2,8 (Abblendung um eine Stufe). Belichtet wurde 3 Minuten lang bei ISO 1000, wobei die Montierung „AstroTrack 320x“ für die Nachführung sorgte.

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Ausschnittsvergrößerung aus der obigen Aufnahme. Es ist erstaunlich, welche Details dieser Galaxie mit einem leichten Teleobjektiv sichtbar werden, wenn die Kamera den Sternen nachgeführt wird. Deutlich zu erkennen sind beispielsweise diverse Bänder aus Staub, die sich um den Kern der Andromeda-Galaxie winden.

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Das Sternbild Dreieck („Triangulum“, unten), aufgenommen mit einem 135-Millimeter-Teleobjektiv. Rechts ist die sogenannte „Dreiecks-Galaxie“, Messier 33 gut zu erkennen, links oben der offene Sternhaufen NGC 752. Die Aufnahmedaten sind identisch mit dem obigen Bild der Andromeda-Galaxie. Beide Fotos entstanden kurz hintereinander bei besten Himmelsbedingungen.

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Ausschnittsvergrößerung von M33 aus der oben gezeigten Aufnahme. Gut zu sehen sind die Spiralarme dieser Galaxie, die etwa 3,1 Millionen Lichtjahre entfernt ist.

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Hinweis in eigener Sache: Alle verwendeten Bildbeispiele entstanden auf die im Tutorial beschriebene Art und Weise.

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Kommentare
Portrait von ehrenberg
  • 13.08.2013- 12:06

Die Tutorials von Stefan Seip sind sehr gut und strukturiert aufgebaut - endlich sind meine Aufnahmen dank der Anleitung um Klassen besser - danke

Portrait von Tinkabuster
  • 16.12.2012- 21:49

Sehr Interessant! hab mich schon mit Sternenfotografie befasst, das mit der Nachführung muss ich noch üben.

Portrait von kAgravedigger
  • 20.11.2012- 21:23

Wow, Super Tutorial! Danke dafür!

Portrait von shk79
  • 10.08.2012- 14:17

Sehr gutes Tutorial. Jetzt weiss ich, dass ich meine Aufnahmen teilweise falsch belichte.

Portrait von anton610
  • 06.02.2012- 20:11

Danke!
super Tutorial!

Portrait von adetman
  • 27.02.2011- 23:18

Sehr gutes Tutorial. Hat mir echt geholfen. Kann ich nur weiterempfehlen.

Portrait von Farbeimer
  • 06.11.2010- 11:07

Ein schöner Workshop mit vielen, guten Beispielen.

Ich hätte mir jedoch noch die restliche Bearbeitung von M 31 gewünscht.
Zwischen der letzten Graditonskurvenbearbeitung und dem fertigen Bild liegen genau die Punkte, die zum pretty Picture führen.

Portrait von stefan_seip
  • 12.11.2010- 11:43

Das muss ein Irrtum sein, es wurde kein Schritt der vorgenommenen Bildvarbeitung weggelassen oder vberschwiegen. Gruß Stefan

Portrait von tommyengele
  • 02.02.2010- 20:27

Dank Dir Stefan ! Ganz Klasse beschrieben

Portrait von Messerjocke68
  • 02.10.2009- 11:56

Super Tutorial.

Ich habe ein Meade LX 90, da kanns ja jetzt richtig losgehen.

Bis ich aber so etwas wie der Autor zustande bekomme, wird wohl noch ein wenig Zeit vergehen, denke ich.

Danke

Portrait von Kuhl49
  • 22.06.2009- 21:57

Sehr schönes Tutorial, habe viel über Verbesserungsmöglichkeiten meiner per Hand nach geführten Astrofotos (4 1/2" Newton, D70 mit 300 mm Tele) gelernt.
Besten Dank Stefan

Alternative Portrait

-versteckt-(Autor hat Seite verlassen)

  • 27.05.2009- 21:20

Danke für dieses wunderbare Tutorial Stefan. Ich muss immer wieder über die schönen Bilder staunen die du im Astrotreff postest. Mir war das meiste hier zwar schon bekannt, aber solche Feinheiten wie das Entfernen der Vignettierung und Weißabgleich direkt bei RAW Bildern ist mal was Neues für mich. Also vielen Dank nochmal!

Portrait von rockinpeter
  • 12.03.2009- 17:27

Suuuper, eines der besten Tutorials.

Portrait von Bazooka
  • 12.03.2009- 09:02

Ganz Klasse beschrieben, hab selbst ein 6" Newton, das spornt an es wieder zu benutzen. Leider spielt das Wetter nicht mit.

Besten Dank für das TUTO!!!

Portrait von oetzy
  • 12.03.2009- 08:13

Dank Dir Stefan ! wieder mal super erklärt !

Alternative Portrait

-versteckt-(Autor hat Seite verlassen)

  • 10.03.2009- 10:20

Tolles Tutorial mit sehr schönen Aufnahmen. Danke für diese Bereicherung :-)

Portrait von Tack
  • 09.03.2009- 23:01

PHANTASTISCH!

Super geschrieben und klasse bebildert.

Boje Tack

Portrait von roman2
  • 09.03.2009- 14:14

einfach der hammer !!!!!!

Portrait von deDuebel
  • 08.03.2009- 18:32

Deine Tutorials sind einfach KLASSE!
Tolle Fotos, super erklärt, aufs Wesentliche reduziert – was will man mehr.
Ich bin ja kein Sternengucker, aber das macht wirklich Lust drauf!
Vielen Dank!

Portrait von FoVo65
  • 07.03.2009- 23:27

Sehr ausführlich und gut beschrieben und mit sehr schönen Fotos hinterlegt. Gratuliere!



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