Astro/Fotografie - How to: Planeten "fotografieren"

Da ich nun einige Male gefragt wurde wie ich die Bilder von den Planeten Jupiter und Saturn angefertigt habe, dachte ich mir, ich mache mal einen Blog Artikel dazu.

Zuerst einmal sei gesagt, dass es sicherlich auch noch andere Methoden dazu gibt und natürlich auch andere, weit bessere bzw. professionellere Ausrüstung. Dementsprechend wird man je nachdem wie und mit was man ans Werk schreitet auch zu anderen oder besseren Ergebnissen kommen.

Ich selbst werkele ja auch immer mal wieder herum und benutze z.B. mal eine andere Software oder andere Einstellungen. Das zeigt sich dann auch in unterschiedlichen Ergebnissen.

Hardware

Fangen wie mal mit der Hardware an, welche sowohl der wichtigste wie auch der teuerste Teil der ganzen Geschichte ist. Man benötigt hierfür ein Teleskop, samt Montierung und Stativ, eine Astro- bzw. Planetenkamera, sowie einen Laptop und ausreichend Speicherplatz.

Das Teleskop braucht vor allem viel Brennweite, denn je länger die Brennweite, desto stärker die Vergrößerung. Hier empfehlen sich entweder die klassischen Refraktoren, also Linsen-Teleskope , die allerdings dann schon ziemlich groß und schwer sind, oder die Maksutov- oder Schmidt-Cassegrain-Teleskope, die durch ihre Bauart viel Brennweite in einem kompakten Design liefern. Natürlich gehen auch die Newton-Teleskope, die klassischen Spiegelteleskope, aber auch die werden dann schnell groß und schwer. Neben der Brennweite ist dann noch die Öffnung wichtig, je größer die Öffnung desto mehr Licht fällt ein. Prinzipiell lassen sich mit allen Teleskoptypen Planetenbilder machen. Ich möchte hier aber weniger auf die einzelnen Teleskoptypen eingehen, das ist eine eigene kleine Wissenschaft für sich, jeder Typ hat seine Vor- und Nachteile.

Teleskope sind teuer, vor allem wenn noch Montierung und Stativ dabei sind. Dabei sind Montierung und Stativ ebenso wichtig wie die Optik, wenn nicht sogar wichtiger. Die Montierung muss so stabil sein, dass es das Teleskop und eventuelles Zubehör wie Kameras tragen kann, gleiches gilt für das Stativ. Je besser Stativ und Montierung sind, desto weniger neigt die Optik dann zum Schwingen. Bei meinem Teleskop ist die Montierung ziemlich mager, daher schwingt das Teleskop schon bei leichtem Wind oder wenn ich die Steuerung benutze. Für das reine „teleskopieren“ oder eben die Aufnahme der relativ hellen Planeten, für die ich nur kurze Belichtungszeiten brauche, geht das aber noch. Anders sähe es aus, wenn ich was in Richtung Deep-Sky machen wollen würde, da wären die Schwingungen dann zu extrem.

Wichtig wären auch Nachführungen. Die Nachführung sorgt dafür, dass das Motiv im Zentrum bleibt. Nachführungen oder Montierungen mit Nachführungen sind in der Regel teuer, aber für Astro-Fotografie ein Muss – insbesondere dann wenn es Richtung Deep-Sky geht. Mein Teleskop hat eine Nachführung, die ist allerdings recht ungenau, gerne auch zu langsam. Sie hält das Motiv aber zumindest eine Weile in Bild, so dass ich einige Bilderserien machen kann, bevor ich nachjustieren muss. Ich habe auch schon Aufnahmen ohne Nachführung gemacht, auch damit kamen Bilderserien zustande. Nur wandert der Planet dann eben recht zügig durch das Bild und man muss ihn regelmäßig neu anfahren.

Das Alles geht auf jeden Fall schon einmal ins Geld. Es gibt zwar recht günstige Teleskop-Sets (teilweise deutlich unter 100€), die kranken aber entweder an schlechter Optik oder Instabilität. Von solchen Teleskopen sollte man die Finger lassen. Was brauchbares, womit man auch langfristig immer mal wieder Spaß haben kann, beginnt irgendwo bei 4-500€. Man kann sich aber auch auf dem Gebrauchtmarkt umsehen. Immer wieder geben Leute ihre Teleskope ab, da sie mit dem Hobby dann doch nichts anfangen können oder sie keine Zeit dafür finden. So kommt man teilweise für die schmale Mark an kaum genutzte Geräte. Ich bin so auch an meines gekommen, nach langem Überlegen welches Teleskop ich mir zulegen möchte, habe ich spaßeshalber bei Ebay-Kleinanzeigen geschaut und habe mein Teleskop dort für 300€ kaufen können. Der Neupreis lag damals bei etwa 750€. Für ein Teleskop welches nur 1-2 Mal genutzt wurde, war das ein guter Preis.

Neben dem Teleskop benötigt ihr dann noch eine Astro- bzw. Planetenkamera. Diese CCD-Kameras können in kurzer Zeit hunderte oder tausende Bilder aufnehmen. Sie sind relativ klein und leicht und belasten so die Montierung nicht zusätzlich. Außerdem sind sie preislich interessant. Einstiegsmodelle gibt es schon für unter 100€. Aber auch hier gibt es nach oben natürlich kaum Grenzen. Von den Billigdingern würde ich die Finger lassen, ich Empfehle für den Einstieg ein Modell zwischen 100 und 200€. Anders als bei Digitalen Systemkameras, ist man hier aber auf die Verwendung eines Laptops angewiesen. Der Laptop muss dann noch über ausreichend Speicherplatz verfügen, da so eine Aufnahme mit ein paar tausend Einzelbildern schnell mal einige GB groß werden kann. Und…man macht ja nicht nur eine Aufnahme.

Als weiteres Equipment wäre ggf. noch eine Barlowlinse empfehlenswert. Je nach Ausführung verdoppelt, verdreifacht, vervierfacht, usw. diese Linse die Brennweite (zu Lasten der Bildqualität). Außerdem wäre ggf. noch eine externe Stromquelle interessant, wenn man unterwegs irgendwo Planetenaufnahmen machen möchte und nicht die heimische Stromquelle nutzen kann.

Soviel erstmal grob zur Hardware. Was ihr da nehmt ist natürlich euch überlassen. Meine Ausrüstung schaut wie folgt aus:

• Celestron Nexstar 127 SLT – 127mm Öffnung, 1500mm Brennweite, mit GoTo Steuerung
• Zwo Asi 120 MC
• Ggf. 2x Barlowlinse

(Teleskop + Kamera + Laptop - bei der ganz schnellen Sitzung muss auch mal der Küchenstuhl herhalten)

Software

Nach dem teuren Zeug geht es nun weiter mit der Software – und die ist kostenlos. Aber sie ist ebenso wichtig.

Vorweg empfehle ich Stellarium. Mit diesem kleinen Programm kann man den Sternenhimmel betrachten, sieht was wann wo zu sehen ist und bekommt eine Menge an Daten zu den einzelnen Objekten. Wenn man also vor hat Planeten oder andere Objekte abzulichten, kann man hier den besten Zeitpunkt herausfinden. Aber auch abseits der Fotografie und Teleskopie ist dieses Programm für Astrofans interessant.

Mit Firecapture kann man Bilderserien und/oder Videos aufnehmen. Das Programm unterstützt eine Vielzahl der gängigen Astro-Cams. Mit wenigen Handgriffen kann man vorgefertigte Plantenprofile auswählen und ggf. schnell und einfach Anpassungen, z.B. an der Belichtungszeit vornehmen

Autostakkert ist dann das Programm welches die Bilder (oder Einzelframes aus Videos) zusammenrechnet (Stacking). Auch dieses Programm ist recht simpel aufgebaut. Ein Alternatives Programm dazu wäre Avistack.

Registax 6 kann auch dazu genutzt werden Bilderserien zusammenzurechnen, darüber hinaus bietet es auch die Möglichkeit das generierte Bild weiter zu bearbeiten, z.B. zu schärfen.

Für jedes dieser Programme gibt es Anleitungen oder Video-Tutorials

Aufnahmen

Und nun kommen wir zu meinem „Workflow“. Hier sei nochmal gesagt: es gibt unterschiedliche Mittel und Möglichkeiten ans Ziel zu gelangen. Sicherlich gibt es noch optimalere Wege oder Möglichkeiten an bessere Ergebnisse zu kommen. Ich bin befinde mich da nach wie vor in einer Probierphase, und teste dementsprechend gerne mal was Neues. Meine aktuellen Bilder sind aber wie folgt entstanden.

Wenn das Teleskop aufgebaut und die Kamera aufgesetzt und mit dem Laptop verbunden wurde, beginnt der Spaß. Bevor ich den Deckel vom Teleskop abnehme, starte ich schon mal Firecapture und fertigte ein Dunkelbild an, das reduziert das Rauschen. Dann kommt der Deckel runter und ich starte starte ich die Nachführung – in meinem Falle ist die weder besonders genau noch besonders gut, aber es reicht um das Ziel zumindest länger im Visier zu behalten, ich muss damit zumindest weniger nachjustieren. Anschließend wird der gewünschte Planet gesucht und möglichst Mittig platziert. Danach wird der Planet möglichst scharf gestellt. Dank Livebildanzeige geht das recht gut. Im Falle von Jupiter ist das Auffinden kein Problem, er ist eines der hellsten Objekte am Nachthimmel. Saturn ist dagegen schon schwieriger zu finden, da er nicht mehr so hell Leuchtet und sich kaum von helleren Sternen abhebt. Ich selbst erkenne die Planeten Venus, Mars, Jupiter und Saturn in der Regel sofort, weiß in etwa wann sie wo stehen. Wenn ich doch mal „Planetenfindungsstörungen“ habe, nutze ich schnell Stellarium.

(Firecapture - hier zu Demonstrationszwecken mit DummyCam)

Wenn dann alles passt, sich der Planet schön im Zentrum des Bildes befindet, stelle ich ggf. noch die Belichtung und den Gain ein – da probiere ich immer mal wieder andere Einstellungen. Wenn dann alles passt werden die Bilder bzw. Videos aufgenommen (ich arbeite überwiegend mit Avi). Ich nehme dabei immer mindestens 2000 Frames auf, maximal 5000 – man kann eine Begrenzung einstellen (ich mache das aber meist ohne, da ich sonst gerne mal vergesse eine neue Aufnahme zu starten). Auch nehme ich gerne viele Sequenzen auf. In einer Sitzung kommen da gerne mal 20-30 Aufnahmen zustande.

(So schaut mein Rohmaterial aus - in diesem Fall mit 2x Barlowlinse)

Die Dateien werden recht groß. Eine Aufnahme bei voller Auflösung kann gerne mal zwischen 10 und 20 Gb groß werden…bei 20-30 Aufnahmen ist da eine kleine Festplatte schnell voll. Um die Dateigröße möglichst niedrig zu halten nutze ich für die meisten Aufnahmen den ROI Modus (Region of Interest), welcher dann nur einen Teil der Chipfläche nutzt. Die Dateien werden damit deutlich kleiner.

Bildbearbeitung

Sind die Videos im Kasten, bzw. auf der Platte, geht es weiter mit dem Stacking und der Bearbeitung.

Für das Stacking nutze ich meistens Autostakkert. Hier kann ich die gewünschte Avi-Datei direkt hochladen und muss sie nicht vorher in einzelne Frames zerlegen (für das Zerlegen, wenn ich das mal brauche, nutze ich übrigens das kostenlose XnView). Avistack wäre eine Alternative zu Autostakkert, allerdings zickt das zumindest bei mir öfter mal rum wenn ich direkt die Videos nutzen möchte, mit Einzelframes geht es besser, aber da kann man nur etwa 1000 Frames nutzen.

Autostakkert ist leicht zu bedienen und arbeitet schnell. Die wichtigste Einstellung die man vornehmen sollte ist, wieviel Prozent der Frames genutzt werden sollen, damit werden dann nur die besten Bilder berücksichtigt. Insgesamt braucht man nur ein paar Klicks, dann kann man den Stackingprozess starten. Dieser dauert auch nur wenige Minuten – je nach Anzahl der genutzten Frames. Zu Weiterverarbeitung speichere ich das Bild im Tif-Format.

(Autostakkert)

Weiter geht es dann mit Registax 6. Dieses Programm eignet sich besonders zum Schärfen der Bilder, denn das was Autostakkert auswirft, ist doch noch recht schwammig. Auch hier geht es recht flott voran, es müssen im Prinzip nur ein paar Regler verschoben werden um das Bild auf unterschiedlichen Ebenen zu schärfen. Außerdem kann man das Programm noch für kleine Korrekturen nutzen.

(Registax 6, mit einem Bild frisch aus Autostakkert, vor der Bearbeitung)

Das Ergebnis kann man dann ggf. noch mittels Photoshop oder Gimp (um bei den kostenlosen Programmen zu bleiben) weiter bearbeiten um z.B. den Kontrast noch etwas zu erhöhen.

Wie schon gesagt, für die Programme gibt es einige gute Tutorials. Ich selbst schnupper in diese Tutorial nur grob rein und betreibe lieber Learning by Doing. Bis jetzt fahre ich damit recht gut und es macht Spaß immer wieder was Neues zu probieren. Das macht für mich auch schon vieles aus: immer mal wieder die alten Dateien hervorkramen und mal versuchen mit neuen Einstellungen oder anderen Programmen immer wieder andere und manchmal auch bessere Ergebnisse zu erzielen.

(Fertiges Bild nach Bearbeitung - Jupiter bei 1500mm Brennweite)

Und das wars auch schon. Der größte Aufwand bei der ganzen Geschichte ist der Aufbau der Ausrüstung (und natürlich der Abbau), sowie die Aufnahmen. In meinem Falle dauert so eine Sitzung etwa zwei bis drei Stunden. Die anschließende Bearbeitung dauert nur Minuten (pro Bild, versteht sich). Mit meiner Ausrüstung und meiner Bearbeitung bin ich weit von dem entfernt was fortgeschrittene Amateure zusammenzaubern. Da macht manch einer Bilder, davon kann ich nur träumen. Für mich steht in erster Linie der Spaß im Vordergrund. Draußen zu sitzen, Jupiter oder Saturn mit dem Teleskop einzufangen, die Squenzen aufzunehmen, nebenbei den Blick über den Sternenhimmel wandern lassen...das hat für mich seinen Reiz. Nach der "Arbeit" nehme ich die Kamera ab und schaue gerne einfach mal so durch das Teleskop und freue mich über alles was man so mit dem bloßen Auge nicht sieht.

Meine nächsten Projekte sind dann vor allem der Mars. Den habe ich vor einer Zeit schonmal versucht. Allerdings hatte zu dem Zeitpunkt ein Staubsturm den Planeten eingehüllt...außer einer verschwommenen roten Scheibe sieht man da also so rein gar nichts. Allerdings bräuchte ich für diesen Planeten evtl. auch noch mehr Brennweite. Und auch den Mond (bzw. Teile davon, einzelne Regionen/Krater) möchte ich gerne mal wieder Aufnehmen und mal schauen was ich mit der entsprechenden Bearbeitung rauskitzeln kann. Auch hellere Sternhaufen will ich mal anpeilen um zu schauen ob da was geht. Allerdings werde ich hier wohl erst einiges Upgraden müssen.