Astrofotografie:

Viele meiner Astronomie-Kollegen präsentieren jede Menge "nice pictures" auf ihren Internetseiten auf welche sie wirklich stolz sein dürfen.
Ich möchte hier einmal den anderen Weg aufzeichnen, nämlich womit man dazu kommt mit einem besonderen Fokus auf auf den Einstieg.
Denn der Weg ist das Ziel.......

Der Einstieg:

 Der Einstieg in die Astrofotografie ist mit einigen finanziellen Aufwänden verbunden die sich aber in Grenzen halten lassen wenn man sich darüber im Klaren ist was man fotografieren möchte und dann seine dazu benötigte Ausrüstung gut evaluiert. Dabei gilt es auch die optische Leistungsfähigkeit der zur Verfügung stehenden Teleskope zu berücksichtigen denn die Kameras können maximal nur das ablichten was deren Optik aufzulösen vermag.

Benötigt werden:
 Möchte jemand nur Planeten- oder Mondfotografie betreiben so genügen bereits die grün markierten Gerätschaften.
Das Teleskop:

 Ich verwende für die Asrofotografie momentan mein computergesteuertes Celestron SC925 Schmidt-Cassegrain Spiegelteleskop mit einem 23.5cm Spiegel und  einer Brennweite von 2350cm also einem Öffnungsverhältnis von f/10. Damit lassen sich Planetenbilder sowie Deep-Sky Fotos machen, vorausgesetzt man hat die dazu notwendigen Kameras und die Nachführung der Montierung ist dafür präzise genug.





Die Evaluierung der Kameras:

 Bei der Evakluierung der Kameras habe ich bei der Astrokamera vor allem auf das minimale Rauschen des CCD-Sensors geachtet sowie bei der Planetenkamera und der Leitkamera auf eine schnelle Bildfolge und bei allen auf aktuelle Schnittstellen zum steuernden Notebook.

Astrokamera:
Dies ist vor allem bei der Astrokamera sehr wichtig und man soll deshalb für die Deep-Sky Fotografie mit langen Belichtungszeiten von bis zu 20 Minuten ausschliesslich gekühlte Kameras einsetzen. Dabei hat sich für mich die mit Peltier-Technik kühlbare Farb-CCD Kamera ATIK 383LC+ mit dem Kodak Chip KAF-8300 Color als optimale Lösung gezeigt. Ich habe diese Kamera im Mai 2012 gekauft. Ich habe mich als Einsteiger für eine Farbkamera entschieden weil der Aufwand bei einer Monochromkamera (schwarz/weiss) mit dem zusätzlichen Filterrad und der entsprechenden Bilderaufbereitung doch einiges mehr an Erfahrungen voraussetzt.




 Planetenkamera:
Bei der Planetenkamera ist hingegen eine möglichst schnelle Bildfolge wichtig. Diese ermöglicht es Bilder schneller zu schiessen als das lästige Flimmern der warmen Luft in Sommernächten. Planetenkameras funktionieren deshalb wie Videokameras einfach ohne eigene Optik. Diese Kameras werden oft auch als Solar System Kameras bezeichnet.Sie haben viel kleinere CDD Sensoren (wenige Quadratmillimeter) was zu einer digitalen Vergösserung des Bildes führt. Auch die Pixel sind entsprechend viel kleiner um dabei noch eine genügende Bildauflösung zu erhalten.

Für die Planetenfotografie habe ich anstelle meiner alten Omegon Solar Imager im Februar 2016 eine top modernere Kamera mit besserer Auflösung und schnelleren Bildfolgen gekauft. Die superschnelle und extrem leichte Farbkamera Skyris 236C von Celestron hat einen Sony EXMOR™ CMOS-Chip Chip mit 1920x1200 Pixel von 2.8µm x 2.8µm und macht bis >100 Farbbilder pro Sekunde (60 Farbbilder pro Sekunde bei voller Auflösung).

  

Um die Planeten zu fotografieren hatte ich bereits 2010 eine Omegon Solar Imager Farbkamera gekauft die heute bei einer Vereinskollegin im Einsatz ist.




Fadenkreuzokular:
Um ein kleines Objekt (z.B. Planet) mit der Feinpositionierung der Montierung im Okular des Teleskops genauer auf den kleinen CCD-Chip der Planetenkamera zu zentrieren benötigt man ein Fadenkreuzokular, am Besten eines mit variabler Beleuchtung des Doppelfadenkreuzes.
Leitkamera:
Auch bei der Leitkamera (Autoguide Kamera) ist eine schnelle Bildfolge aber auch eine sehr feine Auflösung sowie hohe Empfindlichkeit wichtig. Es werden dafür in der Regel Monochromkameras (schwarz/weiss) verwendet. Es sind im Prinzip auch Videokameras einfach ohne Farbe. Sie werden benötigt um sogenannte Leitsterne zur vollautomatischen Teleskopsteuerung zu verfolgen. Dies geschieht mit speziellen Computerprogrammen die einerseits das Bild des Leitsterns hochauflösend auswerten und andererseits die Steuerbefehle für die automatische Nachführung der Montierung generieren. Dazu verfügen die meisten Autoguide Kameras nebst der USB-Schnittstelle zum PC auch über eine entsprechende AUTOGUIDE Schnittstelle (ST4) zur Teleskopsteuerung.
Meine Wahl fiel auf die monochrome Autoguide Kamera ALccd5V  (neue Bezeichnung ALccd-QHY 5) mit dem Micron CCD-Chip MT9V032STM welche ich allerdings mit schwarzem Gehäuse im Mai 2012 gekauft habe.




Die Sache mit der Nachführung:

Um das Teleskop während der gesamten Aufnahmezeit pixelgenau auf das Objekt ausgerichtet zu halten reicht bei der Deep-Sky Fotografie mit langen Belichtungszeiten die Genauigkeit der rein rechnerischen Nachführung mit der Go-To Steuerung nicht mehr aus. Dafür benötigt man eine vollautomatische bildbasierende Nachführung (geschlossener Regelkreis) auch Autoguiding genannt bei welcher das Teleskop andauernd nach einen Leitstern ausgerichtet wird. Um diesen Leitstern elektronisch zu beobachten wird die Leitkamera eingesetzt deren Bild dann von einem Computerprogramm verarbeitet wird und daraus die Korrekturen zur Nachführung des Teleskops berechnet werden. Nun benötigt die Leitkamera aber einen entsprechenden Bildausschnitt ein welchem sich ein geeigneter Leitstern befinden muss.
Diesen Bildausschnitt holt man sich entweder mit einem zusätzlichen Teleskop (Leitteleskop) welches Huckepack auf das für die Astrofotografie verwendete Hauptteleskop montiert wird oder man holt sich einen kleinen Bildausschnitt aus dem Hauptteleskop indem man einen Teil des erfassbaren Himmelsausschnitts über ein kleines verstellbares Prisma auskoppelt und dieses auf die Leitkamera fokussiert. Diese spezielle Optik wird Off-Axis-Guider (OAG) genannt weil es sich einen kleinen Ausschnitt ausserhalb des in der Astrokamera abgebildeten Bereichs auskoppelt (ausserhalb dieser Bildachse)

Leitteleskop:
Als Leitteleskop habe ich mir an der RetroTechnica Messe in Fribourg im Herbst 2011 für nur SFR 10.- ein 400mm Teleobjektiv gekauft welches sich entweder mittels "Losmandy" Schiene und Leitrohrschellen oder über die "Witty" einem Schnellmontagesystem basierend auf einer Tangentialverstellung auf das Hauptteleskop montieren lässt. Über das Leitteleskop wird ein Leitstern direkt angepeilt dessen Bild mit der Leitkamera erfasst wird. Die vollautomatische Nachführung der Montierung via PC Programm hält dann den Leitstern immer auf den gleichen Pixeln in der Leitkamera und dadurch bleibt auch im mechanisch verbundenen Hauptteleskop immer der genau gleiche Himmelsausschnitt stabil im Bild.





Off-Axis-Guider:
Statt der relativ schweren Lösung mit dem Leitteleskop gibt es auch noch die Alternative mit dem um einiges leichteren Off-Axis-Guider dessen Prisma einen kleinen Ausschnitt der Abbildung aus dem Hauptteleskop auskoppelt welches dann von der Leitkamera erfasst wird. In diesem kleinen Ausschnitt muss sich ein Leitstern befinden deshalb ist das kleine Prisma auch über eine Feinverstellung schwenkbar. Auch hier hält die vollautomatische Nachführung der Montierung via PC Programm den Leitstern immer auf den gleichen Pixeln in der Leitkamera und dadurch bleibt auch im Hauptteleskop immer der genau gleiche Himmelsausschnitt stabil im Bild.
Die Suche nach dem passenden Off-Axis-Guider gestaltete sich relativ schwierig weil das Original von Celestron nicht mehr produziert wird. Gottseidank konnte ich Ende 2012 endlich ein auf dem gleichen Prisma aufbauendes Modell von Baader Planetarium erwerben.



Montage des Off-Axis-Guiders zur partiellen Bildauskopplung für die Leitkamera.


Das verzerrte Bild:

 Normale Teleskope sind optisch dazu eingerichtet um unter Verwendung von Okularen Beobachtungen am Nachthimmel mit dem Auge zu machen. Die Bildschärfe ist deshalb auf die Pupille optimiert und Verzerrungen am Rand des Bildes werden von unserem Auge nicht wahrgenommen weil da wohin wir unseren Blick richten versucht unser Auge zu fokussieren.
Ganz anders verhält es sich bei der Fotografie denn dort fällt das Bild auf die absolut ebene Fläche des CCD Bildsensors (früher bei den normalen Kameras war das der Film auf der Filmbühne). Weil der Fokus eines "normalen" Teleskops aber nur auf einer leicht gewölbten Fläche ein rundum scharfes Bild zeichnet wird die Abbildung auf dem CCD Bildsensor der Astrokamera am Rand entsprechend etwas verzerrt (Bildfeldwölbung). Dieser Effekt muss mit einer speziellen Linse korrigiert werden, es sei denn man verwendet ein speziell für die Astrofotografie gebautes Teleskop "Astrograph" oder ein gutes Teleobjektiv welches auch für die "normale" Fotografie verwendet wird und schon entsprechend korrigiert ist.

Bildfeldebner:
Der Bildfeldebner (Flatner) wird in der Regel zusammen mit der Funktion einer Vergrösserungsreduktion (Focal Reducer) eingesetzt. Dadurch erweitert sich auch der Blickwinkel des Teleskops und es kann ein dem entsprechend grösserer Ausschnitt des Nachthimmels fotografiert werden was in der Deep-Sky Fotografie oft erwünscht ist. Zudem verkürzen sich dabei auch noch die notwendigen Belichtungszeiten massiv was auch ein Vorteil ist. Die Hauptfunktion aber bleibt die Ebnung des Bildfeldes auf dem CCD Bildsensor.
Zusammen mit den Kameras habe ich 2012 den Original Focal Reducer/Flatner f/6.3 von Celestron gekauft.




Die optimale Bildschärfe:

Die zu erreichen ist in dunkler Nacht in einem relativ dunkeln Himmelsausschnitt nicht ganz einfach zu bewältigen da es ausser dem Mond und grossen Planeten wie Jupiter oder Saturn keine hellen Objekte gibt an denen man die Bildschärfe auch präzise genug erkennen kann. Deep-Sky Fotografie betreibt man zudem am besten in mondlosen Nächten damit die relativ dunklen Objekte sich auch entsprechend von tiefschwarzen Hintergrund abheben. Nur worauf soll man fokussieren wenn die Objekte der Begierde des Astrofotografen sowieso erst auf der Computernachbearbeitung zuhause zum Vorschein kommen?

An etwas trotzdem Hellen......, logisch es sind ja noch jede Menge Sterne da. Nur haben diese dummerweise keine scharfen Umrisse denn es sind ja aktive Gebilde wie unsere Sonne! Da müssen Hilfsmittel her wie zum Beispiel die Bahtinov-Scheibe oder auch Bahtinov-Maske genannt. Zudem braucht es einen stabilen aber leichtgängigen Auszug um den Fokus fein genug zu justieren.

Bahtinov-Scheibe:
Die Bahtinov-Scheibe ist eine von streifenförmigen Öffnungen welche bestimmte Winkel aufweisen durchzogene schwarze Scheibe. Diese wird für die Fokussierung auf Sterne vorne auf das Teleskop gesteckt. Dadurch entstehen auf dem Bild strahlenförmige Verzerrungen um das Zentrum des Zielsterns.
Wenn sich alle diese Strahlen im Zentrum des Sterns kreuzen, dann ist die Fokussierung perfekt. Man fotografiert also zuerst einen relativ hellen Stern um die Scharfeinstellung vorzunehmen. Danach kann man mit dieser Einstellung beliebig drauflos fotografieren denn alle Objekte befinden sich ja auf der fotografisch gleichen Distanz "unendlich".



Optischer Effekt auf den Fotos bei Verwendung der Bahtinov-Scheibe:




Monorail-Auszug:
Um diese Fokussierung möglichst präzise vorzunehmen braucht es einen sehr leichtgängigen verstellbaren Auszug mit Getriebeuntersetzung. Dieser muss aber trotzdem so stabil sein dass er die optische Achse absolut stabil hält auch wenn die schwere Kameraausrüstung noch hinten dran aufgeschraubt ist.
Zu diesem Zweck habe ich ich mir 2012 einen massiven Monorail-Auszug mit geschliffener Führungsschiene gekauft welcher zwischen das Teleskop und die Fotoausrüstung bestehend aus Bildfeldebner, Off-Axis-Guider, Adapter und Kameras geschraubt wird. Er verfügt über ein zusätzliches Stellrad (schwarz) mit 10-facher Untersetzung.



Montage der Fotoausrüstung am Monorail-Auszug:



Adaptierung der Kameras:

Adapterauswahl:
Um beide notwendigen Kameras mit nur einer Verstellmöglichkeit (Monorail-Auszug) genau in den Fokus zu stellen müssen diese bei der Montage eines Off-Axis-Guiders (OAG) auf die genau gleichlangen optischen Wege (A und B) justiert werden. Damit diese jedes Mal beim Zusammenbau genau gleich sind werden entsprechende Adapter und Distanzhülsen verwendet welche auf Anschlag verschraubt werden können. Die genaue Ermittlung der notwendigen Längen dieser Adapter und Distanzhülsen ist oft die grösste Schwierigkeit und meist mit vielen unbefriedigenden Versuchen verbunden.

Adapterberechnungen:
Um dieses Problem zu umgehen habe ich eine Tabellenkalkulation (z.B. mit Excel) erstellt um die notwendigen Adapter und Distanzhülsen je nach Kameras und Off-Axis-Guider zu berechnen.




Bildschärfe über längere Zeit:

Soll die Bildschärfe über eine relativ lange Zeit (Langzeitbelichtung, Fotoserien) stabil bleiben so müssen die Temperaturabhängigkeiten aller optischen Komponenten berücksichtigt und bestmöglich korrigiert werden

Motorfokus:
Um ohne Berührung den Fokus einzustellen bzw. während des Fotografierens zu korrigieren benötigt man eine elektrische Motorverstellung auf der Achse des Fokusantriebs. Sinnvollerweise verwendet man dazu einen Schrittmotor, erstens weil er ein relativ kräftiges Haltemoment hat, d.h. er lässt sich von aussen im Stop-Betrieb nur mit sehr grosser Kraft oder gar nicht verstellen, andererseits kennt seine Steuerung aufgrund der ausgeführten Schritte immer seine genaue Position und zusätzliche Positionsencoder sind deshalb nicht nötig. Die Steuerung braucht nur bei der Inbetriebnahme einen Referenzpunkt anzufahren um von dort aus die Schritte zu zählen. Diese Funktion soll in Zukunft meine selbst entwickelte RobaniFocus Elektronik übernehmen.
Mit der Motorfokussteuerung kann man über eine kleine Handbedienung mit wenigen Tasten die Fokussierung manuell vornehmen oder auf Automatik schalten. Dabei gibt es zwei völlig unterschiedliche Betriebsarten.
 
AUTO OFFLINE:
Im Automatischen Betrieb werden im OFFLINE Modus die vorher einmal über den gesamten Betriebstemperaturbereich des Teleskops und der Fotoausrüstung ermittelten Schrittwerte je nach aktueller Temperaturmessung angefahren und dadurch die Fokusfehler welche durch die Temperaturänderungen entstehen kontinuierlich korrigiert.

AUTO ONLINE:
Im automatischen ONLINE Modus wird eine spezielle Software auf dem PC (Notebook) benutzt welche die durch die Leitkamera festgestellten Veränderungen der Schärfe des Leitsterns oder eines anderen ausgewählten Sterns in Korrekturwerte der Motorfokussteuerung umsetzt und so die korrekte Schärfe automatisch beibehält (Autofokus ähnlich wie bei der normalen Film- oder Fotokamera).


Wenn das Objekt auf dem Bild zu klein ist:

Man muss sich in dieser Situation nicht sofort ein grösseres Teleskop kaufen und sein Budget strapazieren denn dafür gibt es spezielle optische Hilfsmittel. Vor allem für die Planetenfotografie verwendet man in diesen Fall meistens eine Barlow-Linse oder Power-Mates denn da benötigt man kein Autoguiding. Diese Linsen können also direkt vor die Kamera geschraubt werden.

Barlow-Linse:
Spezielle Linse mit Vergrösserungseffekt. Es gibt sie mit 2-facher, 3-facher und 4-facher Vergrösserung. Ein Grossteil der Barlow-Linsen sind für eine 1.25" Adaption ausgelegt. Fotografiert man allerdings mit Kameras mit grösseren CCD-Sensoren welche mit 2" Gewinden ausgestattet sind so sollte man auch entsprechende 2" Barlow-Linsen einsetzen und die Bildverluste zu minimieren.

Meine 1.25" 2x Barlow-Linse aus dem Okularkoffer dient gleichzeitig auch als Filterhalter.



Power-Mates:
Spezielle Brennweiten verlängerte Korrekturoptik mit Vergrösserungseffekt. Es gibt sie mit 2-facher, 2.5-facher, 4-facher und 5-facher Vergrösserung.


Unerwünschtes Licht stört das Objekt:

Welcher Hobbyastronom kennt das Problen nicht, das Objekt dass man fotografieren oder beobachten möchte zeichnet sich nicht mit dem gewünschten Kontrast vom Rest der Ungebung ab. Störendes Licht kann seine Ursache auf der Erde haben in der Form von Lichtverschmutzung aber auch die Umgebung im All stört mit ihrem Licht mit bestimmten Wellenlängen das Objekt das man ablichten oder sehen möchte Dagegen helfen selbst an einem dunklen Beobachtungort nur entsprechende Filter. Im Handel werden alle Arten von Filtern angeboten von denen aber nur ein Teil für die Astrofotografie wirklich brauchbar ist.

Mein aktueller Okular- und Filterkoffer ist mehr auf das Beobachten ausgerichtet, denn für die Fotografie eignet sich eigentlich nur der Mondfilter (auch eine Art Infrarot-Filter).



Farbfilter:
Diese können für die Beobachtung hilfreich sein um sichtbares Licht mit bestimmten Wellenlängen hervorzuheben bzw. zu unterdrücken. Für die Astrofotografie werden von den Farbfiltern die präzisen Rot- Grün- und Blaufilter sowie H-alpha Filter verwendet welche durch ihren Einsatz im Filterrad Farbfotografie mit perfekter Farbauflösung unter Verwendung einer hochempfindlichen monochromen (schwarz/weiss) Kamera ermöglichen. Allerdings müssen diese Bildserien dann noch mit einer speziellen Software zu einem Farbbild kombiniert werden. Bei den Farbkameras sind die einzelnen Pixel mit entsprechenden Farbfiltern ausgestattet was leider auf Grund der Bayer-Matrix eine 4x schwächere Farbauflösung bedeutet weil für die Abbildung des gesamten Farbspektrums mindestens 4 Pixel benötigt werden (2x grün, 1x blau, 1x rot).

Filterrad:                                                                           Bayer-Matrix:



Spezialfilter für die Astrofotografie:
 Beispiel: Durchlasskurve von CLS-Filtern:
* Die graue Fläche im Hintergrund zeigt die Empfindlichkeit des Auges in der Nacht.
  Die gelben Linien sind das störende Farbspektrum von typischen Lichtquellen und werden ausgefiltert (Sperrbereich des Filters).
  Die grünen Linien sind die Hauptanteile des  Farbspektrum von Nebeln (im Durchlassbereich des Filters).
  Das Violette ist die Durchlasskurve des CLS-CCD Filters für die Astrofotografie.
  Das Rote ist die Durchlasskurve des CLS-Filters für die Beobachtung mit dem Auge.     

Fehlerkorrekturen durch Referenzbilder:

Perfekt montierte Kameras ergeben leider noch keine perfekte Bilder weil auch die Kameras selbst noch Fehler aufweisen. Diese Rohbilder müssen durch entsprechende Methoden im Nachhinein noch auf dem Computer mittels einer speziellen Bildverarbeitungssoftware korrigiert werden. Dazu werden Referenzbilder benötigt welche unter den gleichen Bedingungen (Temperatur und Kameraaufbau) in der Beobachtungsnacht gemacht wurden.



Refernzbild Dark:
So bezeichnet man einDunkelbild (dark) welches aber erstaunlicherweise eben nicht ganz schwarz ist denn durch das leider vorhandene elektrische Rauschsignal im CCD Sensor entstehen Fehlinterpretationen der Helligkeit in den einzelnen Pixeln. Diese Fehler werden mit zunehmender Temperatur des CCD Sensors grösser. Das ist der Grund weshalb alle guten Astrokameras über eine elektrische Kühlung des CCD Sensors verfügen um diesen unerwünschten Effekt zu minimieren. Das war für mich unter Anderem auch ein Auswahlkriterium bei der Evaluierung der Astrokamera wo ich besonders auf ein möglichst kleines Rauschsignal achte und mir eine Kamera mit starker Kühlleistung auswählte (bis -40°C unter der Umgebungstemperatur).
Für die Erzeugung eines Schwarzbildes (dark) wird kein spezielles Zubehör benötigt, man macht einfach ein Bild mit geschlossenem Deckel.

 Referenzbild Flat:
Das ist die Bezeichnung für ein sogenanntes Weissbild mit welchem die leider unterschiedliche Helligkeitsempfindlichkeit der einzelnen Pixel des CCD Sensors sichtbar gemacht wird. Dafür braucht man eine spezielle Lampe (Flat-Field Generator) welche ein absolut homogenes nicht zu helles weisses Licht erzeugt welches direkt in die Öffnung des Teleskops leuchtet und ein flaches weisses Bild erzeugt, daher die Bezeichnung Flat-Field Generator.
Ich habe mir 2014 selbst so einen Flat-Field Generator gebaut weil für die Grösse der Öffnung meines Schmidt-Cassegrain Teleskops leider kein passendes Modell auf dem Markt zu haben war (die meisten waren leider zu klein).




Kampf dem Kabelsalat:

Bei soviel Elektronik rund um das Teleskop besteht die Gefahr dass man nachts in Stockdunklen über all die USB- und 12V-Versorgungskabel von Kameras, Autoguiding, Motorfokussteuerung, usw. stolpert und sich dabei verletzt oder gar das Equipment beschädigt. Um das zu verhindern habe ich mir in mehreren Schritten die heutige WiringBox II (Kabelkiste) selbst gebaut. Bereits im April 2012 begann ich mit den Bau der ersten WiringBox. Nach einem Umbau im August 2012 erfolgte dann ab Februar 2014 der Bau der neuen grösseren WiringBox II mit Aussenanschlüssen.

WiringBox II:
Diese auf meine Bedürfnisse der Astrofotografie zugeschnittene Kabelkiste erfüllt nun alle meine Wünsche was die Anschlussmöglichkeiten und die Ordnung bei den vielen USB- und Versorgungskabeln anbelangt. Das Wichtigste ist, dass nur noch 2 lange Kabel welche mit Drahtbügeln bündig am Boden verankert werden können vom Bereich des Teleskops (unter dem grossen Stativ) zum Arbeitstischchen mit dem Netbook und der speziell angefertigten 12V-Stromversorgung führen. Möglich gemacht wird das durch ein Verteilsystem für USB-Datenleitungen sowie die 12V Versorgungen aller Geräte rund um das Teleskop und integrierten Kabelhaspeln für die langen Verbindungskabel. Diese Box habe ich im Mai 2014 erfolgreich in Betrieb genommen.





  


Ohne Strom geht gar nichts:

Da mit Ausnahme der rein optischen Komponenten bei der Astrofotografie praktisch gar nicht ohne Stomversorgung funktioniert kann dieser Energiebedarf im Feldeinsatz schon zu einer Herausforderung werden denn dort gibt es in der Regel keine Steckdosen mit 230VAC. Also muss diese Energie im Form einer kräftigen Batterie bzw. eines Akkumulators mitgebracht werden. Die Verwendung der Batterie im Auto ist nicht zu empfehlen obwohl das auch funktionieren würde, aber wer möchte nach einer langen Beobachtungsnacht sein Fahrzeug anschieben oder den Pannendienst rufen wenn die Batterie leer ist. Ein Benzin betriebener Generator ist auch nicht das Wahre, wer möchte schon die ganze Nacht das Geknatter und den Gestank haben. Aus diesem Grund habe ich mir selbst eine Batteriekiste "PowerBox" gebaut um immer geräuschlos genügend "Saft" zu haben. Zuhause oder in einer Sternwarte hat man dieses Probleme natürlich nicht denn dort gibt es Steckdosen mit 230VAC an denen man ein 12V Netzgerät anschliessen kann.

PowerBox:
Meine PowerBox verfügt über einen 12V/28Ah Bleigel-Akkumulator. Dieser liefert, wenn er vorher voll geladen wird, genügend Energie um das gesamte Equipment (Teleskop mit Zubehör, Fotoausrüstung, Netbook und Beleuchtung) eine ganze Nacht lang zu betreiben. In der Box, welche ich aus einem kleinen Zier-Harass (auf Deutsch Obstkiste, Lattenkiste) aufgebaut habe, sind nebst dem Akku auch noch ein vierfacher Autosteckdosen-Verteiler sowie ein Hauptschalter in Form eines Überstromschutzschalters von 6A und eine Spannungsüberwachungsanzeige untergebracht. Auch der 19VDC Schaltwandler für die Versorgung des Netbooks findet darin Platz. Falls einmal Netzspannung benötigt würde so hat sogar noch ein getakteter 230V/300W Spannungswandler darin Platz. Mit einem Gewicht von "nur" 13kg ist sie durchaus noch als tragbar zu bezeichnen denn sie ist mit zwei Chromstahlgriffen an den Seiten ausgestattet. Ein Klappdeckel verhindert das Eindringen von Tau.







Neue Powerbank:

Unter der Berücksichtigung meines Rentneralters und der Tatsache dass auch Frauen eigene Teleskope im Feld betreiben wäre es wünschenswert die gleiche Menge Energie mit wesentlich weniger Kraftaufwand zu transportieren. Bei mehrtägigen Einsätzen im Feld wo kein 230V Netzanschluss verfügbar ist wäre es zudem sinvoll wenn die Powerbank auch mittels Solarzellen tagsüber wieder aufgeladen werden könnte.

Und das gibt es.....

Ich bin bei meinen Evaluierungen auf dieses Modell von Revolt mit sagenhaften 278Wh gestossen. Es verfügt über einen Li-Ion-Akku mit 3.7V und  75Ah (das entspricht einem 12V-Blei-Akku mit 23Ah) bei einem Gewicht von nur 2.2kg.




12V Netzgerät:
Zuhause oder in der Sternwarte verwende ich zur Energieversorgung ein getaktestes 12VDC Netzteil (im Leerlauf 13VDC) mit Autosteckdose und einer Dauerleistung von 65W bzw. einer Belastbarkeit von 5A.




Einer muss das Ganze steuern:

Diese Aufgabe übernimmt bei mir ein kleiner PC ein sogenanntes Notebook. Der Vorteil dieser Geräte liegt darin, dass sie bei respektabler Rechenleistung relativ wenig Strom verbrauchen ("Stromfresser" sind für den Feldeinsatz nicht zu empfehlen). Sie verfügen meist über mehrere USB-Anschlüsse um mit Maus, Memorysticks und den Peripehriegeräten zu kommunizieren. Ein CD- bzw. DVD-Laufwerk wird im Feldeinsatz nicht benötigt. Ich benutze dafür seit 2016 ein Dual-Core EeePC Notebook von Asus. Als Betriebssystem wird Windows10 Home eingesetzt welches problemlos mit allen von mir verwendeten Astroprogrammen funktioniert.



Diese Steuerung von mehreren via USB verbundenen Geräten erfordert auch einen entsprechenden Verkabelungsaufwand für Daten und Energieversorgung.




Computerprogramme erleichtern die Arbeit:

Eigentlich müsste man sagen sie machen vieles überhaupt erst möglich. Würde man darauf verzichten so beschränkt sich die Astrofotografie schnell einmal auf die Verwendung einer digitalen Spiegelreflexkamera (DSLR) an einem nur über die Go-To Steuerung nachgeführten Teleskop oder allenfalls noch mit einem autonomen Autoguiding wie der Lancerta.

Computerprogramme werden benötigt für folgende Funktionen:
 Beispiele von Programmen speziell für die Astrofotografie:

CCD Calc:
Simuliert den auf dem Bild sichtbaren Ausschnitt basierend auf Teleskopmodell, Kameramodell und Beispielobjekten.

 

Stellarium:
Simuliert den auf dem Bild sichtbaren Ausschnitt basierend auf Teleskopmodell, Kameramodell und aktuellem Objekt z.B. Herkuleshaufen.



QGVideo:
Steuerung, Bilderfassung und Bilddarstellung für die Leitkamera zur Fokussierung bzw. Fokuskontrolle.




PHD:
Universelle Autoguiding Software für verschiedene Kameratypen.




Artemis Capture:
Steuerung von Kamera und Kühlung, Bilderfassung und Bilddarstellung für meine Farb-CCD Kamera ATIK 383LC+.




Fazit:

Man darf einfach einen gewissen Aufwand nicht scheuen wenn man in die Planetenfotografie oder die Deep-Sky Astrofotografie einsteigen möchte und gute Bilder erwartet.
Ein paar gute Aufnahmen vom hellen Mond lassen sich aber schon mit wesentlich geringerem Aufwand machen, denn dazu genügen ein preiswertes kleines Teleskop und eine Webcam oder eine Spiegelreflex Kamera mit Teleobjektiv und alles ohne Autoguiding.


Meine Wünsche an die zukünftige Ausrüstung:

Grösere Montierung:
Am meisten würde noch eine stabilere und präzisere Montierung bringen, denn meine Advanced GT Montierung von Celestron ist was das maximale Traggewicht anbelangt schon beinahe am Limit und mit einem Leitteleskop in Leitrohrschellen mit der "Losmandy" Schiene schon überlastet (siehe meine Berechnungstabelle mit Gewichtsangaben).
Tragkräftigere Montierungen kosten aber meistens mehr als die Teleskope die sie tragen müssen! Aber so eine CGEM Montierung von Celestron wäre schon eine feine Sache kostet aber eine Stange Geld von der CGEM-DX ganz zu schweigen.



Immerhin kann diese Montierung bis zu 18kg tragen (meine aktuelle Advanced GT trägt leider nur 13kg) und sie verfügt über DC-Servomotoren mit optischen Encodern anstelle von Schrittmotoren. Dadurch ist eine viel genauere Positionierung und Nachführung gewährleistet was in der Astrofotografie enorm wichtig ist.


Motorfokus/Autofokus:
Auf der Suche nach einem geeigneten Motorfokus für meinen Monorail-Auszug bin zum Entschluss gekommen, dass ich eine Motorfokussteuerung mit Temperaturkompensationen und Steuerung für Autofokus via PC-Bildauswertung selbt entwickeln möchte weil ich auf dem Markt kein zufriedenstellendes Produkt gefunden habe welches auch noch bezahlbar ist.