Voraussetzungen einer Sternwarte für die Astrometriearbeit

Ausrüstung:

Notwendige Ausrüstung:

Um Astrometrie zu betreiben d.h. Vermessung von astronomischen Objekten im Hinblick auf Position, Bewegung, Helligkeit, usw. ist eine umfangreiche Ausrüstung von erforderlich. Dazu gehören:

• Sternwarte an einem geeigneten Standort mit permanentem Stromanschluss (kein Batteriebetrieb).
• Lichtstarkes Teleskop mit respektabler Brennweite (Vergrösserung).
• Stabile Montierung mit sehr präziser Nachführung.
• Hochempfindliche CCD Kamera mit genügender Anzahl Pixel und geeigneter Pixelgrösse.
• Leistungsfähiger PC mit genügend Speicher zur Aufzeichnung der Bilder.
• Spezielle Auswertungs-Software zur Bearbeitung der Bilder (Alignment, Stacking), Erkennung von Referenzsternen und Analyse der aktuellen Objekte.
• Zugriff zu Datenbanken mit Referenzsternen und Referenzobjekten.

Ausrüstung der AVA Sternwarte Gossau:

• Sternwarte mit nivellierter Beobachtungsplattform und permanentem Stromanschluss.
• Celestron SC14 Teleskop mit 3910mm Brennweite und 356mm Öffnung (f/11) und einer Auflösung von 0.33".
• Stabile Astro-Physics Montierung auf Stahlsäule.
• CCD Kamera SBIG11000M mit >10M Pixel und einer Pixelgrösse von 9.0 µm x 9.0 µm.
• Mehrere PC Arbeitsplätze in der Sternwarte.
• Astrometrie-Software Astrometrica zur Verfügung gestellt von Rolf Baldegger.

Celestron SC14 auf Stahlsäule:



Mehere PC-Arbeitsplätze:




Winkelmessung mittels CCD Pixel:

Das Geheimnis der modernen Astrometrie liegt darin, dass man unter Verwendung spezieller Software (z.B. Astrometrica) aus den CCD-Bildern über den Abstand der Objekte in Anzahl Pixeln auf dem CCD Sensor den Winkelabstand der Objekte an diesem Standort gemäss GPS-Koordinaten berechnen kann und dadurch unter Zuhilfenahme von Datum und genauer Uhrzeit deren Position und Bewegung berechnen kann. Dabei muss man den resultierenden Winkel von Pixel zu Pixel unter Berücksichtigung der Brennweite des Teleskops kennen.



Dabei berechnet sich der Abbildungsmassstab (2xε basierend auf Pixelgrösse bzw. Pixelabstand X) in Bogensekunden pro Pixel folgendermassen:

      Winkel in Bogensekunden pro Pixel = (206265 / Aufnahmebrennweite f) x Pixelgrösse X in mm

Als Beispiel für das Teleskop SC14 mit der CCD Kamera SBIG11000M ergibt das:

    (206265 / Aufnahmebrennweite f in mm) x  Pixelgrösse X in mm  =
    (206265 / 3910) =  52.7531966 x 0.009 = 0.47" (Bogensekunden)

Und bei der Verwendung eines Focal Reducer/Flatners von 0.67 und der Berücksichtigung von Adaptierungen von 60mm sind es dann z.B.:
    (206265 / (3910 x 0.67 + 60)) =  77 x 0.009 = 0.7" (Bogensekunden)

Dies bedeutet, dass die optische Auflösung des SC14 Teleskops mit 0.33" besser ist als der Abbildungsmassstab der CCD Kamera mit 0.47" und das System somit passt.
Ein feinerer Abbildungsmassstab der CCD-Kamera, als das was die Optik des Teleskops hergibt, macht in diesem Fall keinen Sinn.
Es bringt also nichts eine CCD-Kamrea mit noch kleineren Pixelabmessungen zu verwenden, um den Abbildungsmassstab zu verkleinern, zumal kleinere Pixel dann auch weniger lichtempfindlich sind und längere Belichtungszeiten erfordern würden, was aber andererseits wieder zu ungenaueren Bildern führen würde beim Fotografieren bewegter Objekte z.B. Kleinplaneten, Kometen usw. Doch eben diese Objekte möchten ja mit dem System möglichst genau vermessen werden.