Nutzung verschiedener Brennweiten an einem Schmidt-Cassegrain-Teleskop
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- Helga Rosenberg
- vor 5 Jahren
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1 Nutzung verschiedener Brennweiten an einem Schmidt-Cassegrain-Teleskop von Dr. Kai-Oliver Detken aus der Arbeit der AVL-Arbeitsgruppe "Deep Sky Fotografie"
2 Zitate bekannter Wissenschaftler Ich habe tiefer in den Raum geschaut, als jemals ein Mensch vor mir... (Friedrich Wilhelm Herschel, ) Quelle: Gemälde von Lemuel Francis Abbott Freude am Schauen und Begreifen ist die schönste Gabe der Natur. (Einstein, ) Quelle: NASA Bei der Eroberung des Weltraums sind zwei Probleme zu lösen: Die Schwerkraft und der Papierkrieg. Mit der Schwerkraft werden wir fertig. (Wernher von Braun, ) Quelle: Fotografie von Ferdinand Schmutzer
3 Zitat von Hobbyastronomen Jedes Objektiv (oder Teleskop) hat seinen Himmel Das kann man auch übersetzt mit: Es lassen sich unterschiedliche Brennweiten für unterschiedliche Himmelsobjekte einsetzen
4 Unterschiedliche Anforderungen Die Fotografie von Himmelsobjekten beinhaltet unterschiedliche Anforderungen Unterscheiden muss man zwischen: Mond- und Sonnenfotografie Planetenfotografie Deep-Sky-Fotografie Kometenfotografie Die größten Unterschiede ergeben sich bei der Planeten- und Deep-Sky- Fotografie Ein Schmidt-Cassegrain-Teleskop (SC) ermöglicht es theoretisch allen Anforderungen gleichermaßen gerecht zu werden Es hat sich aber speziell für die Planetenfotografie durchgesetzt
5 Aufbau eines SC-Teleskops Basis ist das Schmidt-Teleskop des Optikers Bernhard Schmidt Einfallendes Licht wird durch den Hauptspiegel (Primärspiegel) am Ende des Tubus gebündelt und zum Fangspiegel (Sekundärspiegel) zurück geworfen Anschließend gelangt das Licht durch ein Loch in der Mitte des Hauptspiegels über ein Spiegelprisma zum Okular Bernhard Schmidt ( ) Strahlengang eines Schmidt-Cassegrain-Teleskops (Quelle: Cassegrain.png#/media/File:Schmidt-Cassegrain.png)
6 Vor- und Nachteile eines SC-Teleskops Vorteile Kompakte Bauweise Große Öffnung Relativ einfach in der Herstellung Geringes Gewicht Große Brennweiten lassen sich realisieren Großer Backfokus Nachteile Schlechtes Öffnungsverhältnis (ab 1/10) zur Fotografie Dadurch geringere Lichtstärke Abbildungsfehler durch sphärische Aberration (Komabildung) Schneller Taubeschlag der Schmidt-Platte Schmidt-Cassegrain-Teleskop C11 mit Tauschutzkappe
7 Teleskop-Equipment Basiswerte des C11 von Celestron: Öffnung: 11 SC-Optik: XLT-Vergütung Brennweite: mm Öffnungsverhältnis: 1/10 Auflösungsvermögen: 0,42 Gewicht: 13 kg Es kann universell mit verschiedenen Brennweiten für unterschiedliche Objekte eingesetzt werden: mm: Planeten, Mond, Sonne mm: Planetarische Nebel, Galaxien (Deep Sky) 560 mm: Nebelgebiete, Übersichtsaufnahmen, größere Sternfelder (HyperStar) Schmidt-Cassegrain-Teleskop C11 auf CEM60-Montierung von ioptron
8 Planetenfotografie Es wird eine sehr große Brennweite benötigt (teilweise bis zu 6 m) Es werden Videos erstellt, aus denen dann Fotos gewonnen werden Dazu sollte eine CCD- oder CMOS-Kamera verwendet werden Die Pixelgröße sollte sehr klein sein, um möglichst viele Details bei den kleinen Planetenscheiben herausholen zu können Die Kamera muss eine sehr hohe Frame/sec-Rate besitzen, um das Seeing ausgleichen zu können Die Lichtempfindlichkeit sollte sehr gut sein, aufgrund der verwendeten Öffnungsverhältnisse (bis 1/20) bei langer Brennweite Optimaler Weise sollte eine s/w-kamera verwendet werden, um die größte Empfindlichkeit ausnutzen zu können (keine Bayer-Matrix) Es werden geringere Anforderung an die Montierung gestellt
9 Bildvergleiche durch Jupiter DMK618- und ASI178MM-Kameravergleich Der Riesenplanet dreht sich extrem schnell und bedarf einer schnellen Aufnahmetechnik Aufnahmen über 3 min wirken bereits verschwommen und unscharf Durch die Nutzung einer s/w-kamera kann nur ein kurzer Zeitraum zur Aufnahme einzelner RGB-Kanäle genutzt werden Daher ist eine hohe Framerate (fps) sehr wichtig ASI178MM-Kamera vom chinesischen Hersteller ZWOptical Beide Kameras sind in der Lage unter optimalen Bedingungen bis zu 60 fps bereitzustellen, wobei die ASI178MM sogar noch mehr leisten kann DMK-Kamera vom Bremer Hersteller The Imaging Source Frage: wie wirkt sich die Pixelgröße (DMK618: 5,6 µm, ASI178MM: 2,4 µm) auf die Bilder aus?
10 Jupiterbild mit DMK618-Kamera Jupiter mit zwei Monden Celestron C11 SC XLT, Brennweite: mm, Öffnungsverhältnis: 1/10, Kamera: DMK21AU618.AS, Filter: L-RGB-Filtersatz (Typ II C) von Astronomik, Belichtung pro Bild: 1/370 sec (R/G/B), Bildanzahl: pro Farbe, Datum: 27. Februar 2016
11 Jupiterbild mit ASI178MM -Kamera Jupiter mit Großem Roten Fleck (GRF) Celestron C11 SC XLT, Brennweite: mm, Öffnungsverhältnis: 1/10, Kamera: ZWOptical A.S.I. 178MM, Filter: L-RGB-Filtersatz (Typ II C) von Astronomik, Belichtung pro Bild: msec (R/G/B), Bildanzahl: 588, Binning: kein, Datum: 04. April 2016
12 Verwendung eines IR-Passfilters Da die Planeten im Jahr 2016 alle sehr niedrig standen, konnten Aufnahmen nur bei relativ schlechtem Seeing angefertigt werden Daher wurde ein sog. IR-Passfilter eingesetzt Dieser lässt das Licht nur ab einem bestimmten Bereich passieren Das Lichtspektrum wird herausgefiltert, welches für schlechte Seeing-Werte verantwortlich ist Einsatz des Filters ProPlanet IR 807 von Astronomik Das Licht wird von nm blockiert Die Wellenlänge wird ab 807 nm durchgelassen Transmission liegt ab 807 nm bei > 97% Ziele: Unterdrückung des Seeings Kürzere Belichtungszeiten Besserer Kontrast Astronomik ASIRP ProPlanet 807 IR-Passfilter (Quelle: Astronomik)
13 Marsbild mit IR-Passfilter Mars mit großer Wolkenformation und mit Syrtis Major Celestron C11 SC XLT, Brennweite: mm, Öffnungsverhältnis: 1/10, Kamera: ZWOptical A.S.I. 178MM, Filter: L-RGB-Filtersatz (Typ II C) und ProPlanet 807 IR-Passfilter von Astronomik, Belichtung pro Bild: 27/14/21/35 msec (IR/R/G/B), Bildanzahl: 400, Binning: kein, Datum: 19. Juni 2016
14 Saturnbild mit IR-Passfilter Saturn mit Cassini- Teilung und gut sichtbarem Hexagonal Celestron C11 SC XLT, Brennweite: mm, Öffnungsverhältnis: 1/10, Kamera: ZWOptical A.S.I. 178MM, Filter: L-RGB-Filtersatz (Typ II C) und ProPlanet 807 IR-Passfilter von Astronomik, Belichtung pro Bild: 100/84/50/217 msec (IR/R/G/B), Bildanzahl: 500, Binning: kein, Datum: 19. Juni 2016
15 Großflächige Objekte Die kurzbelichteten Aufnahmereihen kann man auch an großflächigen Objekten (Sonne, Mond) nutzen, um das Seeing zu kompensieren Die Aufnahme von Mond und Sonne verlangt nach größerer Auflösung für einen guten Gesamteindruck (die z.b. die ASI-Kamera bietet) Die Framerate ist dabei nicht ganz so entscheidend wie bei Planetenaufnahmen Es lassen sich Übersichtsaufnahmen erstellen, indem Mosaike zu einem Gesamtbild zusammengefügt werden Details können fotografiert werden (Mondkrater, Sonnenflecken), indem ein Ausschnitt der Gesamtauflösung verwendet wird Allerdings fallen dabei sehr schnell hohe Datenvolumen an, die erst einmal beherrscht werden wollen
16 Großflächige Mondbilder (1) Krater Copernicus, junge isolierte Formation mit sechseckiger Form Celestron C11 SC XLT, Brennweite: mm, Öffnungsverhältnis: 1/10, Kamera: ZWOptical A.S.I. 178MM, Filter: R-Filter (Typ II C) von Astronomik, Belichtung pro Bild: 10 msec (R), Bildanzahl: 401, Binning: kein, Datum: 17. April 2016
17 Großflächige Mondbilder (2) Krater Copernicus, junge isolierte Formation mit sechseckiger Form Celestron C11 SC XLT, Brennweite: mm, Öffnungsverhältnis: 1/10, Kamera: ZWOptical A.S.I. 178MM, Filter: R-Filter (Typ II C) von Astronomik, Belichtung pro Bild: 5,62 msec (R), Bildanzahl: 310, Binning: kein, Datum: 17. April 2016
18 Deep-Sky-Fotografie Es werden einzelne Bilder aufgenommen, die später aufsummiert (gestackt) werden Der Sensorchip ist meistens wesentlich größer, da größere Flächen mit weniger Detailtiefe fotografiert werden Dazu kann eine DSLR- oder CCD-Kamera verwendet werden Die DSLR-Kamera sollte astromodifiziert sein, um eine höhere Empfindlichkeit im Infrarot-Bereich zu erhalten Die CCD-Kamera sollte gekühlt sein für lange Belichtungszeiten Die Lichtempfindlichkeit bzw. das Signal-/Rauschverhältnis sollte sehr gut sein, um auch kürzer (2-10 min) belichten zu können Ein kurzes Öffnungsverhältnis (1/2 bis 1/6) sollte verwendet werden Es können s/w- oder Farb-Kameras gleichermaßen verwendet werden Es werden hohe Anforderung an die Montierung gestellt
19 Aufnahmen mit großer Brennweite Für Deep-Sky-Aufnahmen bietet sich die Verwendung einer DSLR*-Kamera an Genutzt wurden die Canon-Kameras 700Da/1000Da ohne Infrarotfilter Nachfolgende Aufnahmen sind mit 2,8m-Brennweite entstanden, bei nahezu Vollmond Daher musste ein UHC-Filter verwendet werden Astronomik-Clip-Filter an einer Canon-DSLR-Kamera Ein UHC-Filter erhöht den Kontrast zwischen dem Himmelsobjekt und dem Himmelshintergrund Durchlassbereich: 485nm bis 505nm, 650nm bis über 700nm (unterdrückt auch Teile des Mondlichts) Der Filter ist auch in der Lage die künstliche Beleuchtung (Lichtverschmutzung) von Städten zu unterdrücken * = Digital Single-Lens Reflex (Spiegelreflexkamera)
20 Ringnebel (M 57) Celestron C11, TS Flattner/Reducer x0,8 für SC-Teleskope, Canon 700Da, Öffnungsverhältnis: 1/8, UHC-Filter von Astronomik, Autoguiding: kein, Bildanzahl: 128, Darks 24, Flats: 26, Bias: 33, ISO: ASA, Belichtung pro Bild: 1 min, Datum: August 2016
21 Hantelnebel (M 27) Celestron C11, TS Flattner/Reducer x0,8 für SC-Teleskope, Canon 700Da, Öffnungsverhältnis: 1/8, UHC-Filter von Astronomik, Autoguiding: M-GEN V2, Bildanzahl: 39, Darks 15, Flats: 15, Bias: 15, ISO: ASA, Belichtung pro Bild: 2 min, Datum: August 2016
22 Nutzung kleinerer Brennweite Durch die Nutzung des HyperStar-Flattner wird aus dem C11 eine lichtempfindliche Schmidt-Kamera Das Öffnungsverhältnis verringert sich von 1/10 auf 1/2 Die Brennweite verringert sich von mm auf 560 mm Dadurch ergeben sich folgende Vorteile: Sehr hohe Lichtempfindlichkeit Kürzere Belichtungszeiten notwendig Geringere Anforderungen an die Montierung Autoguiding ist nicht notwendig Basiseigenschaften Fully Multi-Coated Optik Kollimation möglich Unabhängige Kamera-Rotation Gewicht: ca. 1 kg HyperStar von Starizona für Celestron-Optiken
23 HyperStar von Starizona HyperStar-Konfiguration am C11: Vergleich der Öffnungsverhältnisse: HyperStar-Befestigung mit DSLR-Kamera Die Belichtungszeit reduziert sich um den Faktor 25!
24 M 39 (NGC 7092) Celestron C11, HyperStar FlatField Adapter, Canon 1000Da, Öffnungsverhältnis: 1/2, CLS-Filter von Astronomik, Bildanzahl: 45, Dunkelbilder: 6, ISO: 800 ASA, Belichtung pro Bild: 2 min, Datum: 25. August 2016
25 Pelikannebel (IC 5070) Ausschnitt des Pelikankopfes Celestron C11, HyperStar FlatField Adapter, Canon 1000Da, Öffnungsverhältnis: 1/2, CLS-Filter von Astronomik, Bildanzahl: 39, Darks: 6,, Flats: 15, Bias: 15, ISO: 800 ASA, Belichtung pro Bild: 2 min, Datum: 23. August 2016
26 Teil des Cirrusnebel (NGC 6960) Celestron C11, HyperStar FlatField Adapter, Canon 1000Da, Öffnungsverhältnis: 1/2, CLS-Filter von Astronomik, Bildanzahl: 66, Dunkelbilder: 0, ISO: 800 ASA, Belichtung pro Bild: 2 min, Datum: 24. August 2016
27 Plejaden (M 45) M45-Ausschnitt: Stern Alcyone Celestron C11, HyperStar FlatField Adapter, Canon 1000Da, Öffnungsverhältnis: 1/2, Klarglasfilter von Astronomik, Bildanzahl: 235, Dunkelbilder: 45, ISO: 800 ASA, Belichtung pro Bild: 1 min, Datum: 29./30. Dezember 2016
28 Fazit Jede Brennweite eines Teleskops (oder Objektivs) ermöglicht die Auswahl anderer Himmelsausschnitte Das SC-Teleskop C11 bietet die Nutzung von drei Brennweiten an: 560 mm für Nebelregionen, Galaxien und Sternhaufen mm für Deep-Sky-Objekte (mit Reducer) mm für Planeten und Planetarische Nebel Dadurch ist das Teleskop sehr flexibel einsetzbar Zu beachten ist, dass je größer die Brennweite ist, desto genauer muss die Montierung arbeiten! Die Kameras (DSLR, CCD oder CMOS) werden immer lichtempfindlicher und ermöglichen neue Möglichkeiten für Hobbyastronomen
29 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!!! Celestron C11, HyperStar FlatField Adapter, Canon 1000Da, Öffnungsverhältnis: 1/2, CLS-Filter von Astronomik, Bildanzahl: 80, Dunkelbilder: 8, ISO: 800 ASA, Belichtung pro Bild: 2 min, Datum: 08. September 2016
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