Astrofotografie Sony RX100M4 mit Magnetadapter am Zoom-Okular

Grundlagen zur Planetenfotografie (Video)Die Grundlage meiner technischen Kompetenz basiert auf dem Maschinenbaustudium. Sämtliche astronomische Kenntnisse hingegen sind autodidaktisch aus dem Internet zusammengetragen. Google und YouTube sei Dank! Fantastisch: Hier findet man zu jeder Frage die richtige Antwort. Meine Erfahrungen möchte ich auf dieser Webseite an astronomisch Interessierte weitergeben. Der Jupiter ist ein spannender Planet für Beobachtung der Jupitermonde und des grossen roten Flecks (GRF) mit einem Teleskop. Eine Challenge ist jedoch das fotografische Festhalten besonderer Ereignisse wie Schatten von Jupitermonden auf dem Jupiter oder der GRF.

Justierung Sucherfernrohr- und Teleskopspiegelachse

Am Teleskop ist ein gutes Sucherfernrohr mit Fadenkreuzbeleuchtung ein Muss. Für Planetenfotografie ist die exakte Zentrierung der Kamera zum Okular wesentlich. Meine Kompaktkamera, eine Sony RX100M4 habe ich deshalb mit einem Magnetadapter und entsprechend passenden Adapterringen mit dem Okular verbunden. Die Kamera muss immer mit der Sicherheitskordel am Okular gesichert werden, weil die Haltekraft des Magnetadapters eher etwas knapp ist. Wichtig ist, dass die Energiespareinstellung der Kamera auf das Maximum (30 Minuten) eingestellt ist. Bei kurzer Energiesparzeit kann es passieren, dass durch das automatische Abschalten, die Kamera vom Magnethalter abfällt!

Wesentlich ist, dass ein terrestrisches Objekt im Okular genau zum Fadenkreuz am Sucherfernrohr zentriert ist. Am besten kann man dies tagsüber an einem terrestrischen Objekt und einem 9 mm Okular einstellen. An meinem Standort benutze ich ein Bauernhaus in einer Distanz von einem Kilometer. Die Bildweite für 50 Bogensekunden entspricht bei einer Distanz von 1 km 260 mm.

Die Distanz zwischen Fensterläden beträgt geschätzte 500 mm, entspricht einem Bildfeldwinkel von 0,02728° = 98'' (Bogensekunden) und ungefähr 2x dem Jupiterdurchmesser von 40''.

Diese Justierung sollte immer vor einer nächtlichen Planetenaufnahme kontrolliert werden, damit ist garantiert, dass zum Beispiel der Jupiter am Nachthimmel, im Fadenkreuz des Sucherfernrohres avisiert, auch mit einem 9-mm-Okular den Kamerachip mittig trifft.

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Afokale Okularprojektion

Die oben beschriebene Anordnung von Okular und Kamera entspricht einer afokalen Okularprojektion und ermöglicht Planetenaufnahmen ohne Astrokamera. Ein Nachteil ist der Lichtverlust durch Okular- und Kameraoptik, dafür kann man grosse Brennweite feff ohne Barlowlinse erreichen. Für Jupiteraufnahmen ist, damit Strukturen der Wolkenbänder und der GRF erkennbar werden, eine Brennweite feff von mindestens 5000 mm notwendig. Je nach Brennweite muss der ISO-Wert von ISO 1000 erhöht werden.

Berechnung der effektiven Brennweite

feff = (f0 x fKameraobjektiv / fOkular

Beispiel: f0 2000 mm, fKamera 25,7 mm (Tele), fok 9 mm -> feff 5711 mm

Kamera Fernbedienung

Die Kamera muss zwingend fernbedient werden können (Videoauslösung, Variation der ISO-Werte, Kamera-Zoom-Bereich). Die Sony RX100M4 kann mit dem iPhone und der App „Imaging Edge“ synchronisiert und fernbedient werden.

Nachführung der Erdrotation

Bei grosser Brennweite ist eine Nachführung bei der Planetenfotografie unbedingt erforderlich. Wenn das Teleskop gut eingenordet ist, genügt eine einachsige Nachführung. Da an meinem Standort der Polarstern nicht sichtbar ist, musste ich das „Einnorden“ nach der „Scheinermethode“ vornehmen. Läuft ein Fixstern am Südhimmel bei ausgeschalteter Nachführung während 15 Minuten genau auf dem Fadenkreuz von Ost nach West, ist die „Einnordung“ für Planetenfotografie bzw. Videos genügend genau. Leichtes Wandern des Jupiters wird durch Staken des Videos korrigiert.

Link zu Scheinermethode: https://de.wikipedia.org/wiki/Scheiner-Methode

Mein Celestron 8 Teleskop Baujahr 1978 hat 110-Volt-Synchronmotoren eingebaut. Die  entsprechende Steuerung ist heute nicht mehr erhältlich. Meine Nachführung ist deshalb eine Eigenkonstruktion. Ein auf den Handantrieb der Stundenachse (RA-Achse) gekoppelter Schrittmotor mit elektronischer Mikroschrittsteuerung treibt die RA-Achse an. Durch Variation der Schrittmotorfrequenz kann der Jupiter sehr gut auf die Kameradisplaymitte justiert werden (die optimale Frequenz für die Nachführung  beträgt für meine Getriebeuntersetzung von 1:240 142 Hz). Wenn der Jupiter im Kameradisplay zentriert ist und die Position hält, kann das Video gestartet werden. Videolängen von 30 Sekunden bringen bereits 1500 Frames, die dann gestakt werden können (Informationen zum Staken siehe Seeing).

Das Seeing

Je nach Luftturbulenzen (Seeing) ist es Zufall, die optimale Bildschärfe zu erreichen. Deutlich schärfere Mond- oder Planetenbilder werden mit einem Video von einigen Sekunden Länge und Bildfrequenz von 50 bis 100 Frames pro Sekunde erzielt. Dazu muss aber das komprimierte MP4-Video der Kamera in ein nicht komprimiertes Video (.avi) konvertiert werden. Nach langem Suchen habe ich im Internet eine Gratis-Software (PIPP (Planetary Imaging PreProzessor) gefunden. Mit dieser SW kann ein MP4-Video in ein AVI-Dokument konvertiert werden. Das AVI-Video kann nun im nächsten Schritt mit AutoStakkert- oder RegStax-Software in ein geschärftes Bild gestakt werden. Mit diesem Programm werden alle einzelnen Bilder des Videos zueinander zentriert und nach Bildschärfe sortiert. Aus den vielleicht 15 % schärfsten Bildern entsteht dann ein einzelnes, geschärftes .tiff Bild. Mit RegiStax-Software kann das .tiff Bild zudem optimal nachbearbeitet werden (Rauschen reduzieren, Bild schärfen, Helligkeit oder Kontrast optimieren etc.).

Mein bestes Jupiterbild mit GRF 02.10.2023 00:37:57 MEZ
Der Jupiter steht hoch 40° üH, 114° vN
Video-Modus, RX100M4/iPhone via Imaging Edge App verbunden.
Afokale Okularprojektion, Zoom Okular 9 mm, fKamera 25.7 mm -> feff 5711 mm, V 1380 x
Jupiterdurchmesser ca. 40 Bogensekunden
Video-Modus, RX100M4/iPhone via Imaging Edge App verbunden.
Video mit Auto Stakkert gestackt, das Summenbild .tiff mit RegiStax geschärft.

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