Modifizierte Kamera

Vor den Sensoren der Digitalkameras sind Filter verbaut, die das Licht nur im Sichtbaren Bereich durchlassen. Das bedeutet vor allem, der langwellige Rote Bereich wird so ca. ab 650 abgeschnitten.

Hier habe ich nachgemessen:

E-PL6 Filter und Ha-7nm Schmalbandfliter

War der chemische Fotofilm noch sehr empfindlich auf UV Licht (gaben dann bei viel UV Lichtanteil wie z.B. Hochgebirge und Schnee, diesen violetten Schleier, daher war damals ein UV Filter vor der Linse, durchaus angebracht, heute aber nicht mehr nötig) sind die digitalen Chips zur Aufzeichnung unserer Fotos sehr empfindlich im Roten und Infraroten Bereich. Daher ist dieser Sperrfilter verbaut.

Genau da hat man in der Astrofotografie aber ein Problem: Das rote Licht des Wasserstoffs (H-α: 656,28 nm) und ionisierter Schwefel (S-II: 672 nm) sind  hier zu finden. Viele Gasnebel strahlen in diesem roten H-α Licht.

Kameras, wo dieser Sperrfilter gegen einen Filter getauscht ist, der entsprechend mehr durchlässt, nennt „Astromodifiziert“.

Es gibt Firmen die das machen, vor allem für Canon und Nikon Kameras. Bei Olympus sieht es eher düster aus und längst nicht jedes Modell wird unterstützt. Aber bei IRreCams bin ich fündig geworden, eine E-PL6 lies ich da umbauen. Es wurde allerdings in Ermangelung eines geeigneten Astrofilters für diese Chipgröße einfaches Glas statt des Filters eingebaut, das ab 280nm (UV) bis hinauf alles an Licht durchlässt. Mit geeigneten Filtern, die nur IR durchlässt hätte ich dann eben eine Infrarot Kamera.

Ich will sie aber für die Astrofotografie mit Wellenlängen zwischen 400 und 700nm einsetzen, daher ist noch ein Filter nötig, dass UV und IR wegscheidet, also ein IR/UV Cutfilter. UV ist weniger das Problem, aber IR Licht kommt auch in größeren Mengen am Nachthimmel vor und da die langen Wellenlängen einen anderen Fokus haben als kürzere würde ein unscharfer Schleier über den Bildern liegen.

E-PL6mod mit 2" Optolong UVIR Cut adaptiert (Sigma Art. 30m/F2.8)

Natürlich musste ich sofort meine neue „Astrokamera“ probieren: Schnell habe ich einige Testbilder gemacht, nichts berühmtes, aber sie zeigen die Sachlage:

Dadurch, das sehr viel mehr rotes Licht den Sensor erreicht, kann ein normaler Weißabgleich nicht mehr zu einem neutralen Bild führen, es wird mehr oder weniger rot sein. Was man aber machen kann: Mit einem manuellen Weißabgleich (ich hab ihn kurzerhand auf den Schnee gemacht) geht es sich noch einigermaßen aus, vor allem wenn ich ein UV/IR Sperrfilter verwende, das oberhalb 700nm zuverlässig das IR Licht wegschneidet:

Normales Foto als Vergleich: Tageslicht Weißabgleich

E-PL7  Sigma Art. 30mm/F2.8 normaler Tageslicht Weißabgleich

Die modifizierte E-PL6 ohne Filter, als ab 280nm bis 1100nm? alles drauf!

EPL6m ohne Filter

E-PL6 modifiziert mit UV/IR Sperrfilter (etwas weniger rot)

EPL6m 400-700nm normal

E-PL6 modifiziert mit UV/IR Sperrfilter, manueller Weißabgleich

EPL6m 400-700nm man.Weißabgleich

Die Kennlinie meines Optolong UV/IR Sperrfilters

IRUVcut

Was benötigt man sonst noch so an Adaptern:

Der Filterdurchmesser des mFT Sigma Art Objektives 30/2.8 ist ja relativ klein. Es geht sich mit meinem 2″ Astronomiefilter also ohne Vignettierung (Randabschattung) aus. Um es aber vor die Fotolinse zu bekommen, hab ich einem Adapterring von den 46mm Filtergewinde des Objektivs auf meinen 52mm Standard genommen (Hama 014652).

52mm Fotoobjektivfiltergewinde deshalb, weil er sehr nahe am 2″ Astronomie Standard liegt. Den entsprechenden Adapter von 52mm auf 2″ hat mir Teleskop-Austria angefertigt. So bin ich flexibel, weil ich ja dann nur noch die allgemein verfügbaren Fotofilteradapter für meine verschiedenen Objektivdurchmesser brauche. Klar: Wird der Durchmesser von einem größerem Objektiv reduziert, hat man dann aber mehr oder weniger Randabschattung. Für Versuche reicht es aber ;-).

Mit IR Filter, die dann nur im Infraroten Bereich öffnen, hat man dann natürlich eine IR Kamera. Am Liveview der Kamera kann ich Sterne und Mond sehn und somit auch Scharfstellen.

 

Filter – IRUV

Ich hab mir jetzt eine Olympus E-PL6 durch IRreCam modifizieren lassen. In Ermangelung von Astrofiltern zum FT Sensor wurde dabei das Kamerasperrfilter gegen ein Glasfilter das ab 280nm alles durchlässt, ersetzt. Damit hat die Kamera jetzt auch volle Sensibilität für H-alpha und S-II (650-700nm) leider aber auch darüber hinaus. Die IR Wellenlängen habe ja einen anderen Fokuspunkt, es würde also unscharfes IR Licht die Bilder verfälschen. Daher habe ich mir auch einen UV/IR block Filter besorgt, der das IR über 700nm zuverlässig blockiert:

IRUVcut

sehr schön sieht man dass er unterhalb 400nm (UV) und ober 700nm (IR) sperrt. Damit habe ich also dann eine „Astromodifizierte“ Kamera.

Natürlich kann man diese Kamera dann mit entsprechenden IR-Filtern für die „normale“ IR Fotografie einsetzen.

Für Fotooptiken bin ich in Sachen UVIRCut Filter beim Haida inform der
„Haida Pro II MC Digital Slim UV/IR390/750“ Filter fündig geworden.
Sie funktionieren sehr zufriedenstellend und sind relativ günstig.
Hier die Durchlässigkeitskurve (inkl. die der IR760 und IR850 Filter)

Haida UVIRcut und IR Filter

Filter – CLS

Um die Störstrahlung am nächtlichen Himmel zu unterdrücken, dennoch aber die wichtigen Spektrallinien der Himmelsobjekte zu erhalten, hab ich mir einen Astronomik CLS Filter besorgt.

Ich habe den Filter jetzt mal ausgemessen:
Spektrale Durchlässigkeit
Die Lichtverschmutzung durch Quecksilber und Natriumdampflampen liegt hauptsächlich zwischen 550 und 630nm. Wie man sieht blockiert es da komplett.
Durch den Umstieg auf  LED Beleuchtung, die ganz andere Spektrallinien aufweisen wird das wohl ein spannendes Thema werden.

Was man noch schön sieht: Wer einen Sensor verwendet, der keinen IR Sperrfilter hat wie eine normal Digitalkamera, muss zusätzlich einen solchen Sperrfilter verwenden, denn ab 800nm ist er relativ gut durchlässig.  Es gibt aber einen CLS Filter speziell für CCD Kameras die außerdem IR blockieren.

Einige interessante Spektrallinien der Himmelsobjekte sind:

O-III:  496 und 501 nm (zweifach ionisierter Sauerstoff)
H-α: 656 nm (α-Linie des Wasserstoff)
H-β: 486 nm (β-Linie des Wasserstoff)
S-II: 672 nm (einfach ionisierter Schwefel)
N-II: 658 nm (einfach ionisierter Stickstoff)

Ich bin schon gespannt, wie er sich praktisch an meinen Fotoapparaten schlägt.

 

 

MGen

Der erste Versuch mit MGen Autoguider

Bei fix aufgestellten Fernrohrmontierungen kann man die Nachführung sehr genau einstellen. Bei transportablen Geräten ist das mit wenig Zeitaufwand und Übung nicht ganz so genau möglich. Das bedeutet, dass die Montierung nur eine gewisse Zeit die Position nachregelt, bis der Nachführungsfehler so groß geworden ist und man ihn auf Langzeitbelichtungen sehen kann: Die Sterne werden dann Eier oder gar Striche.

Früher wurde mit einem Fadenkreuzokular stundenlang händisch am Großen Fernrohr korrigiert, mit kleiner Vergrößerung fotografiert, sodass man die Fehler nicht sah. Heute ist alles einfacher: Kostengünstig: Einfach mit Videokamera und Laptop, der die Korrekturen an die Montierung schickt, sobald sich der Stern bewegt. Teurer, aber wesentlich weniger aufwändig: Der bei Lacerta (Teleskop Austria) entwickelte MGen Autoguider. Einfach das Kameramodul an das kleine Sucherfernrohr  schrauben und die Handbox kann dann selbstständig direkt die Teleskopmontierung korrigieren. Der Support ist auch was BIOS Updates betrifft vorbildlich, so dass immer wieder nützliche Funktionen dazukommen.

Vor ein paar Tagen ergab sich die Gelegenheit den kürzlich erworbenen MGen erstmals einzusetzen. Ist mir sogar trotz komplexer Materie und schlechter Vorbereitung gelungen. Dank Tommy, der auch gleich die Voreinstellungen auf meine Ausrüstung im Shop einstellte.

Es gibt zwar noch eine Menge Hürden und Feinheiten mit denen ich zu kämpfen habe, aber immerhin ist schon mal was nettes herausgekommen in der kurzen Zeit die mir zur Verfügung stand. Einmal mehr habe mich an der Andromeda Galaxie (M31) versucht, denn sie stand auch recht günstig an einem eher dunklem Teil der Sternenhimmel.

Als Fotoapparat kam die Olympus OM-D E-M5 zum Einsatz, weil sie einfach bei Langzeitbelichtungen besser sein soll als die E-M1. Das unten stehende Bild kommt genauso aus der Kamera, ich hab es nur verkleinert! Allerdings hab ich es aus dem RAW entwickelt, aber ohne viel einzustellen. An sich sieht das JPG out of Cam aber nahezu gleich aus. Belichtet habe ich 250 Sekunden bei ISO 800.
Andromeda Galaxie 4 Minuten belichtet - MGen Autoguider

Astrometry.net

Welche Sterne sind das die ich da fotografiert habe?

Nachdem ich schon einige Stunden zugebracht habe, herauszufinden, welche Sterne genau auf diversen Fotos zu finden sind, habe ich die Seiten von astrometry.net gefunden. Man lädt einfach das Bild hoch und nach ca. 10 Minuten wird es meist genau zugeordnet und Analysiert.

Ich habe das jetzt mal probiert mit stark weitwinkeligen Übersichtsbildern, meist hat es geklappt.

Mein Bilder auf Astrometry.net

 

Astronomie Bilder bearbeiten

Als Olympus Anwender ist man ja sehr verwöhnt, was die Bildqualität „out of Cam“ betrifft: Meist stimmt der Weißabgleich und für mehr als 90% der Alltagssituationen reicht das JPG.

Wem die Bilder zu konservativ „flau“ sind, wenn sie die Wirklichkeit zeigen, der darf gerne hinterher noch den Kontrast und Sättigung erhöhen und stark Nachschärfen und so eine drastische Bildreduktion an Daten herbeiführen. Dafür sieht das Ergebnis auf dem ersten Blick dann knackig aus wie bei anderen „Consumer DSLR“ Fotoapparaten. Jedem das Seine, aber man muss auch sagen, dass es sehr wohl Situationen gibt, wo es angebracht ist, die Qualität zugunsten der Verfälschung stark zu beschneiden. Egal.

Bei der Astrofotografie wird man schnell merken, ohne Bildbearbeitung nach allen Regeln der Kunst wird man schnell nicht mehre sehr weiterkommen. Man muss viele Bilder übereinander legen um schwache Details herauszukitzeln. Da sich aber meist die einzelnen Bilder etwas gegeneinander verschieben und auch verdrehen Benötigt man Software, die das macht: Das nennt sich „stacken“. Eine recht gute Freeware für diesen Zweck ist DeepSkyStacker. Das ganze inklusive ausführlicherer Bildbearbeitungsmöglichkeiten ist FitsWorks. Ich bin keine Freund der Firma Adobe, eher ein Fan von Corel, die in der Preisgestaltung bisher sehr fair waren. So versuche ich derzeit, ohne Fotoshop auszukommen. Für die tägliche Arbeiten, verwende ich ACDSee 8 Ultimate, das jetzt auch Ebenen kann. Speziell für die Astrofotografen gibt es das kostenpflichtige PixInsight, mit dem man erst einmal umzugehen lernen muss. Denn einfach irgendwelche Funktionen in Bildbearbeitungsprogammen aufrufen bei den unzähligen Möglichkeiten führt auch bald nicht mehr zum Ziel. Man muss daher möglichst schnell versuchen, die Funktionen die dahinter stehen zu, verstehen lernen, da helfen viele Tutorials und „HowTo’s“ auf Hobby Astronomie Webseiten und Foren weiter.

Jedenfalls stehe ich da noch sehr am Anfang, aber erste Erfolge stellen sich ein:

Hier zum Vergleich: Einzelbild von M51 nach 1 Minute Belichtung
M51 Einzelbild 60s ISO1600

Das sind 17 Einzelbilder zu 1 Minute zusammenmontiert in DeepSkyStacker, 32bit Bild in Fitswork bearbeitet

 

M51 17x60s ISO1600

Nach dem Pix Insight Workshop der DSIG.at habe ich es jetzt nochmals bearbeitet. Bei genauer Analyse der Ausgangsbilder stellte sich heraus, dass nur bei 7 Bildern die Sterne rund waren, die habe ich dann verwendet:

150219 M51 (NGC 5194/5195)  Strudelgalaxie / Whirlpool-Galaxie

Also 7x60sec bei ISO1600

Ende März 2017 habe ich es erneut probiert – natürlich sind auch meine Bildbearbeitungskenntnisse etwas gestiegen:

170331_M51_43LI800_DBE_CC_mTGV_mSt_CT_HDRMT_D_USM_TGV_LRGB

43×4 Minuten bei ISO800

Seeing – Wettervorhersage für Sterngucker

Bei der Beobachtung der Sterne haben Astronomen wie auch Hobbysterngucker mit mehreren Probleme zu kämpfen: Die zunehmende Himmelsaufhellung durch unsere Zivilisation und Wolken.

Speziell für die Vorhersage und Entwicklung der Sichtbedingungen habe ich ein paar Links zusammengestellt.

ZAMAG (Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik):

INCA – 15 min Bewölkungsverlauf der letzten 5 Stunden als Animation

Vorhersagemodell Bewölkung in den nächsten 2 Tagen

Meteoblue  und  ClearOutside

Liefert für den eingestellten Ort eine Analyse der Wolkenschichten, Temperaturen und Jetstreams etc. und versucht eine Vorhersage des „Seeings„.

Allerdings ist es so wie meine Nachbarn zu sagen pflegen: „Wozu eine Wetterstation, ich schau aus dem Fenster“

Spätestens der Blick durchs Fernrohr bei stärkerer Vergrößerung zeigt dann auf jeden Fall, was Sache ist.

Weitere Links:

Seeing: Astrofotografie Hoffmann, Seeingvorhersage Erklärungen und Tipps: MeteoBlue

 

Sterne fotografieren

Sterne bezw. Sternbilder zu fotografieren ist nicht ganz einfach, aber man kommt schnell selbst drauf, wo die Probleme liegen: Scharfstellen, die Bewegung der Sterne und helle Sterne brennen schnell aus auf länger belichten Bildern um mehr „Tiefe“ zu erhalten, kann man nicht mehr so leicht erkennen, welche nun wirklich die Hellsten sind und in welchen Farben sie leuchten. Die Lichtverschmutzung setzt auch Grenzen.

Zum Scharfstellen kann man zwar versuchen, was der Autofokus macht, aber oft bleibt einem wohl nur eine manuelle Fokussierung über. Liveview mit maximaler Vergrößerung auf einem hellen Stern sollte da funktionieren. Oft sieht man sonst nichts, und dann helfen nur mehr Probebilder und Bild überprüfen, ob die Sterne schön klein sind.

Bei analogen Filmen gab es eine Faustregel: Maximal 20 Sekunden Belichtungszeit bei einem 50mm (=Normalobjektiv), sonst sieht man bereits die Sterne als Spur wandern. Bei den extremeren Auflösungen der heutigen Digitalkameras kann man das wohl auf mindestens die Hälfte senken. Einfach mit der Belichtungszeit hinaufgehen und am Bild nachher kontrollieren ob die Sterne schon „Eier“ werden. Mit einem Weitwinkelobektiv kann man also viel länger belichten, mit einem Teleobjektiv sehr viel kürzer. Für Sternbilder und Übersichtsbilder reicht ein Stativ. Für längere Belichtungszeiten bedarf es dann allerdings eine Nachführung. Einer der besten derzeit: Der SkyWatcher Star Adventurer.

Wenn man sich am Sternenhimmel zurechtfinden will, ist es gar nicht so schlecht, wenn man nur die hellsten Sterne sieht: Anhand der Hauptsterne findet man sich dann bald zurecht. Wenn man jetzt ein Foto belichtet, wo man möglichst schwache Sterne sehen will, kommt man schnell drauf: Man findet sich Aufgrund der vielen Sterne nicht mehr zurecht, weil die hellen Sterne schon ausbrennen durch Überbelichtung. Weiters gehen die Farben verloren. Eine einfache Möglichkeit ist da etwas unscharf zu stellen, dann werden die punktförmigen Sterne auf größeren Pixelflächen abgebildet. Sieht aber nicht unbedingt schön aus und schwach Sterne gehen auch im Hintergrundrauschen unter. Eine Möglichkeit bietet hier ein Weichzeichenfilter. Man bekommt sie heute aber nur mehr schwer, weil die meisten Filter kann man hinterher mit Bildbearbeitung wesentlich kontrollierter übers Bild legen. Für die Astrofotografie kommen an sich nur das Cokin P830 und P820 Filter in Frage. Leider habe ich das dezentere P820 nicht mehr kaufen können.

Hier ein Beispielbild: Sternbild Orion

Belichtet man länger ohne Nachführung bekommt man das was man „Startrails“ nennt. Dazu hat Fotophonie.de einen hörenswerten PODCast ins Netz gestellt.