Welche Kamera für welche Anwendung?
Bei der Gewinnung von Astroaufnahmen lassen sich grob zwei Anwendungsgebiete abgrenzen, nämlich das der lichtschwächeren DeepSky-Objekte und das der helleren Objekte unseres Sonnensystems. Typische Bespiele für den ersten Fall sind die Galaxien, für den zweiten unsere Planeten. Danach unterscheiden sich nicht nur die Anforderungen an Optik und Nachführung, sondern insbesondere auch die an Kamera und Bildbearbeitungssoftware. Ohne hier auf Einzelheiten einzugehen: Für die Aufnahme von DS-Fotos (und auch "Nightscapes") kommt es eher auf ein großes Gesichtsfeld und damit einen großen rauscharmen Sensor an, für die Mitglieder des Sonnensystems mehr auf die Bildauflösung. DS-Aufnahmen erfordern wegen der größeren Winkelausdehnung meist nur kürzere Brennweiten, benötigen aber lichtstarke Optiken und längere Belichtungszeiten. Für Planetenbilder sind dagegen möglichst viele kurz belichtete Einzelbilder hoher Qualität und Größe Voraussetzung für die Gewinnung eines guten Endergebnisses. Für jede Anwendung gibt es inzwischen maßgeschneiderte Spezialtechnologie, die zwar besser, aber auch teurer und weniger benutzerfreundlich ist. Es gibt aber auch gute Alternativen für kleinere Geldbeutel: Das sind rein handelsüblichen Kameras oder ihren Abwandlungen - Smartphones gehören allerdings nicht dazu! Ausgehend davon und dem Ideal für die nächtliche Arbeit am Fernrohr, nämlich möglichst wenig Gerätschaften und Kabel sowie einfache Handhabung, habe ich mich weiterhin von folgenden Überlegungen bei meiner Ausrüstung leiten lassen:
DeepSky-Aufnahmen
Handelsübliche Digitalkameras lassen sich im Gegensatz zu speziellen astronomischen High-End-Lösungen ohne Laptop (und ohne Netzstrom) verwenden. Im Verlauf der technischen Entwicklung hat sich hier die Systemkamera gegenüber der Spiegelreflex und der im Vergleich zum CCD-Chip rauschärmere CMOS-Chip durchgesetzt. Digitale Systemkameras sind eigentlich Spiegelreflexkameras ohne Spiegel, aber mit vergleichbarer Technik und ebenfalls der Möglichkeit, Wechselobjektive zu verwenden. Für den immer noch mehr oder weniger rauschempfindlichen Sensor gilt in jedem Fall: Gegen das sogenannte thermische Rauschen hilft außer einer nicht ganz leicht zu händelnden Chip-Kühlung das Mitteln vieler Bilder, wobei das Signal-Rausch-Verhältnis proportional zur Quadratwurzel aus der Zahl der Aufnahmen steigt. Bei 100 Aufnahmen verbessert sich das Ergebnis also um das Zehnfache. Andere Arten des Rauschens sind das Verstärkerglühen, dem man am besten durch kürzere Belichtungszeiten beikommen kann, und die (kaputten) Hot- und Coldpixel. Alle Formen des Rauschens können auch noch bei der Bildnachbearbeitung reduziert werden, inzwischen auch mittels KI.
Digitalgeräte sind im Alltag inzwischen weit verbreitet, sodass man bereits mit ihrem Umgang grundsätzlich vertraut ist. Außerdem ist auch für Astro-Einsteiger eine Menge Software für die eigene Bildbearbeitung verfügbar. Die Kameras umfassen eine erhebliche Bandbreite vom Einsteigermodell mit Vollautomatik bis zur Vollformat-DSLR oder -Systemkamera mit anspruchsvollen manuellen Einstellungen. Wer sich für Astrofotografie interessiert, hat meist bereits Erfahrungen im Umgang mit einer Kamera, die individuelle Einstellungen zulässt, und die sich daher für die Astrofotografie besonders eignet. Mein Weg hat mich beginnend mit einer Praktika (Spiegelreflex mit Papierbildern) über eine "Digicam", die EOS1000D (DSLR) inzwischen zur kompakteren Systemkameraserie EOSM geführt, die sich besonders gut für eine Fotografie im Strahlengang des Teleskops (RASA, Hyperstar) eignet. Neue Kameramodelle kommen Schlag auf Schlag. Es kann dabei lohnenswert sein, auf einen günstigen Aktionspreis zu warten. Beim Kauf einer DS-tauglichen Digitalkamera sollte man aber nicht nur auf Gewicht, leichte Bedienbarkeit im Dunkeln und die passenden manuellen Einstellmöglichkeiten achten. Es gibt einige für die Astrofotografie wichtige Features, wie Pixel- und Chipgröße, Bildtiefe, Rauschverhalten, Timer/Fernauslöser, Stromversorgung, Speichergeschwindigkeit, Objektiv-Wechselmöglichkeit, schwenkbares Display, ggf. Videofunktion, um nur einige zu nennen. Ist kein Timer eingebaut, sollte wenigstens eine Anschlussmöglichkeit für einen externen Timer vorhanden sein. Bei meinen EOS M-Kameras ist das beispielsweise nicht der Fall. Allerdings gibt es im Web für solche Fälle u. U. Firmware-Erweiterungen, wie z. B. Magic Lantern. Eingebaute Szenenprogramme braucht man hingegen nicht. Der Markt bietet inzwischen eine kaum überschaubare Modellpalette, über die man sich am leichtesten bei einem erfahreneren Sternenfotografen oder im Internet mit seinen einschlägigen Foren und Händlerangeboten schlau macht, denn ein "Breitband"-Verkäufer ist leicht überfordert, wird er nach Einzelheiten gefragt, die astrofotografisch relevant sind (Das gilt natürlich ebenfalls für die Planetenkameras.).
Obwohl es mittlerweile auch von Nikon und Sony besonders rot empfindliche Kameras speziell für die Astrofotografie gibt, ist Canon auch auf dem Gebiet immer noch Marktführer. Derart "astromodifizierte" Kameras sind häufig allerdings nur eingeschränkt alltagstauglich, aber durch ihren erweiterten Spektralbereich vor allem bei Gasnebeln (Orion!) nützlich. Auch normale Kameras kann man durch IR-Filterausbau bzw. -umbau rot empfindlicher machen. Nachdem bereits vor Jahren mit der EOS 350D eine erstaunlich deepsky-taugliche Normal-DSLR auf den Markt gekommen war, die preislich und leistungsmäßig alles Bisherige in diesem Segment geschlagen hat, gilt jetzt die 2000D die als "Einstiegsdroge", will man nicht gleich auf die Ra-Vollformatkamera umsteigen. Im Handel sind aber auch "frisch" umgebaute Gebrauchtkameras (sogar zu Hα-empfindlich) erhältlich.
Bei der Gewinnung von Astroaufnahmen lassen sich grob zwei Anwendungsgebiete abgrenzen, nämlich das der lichtschwächeren DeepSky-Objekte und das der helleren Objekte unseres Sonnensystems. Typische Bespiele für den ersten Fall sind die Galaxien, für den zweiten unsere Planeten. Danach unterscheiden sich nicht nur die Anforderungen an Optik und Nachführung, sondern insbesondere auch die an Kamera und Bildbearbeitungssoftware. Ohne hier auf Einzelheiten einzugehen: Für die Aufnahme von DS-Fotos (und auch "Nightscapes") kommt es eher auf ein großes Gesichtsfeld und damit einen großen rauscharmen Sensor an, für die Mitglieder des Sonnensystems mehr auf die Bildauflösung. DS-Aufnahmen erfordern wegen der größeren Winkelausdehnung meist nur kürzere Brennweiten, benötigen aber lichtstarke Optiken und längere Belichtungszeiten. Für Planetenbilder sind dagegen möglichst viele kurz belichtete Einzelbilder hoher Qualität und Größe Voraussetzung für die Gewinnung eines guten Endergebnisses. Für jede Anwendung gibt es inzwischen maßgeschneiderte Spezialtechnologie, die zwar besser, aber auch teurer und weniger benutzerfreundlich ist. Es gibt aber auch gute Alternativen für kleinere Geldbeutel: Das sind rein handelsüblichen Kameras oder ihren Abwandlungen - Smartphones gehören allerdings nicht dazu! Ausgehend davon und dem Ideal für die nächtliche Arbeit am Fernrohr, nämlich möglichst wenig Gerätschaften und Kabel sowie einfache Handhabung, habe ich mich weiterhin von folgenden Überlegungen bei meiner Ausrüstung leiten lassen:
DeepSky-Aufnahmen
Handelsübliche Digitalkameras lassen sich im Gegensatz zu speziellen astronomischen High-End-Lösungen ohne Laptop (und ohne Netzstrom) verwenden. Im Verlauf der technischen Entwicklung hat sich hier die Systemkamera gegenüber der Spiegelreflex und der im Vergleich zum CCD-Chip rauschärmere CMOS-Chip durchgesetzt. Digitale Systemkameras sind eigentlich Spiegelreflexkameras ohne Spiegel, aber mit vergleichbarer Technik und ebenfalls der Möglichkeit, Wechselobjektive zu verwenden. Für den immer noch mehr oder weniger rauschempfindlichen Sensor gilt in jedem Fall: Gegen das sogenannte thermische Rauschen hilft außer einer nicht ganz leicht zu händelnden Chip-Kühlung das Mitteln vieler Bilder, wobei das Signal-Rausch-Verhältnis proportional zur Quadratwurzel aus der Zahl der Aufnahmen steigt. Bei 100 Aufnahmen verbessert sich das Ergebnis also um das Zehnfache. Andere Arten des Rauschens sind das Verstärkerglühen, dem man am besten durch kürzere Belichtungszeiten beikommen kann, und die (kaputten) Hot- und Coldpixel. Alle Formen des Rauschens können auch noch bei der Bildnachbearbeitung reduziert werden, inzwischen auch mittels KI.
Digitalgeräte sind im Alltag inzwischen weit verbreitet, sodass man bereits mit ihrem Umgang grundsätzlich vertraut ist. Außerdem ist auch für Astro-Einsteiger eine Menge Software für die eigene Bildbearbeitung verfügbar. Die Kameras umfassen eine erhebliche Bandbreite vom Einsteigermodell mit Vollautomatik bis zur Vollformat-DSLR oder -Systemkamera mit anspruchsvollen manuellen Einstellungen. Wer sich für Astrofotografie interessiert, hat meist bereits Erfahrungen im Umgang mit einer Kamera, die individuelle Einstellungen zulässt, und die sich daher für die Astrofotografie besonders eignet. Mein Weg hat mich beginnend mit einer Praktika (Spiegelreflex mit Papierbildern) über eine "Digicam", die EOS1000D (DSLR) inzwischen zur kompakteren Systemkameraserie EOSM geführt, die sich besonders gut für eine Fotografie im Strahlengang des Teleskops (RASA, Hyperstar) eignet. Neue Kameramodelle kommen Schlag auf Schlag. Es kann dabei lohnenswert sein, auf einen günstigen Aktionspreis zu warten. Beim Kauf einer DS-tauglichen Digitalkamera sollte man aber nicht nur auf Gewicht, leichte Bedienbarkeit im Dunkeln und die passenden manuellen Einstellmöglichkeiten achten. Es gibt einige für die Astrofotografie wichtige Features, wie Pixel- und Chipgröße, Bildtiefe, Rauschverhalten, Timer/Fernauslöser, Stromversorgung, Speichergeschwindigkeit, Objektiv-Wechselmöglichkeit, schwenkbares Display, ggf. Videofunktion, um nur einige zu nennen. Ist kein Timer eingebaut, sollte wenigstens eine Anschlussmöglichkeit für einen externen Timer vorhanden sein. Bei meinen EOS M-Kameras ist das beispielsweise nicht der Fall. Allerdings gibt es im Web für solche Fälle u. U. Firmware-Erweiterungen, wie z. B. Magic Lantern. Eingebaute Szenenprogramme braucht man hingegen nicht. Der Markt bietet inzwischen eine kaum überschaubare Modellpalette, über die man sich am leichtesten bei einem erfahreneren Sternenfotografen oder im Internet mit seinen einschlägigen Foren und Händlerangeboten schlau macht, denn ein "Breitband"-Verkäufer ist leicht überfordert, wird er nach Einzelheiten gefragt, die astrofotografisch relevant sind (Das gilt natürlich ebenfalls für die Planetenkameras.).
Obwohl es mittlerweile auch von Nikon und Sony besonders rot empfindliche Kameras speziell für die Astrofotografie gibt, ist Canon auch auf dem Gebiet immer noch Marktführer. Derart "astromodifizierte" Kameras sind häufig allerdings nur eingeschränkt alltagstauglich, aber durch ihren erweiterten Spektralbereich vor allem bei Gasnebeln (Orion!) nützlich. Auch normale Kameras kann man durch IR-Filterausbau bzw. -umbau rot empfindlicher machen. Nachdem bereits vor Jahren mit der EOS 350D eine erstaunlich deepsky-taugliche Normal-DSLR auf den Markt gekommen war, die preislich und leistungsmäßig alles Bisherige in diesem Segment geschlagen hat, gilt jetzt die 2000D die als "Einstiegsdroge", will man nicht gleich auf die Ra-Vollformatkamera umsteigen. Im Handel sind aber auch "frisch" umgebaute Gebrauchtkameras (sogar zu Hα-empfindlich) erhältlich.
Größenvergleich DSLR Canon EOS 1000Da und Systemkamera EOS M
Planetenaufnahmen
Während ich meine Systemkameras für DeepSky-Aufnahmen einsetze, übernimmt das bei Detailaufnahmen nicht nur von Planeten, sondern auch von Sonne (nie ohne Objektivfilter !!!) und Mond, eine abgewandelte Industriekamera. So hatte ich mir rechtzeitig zur Marsopposition 2012 eine monochrome DMK21 sowie eine DFK21-Farbkamera der Firma TheImagingSource (Bremen) zugelegt. Diese objektivlosen Kameras mit einem ungekühlten 640x480 Chip und einer Pixelgrösse von 5.6x5.6 µm waren die für die Planeten- und Mondfotografie ausgelegten Varianten einer ganzen Industriekamerafamilie und liefern unkomprimierte AVI-Dateien mit 8 Bit Bildtiefe. Inzwischen habe ich sie durch die von Celestron daraus weiterentwickelte Mond- und Planetenkamera namens "Skyris" mit demselben Chip, aber mit 12 Bit Bildtiefe und noch etwas höherer Bildübertragungsrate (USB3-Schnittstelle) ersetzt, da ich einen neuen Laptop mit einer passenden Schnittstellen gekauft hatte. Es gibt aber weltweit mittlerweile viele Anbieter vergleichbarer Produkte, die in jeder Hinsicht leistungsfähiger geworden sind. Das betrifft insbesondere Bildübertragungsgeschwindigkeit, Rauschverhalten und Chipgröße. Beachten muss man, dass das Auslesen kleiner Chips schneller geht als das großer. SW-Chips ermöglichen zudem im Vergleich zu Chips mit Bayer-Farbmatrix schärfere Bilder und kürzere Belichtungszeiten. Alle Modelle liefern gegenüber den noch bis vor kurzem als revolutionär geltenden Webcams bei deutlich höherer Empfindlichkeit (auch im Infraroten) nochmals bessere Bilder, und das mit einer Übertragungsrate bis über 60 Bilder/sec. Die Kameras sind federleicht und lassen sich mit der mitgelieferten oder aus dem Internet herunterladbaren Software mehr oder weniger komfortabel steuern (z. B. firecapture, iCap, apc). Zwar ist es nicht immer einfach, die richtigen Einstellungen zu finden, die von der Firma Baader für die Skyris mitgelieferten Bedienungsanleitungen und die sonst unkomplizierte Handhabung machen sie trotz des notwendigen Laptops benutzerfreundlich. Ich verwende die SW-Kameras mit einem IR-Passfilter für Planeten- und Mondaufnahmen. In Verbindung von kurzen Belichtungszeiten mit einer Vielzahl von Einzelbildern kann man auf diese Weise das Seeing austricksen, wie es sonst nur mittels adaptiver Optik oder durch Weltraumteleskope möglich ist, und sogar bei Tageslicht fotografieren! Um die Farbe ins Foto zu bekommen, kombiniere ich die gestackten Luminanzbilder mit den ebenfalls gestackten RGB-Bildern einer Farb-Videokamera (Digitalkamera geht auch)+ IR-Sperrfilter. Die Kameras sind nicht größer als ein Okular und inklusive Aufnahmesoftware außerdem recht kostengünstig. Allerdings stören mich Laptop und Kabelsalat ungemein.
Während ich meine Systemkameras für DeepSky-Aufnahmen einsetze, übernimmt das bei Detailaufnahmen nicht nur von Planeten, sondern auch von Sonne (nie ohne Objektivfilter !!!) und Mond, eine abgewandelte Industriekamera. So hatte ich mir rechtzeitig zur Marsopposition 2012 eine monochrome DMK21 sowie eine DFK21-Farbkamera der Firma TheImagingSource (Bremen) zugelegt. Diese objektivlosen Kameras mit einem ungekühlten 640x480 Chip und einer Pixelgrösse von 5.6x5.6 µm waren die für die Planeten- und Mondfotografie ausgelegten Varianten einer ganzen Industriekamerafamilie und liefern unkomprimierte AVI-Dateien mit 8 Bit Bildtiefe. Inzwischen habe ich sie durch die von Celestron daraus weiterentwickelte Mond- und Planetenkamera namens "Skyris" mit demselben Chip, aber mit 12 Bit Bildtiefe und noch etwas höherer Bildübertragungsrate (USB3-Schnittstelle) ersetzt, da ich einen neuen Laptop mit einer passenden Schnittstellen gekauft hatte. Es gibt aber weltweit mittlerweile viele Anbieter vergleichbarer Produkte, die in jeder Hinsicht leistungsfähiger geworden sind. Das betrifft insbesondere Bildübertragungsgeschwindigkeit, Rauschverhalten und Chipgröße. Beachten muss man, dass das Auslesen kleiner Chips schneller geht als das großer. SW-Chips ermöglichen zudem im Vergleich zu Chips mit Bayer-Farbmatrix schärfere Bilder und kürzere Belichtungszeiten. Alle Modelle liefern gegenüber den noch bis vor kurzem als revolutionär geltenden Webcams bei deutlich höherer Empfindlichkeit (auch im Infraroten) nochmals bessere Bilder, und das mit einer Übertragungsrate bis über 60 Bilder/sec. Die Kameras sind federleicht und lassen sich mit der mitgelieferten oder aus dem Internet herunterladbaren Software mehr oder weniger komfortabel steuern (z. B. firecapture, iCap, apc). Zwar ist es nicht immer einfach, die richtigen Einstellungen zu finden, die von der Firma Baader für die Skyris mitgelieferten Bedienungsanleitungen und die sonst unkomplizierte Handhabung machen sie trotz des notwendigen Laptops benutzerfreundlich. Ich verwende die SW-Kameras mit einem IR-Passfilter für Planeten- und Mondaufnahmen. In Verbindung von kurzen Belichtungszeiten mit einer Vielzahl von Einzelbildern kann man auf diese Weise das Seeing austricksen, wie es sonst nur mittels adaptiver Optik oder durch Weltraumteleskope möglich ist, und sogar bei Tageslicht fotografieren! Um die Farbe ins Foto zu bekommen, kombiniere ich die gestackten Luminanzbilder mit den ebenfalls gestackten RGB-Bildern einer Farb-Videokamera (Digitalkamera geht auch)+ IR-Sperrfilter. Die Kameras sind nicht größer als ein Okular und inklusive Aufnahmesoftware außerdem recht kostengünstig. Allerdings stören mich Laptop und Kabelsalat ungemein.
Planeten- und Mondkamera SKYRIS 618 mit zusätzlicher Barlowlinse
Von den vielen anderen inzwischen erhältlichen Fabrikaten habe ich bisher nur die auch als Autoguider einsetzbare Omegon Pro veLOX178 selbst (zu Testzwecken) ausprobiert, und zwar sowohl an Mond und Planeten als auch im Deepskybereich. Der (ungekühlte) CMOS-Farbsensor dieser preisgünstigen Einsteigerkamera hat 2048x3040 nur 2.4 μm große Pixel und liefert bis zu 14 Bit tiefe Bilder. Es können Videoclips im AVI- und SER-Format (die für die Bearbeitung in den gängigen Programmen tlw. allerdings erst umformatiert werden müssen) und Einzelbilder erzeugt werden. Die Bedienung ist auch für Einsteiger leicht erlernbar. Dazu trägt die einfach zu handhabende Aufnahmesoftware bei, während dagegen die in englischer Sprache gehaltene Gebrauchsanleitung etwas karg ausgefallen ist. Die Bilder haben einen leichten Grünstich, sind aber bei der Nachbearbeitung gut kalibrierbar. Durch den USB3-Anschluss (allerdings mit einem sehr kurzen Kabel) ist eine für Lucky-Image-Fotografie notwendige Bildrate zu erzielen, wenn man nicht das ganze Chip-Format in Anspruch nimmt. Bei den Planetenaufnahmen kam die veLOX178 bei mir nicht an die Ergebnisse der Skyris heran, bei Deepskyverwendung nicht an die der meiner Systemkameras. Ich verwende sie wegen ihres großen Chips-Formats aber gerne für Mondübersichten.