Falschfarben-Bilder

Mit einer monochromen AstroKamera ist es einfach Schmalbandaufnahmen zu machen. Hierzu wird ein entsprechender Wasserstoff (H-Alpha), Sauerstoff (O[III]) oder Schwefel (S[II]) Filter vor die Kamera geschaltet. Die so gewonnen Graustufenbilder kann man auf unterschiedliche Weise zu einem Farbbild verarbeiten.

Aufnahmen in BiColor-Technik

Eine einfache Möglichkeit ist die BiColor-Technik. Hierbei werden die Bilder zweier Gas-Emissionskanäle (typischerweise die des Wasserstoff und Sauerstoff) den Farbkanälen RGB (rot, grün, blau) zugewiesen.

Für die Bearbeitung von BiColor-Bildern eignet sich Fitswork, da ich in dem Programm direkt Pixelmathematik machen kann und aus einzelne Graustufenbilder ein RGB-Bild erstellen kann. Weiterhin bietet das Programm mächtige Bearbeitungsfunktionen über das Histogramm und auch die Möglichkeit, Weiß-, Grau- und Schwarz-Werte direkt im RGB-Bild über die rechte Maustaste zu setzen.

Weitere Informationen zur BiColor-Technik habe ich bei SpaceImages gefunden.

Aufnahmen mit dem Hubble-Workflow

Eine andere Möglichkeit ist der Hubble-Workflow. Hierbei werden die Bilder dreier Gas-Emissionskanäle (Schwefel, Wasserstoff und Sauerstoff) den Farbkanälen RGB (rot, grün, blau) zugewiesen.

Weitere Informationen zum Hubble-Workflow habe ich bei SpaceImages gefunden.

... in Arbeit ...

Tipps zum Fotografieren der Milchstraße

Die folgende Zusammenstellung kommt von Adamus W. Adelus, der auf Facebook die Gruppe Astro-Fotografie für Anfänger betreibt. Ich habe die Informationen etwas aufbereitet.

Wenn man den helleren Zentralbereich der Milchstraße fotografieren will, der auch als Sommermilchstraße bekannt ist, dann gilt für Mitteleuropa:

• er ist ungefähr im Süden sichtbar (Anfang des Jahres leicht östlich, Ende des Jahres leicht westlich)
• und er ist von Anfang November bis Mitte Februar nicht sichtbar

Die besten Uhrzeiten sind:

• Im Februar um 05:00, also direkt vor Sonnenaufgang
• Im März von 04:00 bis 05:00
• Im April von 02:30 bis 04:00
• Im Mai von 00:30 bis 03:30
• Im Juni von 00:00 bis 02:30, also direkt nach Sonnenuntergang
• Im Juli von 23:30 bis 03:30, also direkt nach Sonnenuntergang
• Im August von 22:00 bis 01:00, also direkt nach Sonnenuntergang
• Im September von 20:30 bis 22:30 also direkt nach Sonnenuntergang
• Im Oktober während der ersten Stunde nach Sonnenuntergang

Dabei gilt

• je früher im Jahr, desto flacher liegt die Milchstraße über dem Horizont und je später im Jahr, desto steiler steht sie.
• ab Juni gibt es nördlich der Donau keine echte dunkle Nacht und die angegebenen groben Zeiten können sich deutlich verkürzen. In Norddeutschland ist die Milchstraße daher auch im Hochsommer überhaupt nicht zu fotografieren.

Spannende Objekte am Nachthimmel

• NGC 404 + Mirach - (die kleine Galaxie wird auch der Geist von Mirach genannt)
• NGC 1333 - ein Reflexionsnebel im Sternbild Perseus
• NGC 1342 - ein offener Sternhaufen im Sternbild Perseus
• NGC 1499 - Kaliforniennebel
• NGC 2244 - Rosettennebel (links vom Orion Nebel)
• NGC 2264 - Konusnebel + Christmas Tree Cluster
• NGC 2841 - Tigeraugengalaxie
• NGC 2903 - Balken-Spiralgalaxie im Sternbild des Löwen
• NGC 4565 - Nadelgalaxie
• NGC 7000 - Nordamerika-Nebel und Pelikannebel
• NGC 7023 - Irisnebel
• NGC 7129 - (Belichtung: 125 x 180 Sek.)
• NGC 7331 und Stephans Quintett
• NGC 7380 - Zaubernebel / Wizard Nebula

• IC 5146 - Kokon Nebel

• M8 - Lagunennebel
• M11 - Wildenhaufen, ein offener Sternhaufen mit Dunkelwolken
• M13 - Herkuleshaufen
• M16 - Adlernebel mit den Säulend er Schöpfung (in H-Alpha fotografieren)
• M31 - Andromeda Galaxie
• M33 - Dreiecksnebel, auch als Dreiecksgalaxie sowie als Triangulumnebel bezeichnet
• M42 - Großer Orion-Nebel
• M45 - Plejaden
• M51 - Whirlpool Galaxie
• M52 + NGC 7636 + NGC 7538 - offener Sternhaufen, Blasennebel, nördlicher Lagunennebel
• M63 - Sunflower Galaxy
• M64 - Black-Eye Galaxie
• M78 - Blaue Perle im Staub (Reflexionsnebel im Sternbild Orion)
• M81 - Bodes Galaxie im Großen Bären
• M82 - Zigarrengalaxie im Großen Bären
• M101 - Pinwheel Galaxy, die Feuerradgalaxie
• M104 - Sombrero Galaxy
• M106 - im Sternbild Jagdhunde

• Pferdekopfnebel und Flammennebel im Gürtel des Orion
• Antares-Region
• Leo Triplett (M65 und M66, sowie die Spiralgalaxie NGC 3628)
• Stern Regulus und links davon die Zwerggalaxie Leo
• Virgocluster Galaxienfeld im Sternbild Jungfrau

• Doppelstern Albireo
• weitere farbige Doppelsterne

Um beim großen Orion-Nebel den großen Dynamikumfang in den Griff zu bekommen, kann man Belichtungsreihen probieren und dann das finale Bild als HDR zusammensetzen. Zum Beispiel:

• mehrere Belichtungsreihen mit 15s - 60s - 120s - 180s
• Orion: n x 50 Sek. ISO 6400
  Kern:  n x 30 Sek. ISO 2500

Himmelsnavigation / Star-Hopping

Wenn man eine Galaxie wie z. B. die Pinwheel Galaxy fotografieren möchte, dann benötigt man Objektive mit großer Brennweite an der Kamera. Da die Galaxien nicht sichtbar sind, wird es schwierig, sie zu finden und die Kamera richtig auszurichten.

Kleine Galaxien über bekannte Sterne ansteuern
Mit einem Getriebe-Neiger geht es recht einfach. Der Getriebe-Neiger übernimmt die Funktion des Kugelkopfes zur Kameraausrichtung. Nach dem Einnorden der Montierung wird dann über den Getriebe-Neiger die Kamera auf einen Stern in der Nähe der Galaxie positioniert, so dass der Stern in die Bildmitte ist. Über die Rektaszension und die Deklination (liefert Stellarium für das Datum) kann man dann die Differenz zwischen dem Stern und der Galaxie berechnen. Um diese Differenz muss dann die Ausrichtung der Kamera mit Hilfe des Getriebe-Neigers verstellt werden. Das Ganze funktioniert relativ zur aktuellen Ausrichtung der Kamera, sofern sie mit dem Getriebe-Neiger positioniert wurde.

So sieht meine Nachführung mit dem Getriebe-Neiger aus

Hier ein Artikel zur Paralaktischen Montierung und zur weiteren Erklärung der Begriffe.

Beispiel: Pinwheel-Galaxy

Screenshot aus Stellarium

Über den Stern Alkaid, der zum Sternbild Großer Bär gehört und sehr einfach am Himmel zu finden ist, kann die Pinwheel-Galaxy relativ zum Stern gefunden werden.

Dazu bestimmt man mit Hilfe von Stellarium für einen Ort und ein Datum (Buxtehude, 22.04.2020) die Rektaszension und die Deklination für zwei Sterne und für die Galaxie. Ich habe mir eine Excel-Tabelle erstellt, in der ich die Werte eintrage und die dann alle Umrechnungen für mich macht.

Für die Umrechnung der Rektaszension von Stunden in Grad gilt 1h = 15°.

Um die Kamera auf den Stern Alkaid auszurichten, wird zuerst die Nachführung eingenordet, dann ein Zoom-Objektiv verwende und am Getriebe-Neiger die Deklinationsachse auf 49° voreingestellt. Jetzt die Rektaszensionachse (Polachse) am Getriebe-Neiger drehen, bis der Stern im Bildmittelpunkt ist, dazu eventuell die Deklinationsachse nachjustieren. Über den Getriebe-Neiger kann die Kamera auch noch gekippt werden, um die Lage des Bildausschnitts zu wählen. Das Zoom-Objektiv hilft, einerseits den Überblick zu behalten und andererseits genau auf den Stern zu positionieren.

Wenn sich der Stern Alkaid im Bildmittelpunkt befindet, dann muss die Kamera über einen Getriebe-Neiger in der Rektaszensionachse (Polachse) um 5,90° und in der Deklinationachse um -5,61° bewegt werden. Danach zeigt der Bildmittelpunk auf den Stern Mizar. Wenn das funktioniert hat, dann wieder den Bildmittelpunkt auf Stern Alkaid zurückstellen und das finale Objektiv montieren. Jetzt kann der Stern Alkaid zum Scharfstellen genutzt werden. Um zur Pinwheel Galaxy zu schwenken, muss die Kamera über einen Getriebe-Neiger in der Rektaszensionachse (Polachse) um -3,90° und in der Deklinationachse um -5,04° bewegt werden.

Beim Getriebe-Neiger ist angegeben, welchen Winkel eine volle Umdrehung der Stellräder entspricht. Man muss nur in die richtige Richtung drehen und mitzählen. Beim Manfrotto MA410 ist der Rotationsgrad der Stellräder bei einer vollen Drehung = 7.2°, bei einer 1/4-Drehung= 1,8°.

Beispiele für Getriebe-Neiger

• Manfrotto Junior Getriebeneiger mit Drehknöpfen
• BENRO Rotule Photo GD3WH

Alternativ zu einem Getriebe-Neiger kann der Baader Stronghold Tangential Neiger genutzt werden. Er hat einen Verstellbereich von +/- 23° (Azimut) und +/- 35° (Elevation) und kann bei Astroshop.de bestellt werden.

• Baader Stronghold Tangentialansatz

Kometen-Import in Stellarium

Um neue Objekte - z.B. den Kometen C/2021 A1 (Leonard) - in Stellarium zu importieren, muss man wie folgt vorgehen:

Das Einstellungsfenster (F2) öffnen und unter Erweiterungen den Sonnensystem-Editor auswählen.

Das Häkchen Beim Start laden muss gesetzt sein. Wenn das Häkchen noch nicht gesetzt war, dann muss Stellarium jetzt neu gestartet werden.

Nach dem Neustart von Stellarium kann der Sonnensystemeditor benutzt werden, indem Konfigurieren angeklickt wird.

In dem Dialog Kleinkörper des Sonnensystems den Reiter Sonnensystem auswählen.

Dann auf Bahnelemente im MPC-Format importieren... klicken.

Im ersten Dialog Daten importieren als Typ Kometen auswählen und als Quelle MPC´s list of observable comets, dann noch Bahnelemente importieren anklicken.

Im zweiten Dialog Daten importieren dann Existierende Objekte aktualisieren und Nur Bahnelemente aktualisieren auswählen und den gewünschten Kometen markieren. Dann Objekte hinzufügen anklicken.

Anschließend wird der importierte Komet C/2021 A1 (Leonhard) im Suchfeld (F3) gefunden und kann angezeigt werden.

Schnelleinstieg mit PIPP, Autostakkert und Astra Image

Der Bearbeitungsablauf ist wie folgt und wird sehr gut im Video erklärt

1. Die RAW-Bilder mit Lightroom exportieren

• Weißabgleich für die Bilder gleich einstellen (z.B. 3850 K),
• das Nachschärfen und das Unterdrücken des Farbrauschens deaktivieren
• und als TIFF mit 16Bit/Kanal exportieren

2. mit PIPP zurechtschneiden

• Die TIFFs laden,
• Solar/Lunar full Disk auswählen,
• in den Input Options Debayer Raw Image Files ausschalten,
• in den Processing Options Convert Color to Monochrom ausschalten,
  Stretch Histogram to White Point to 75% einschalten,
  Equalise RGB Channels individually ausschalten und Enable Cropping anpassen,
  für den NICHT-Vollmond gegebenfalls die folgende Option wählen
  
  und mit Test Option prüfen,
• die Quality Options ausschalten,
• und als Output SER wählen.

3. in Autostakkert stacken

• Die SER-Datei öffnen,
• bei Image Stabilization Surface und Cropped auswählen,
• die Analyse durchführen lassen,
• Alignment Points von 48 und minimale Helligkeit von 10 auswählen und Place AP grid anklicken, ggf. weitere Alignment Points manuell setzen,
• bei den Stack Options z.B. 30 % der Frames auswählen, RGB Align ausgewählt lassen
• und das Stacken starten

4. mit Astra Image schärfen

• zum Schärfen den Deconvolution Algorithmus wählen:
  Methode Lucy Richardson, Blur Kernel Lorentzian mit
  Iterations = 10,  Blur kernel size = 1 und Deconvolution strength = 5,
• Nachschärfen mit Multiscale Sharpen
  und den Werten 0 10 10 0 0 100,
• Kontraste nachbearbeiten mit Multiscale Contrast
  und den Werten Default, Global 0 1 0
• und als 48Bit RGB TIFF speichern

5. und zum Abschluss das Bild mit Photoshop und den Astronomy Tools final bearbeiten

• um z.B. die schwachen Farbanteile der Mondoberfläche herauszuarbeiten (siehe Video)

Schnelleinstieg mit Sequator

Bei Landschaftsaufnahmen maskiere ich im ersten Schritt den Himmelsbereich und setzte Freeze groud.
Die weiteren Einstellungen sind dann wie folgt:

• Auto Brightness: On oder Off
• High dynamic Range: On
• Remove dynamic noises: On
• Reduce distor. effects: Auto und Complex auswählen
• Recude light pollution: Uneven auswählen, den Regler Strength mittig lassen und Intelligently-aggressive setzen
• Enhance star light: den Regler Strength mehr nach rechts in Richtung Strong
• Merge 4 Pixels: Off

In der Regel arbeite ich im ersten Schritt ohne Flats und Darks.

Das gestackte Bild wird als Tiff gespeichert und anschließen in Lightroom importiert und weiter bearbeitet. Manchmal erfolgt eine zusätzliche Bearbeitung noch mit Photoshop und den Astronomy Tools.

SharpCapPro, ASTAP PlateSolver und Stellarium

Für meine monochrome AstroKamera ZWO ASI178MM / ASI1600MM PRO nutze ich SharpCapPro als Aufnahmesoftware und ASTAP als PlateSolver. 

Der PlateSolver liefert mir z.B. das folgende Ergebnis:

Solution : RA=20:56:09,Dec=+44:19:48 (J2000)
Field of View : 8,25x5,55 degrees
Time : Sun, 21 Nov 2021 23:50:34 GMT
Orientation : up is 312,3 degrees E of N

Die ermittelte Position kann ich jetzt in Stellarium im Suchfeld unter Position eingeben. Dann zeigt Stellarium mir die Position am Himmel an.

Das möchte ich jetzt automatisieren - ohne viel Tippen zu müssen.

Notwendige Software

• ASCOM Platform in Version 6.4 oder Version 6.5 SP 1
• Treibersoftware für meine ZWO ASI178MM / ASI1600MM PRO (ZWO ASCOM und ZWO ASI Cameras Driver)
• Stellarium in aktueller Version
• SharpCapPro in Version 4.0 oder aktueller
• ASTAP Plate Solver in aktueller Version mit dem V17-Katalog
• Converter-Tool
  Convert Result of ASTAP Plate Solver in SharpCap to Stellarium Script Command

Konfiguration Stellarium

In Stellarium das Einstellungsfenster mit [F2] öffnen und zum Reiter Erweiterungen wechsel. Dort die Teleskopesteuerung auswählen und den Haken bei Beim Start laden setzten.

Ggf. muss Stellarium jetzt neu gestartet werden.
Dann auf den Button Konfigurieren klicken und in Stellarium den ASCOM Telekope Simulator hinzufügen und konfigurieren. Eventuell im Hinzufügen-Dialog noch den Haken bei Start/Verbinde bei Programmstart setzen.

Auf Wähle ASCOM Teleskope klicken und den Simulator auswählen

Nach dem Klick auf den Button Verbinden sollte der Dialog wie folgt aussehen.

Mit dem Verbinden wird der Teleskop Simulator gestartet - wenn nicht, dann aus dem Windows Start Menu unter ASCOM Platform 6 den Eintrag Teleskope Simulator starten. Nicht vergessen, den Haken bei Track zu setzen, da sonst der Teleskope-Simulator nicht läuft.

Jetzt ist Stellarium soweit konfiguriert und der Teleskope Simulator sollte laufen.

Aus der unteren Icon-Leiste in Stellarium oder mit [STRG]+[0] kann ich jetzt die Teleskope-Steuerung aufrufen. Diesen Dialog werden wir später noch öfters benötigen.

Installation ASTAP

ASTAP und den V17-Katalog herunterladen und nacheinander installieren.

Konfiguration SharpCapPro

In der Konfiguration von SharpCapPro habe ich unter Hardware ein Manual Filter Wheel und den Teleskope Simulator ausgewählt.

Unter Plattenlösung (PlateSolver) die Anwendung ASTAP auswählen. Die Brennweite meines Teleskops gebe ich hier immer manuell ein, da ich mit einem Objektiv-Adapter und Nikon-Objektiven fotografiere.

Ich habe eine ZWO ASI Kamera mit einem Nikon-Objektivadapter, der eine Filterschublade besitzt. Damit meine Aufnahmen den verwendeten Filter im Dateinamen enthalten, habe ich ein manuelles Filterrad konfiguriert und wähle beim Fotografieren über die SharpCap-Oberfläche den aktuell verwendeten Filter aus.

Die von SharpCap erzeugten Dateinamen sind so konfiguriert, dass der verwendete Filter dem Dateinamen hinzugefügt wird. Das erleichtert die spätere Zuordnung und richtige Bearbeitung der Bilder.

Converter-Tool

Das Converter-Tool habe ich als statische HTML-Seite mit JavaScript programmiert. Man kann das Converter-Tool online nutzen oder als ZIP-Archiv herunterladen um es offline im Browser aufzurufen.

Das Converter-Tool wird benötigt, um das Ergebnis aus der SharpCapPro Funktion Plate Solve (nur lösen) in ein Stellarium Script Command umzuwandeln. Damit kann dann die Position, auf die die Kamera zeigt, in Stellarium angezeigt werden und der Teleskope-Simulator initial an die richtige Position gefahren werden.

Zum Vergrößern bitte anklicken

Die Script-Konsole in Stellarium wird mit der Taste [F12] gestartet. Dort das Script-Command hineinkopieren und ausführen.

Zum Vergrößern bitte anklicken

Nach dem initialen Ausrichten des Teleskope Simulators wird in SharpCapPro nur noch mit der Funktion Plate Solve und Ausrichten gearbeitet. Dazu den Dialog bewege Teleskope zu mit [STRG]+[0] aufrufen auf Bildschirmmitte und auf Schwenken klicken. Jetzt ist der Teleskope Simulator initial ausgerichtet. Wenn in Stellarium der Sensor (hier ASI 178) und das Teleskop (hier Photo Lens 50mm) ausgewählt wurden, dann decken sich das aufgenommene und angezeigte Foto in SharpCapPro und der rote Bildsensor-Rahmen in Stellarium.

Zusammenspiel SharpCap, PlateSolver und Stellarium

Ich habe mir die notwendigen Programme als Icons auf meinen Windows Desktop gelegt.

Wenn alle Programme gestartet wurden und der Teleskope Simulator wie beschrieben initial ausgerichtet wurde, dann nutze ich in SharpCapPro nur noch die Funktion Plate Solve und Ausrichten, um festzustellen, wohin meine Kamera zeigt.
Die Funktion Plate Solve und Ausrichten funktioniert nur, wenn ich die Kamera um nicht mehr als 15 Grad bewegt habe.
Wenn ich die Kamera auf einen ganz neuen Himmelsausschnitt ausrichte, dann muss ich mit der Funktion Plate Solve (nur lösen) die Position bestimmen, das Ergebnis mit dem Converter-Tool in ein Stellarium Script Command umwandeln und das in Stellarium ausführen. Die Bildschirmmitte in Stellarium zeigt dann dort hin, wohin die Kamera zeigt. Dann muss der Teleskope Simulator dorthin geschwenkt werden. Danach kann wieder mit der Funktion Plate Solve und Ausrichten gearbeitet werden.

So sehen dann die Teleskopesteuerung mit dem Simulator und dem manuellen Filterrad in SharpCapPro

und der Steuerdialog vom ASCOM Teleskope Simualtor aus

... mehr ist in Arbeit ...

Sky-Watcher Star Adventurer und PHD2 Guiding

Der Sky-Watcher Star Adventurer hat eine ST4-Guiding-Schnittstelle und in Verbindung mit einer Guiding-Kamera und der Software PHD2 ist ein Guiding in einer Achse mögliche.

So sehen die Guiding Einstellungen in PHD2 aus:

Beim Guiding Algorithmus muss der DEC Guidingmodus auf AUS gesetzt werden:

Dann die Guiding-Kamera auswählen. Meine Guiding-Kamera, eine ZWO ASI178MM hat eine ST4-Schnittstelle und ist direkt mit der Montierung verbunden. Aus dem Grund ist für die Montierung On-camera ausgewählt. Bei der Konfiguration der Kamera habe ich den 8Bit-Mode anstelle vom 16Bit-Mode ausgewählt. Zum Guiding reicht es und hält die Datenrate auf der USB-Leitung niedriger.

Zum Abschluss die Kamera und die Montierung verbinden.

Und dann kann das Guiding durch Auswahl eines Sterns aktiviert werden.