Die Kameras

Auf dieser Seite finden sich einig Details zu den eingesetzten Kameras.

Prinzipiell unterscheidet man bei der Astrofotografie heute zwei Techniken, einmal die konventionelle, analoge Fotografie auf chemischem Film, und zum Zweiten die sich immer mehr durchsetzende digitale Fotografie mittels sog. CCD-Kameras. Letztere lassen sich wiederum grob in die Klasse der rein astrofotografisch nutzbaren CCD-Kameras sowie die Klasse der sog. Consumer-Kameras unterscheiden.

Chemische Kameras

Die chemische Fotografie ist noch am Einfachsten zu erklären, defacto wird hier dasselbe gemacht wie bei z.B.  bei normalen Urlaubsaufnahmen, das Teleskop wird einfach als großes Teleobjektiv verwendet und das erzeugte Bild direkt auf den Film abgebildet.

Man verwendet größtenteils im normalen Fotogeschäft erhältliche Filme, wobei sich allerdings nicht jeder Film gleich gut eignet. Im Astrobereich bervorzuge ich derzeit Diafilme wie den Kodak Ektachrome E200 (oder Elitechrom 200) sowie den Fuji Provia 400F. Beide Filme sind in den für den Astrofotografen wichtigen Aspekten "Schwarzschildverhalten" sowie Empfindlichkeit auf bestimmte Wellenlängenbereichen sehr gut.
"Sondereinsätze" wie Sonnenfotografie erfordern wiederum andere Filme, dort werden normalerweise sehr unempfindliche, dafür aber kontraststarke Schwarz/Weißfilme (sog. Dokumentenfilme) verwendet. Da die S/W-Fotografie derzeit etwas aus der Mode gekommen ist, entwickelt man diese Filme meist auch selbst.

Der Schwarzschildeffekt bewirkt bei einem Film eine zunehmende Unempfindlichekeit, je länger die Aufnahme dauert, das heißt, defacto ist ein Film mit einem schlechten Schwarzschildexponenten nach wenigen Minuten "ausbelichtet", er wird nicht weiter geschwärzt, auch wenn noch länger belichtet wird. Da in der Astrofotografie Belichtungszeiten von mehreren Minuten, wenn nicht Stunden üblich sind (Ausnahme: Sonnen- oder Mondfotografie), ist dies ein Nachteil, der Film kann die langen Belichtungszeiten einfach nicht nutzen. Um den Schwarzschildeffekt zu vermindern, kann man Filme nachträglich speziell behandeln, man spricht von "Hypern". Dabei wird der Film mehrere Stunden einem speziellem Gasgemisch unter erhöhtem Druck ausgesetzt, was zu einer Steigerung der Empfindlichkeit und Verminderung des Schwarzschildeffekts führt. Diese Technik wird im Zeitalter der digitalen Fotografie allerdings immer weniger eingesetzt.

Bei der Empfindlichkeit auf bestimmte Wellenlängenbereichen ist zu beachten, das viele Himmelsobjekte kein kontinuierliches Spektrum ausstrahlen wie z.B. die Sonne oder eine Glühbirne, diese Objekte "leuchten" nur in ganz bestimmten Spektrallinien, zumeist sind dies H-Alpha (einfach ionisierter Wasserstoff bei 650nm, ein dunkles Rot) oder O-III (dreifach ionisierter Sauerstoff, ein grünliches Licht) sowie einige weitere, dedizierte Spektrallinien. Speziell der Bereich um H-Alpha wird leider von immer mehr Filmen ausgeblendet, d.h. diese Filme haben dort keine Empfindlichkeit mehr, so daß entsprechende Objekte einfach nicht abgebildet werden oder aber sehr lange Belichtungszeiten erfordern würden.

Bei den modernen chemischen Kameras kommen dann noch sehr unangenehme Effekte hinzu, z.B. werden heutige Kameras meist vollektronisch ausgeführt, sodaß sie ohne Strom (in Batterien) nicht arbeitsfähig sind. Speziell im Winter werden aber teilweise unter sehr harten Bedingungen Aufnahmen gemacht (mehrere Stunden Belichtungszeit bei -15°C oder darunter) sodaß die vollelektronischen Kameras gerne entweder der Strom ausgeht (weil die Batterie durch die Kälte aufgegeben hat oder der Verschluß elektrisch offen gehalten werden muß) oder aber die Elektronik selbst "die Flügel anlegt".

Daher setzt man im Astrobereich gerne alte, aber rein mechanisch funktionierende Kameras ein, ich habe mir zu diesem Zweck z.B. eine Olympus OM-1 bei eBay ersteigert, diese ist irgendwann in den 1970-igern Jahren gefertigt worden und kommt ohne jeden Strom aus.
(Ok, der Belichtungsmesser arbeitet elektrisch, aber den verwende ich sowieso nie... ;-))

Kamera OM-1

Typ: Spiegelreflexkamera
Hersteller: Olympus

Mit den auf dem Gebrauchtmarkt teilweise noch erhältlichen Objektiven (hier ein 135mm f/2,8 sowie ein 200mm f/4) lassen sich meist sehr gute Übersichtsaufnahmen gewinnen.

Olympus OM-1

Digitale Kameras

Die bei den chemischen Kameras erwähnten Nachteile der Filme sind bei der digitalen Bildaufnahme nicht vorhanden, so kennt ein CCD-Bildaufnahmechip z.B. keinen Schwarzschildeffekt: Doppelte Belichtungszeit ergibt doppelte "Schwärzung".
Die Empfindlichkeit in den entsprechenden Spektralbereichen ist auch meistens viel besser als die eines normalen Films.

Allerdings kämpft die digitale Astrofotografie dafür mit dem Problem des Rauschens, jeder Bildaufnahmechip leidet unter einem mehr oder weniger stark ausgeprägten Rauschanteil in den Bildern, welcher bei der Nachbearbeitung (Schärfen) Probleme verursachen kann.

Der zweite Nachteil ist derzeit noch die Chipgröße. Ein Kleinbildfilm hat eine Fläche von 24x36mm, derzeit erreichen erst die Spitzenmodelle der CCD-Kameras diesen Wert. Daraus ergibt sich, das CCD-Aufnahmen meist einen kleineren Himmelsausschnitt abdecken als chemische Aufnahmen, dies ist mit ein Grund, warum "die Chemie" immer noch verwendet wird, trotz ihrer Nachteile.

Bei den digitalen Kameras unterscheidet man derzeit die echten astronomischen CCD-Kameras mit aktiver Kühlung (diese vermindert das Rauschen) sowie die sog. Consumer-Kameras, also normale digitale Kameras, teilweise als Spiegelreflex (z.B. Canon EOS10d) , aber auch mit festem Objektiv, wie z.B. bei der Nikon Coolpix Reihe.

Bei mir sind beide Typen im Einsatz, eine "reinrassige" Astro-CCD-Kamera sowie eine Consumer-Kamera, beide haben ihre Vor- und Nachteile und decken jeweils ein bestimmtes Einsatzgebiet ab. Die Astro-CCD-Kamera eignet sich dank ihrer sehr hohen Empfindlichkeit vornehmlich für die Fotografie sehr lichtschwacher Objekte wie Galaxien oder Nebeln, die Consumer-Kamera ist dagegen für Objekte wie Sonne, Mond oder auch Mondfinsternisse besser geeignet.

Astro-CCD-Kamera

Typ: SXV-H9
Hersteller: Starlight Express, UK
Auflösung: 1392x1050 Pixel
Chipgröße: 9x6,7mm
Pixelgröße: 6,45µm
SXV-H9

Chip SXV-H9
Nikon Coolpix995

Typ: Consumer Kompaktkamera
Hersteller: Nikon
Auflösung: 2048x1536
Chipgröße: ??
Pixelgröße: ??
Nikon Coolpix995

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Im Frühjahr 2004
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