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Warum Planeten filmen und nicht einfach fotografieren?

Sie werden sich vermutlich fragen, was ein Film mit einem Foto zu tun hat. Dies ist einfach zu erklären. Ein Film besteht aus vielen Einzelbildern, die in kurzer Zeit hintereinander angezeigt werden. Ein Film im Fernsehen besteht z.B. aus 25 Einzelbildern pro Sekunde. Nimmt man also eine Sekunde eines Fernsehfilms auf, so kann man diese Filmdatei anschließend in 25 einzelne Fotos zerlegen. FÜr das menschliche Auge stellen sich 25 Bilder pro Sekunde als bewegtes Bild, eben als Film da.

Aber warum sollte man Planeten filmen, anstatt einfach durchs Teleskop zu fotografieren? Das hängt mit der Luftunruhe, dem sogenannten "Seeing" zusammen. Um Details auf Planeten wahrnehmen zu können, muß man diese bei der visuellen Beobachtung hoch vergrößern, bzw. beim fotografieren oder filmen eine hohe Brennweite verwenden. Umso höher die Vergrößerung, bzw. die Brennweite, desto störender macht sich die Luftunruhe bemerkbar. Es gibt Nächte, da ist eine erfolgreiche Planetenbeobachtung mit höherer Vergrößerung praktisch unmöglich, da der Planet dann nur als verschwommenes Etwas im Teleskop zu sehen ist. Meist aber gibt es auch dann ein paar ganz kurze Momente, in denen der Planet ein paar Details preisgibt. Und genau diese Momente müßte man mit einem Fotoapparat erwischen, um halbwegs vernünftige Fotos hinzubekommen. Dies ist aber praktisch unmöglich, da diese guten Momente oftmals nur im Millisekundenbereich liegen. Daher eignet sich eine Videokamera, oder eben eine einfache Webcam gut zum Planeten filmen, da diese beim filmen ja quasi ständig fotografiert, noch dazu einige Male pro Sekunde. Filmt man den Planeten ein paar Minuten, so bekommt man recht schnell eine große Menge Einzelbilder zusammen. Je nachdem, wie gut das Seeing in der "Filmnacht" war, erhält man mal mehr, mal weniger verwendbare Einzelbilder, die im Anschluß mittels eines Computerprogramms gemittelt werden. Ich nutze dafür die Freeware Giotto, die auch automatisch die Einzelbilder aus den Filmdateien selektiert und diese auf Ihre Qualität hin untersuchen kann.

Ein Einzelbild allein reicht aber nicht aus, da in ihm noch sehr viel Bildrauschen enthalten ist. Dieses kann man aber stark herabsetzen, indem man mehrere Einzelbilder zu einem Summenbild mittelt. Dabei wird am Ende des Prozesses jedes einzelne Pixel mit einem aus allen verwendeten Bildern gemittelten Wert zusammengestellt. Da Rauschen ein Zufallssignal ist, läßt es sich durch Mitteln stark reduzieren, bzw. bei genügend Einzelbildern sogar komplett eliminieren. Ein fertiges Summenbild besteht dann im Idealfall aus mehreren hundert Einzelbildern der zuvor aufgenommenen Filmdatei.

Das Endergebnis wird umso besser, je besser das Seeing war und je mehr Einzelbilder zum "stacken" Verfügung stehen. Theoretisch könnte man jetzt einfach eine Stunde filmen, um auch bei nicht so gutem Seeing genügend Einzelbilder zur Verfügung zu haben. Praktisch geht das aber nicht, da sich die Planeten ja auch um die eigene Achse drehen. Besonders deutlich sieht man das, wenn man Jupiter filmt. Dieser rotiert in knapp 10 Stunden einmal um die eigene Achse. Da die Jupiteroberfläche bei gutem Seeing und hoher Brennweite viele Details preisgibt, macht sich an diesem die Rotation sehr schnell bemerkbar. Filmt man zu lange, dann verwischen die Details beim anschließenden Mitteln der Einzelbilder wieder.

Nun aber zu meiner Webcam und dem benötigten Zubehör



























Ich habe mir im Frühjahr 2008 eine Philips SPC900NC zugelegt. Nicht zuletzt deswegen, weil diese der Nachfolger der in der Plantenfotografie mitlerweile legendären ToUCam ist, die zu dem Zeitpunkt aber nicht mehr erhältlich war. Beim Kauf einer Webcam zum Planeten filmen, sollte man darauf achten, dass diese einen CCD- und keinen CMOS-Sensor zum Einfangen der Photonen aus dem Teleskop hat, da dieser lichtempfindlicher ist, als ein CMOS-Sensor. Die SPC900NC hat solch einen CCD-Sensor, wie auch schon die ToUCam.

Da die Objektive der Webcams meist minderer Qualität sind, muß dieses erstmal entfernt werden, zumal es für die Fotografie im Primärfokus des Teleskops (das ja quasi als Objektiv dient) eh nicht benötigt wird. Bei der SPC900NC geht dies ganz einfach. Zuerst zieht man den grauen Objektivring mit einem Messer ein kleines Stück nach vorn.













Danach kann man das Objektiv mitsamt dem Ring einfach abschrauben.

Um die Webcam nun ans Teleskop zu bekommen, benötigt man einen Adapter der die Webcam auf den 1,25"-Okularauszug des Teleskops adaptiert. Für die Philips Webcams gibt es einen solchen Adapter beim Astrohändler zu kaufen. Dieser wird einfach in das Gewinde der Webcam geschraubt, indem zuvor das Webcamobjektiv gesessen hat.


Aufbau zum Filmen an einem Newtonteleskop:

- Webcam
- 1,25"-Webcamadapter




















Filmt man mit der Webcam an einem Newton-Spiegelteleskop, indem man die Webcam mit Adapter einfach in den Okularauszug steckt, dann benötigt man nur noch einen Computer, um die Videodatei (.avi) aufzeichnen zu können.

Kommen aber Linsen in den Strahlengang, benötigt man noch einen Infrarot(IR)-Sperrfilter. Während das menschliche Auge Licht im infraroten Spektrum nicht wahrnehmen kann, ist der Bildsensor einer Kamera sehr wohl empfindlich in diesem Bereich und macht dieses Spektrum auch in der Videodatei für den Menschen sichtbar. Dies allein wäre kein Problem. Das Problem entsteht erst durch Linsen im Strahlengang, die diese die infraroten Strahlen anders brechen, als das Spektrum des für uns direkt sichbaren Lichts. Dadurch wird das Bild im Video etwas verschwommen/matschig dargestellt. In den Webcams und auch in digitalen Videokameras und Fotoapparaten ist aus diesem Grund immer auch ein IR-Sperrfilter verbaut. Bei der Philips SPC900NC befindet sich dieser Sperrfilter am chipzugewandten Ende des Webcamobjektivs, welches ja zum Planetenfilmen entfernt werden sollte. Daher muß nachträglich wieder ein IR-Sperrfilter verbaut werden, den es als einfachen 1,25"-Einschraubfilter gibt.


Aufbau zum Filmen an Teleskopen mit Linsen im Strahlengang (z.B. Rafraktoren oder Newton mit Barlowlinse):

- Webcam
- 1,25" Webcamadapter
- 1,25" IR-Sperrfilter

















Wie gesagt, filmt man ohne Zubehör an einem Newtonteleskop, dann wird der IR-Sperrfilter nicht benötigt. Um aber Planetendetails einfangen zu können, wird in den meisten fällen die Brennweite des Teleskops nicht ausreichen. Man benötigt dann entweder einer Barlowlinse um die Teleskopbrennweite zu vervielfachen, oder man filmt mittels Okularprojektion.

In ersterem Falle steckt man die Barlowlinse in den Okularauszug des Teleskops, so wie man es vom visuellen Einsatz her kennt, und steckt die Webcam samt 1,25"-Adapter und eingeschraubtem IR-Sperrelement in die Aufnahme der Barlowlinse.

Für die Okularprojektion benötigt man noch zusätzliche Teile, wie auf folgendem Foto zu sehen:


Aufbau für Okularprojektion:

- Webcam
- 1,25" Webcamadapter
- 1,25" IR-Sperrfilter
- T2 auf 1,25" Adapter
- T2 Fotoring
- Okular (mit abgezogener Augenmuschel)
















Benötigt wird ein passendes Okular, bei dem die Gummiaugenmuschel abgezogen wird. In der dann sichbaren Nut wird der "T2-Fotoring" mittels dreier Feststellschrauben fixiert. Auf das T2-Anschlußgewinde wird dann der "T2-auf-1,25"-Adapter" aufgeschraubt, in welchen dann wiederum die Webcam mit "1,25"-Webcamadapter" und eingeschraubtem "IR-Sperrelement" gesteckt wird.

Auf dem Foto ist zwar ein 25mm Plössl-Okular zu sehen, filmen tue ich aber mit einem 9mm TS-SWM Okular.


Hier mal die SPC900NC zusammen mit einer 2-fach-TS-Barlow im Einsatz an meiner 12" f/5 Lightbridge beim filmen von Sonnenflecken im März 2013. Für die Nachführung sorgt meine EQ-Plattform: