Digitale Astro-Fotografie

 

 

Da unser Auge nicht in der Lage ist, die Besonderheiten des Sternenhimmels mit allen Facetten zu sehen, ich spreche hier besonders von galaktischen Emissionsnebeln, die in allen Farben leuchten, müssen wir, gezwungenermassen die technischen Mittel nutzen, die der Markt zu Verfügung stellt. Mit einer digitalen Kamera werden die schwachen Lichtemissionen durch Langbelichtungen eingefangen und so nachher, mit einem Foto dem menschlichen Auge sichtbar gemacht. Nun haben diese technischen Mittel ihren Preis, der sich bei einer CCD-Kamera um die Summe von etwa < CHF 15000.- beläuft. Preiswerter sind die DSLR-Kameras, die wesentlich günstiger zu haben sind. Canon stellte im Jahr 2005 ein Modell her, speziell für Astrofotografie, die Canon 20Da. Dieses Modell war nicht für den europäischen Markt bestimmt, nur einige Grosshändler haben wenige Exemplare davon erhalten.

Inzwischen ist die Produktion von diesem Modell eingestellt. Auch bei diesem Modell war der Preis bei CHF 3500.-

 

Was nun…..??

 

 

Seit mehr als sieben Jahren gibt es digitale Spiegelreflexkameras (kurz DSLR) auf dem Markt. In den letzten Jahren haben sie den chemischen Spiegelreflexkameras und den CCD-Kameras auch in der Astrofotografie den Rang abgelaufen. Plant man einen Einstieg in diese neue digitale Astrofotografie, wird man an den am meisten verbreiteten Modellen Nikon D70 und Canon EOS 350D kaum vorbeikommen.

 

 

Abb. 1: Sie sind die Träger der digitalen Revolution beiden Spiegelreflex­kameras und auch aus

der Amateurastronomie nicht mehr wegzudenken: Nikon D70 (links) und Canon 350D (rechts).

 

Die Nikon-D70-Digitalkamera wurde erstmals im Januar 2004 angekündigt, das Modell EOS 350D von Canon ein Jahr später, im Februar 2005, als Nachfolgemodell der EOS 300D, die auf dem amerikanischen Markt als »digital rebel« bezeichnet wurde und den grossen Durchbruch der DSLR auf dem Amateurmarkt eingeleitet hat. Da es inzwischen für beide Kameras Nachfolgemodelle gibt, können sie relativ günstig erworben werden, das gilt besonders für den Gebrauchtmarkt. Jede der beiden Kameras ist derzeit unter CHF 1500.- erhältlich, und zwar inklusive der Zoomobjektive, welche die Hersteller im Paket mit den Kameras verkaufen, und inklusive notwendigem Zubehör wie etwa Fernauslöser oder Zusatzakkus. Das macht diese DSLR besonders attraktiv für Amateure. Keine andere Astrokamera unter CHF1500.- hat eine vergleichbare Auflösung und Chipfläche, entsprechend grosse gekühlte CCDs für den Astro-Amateurmarkt sind um ein Vielfaches teurer.

Die Kameramodelle

Die Canon EOS 350D (»Digital Rebel XT« auf dem amerikanischen Markt) hat einen guten Ruf unter Astrofotografen aufgrund ihrer guten Deep-Sky-Abbildungseigenschaften. Der Hauptgrund dafür ist der lichtempfindliche CMOS­Sensor mit seinem geringen thermischen Signal. Die EOS 350D ist die Amateurversion der semiprofessionellen Canon EOS 20D, ist daher wesentlich preiswerter, hat aber die gleiche optoelektronische Leistungsfähigkeit Nikon bietet mit der D70 und ihrem Nachfolgemodell D70s (es handelt sich essentiell um die gleiche Kamera mit grösserem LCD-Bildschirm, besseren Akkus und Fernbedienungsbuchse) eine ebenfalls sehr günstige Kamera für den amateur- und semiprofessionellen Markt an. Nikon hat einen guten Ruf als Hersteller eines Gesamtsystems von hervorragender Qualität, die D70 reiht sich in eine lange Reihe von erfolgreichen Kameramodellen ein. Die Nikon D70 ist mit einem Sony CCD-Chip ausgestattet.

Spektrale Empfindlichkeit und Filter

 

CMOS- und CCD-Sensoren, die in DSLR-Kameras verwendet werden, sind sensitiv für rotes und nahes infrarotes Licht. Um die Infrarot-Sensitivität zu unterdrücken, werden die meisten DSLR vom Hersteller mit speziellen Filtern ausgestattet, die dieses langwellige Licht blockieren. Des Weiteren bewirken diese Filter einen geringen Weichzeichnungseffekt, der oft auch als Tiefpassfilterung oder als Antialiasing bezeichnet wird. Der Weichzeichnungseffekt dient dazu, die Bildung von störenden Moire-Mustern zu unterdrücken; die Filtration von langwelligem Licht soll die Farbwiedergabe verbessern und der menschlichen Wahrnehmung ähnlicher machen. Der Filter ist in allen Kameramodellen direkt vor dem Sensor angebracht und damit nur erschwert zugänglich. Das Problem für Astrofotografen ist dabei, dass durch die Filtration von langwelligem Licht auch die Sensitivität für die astrofotografisch wichtige Ha-Emissions­linie von Wasserstoff bei 656,3nm stark reduziert wird. Diese Linie macht den Hauptanteil des roten Lichtes von Emissionsnebeln aus, welche zu den grössten und schönsten Objekten am Himmel zählen.
Wird der Filter in der Kamera belassen, so wird diese Emissionslinie unterdrückt, und Emissionsnebel wirken bestenfalls Pink. Die Objekte des Sternhimmels sind ausserdem unempfindlich gegen Farbmoiré und Kanteneffekte, welche bei jedem CCD- oder CMOS-Chip mit Bayer Farbfiltermatrix an feinskaligen, periodischen Mustern und an scharfkantigen Bildstrukturen entstehen. Dadurch ist auch der Weichzeichnungs-Effekt in der Astrofotografie unnötig. Bei den meisten DSLR-Kameras ist es möglich, den Infrarot-Sperr-und Tiefpass-Filter auszubauen und/oder durch einen astrofotografie-freundlicheren Filterzu ersetzen. Diese Modifikation macht die Garantie des Herstellers ungültig. und das Risiko, die Kamera dabei zu beschädigen,ist durchaus nicht zu vernachlässigen. Dennoch haben zahlreiche Astrofotografen den Filterausbau oder Filtertausch sowohl bei Canon als auch bei Nikon-Kameras mit Erfolg durchgeführt. Während bei der Nikon D70 der Filtertausch schon mit Feinmechaniker-Kreuzschrauberzieher und Pinzette durchgeführt werden kann, und dabei kein elektrischer Kontakt gelöst werden muss, erfordert der tausch bei Canon-Kameras auch Ab-Anlöten, Schneiden, Kleben und das Lösen und Wiederanstecken zahlreicher filigraner Steckkontakte.

Einige Händler wie z.B. Hutech oder Baader Planetarium bieten den Filterausbau oder Filtertausch gegen Entgelt an.

Zusammenfassung

Mit Ausnahme der Canon 20Da sind alle DSLR aufgrund des IR-Sperr- und Tiefpass-Filters vor dem Sensor in ihrer Sensitivität bei rotem Licht eingeschränkt. Dieser Filter kann ausgebaut oder ersetzt werden, damit auch die rote Ha-Linie von Emissionsnebeln gut abgebildet wird. Diese Modifikation invalidiert die Garantie des Herstellers und kann Probleme in der Tageslicht-Fotografie beim Weissabgleich und beim Autofokus verursachen. Als Pluspunkt für Canon muss anerkannt werden, dass dieser Hersteller die Astrofotografie als spezielles Anwendungsgebiet für seine Kameras erkennt und ausserdem mit der Canon 20Da eine spezielle Kamera für die Astrofotografie entwickelt hat. Leider wurde deren Produktion inzwischen eingestellt. Canon stellt auch bessere Dokumentationen über das eigene Equipment zur Verfügung, z.B. einen Einführungsartikel über Astrofotografie mit Canon-EOS-DSLRs.Sowohl mit Nikon- als auch mit Canon-Kameras, die mit der neuesten Generation von rauscharmen Sensoren ausgestattet sind, ist es möglich, exzellente langbelichtete Deep-Sky-Astrofotos aufzunehmen, dafür finden sich zahlreiche Beispiele in Büchern, Zeitschriften, und im Internet. Empfohlen werden können die Canon EOS 20D, 30D, 5D oder 350D, und die Nikon D70, D70s oder D50.

Die Qualität des Astrofotos, die mit der neuesten Generation von DSLRs auf-genommen werden, ist somit mehr vom Können des Astrofotografen als von irgendwelchen Limitationen der Kameras selbst abhängig.

Umbauservice von Baader: http://www.baader-planetarium.de/zubehoer/mechadap/digi-t2.htm