PixInsight: Blut und Schweiß bei der Bearbeitung von Astrofotos

Bei der Astrofotografie gibt es zwei Themengebiete: die Planetenfotografie incl. Mond und Sonne und die Deep Sky Fotografie. Die Methodik der Planetenfotografie besteht darin, auf Basis eines Videofilms (z. B. 30 Sekunden Dauer oder 1.000 Bilder in der Videosequenz) das Lucky Image Verfahren anzuwenden. Hierbei werden die besten Bilder einer Bildsequenz herausgesucht und gestackt (übereinander gelegt). Die unterschiedliche Qualität der einzelnen Bilder resultiert aus der Luftunruhe auf lokaler, Orts- und atmosphärischer Nähe. Dieses Heraussuchen braucht man heutzutage nicht mehr händisch zu machen. Dafür gibt es Programme wie autostakkert, Registax und weitere. Das Stacken dient dann übrigens dazu, das unvermeidliche Bildrauschen so gut wie möglich zu reduzieren.

Beispiele:

Jupiter fertig bearbeitet:

Für Deep Sky Objekte (Sternhaufen, Neben, Galaxien usw.) müssen andere zahlreiche Bildbearbeitungsschritte erfolgen. Welche es sind, hängt auch davon ab, was man fotografiert. Hier werden dann auch keine Videofilme erstellt. Vielmehr erfolgen Fotoserien mit Belichtungszeiten bis hin in den Minuten- oder Stundenbereich. Anfang letzten Jahres entschloss ich mich dann, diesen „Eisberg“ anzugehen und allererste, kleine Erfahrungen zu sammeln. Meine damalige Montierung (äquatorial, Originalmontierung beim Teleskopkauf) ist für die Deep Sky Fotografie allerdings nicht geeignet. Sie hat nicht die erforderliche Präzision beim Positionieren und der Nachführung. Bei 5 bis max.10 Sekunden Belichtungszeit war Schluss. Ansonsten beginnt das Bild zu verschmieren. Dazu kommt, dass für lange Belichtungen eine parallaktische Montierung Pflicht ist. Nur so wird verhindert, dass sich das Objekt bei längeren Belichtungszeiten im Sichtfeld anfängt zu drehen.

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Keogramm der AllSky Kamera zeigt die bisherigen besch… Beobachtungsbedingungen in 2021 für (Hobby-) Astronomen in Berlin

Die von mir auf unserer Terrasse installierte AllSky Kamera zeigt ohne Gnade, dass die (Hobby-) Astronomen in Berlin nicht gerade mit Glück bedacht waren. Fast durchgängig wolkenverhangener Himmel zu den Beobachtungszeiten. Dies alles wird durch die AllSky Software von Thomas Jacquin mittels Erstellung eines Keogramms festgehalten.

Ein Keogramm ist ein zusammengesetztes Bild, welches aus einzelnen Bildern erstellt wird, die während der Nacht aufgenommen wurden. Aus den Originalbildern werden der jeweils gleiche Breitengrad, d. h. die jeweils gleichen schmalen senkrechten Bildausschnitte in das Keogramm von links nach recht eingefügt. So ergibt sich eine Zeitreihe, aus der der Bewölkungsgrad in diesem schmalen Himmelsausschnitt zum jeweiligen Zeitpunkt erkennbar ist.

Ich stelle unten die Keogramm Bilder dar, beginnend von der Silvesternacht bis zur vorigen Nacht. Folgende Dinge sind zu beachten:

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19.12.20: Jupiter und Saturn kurz vor der Großen Konjunktion und ein Mondmosaik

Am 21.12. dieses Jahres findet die Große Konjunktion statt, die enge Begegnung von Jupiter und Saturn. Die Astrozwerge haben hierzu einen längeren Artikel verfasst. Die nächste nahe Begegnung lässt sich übrigens 20 Jahre Zeit.

Dieses Ereignis ist leider nur recht kurz nach dem Sonnenuntergang zu sehen. Beide Planeten stehen da schon recht tief am Horizont. Heute Abend bot sich aufgrund klaren Himmels dann glücklicherweise die Möglichkeit, sich die beiden Planeten durch das Teleskop anzuschauen. Sie stehen so eng beieinander, dass sie bei nicht allzu hoher Vergrößerung gemeinsam im Okular erfasst werden können. Und die Mondsichel gab sich in der ersten Nachthälfte auch die Ehre.

Teleskop in Parkposition
Teleskop in Parkposition
Teleskop mit Smartphone Live-Übertragung von Jupiter und Saturn
Teleskop mit Smartphone Live-Übertragung von Jupiter und Saturn
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Ist der Vollmond eigentlich astro-fotogen?

Für Landschaftsfotografen ist der Vollmond ein reizvolles Objekt. Von den (Hobby-) Astronomen hört man allerdings eher schlechtes. Warum? Erstens ist der Vollmond verdammt hell. Somit sind ist die Beobachtung von Deep Sky Objekten um die Vollmondnacht herum schwierig bis unmöglich. Und der Vollmond selber scheint für die Teleskopbeobachtung weniger reizvoll. Die Sonne strahlt fast senkrecht auf die Oberfläche und somit fehlen Schatten- und Lichteffekte, die bei schräg einfallenden Sonnenstrahlen entstehen. Siehe z.B.:

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Mein neues Spielzeug: AllSky Kamera am Raspberry Pi

Es ist der nächste Schritt, meine Vorliebe für Astronomie mit technischen Spielereien ala Mini Computer und Programmierung zu verbinden: die auf der Balkonterrasse befestigte AllSky Kamera, welche von einem Raspberry Pi gesteuert wird:

AllSky Kamera oben. Darunter die per Arduino programmierbare SenseBox Wetterstation, mit z.T. externen Sensoren (Thermometer sowie Luftdruckmesser in weißem Gehäuse, Feinstaubmesser) und Box mit ankommender USB Stromversorgung plus Notstrombatterie..
Raspberry Pi auf dem Fensterbrett. Rechts USB Hub für Stromversorgung der SenseBox. Am Fensterrahmen ein CalliopeMini zur Anzeige einiger Daten der SenseBox, welche der Twitterbot @RasPiVoNa aus opensensemap.org ausliest. Die USB Flachbandkabel gehen links zwischen Fenster und Rahmen zur Kamera und SenseBox.
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Die Sichel der Venus vom 18. April

Ich nutzte die gute Wetterlage vom Samstag, den 18. April für eine weitere Aufnahme der Venus. Das Problem von unserem Standort aus ist, dass sie am Abend relativ schnell hinter dem Dach oben bei unserer Balkonterrasse untergeht. So müssen die Aufnahmen noch am hellen Himmel zur Zeit des Sonnenuntergangs erfolgen.

Venus am 18.04.20

Vergleicht man sie mit meinen vorigen Aufnahmen vom und , so bemerkt man die immer schmaler werdende Sichel:

Warum wird die Venus eigentlich zur Sichel? Sie nähert sich gerade auf ihrer Bahn zwischen Sonne und Erde der Verbindungslinie Sonne – Erde. Somit wird der scheinbare seitliche Abstand zwischen Sonne und Venus von der Erde aus gesehen geringer. Daher schaut man auch mehr auf die Nachtseite der Venus und sieht weniger von ihrer Tagseite. Die Bewegung und relativen Positionen der Planeten zueinander im April 2020 sieht man in folgendem Film. Diesen habe ich als Begleitmaterial zu meiner Monatsvorschau erstellt:

Die Aufnahmen entstanden mit folgendem Equipment:

  • Teleskop: Celestron NexStar 8 SE
  • Kamera: ASI ZWO 385 MC
  • Video erstellt: 500 Frames (Zeit war knapp wegen Dachkante)
  • Uhrzeit: ca. 20:20 Uhr
  • Exposure: 4 msec
  • Gain: 0
  • Stacking: autostakkert
  • Nachbearbeitung Ergebnisbild: Gradationskurve mit Affinity Photo

Venus und Vollmond gehen sich aus dem Weg

Die Nacht vom 7. zum 8. April gehörte dem Vollmond. Hier wollte ich den zweiten Versuch eines Mondmosaiks mit meiner neuen Astrokamera und dem Raspberry Pi Equipment am Teleskop unternehmen. Vorab: im Gegensatz zum letzten Mal klappte es. Dieses Mal gelangen mir alle Fotos so, dass sie sich für das Zusammenfügen geeignet überlappten.

Zuerst musste aber die Venus in Visier genommen werden:

Der Planet steht derzeit prominent am westlichen Abend- und Nachthimmel. Sogar schon vor dem Sonnenuntergang kann man dieses helle Objekt am Himmel sehen. Und so nahm ich einige kurze Videos auf, um daraus dann ein finales Bild zu erzeugen. Ein Vergleich mit meiner Astronomie Session vom 14. März zeigt, dass die Sichel der Venus schmaler geworden ist:

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Astronomie am 04.04.20: Missglücktes Mondpanorama mit schicken Bildern

Am Samstag Abend nahm ich wie viele andere Hobbyastronomen den Mond ins Visier. Immerhin ist bald Vollmond. Beobachtungstechnisch ist jetzt noch eine gute Möglichkeit, den Mond mit Terminator, d.h. mit Tag-/Nachtgrenze zu betrachten. Mein Ziel waren Aufnahmen für ein Mondmosaik mit meiner Astrokamera ASI ZWO MC385 zu erstellen. Sie ist relativ neu und beim Mond habe ich sie noch nicht ausprobiert. Bisher habe ich dies immer „nur“ mit meinem iPhone am Teleskop Smartphone-Adapter vorgenommen. Natürlich durfte auch jetzt mein nerdiges Rasperry Pi Equipment am Teleskop 😉.

Schritte der Bilderstellung und -bearbeitung:

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#AlleBeobachtenDieISS, Mondsichel, Venus und Teleskopbeobachtung mit Raspberry PI – Stellarmate am 27.03.20

Nun, die wolkenfreien Tage müssen als Hobbyastronom ausgenutzt werden. In Zeiten von Corona / Covid-19 ist die heimische Beobachtung von der Balkonterrasse aus das Mittel der Wahl, natürlich nicht ohne Arbeitskleidung 😀

Die noch sehr schmale Mondsichel, aber auch die Venus waren schon vor dem offiziellen Sonnenuntergang am westlichen Himmel zu sehen:

Schmale zunehmende Mondsichel
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Venus, M42 und M43 am 14.03.2020: Second Light für meinen Raspberry Pi am Teleskop

Nach recht langer Durststrecke hinsichtlich Beobachtungen war der Samstag nahezu wolkenfrei. Und die „einsame“ Beobachtung auf der Balkonterrasse kommt den aktuellen Maßnahmen gegen die massenhafte Covid-19 Infektion entgegen. Nun war es soweit, mein digitales aufgerüstetes Teleskop in voller Ausprägung zu nutzen:

  • Celestron NexStar 8SE, äquitoriale Montierung. Das Teleskop wird derzeit noch über Steckdose mit Strom versorgt. Es „fehlt“ noch ein zweiter Celestron Akku Tank, siehe unten.
  • Raspberry Pi 4 mit Stromversorgung per 20.000 mAh Akku. Über eine Funk-Minitastatur kann ich den Minicomputer bedienen. Er ist in das Heimnetzwerk eingebunden, so dass ich die erstellen Videos und Bilder per SFTP vom meinem Desktop Computer herunterladen kann.
  • 11-Zoll Monitor für den Raspberry Pi, mit Schwanenhals Tablethalter am Tripod des Teleskops befestigt. Die 12 V Stromversorgung erfolgt über den Celestron PowerTank LiFePO4 12V/3A.
  • Kamera ASI Zwo 385 MC, angeschlossen per USB3 an den Raspberry Pi.
  • Wesentliche installierte Software auf dem Raspberry Pi
    • Automatisierungssoftware KStars mit Ekos in der Installation Stellarmate auf Ubuntu Linux zur Steuerung des Teleskops und der Fotoaufnahmen.
    • oacapture zur Erstellung von Video für Planeten- / Mondbilder.

Die Kamera und der Raspberry kamen schon letztes Jahr für den Merkurtransit zum Einsatz. Siehe dazu meinen Liveticker.

Weiteres Equipment wie Barlowlinse und Atmospheric Dispersion Corrector kamen nicht zum Einsatz. Ich möchte mich erst mit diesem neuen Setup anfreunden.

Zum Sonnenuntergang, bei noch hellem Himmel, war die Venus als strahlendes Objekt hochstehend gut zu erkennen. Also erfolgten entsprechende Filmaufnahmen von der „halben Venus“:

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