Einstieg in die Astrophotographie - Was brauche ich ?

[AstroPZ]

Hi (auch für Sven @Babbademus ),

ich stolpere auch immer über die Formel zum Pixelscale oder wie bildet ein Objektiv, also eine Linse oder Spiegel einen astronomischen Winkel auf einen Sensor ab.
Die üblichen Formeln sind für optische Systeme mit Vergrösserungen oder Sehfelder mittels Okulare.
Ein Okular haben wir aber bei der Abbildung auf einen Sensor nicht.

Es ist aber ganz einfach.
Es gilt (Linsengesetze):

tan(winkel) = B/b

B = Bildgrösse, b = Bildweite
Die Bildweite ist gleich der Brennweite für unendliche Entfernungen.
Den Tangens kann man für (sehr) kleine Winkel weglassen.

Also:
winkel = B/f

Man muss jetzt beachten, dass der Winkel in Radians ist. Umrechnung Radians in Arcsec ist 206265.

arcsec = 206265 * B/f

Für B kann man jetzt zB die Pixelgrösse oder Sensorgrösse und für f die Brennweite, beides in der gleichen Einheit, zB in mm einsetzen und bekommt dann den Winkel in arcsec.

Man kann auch nach B (Pixelgrösse) auflösen und eine geforderte Winkelgrösse/Auflösung pro Pixel einsetzen, zB 1,5 arcsec.
B = 1,5/206265 * f = f / 137 für f in mm und B in um.

Ich habe das auch für mich aufgeschrieben, da ich da jedesmal drüber stolpere und mich wundere und frage, wie war das nochmal.

Die Pixelauflösung einer Teleskop/Sensor Kombination hängt jedenfalls nicht von der Grösse der Öffnung ab. Wäre ja irgendwie komisch.

Gruß
Peter

 

[MünchenBeiNacht]

Hallo Peter!

Die Pixelauflösung einer Teleskop/Sensor Kombination hängt jedenfalls nicht von der Grösse der Öffnung ab. Wäre ja irgendwie komisch.

Du kannst schon einen höher auflösenden Sensor verwenden, nur das nützt nichts wenn das Teleskop die begrenzende Größe ist. Das Ganze hängt mit Beugung zusammen und ich habe es mir an Hand des Dawes bzw. Raleigh Kriterium überlegt. Aus diesen beiden Werten kann man jeweils den Abstand in Bogensekunden zweier gerade noch auflösbarer Beugungsbilder entnehmen. In die entsprechende Formel geht nur und ausschließlich die Größe des Spiegels ein.

• Dawes Kriterium (Bogensekunde) = 116 / Spiegelgröße (mm)
• Raleigh Kriterium (Bogensekunde) = 138 / Spiegelgröße (mm

Die Formel mit der man den Winkelabstand ausrechnet den ein entsprechender Kamerapixel abbildet

• Winkelabstand (Bogensekunde) = Kamerapixel (µm) / Brennweite (mm) * 206

Nach Dawes/Raleigh müssen zwei Sterne nebeneinander mindestens einen Abstand von x" Bogensekunden haben, damit Mann/Frau/Kamera sie gerade noch als zwei Punkte mit einem Teleskop wahrnehmen kann. Dieser Abstand x errechnet sich ausschließlich auf Grund der Spiegelgröße. Sprich ein größer Spiegel bildet feiner ab, da er kleinere Details liefern kann! Die Kamera kann nichts besser abbilden, als der Spiegel/Öffnung überhaupt liefert. Das alles mal noch von Seeing Effekten abgesehen, die alles noch schlechter machen, also quasi die Auflösung des Spiegels "On-Top" sogar noch verschlechtern.

Spiegelgröße in mm	Dawes Kriterium	Raleigh Kriterium	4,6 µm Pixel Abbildung Bogen s	3,76 µm Pixel Abbildung Bogen s	2,9 µm Pixel Abbildung Bogen s	2,4 µm Pixel Abbildung Bogen s
130 mm (5")	0,8923 "	1,0615 "	1,4674 "	1,1916 "	0,9191 "	0,7606 "
150 mm (6")	0,7733 "	0,9200 "	1,5896 "	1,2909 "	0,9957 "	0,8240 "
200 mm (8")	0,5800 "	0,6900 "	0,9538 "	0,7746 "	0,5974 "	0,4944 "

Und genauso war es auch mit meinem Skywatcher 130PDS (130 mm) in Kombination mit meinen beiden Kameras ASI294MC und der ASI183MC. Die ASI183MC (2,4µm) hat keine "besseren" Bilder geliefert als die die ASI294MC (4,6µm).

Servus - MünchenBeiNacht - Ewald

 

[AstroPZ]

Hi Ewald,

Du kannst schon einen höher auflösenden Sensor verwenden, nur das nützt nichts wenn das Teleskop die begrenzende Größe ist. Das Ganze hängt mit Beugung zusammen und ich habe es mir an Hand des Dawes bzw. Raleigh Kriterium überlegt. Aus diesen beiden Werten kann man jeweils den Abstand in Bogensekunden zweier gerade noch auflösbarer Beugungsbilder entnehmen. In die entsprechende Formel geht nur und ausschließlich die Größe des Spiegels ein.

• Dawes Kriterium (Bogensekunde) = 116 / Spiegelgröße (mm)
• Raleigh Kriterium (Bogensekunde) = 138 / Spiegelgröße (mm

Die Formel mit der man den Winkelabstand ausrechnet den ein entsprechender Kamerapixel abbildet

• Winkelabstand (Bogensekunde) = Kamerapixel (µm) / Brennweite (mm) * 206

danke für deine Tabelle, die immer sehr informativ ist.
Ich hatte das alles ja allgemeiner hergeleitet:

Also:
winkel = B/f
Man muss jetzt beachten, dass der Winkel in Radians ist. Umrechnung Radians in Arcsec ist 206265.
arcsec = 206265 * B/f
Für B kann man jetzt zB die Pixelgrösse oder Sensorgrösse und für f die Brennweite, beides in der gleichen Einheit, zB in mm einsetzen und bekommt dann den Winkel in arcsec.
Man kann auch nach B (Pixelgrösse) auflösen und eine geforderte Winkelgrösse/Auflösung pro Pixel einsetzen, zB 1,5 arcsec.
B = 1,5/206265 * f = f / 137 für f in mm und B in um.

Statt dem festen Praxiswert von 1,5 arcsec, hauptsächlich verursacht durch Seeing und Guiding/Nachführ-Fehler, kann man natürlich auch Kriterien hergeleitet aus der Auflösungsbegrenzung der Grösse der Primär-Optik, zB das Dawes oder Raleigh Kriterium, einsetzen.

MM sind diese Kriterien aber halt etwas theoretisch zu sehen, da ja schlussendlich das lokale Seeing, das immer auftritt, egal welche Öffnung man nutzt, die machbare Auflösung begrenzt. Also mit grösser werdender Öffnung bekommt man zwar eine höhere Auflösung, aber in der Praxis endet das trotzdem dann so bei ca. 1,5 arcsec oder eigentlich sogar schon bei schlechteren Werten.
Das gilt natürlich nur für längere, integrierende Aufnahmezeiten, von einigen Sekunden bis mehrere Minuten, nur dann wird das Seeing und andere Fehler verschmierend gemittelt.
Beim Lucky Imaging, im Prinzip nicht nur für Planeten sondern auch für DeepSky anwendbar, mit Aufnahmezeiten deutlich unter 1 Sekunde kann man dem Seeing ein Schnippchen schlagen und an die Auflösungsgrenze der Primär-Optik herankommen.

Aber insgesamt würde ich bei der Auswahl einer Kamera, die Pixelgrösse gar nicht so stark in den Vordergrund rücken. In der Praxis sind für mich zB Sensorgrösse und Empfindlichkeit/Quanteneffizient wichtiger. Was nutzt mir eine von der Pixelgrösse optimal an das Teleskop angepasste Kamera, wenn ich meine Wunschobjekte nicht auf den Sensor bekomme?

Und was schadet schon ein Oversampling? Mein Gott, man hat dann halt eine etwas unnötige hohe Pixelauflösung. Kann man ja dann SW-Binning machen.
Deutliches Undersampling ist selbstverständlich nicht so schön.

Diese ganzen Betrachtungen kommen ja historisch aus der CCD Zeit. Da war das alles wichtiger, weil die Sensoren zB keine so hohe Pixelanzahl hatten.

Und selbstverständlich wenn man alles optimal haben will, kann/sollte man solche Betrachtungen durchführen.

Gruß
Peter

 

[MünchenBeiNacht]

Aber insgesamt würde ich bei der Auswahl einer Kamera, die Pixelgrösse gar nicht so stark in den Vordergrund rücken. In der Praxis sind für mich zB Sensorgrösse und Empfindlichkeit/Quanteneffizient wichtiger. Was nutzt mir eine von der Pixelgrösse optimal an das Teleskop angepasste Kamera, wenn ich meine Wunschobjekte nicht auf den Sensor bekomme?

Und was schadet schon ein Oversampling? Mein Gott, man hat dann halt eine etwas unnötige hohe Pixelauflösung. Kann man ja dann SW-Binning machen.
Deutliches Undersampling ist selbstverständlich nicht so schön.

Hallo Peter!

Da stimme ich Dir zu! Ich bin auch überzeugt, dass Oversampling nicht schadet. Man muss nur alle Parameter im Auge behalten. Vielleicht auch den ADC und die Bittiefe!

Kamera	ASI183MC	ASI533MC	ASI294MC
Fullwell	15.000 e	50.000 e	63.000 e
Pixelgröße	2,1 µm	3,6 µm	4,6 µm
ADC	12 Bit	14 Bit	14 Bit

Ich hatte für den 130PDS mir zuerst die ASI183MC gekauft und bin damit nicht wirklich klar gekommen. Das war dann mit der ASI294MC ganz anders, damit konnte ich mit wesentlich weniger Gain arbeiten und es gab viel bessere Ergebnisse. Natürlich ist es auch so, dass man mit der Zeit mehr Erfahrung und Fähigkeiten bekommt, vielleicht käme ich inzwischen auch besser mit der 183MC zu recht und man müsste einfach mit 2x Binning und 5" Spiegel arbeiten. Habe ich mit dem kleinen Newton nie gemacht, irgendwie gehen halt einem immer die Anzahl der möglichen Nächte aus ...

Am Ende ist es immer auch eine Frage was will ich mit was beobachten. Mir ist besonders wichtig, möglichst viel Umfeld um das Objekt noch zu haben, alleine deshalb will ich immer möglichst viel Pixel = viel Feld - muss sicher sich jeder erst selbst zu recht finden.

Servus - MünchenBeiNacht - Ewald

 

[komposer]

Was brauche ich denn alles, mit meinem visuellen Equipment werde ich da wohl nicht weit kommen.

Doch da geht eine Menge ! Sogar mit einfacher manueller Selbstbauplattform (Materialeinsatz bei mir ca. 10 Euro):

Dobson & Deepsky - Da geht doch was !

Hallo, es wird ja häufig pauschal gesagt: Dobson & Deepsky geht nicht ! Ich möchte euch hier einmal gebündelt zeigen was ich da bisher mit meiner wirklich dürftigen selbst gebastelten manuellen EQ-Plattform erreichen konnte. Hier der Thread zu meinem Selbtsbau: Manuelle EQ-Plattform - mein...

forum.astronomie.de

Und das mit der Asi120mc Planetenkamera mit sehr kleinem Sensor. Für 400 Euro gäbe es da die nächst größere Stufe.

Und dann natürlich die Planeten / der Mond usw...

Dobson Planeten-Fotos - genauere Infos

Hallo, ich habe über die Jahre die Planetenfotografie mit meinem Dobsons immer weiter optimiert. z.B. der Selbstbau einer manuellen EQ-Plattform hat die Möglichkeiten enorm erweitert. Sehr dürftige Konstruktion, ohne professionellen Werkzeug, aber es funktioniert tatsächlich wunderbar. Erst...

forum.astronomie.de

Traust Du dir einen Selbstbau einer Plattform zu ? Anleitungen gibt es reichlich im Internet.
Dann muss nur eine Kamera her und nicht noch ein anderes Teleskop. Dein 10er Dobson wäre mit Plattform in beiden Disziplinen (Deepsly / Planeten ) gut geeignet für einen Einstieg in die Astrofotografie ohne großen finanziellen Einsatz.

Gruß,
Holger

 

[joetaiga]

Jetzt stellt sich mir aber die Frage: Was brauche ich denn alles, mit meinem visuellen Equipment werde ich da wohl nicht weit kommen.

Ich denke, den Gipfel dessen, was man mit einem Dobson in Sachen Deepsky Fotografie erreichen kann, wird hier gezeigt:

Astrofotografie Ralf Burkart

Der tiefe Himmel

astrofotografie.ralf-kreuels.de

Da geht also schon was.

Es ist allerdings schon ein Unterschied, wie man an die Sache herangeht und welche Ziele man hat. Wenn man möglichst Tiefe und neberher schlafen gehen will, dann ist der klassische Weg, d.h. geguidete Astrofotografie mit Fokus auf Bildbearbeitung, unumgänglich. Wenn man schnell mal was sehen will und man kein Interesse an Bildbearbeitung hat, dann ist EAA der einfachste Weg. Das geht auch mit einem Dobson, wenn der auf eine EQ Plattform gestellt wird. Der Astrokollege vom Link oben macht etwas, das zwischen EAA und klassischer Astrofotografie liegt. Der hat eigentlich ein EAA Setup, hat aber auch einen Fokus auf Bildbearbeitung. Das ist ein Weg, den interessanterweise nur sehr wenige bestreiten, obwohl das Potenzial sehr groß ist.

 

[komposer]

Interessanter Link, kannte ich noch nicht. Ich mache das auch nicht als EAA sondern mit ausgiebiger Nachbearbeitung.
Da sind ja viele Objekte, die ich selbst auch schon aufgenommen habe, wirklich sehr interessant.
Nur komme ich mit der Hand am Hebel, also manuell, niemals auf so hohe Gesamtbelichtungszeiten. Bei max. 2 Sek. liegt die Verwendungsrate auch höchstens bei 25%. Bei vielen Objekten nimmt Ralf deutlich kürzere Belichtungszeiten, allerdings mit empfindlicherer Kamera und lichtstärkeren Teleskop. Aber dennoch ein interessanter Ansatz. Seine Ergebnisse sind dadurch schärfer als meine, vor allem ist auch die Sternabbildung besser. Das muss ich demnächst mal austesten.

Gruß,
Holger

 

[joetaiga]

allerdings mit empfindlicherer Kamera und lichtstärkeren Teleskop

Das würde ich so nicht sagen. Die ASI120 hat eine QE von 75%, die ASI178 81%...am Peak. Über das gesamte Spektrum hätte ich die 120 etwas stärker Level bei H Alpha gesehen, aber etwas schwächer im Blauen. Das gibt sich also nicht viel.

Der größte Unterschied liegt im Rauschen. Die 120 hat etwa am Unity Gain 4e- und bleibt dann mehr oder weniger konstant auf dem Wert, die 178 bei vergleichbarem Gain 2,2e- und geht dann runter bis auf ca. 1,4e-. Angenommen du hast 4e- Rauschen mit der 120 und 2e- mit der 178, da müsstest du mit der 120 viermal so lange belichten um auf das selbe SNR zu kommen...wenn die Pixel gleich groß wären. Die Pixel der 120 haben aber fast die 2,5x Fläche. Effektiv wirst du also ca. 1,6 mal solange belichten müssen. Ein richtiger Quantensprung zur 120 wäre die 533. Um mit der 120 auf das selbe SNR zu kommen, muss man fast 10x so lange belichten.

Die f/3,3 erreicht der Kollege vermutlich mit einem x0,75 Reducer/Komakorrektor. Der Dobson wird wahrscheinlich ein 16" f/4,5 sein. Mit dem Reducer kommst du auch auf immerhin f/3,75. Damit kämst du zusammen mit der Kamera auf etwa die doppelte Integrationszeit.

Den Hauptunterschied macht eher der Umstand, dass der teilweise 30.000 Bilder macht und 20 Stunden belichtet. Das kann man mit einer manuellen Plattform natürlich nicht erreichen. Da hätte ich nicht mal mit meiner motorisierten Lust dazu. Abgesehen davon würde bei der Masse an Daten auch mein Laptop die Biege machen.

 

[Sterno3000]

Also ich hab mich jetzt großenteils entschieden:

1. Skywatcher 130/650 PDS
2. Skywatcher GTix
3. ZWO ASI585MC

Filter, Reducer, Barlow etc. kommt dann mit der Zeit dazu.

Vermutlich werde ich mir auch keine Laptop dafür holen der nur für diesen Zweck angeschafft wird. Es wird wohl auf eine ASIAIR rauslaufen. Handy und Tablet hab ich ja.

 

[Sterno3000]

Hallo, möchte mich mal zurückmelden da ich mich umentschieden habe.

Ich möchte ein 62ED Evolux mit der ASI585MC und einem Star Adventurer GTI kombinieren.

Denkt ihr der 62ED und die ASI585 wäre eine gute Kombination ?.