Einstieg ins Hobby Astronomie
Teil 9: Einfache Astrofotografie mit Strichspuraufnahmen
von Peter Wienerroither
Fotos vom nächtlichen Sternenhimmel sind kompliziert, zeitaufwändig und erfordern teure Ausrüstung: Das ist sicher eine weitläufige Meinung. Aber gerade eine der schönsten Varianten der Astrofotografie erfordert nur wenig Aufwand: Strichspuraufnahmen. Alles, was man dazu braucht, ist ein Stativ oder eine stabile Auflage und eine Kamera, die Langzeitaufnahmen von mehr als einer Minute zulässt, egal ob Digital- oder Analogkamera, Kompakt-, Kleinbild- oder Mittelformat. Ein Drahtauslöser oder eine Vorrichtung zum Fixieren des Auslösers ist natürlich auch hilfreich.

Abb. 1: Lässt man eine Kamera längere Zeit stehen und belichtet dabei, bilden die Sterne durch die Erddrehung Striche auf dem Bild. Die Aufnahme zeigt den Blick vom Rocque de los Muchachos auf La Palma auf den Süden der Insel. Im Hintergrund rechts erkennt man die Beleuchtung der Nachbarinsel El Hierro. 80mm-Objektiv, Blende f/8, 3,5 Stunden belichtet auf Fuji 400. [Oliver Stein]
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Wie entstehen Strichspuraufnahmen?
Durch die Erddrehung gehen Himmelsobjekte im Osten auf, »wandern« über den Himmel und gehen im Westen unter. Das trifft natürlich nicht nur für Sonne und Mond zu, sondern auch für die Sterne. Richtet man nun eine Kamera oder ein Teleskop auf eine bestimmte Stelle am Himmel, so wandern im Laufe der Zeit die Sterne durch das Gesichtsfeld. Wenn während dieser Zeit der Verschluss der Kamera offen ist, hinterlässt jeder Stern auf dem Film eine Strichspur. Dabei drehen sich die Sterne scheinbar um den Himmelspol und bilden zu diesem konzentrische Kreise, was in der Nähe des Polarsterns deutlich wird (Abb. 2).
Wie macht man Strichspuraufnahmen?
Suchen Sie sich einen passenden Ort mit dunklem Himmel fern von Siedlungen. Der Mond sollte nicht am Himmel stehen, und keinerlei Wolken oder Nebel sollten zu sehen sein. Montieren Sie die Kamera auf ein Stativ. Bei Analogkameras sollte ein Film mit ISO 100 oder ISO 200 eingelegt sein, keinesfalls empfindlicher, weil sonst der Hintergrund sehr schnell zu hell wird. Desweiteren muss die Optik auf unendlich fokussiert und der eventuell vorhandene Autofokus deaktiviert sein. Die Brennweite kann man recht frei wählen. Mit Weitwinkel- bis Normalobjektiven erhält man sehr schöne Übersichtsaufnahmen und man kann auch einen plakativen Vordergrund mit einbeziehen, braucht aber längere Belichtungszeiten für schön lange Strichspuren. Mit Teleobjektiven und Bildausschnitten nahe dem Himmelsäquator erreicht man schon nach kurzer Zeit lange Sternspuren. Die Blende wählt man idealerweise ebenfalls manuell und stellt sie auf 5,6 oder 8 ein. Damit vermeidet man Vignettierung in den Bildecken und verhindert, dass der Himmelshintergrund zu schnell hell wird. Die passende Belichtungszeit ist nun ein wenig schwierig zu ermitteln und hängt von vielen Faktoren ab: Je geringer die Filmempfindlichkeit, je kürzer die Brennweite, je näher der Bildausschnitt dem Himmelspol und je weiter weg er vom Horizont ist, je länger die Strichspuren sein sollen und je besser die Umweltbedingungen sind, desto länger muss bzw. kann belichtet werden. Das kann unter Umständen auch mehrere Stunden oder gar die ganze Nacht sein. Am besten fährt man mit einer Versuchsreihe mit verschiedenen Belichtungszeiten. Eine gute Reihe wäre z.B. 5, 15, 30, 60 Minuten, mit entsprechender Ausdauer auch länger. Mit Teleobjektiven ab 135mm auf Kleinbild kann man mit 5 bis 20 Minuten bereits schöne Ergebnisse erzielen. Aber Achtung: Einmal als ideal ermittelte Belichtungszeiten sind unter anderen Bedingungen oft nicht mehr brauchbar. Seien Sie also experimentierfreudig und sparen Sie nicht mit Film oder Speicherplatz, denn nichts ist so teuer wie der Ärger über eine verpasste Gelegenheit.

Abb. 2: Alle Sterne drehen sich um den Himmelspol. Nur der Polarstern scheint beinahe still zu stehen. 16mm-Objektiv, Blende f/8, Canon EOS 300D, 5×5 Minuten belichtet. [Mario Weigand]
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Abb. 3: Eine etwas andere Strichspuraufnahme der Plejaden, aufgenommen auf der Hohen Wand, 50km südlich von Wien, 50mm-Objektiv, Canon EOS 10D, ISO 100, 4×10 Minuten belichtet für die Strichspuren, anschließend noch 10 Sekunden Belichtung mit unscharf gestelltem Fokus. [Peter Wienerroither]
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Ein kleiner Trick lässt auch die Sternbilder deutlich aus den Strichspuren hervortreten: Stellen Sie in den letzten 5–10 Sekunden das Objektiv der Kamera ein klein wenig unscharf (Abb. 3). Dies funktioniert sogar besser als zum Ende der Strichspuraufnahme das Objektiv für ein paar Minuten abzudecken und dann noch einmal 10s–20s zu belichten, um die Sterne zusätzlich punktförmig abzubilden.

Abb. 4: »24-Stunden-Strichspuraufnahme« zusammengesetzt aus 720 Einzelaufnahmen mit je 30s Belichtungszeit, aufgenommen in Wien. Objektiv 17-40mm, Canon EOS 10D, ISO100. [Peter Wienerroither]
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Desweiteren sollten in der Kamera frische Batterien bzw. Akkus eingelegt sein, denn die langen Belichtungszeiten und tiefe Temperaturen im Winter sorgen für eine rasche Entleerung. Eine Gegenlichtblende am Objektiv sorgt nicht nur für Schutz vor Streulicht, sondern verzögert auch das Beschlagen oder gar Vereisen der Optik.
Strichspurfotos mit Digitalkameras
Da Digitalkameras zunehmend die analogen Kollegen verdrängen, noch ein paar Tipps zu Ihrer Benutzung. Digitalkameras bieten den großen Vorteil der sofortigen Bildkontrolle, wodurch die optimale Belichtungszeit von Strichspuraufnahmen schnell ermittelt werden kann. Als Nachteil gegenüber dem Film erweist sich das Rauschen des Chips, das mit länger werdender Belichtungszeit, höherer ISO-Empfindlichkeit und steigender Temperatur zunimmt. Deshalb sollte man unmittelbar nach den Strichspuraufnahmen noch vier oder mehr Dunkelbilder mit denselben Kameraeinstellungen aber abgedeckter Optik aufnehmen, diese im Computer mitteln und das Ergebnis von der Einzelaufnahme abziehen. Dadurch wird das Rauschen minimiert und werden defekte Pixel entfernt. Manche Kameras bieten auch intern eine Rauschminimierung, die auf demselben Prinzip basiert.
Außerdem kann man die »scheinbare« Belichtungszeit verlängern, indem man mehrere Einzelaufnahmen addiert. Dadurch erreicht man selbst unter nicht idealen Bedingungen oder mit hellen Vordergrundobjekten schöne, lange Strichspuren, wie das Beispielfoto einer »24-Stunden-Strichspuraufnahme« zeigt, die aus 720 Einzelaufnahmen à 30s zusammengesetzt ist (Abb. 4). Man muss nur darauf achten, dass die zum Speichern des Fotos benötigte Zeit zwischen zwei Aufnahmen möglichst kurz ist, da sonst Lücken entstehen.

Abb. 5: Der südliche Himmelspol hat keinen ausgeprägten Polarstern. 28mm-Objektiv, 120 Minuten belichtet. [Ralf Raab]
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Im nächsten Teil: Einfache Astrofotografie mit dem Teleskop