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Workshop Nachführung

Mit ruhender Kamera kann je nach gewählter Objektivbrennweite maximal 30 Sekunden belichtet werden, damit die Sterne gerade noch punktförmig abgebildet werden.
Da viele lichtschwache Himmelsobjekte jedoch nach einer längeren Belichtungszeit verlangen, ist eine Nachführung unumgänglich.

Gründe für Nachführung:

1. scharfe Sterne
   
2. lichtschwache Objekte erfassen
   
3. bessere Bildqualität
   
4. deckungsgleiche Aufnahmeserie
   
5. bewegliche Objekte entdecken

Um die Sterne punktförmig abzubilden, muß die Nachführung so genau wie möglich sein.
Das kann natürlich nur mit Hilfe einer motorisierten Teleskopmontierung ermöglicht werden.
Da eine Montierung immer auch einen geringen Nachführfehler, den sog. Schneckenfehler hat, muß bei langen Belichtungszeiten die Optik kontrolliert nachgeführt werden (auch Guiding genannt).
Dies geschieht entweder manuell mit einem Leitrohr, mit einem Off-Axis-Guider oder automatisch mit einer speziellen Kamera (Autoguider).
Dazu benötigt man immer einen hellen Leitstern, an dem man sich orientieren kann, dieser wird dann mit dem Leitrohr oder dem Off-Axis-Guider nachgeführt.
Alle Nachführhilfen werden weiter unten noch genauer erklärt.

Zur genauen Nachführung gehört natürlich auch, daß die Montierung korrekt ausgerichtet ist.
Dies wird auf der Seite Montierungen genauer erläutert.

• Nachführung mit Piggyback-Methode

  Die Piggyback-Methode ist die wohl einfachste Art und Weise der Nachführung.
  Diese Methode ist sinnvoll für Motive, die mit Weitwinkel-, Normal- und Teleobjektiven mittlerer Brennweite geeignet sind.
  Für den Einstieg in die Astrofotografie mit längeren Belichtungszeiten empfiehlt sich diese Art der Nachführung sehr.
  
  
  • benötigtes Equipment:
    - Kamera
    - Montierung
    - Teleskop
    - Kamerahalter
    - Kabelauslöser
  
  Hierbei wird eine Kamera mit einem Kamerahalter direkt auf das Teleskop angebracht, oder aber an die Gegengewichtsstange der Montierung.
  

  

  Das Objektiv der Kamera muß dazu genau parallel zum Teleskop ausgerichtet sein, genauso wie auch ein Sucher.
  Die Nachführung der Kamera kann somit leicht über das Teleskop erfolgen, in dessen Okularauszug einfach ein Fadenkreuzokular eingesetzt wird.
  
  Fadenkreuz-Okular:
  Wie der Name schon sagt ist bei einem Fadenkreuzokular in ein Okular ein Fadenkreuz eingearbeitet.
  Ein vorher ausgesuchter Leitstern wird damit im Zentrum des Fadenkreuzes (mittels Handsteuerung) gehalten und so die genaue Nachführung ermöglicht.
  Es gibt verschiedene Arten von Fadenkreuzokularen.
  Die günstigen Modelle haben nur ein einfaches Fadenkreuz, die etwas teuereren besitzen ein doppeltes Fadenkreuz.
  Hier entsteht in der Mitte ein Viereck, der Leitstern ist damit besser zu halten, da er nicht vom Fadenkreuz verdeckt wird.
  Es geht aber noch besser: bei den ganz hochwertigen Fadenkreuzokularen kann man das Fadenkreuz selbst verstellen, um das Teleskop nicht umschwenken zu müssen.
  Auch gibt es die Okulare noch mit beleuchtetem Fadenkreuz, die Beleuchtung kann reguliert werden, um auch einen schwachen Leitstern nicht damit zu überstrahlen.
  Ein beleuchtetes Fadenkreuz erleichtert die Arbeit ungemein, das Fadenkreuz ist in der Dunkelheit einfach besser zu erkennen.
  
  
  • Vorteile von Piggyback:
    - für Einsteiger gut geeignet
    - kein teures Equipment
    - Teleskop als Leitrohr
    
    
  • Aufnahmemotive:
    - Sternhaufen
    - Nebel
    - Galaxien
    - Panorama Milchstrasse
    - Meteore
    - Kometen
    - Mondfinsternis
    - Sternbilder
  
  
  
  

• Nachführung mit Leitrohr

  • benötigtes Equipment:
    - Kamera
    - Leitrohr
    - Leitrohrschellen
    - Fadenkreuzokular
    - Montierung
    - Teleskop
    - Kabelauslöser
  
  Ein Leitrohr ist ein Teleskop, das zusätzlich parallel zum "Hauptteleskop" auf der Montierung oder am Hauptrohr selbst angebracht ist.
  Mit ihm wird dann an einem Leitstern nachgeführt.
  In der Regel verwendet man als Leitrohr kleine Refraktoren mit Öffnungen zwischen 60mm und 80mm.
  
  Eine absolute Parallelität von Leitrohr und Hauptrohr ist nicht erforderlich.
  Was aber sehr wichtig ist: das Leitrohr muß sehr gut, fest und stabil am Hauptrohr sitzen, um Verwackelung ect. zu vermeiden.
  Die bevorzugte Variante ist die Anbringung am Hauptteleskop mittels zwei Rohrschellen mit je drei Schrauben (Anbringung und Befestigung wie der Sucher).
  Durch die Schrauben kann das Leitrohr in seiner Position beliebig, aber begrenzt verstellt werden, um einen geeigneten hellen Leitstern zu finden (Nicht jedes Fotoobjekt enthält in unmittelbarer Nähe einen passenden Leitstern).
  
  
  • Praxis:
    1. Hauptfernrohr mit Kamera (im Okularauszug) auf gewünschtes Motiv ausrichten
    2. Kameraeinstellungen vornehmen
    3. Fokussierung (evtl. Fokussierhilfe verwenden)
    4. evtl. erneut kontrollieren, ob Motiv im Bildaussschnitt ist
    5. mit Leitfernrohr (mit Fadenkreuzokular) hellen Stern suchen
    6. Fadenkreuzokular drehen, bis beide Fäden genau mit Bewegungsrichtung der beiden Montierungsachsen übereinstimmen ( dazu wird die Montierung in der Stundenachse RA hin und her bewegt), Leitstern muß sich genau auf der Linie eines Fadens des Fadenkreuzes bewegen
    7. Leitstern in die Mitte des Fadenkreuzes bringen
    8. Aufnahme starten
    9. Leitstern ständig beobachten, gegebenenfalls korrigieren
    
    
  • Vorteile:
    - hohe Lichtstärke
    - auch schwache Sterne als Leitstern
    - großes Gesichtsfeld
    
    
  • Nachteile:
    - zusätzliche Anschaffungskosten
    - hochwertige Optik teuer
    - sehr stabile Montierung
  
  
  
  

• Nachführung mit Off-Axis-Guider

  • benötigtes Equipment:
    - Kamera
    - Off-Axis-Guider
    - Fadenkreuzokular
    - Montierung
    - Teleskop
    - Kabelauslöser
  
  Ein Off-Axis-Guider wird zwischen die Kamera und dem Okularauszug des Teleskopes angebracht.
  Dieser besitzt also zwei Anschlüsse, einer zum befestigen am Teleskop und einer zum Anbringen an die Kamera.
  

  

  Auf der Oberseite des Off-Axis-Guider sitzt ein weiterer Strahlengang, in dem sich ein Prisma befindet.
  Das einfallende Licht wird durch das Prisma nach oben hinausgelenkt.
  In die Öffnung wird hier das Fadenkreuzokular zur Nachführung eingesetzt.
  
  
  • Vorteile:
    - sehr klein und leicht
    - günstiger als Leitrohr
    - entlastet Montierung
    
    
  • Nachteile:
    - Lichtverlust und Abschattung durch Prisma
    - kleines Gesichtsfeld
  
  
  
  

• Autoguiding

  • benötigtes Equipment:
    - Kamera
    - Laptop
    - Leitrohr
    - Autoguider
    - Montierung
    - Teleskop
    - Kabelauslöser
  
  Da das manuelle Nachführen mit Leitrohr oder Off-Axis-Guider sehr anstrengend ist, greifen viele Astrofotografen auf das Autoguiding zurück.
  Ja, das gibt es wirklich, man kann die Nachführung automatisieren.
  
  Dafür werden spezielle Kameras verwendet, die auch als Autoguider bekannt sind.
  Solche Kameras sind entweder Digitalkameras, Viedeokameras oder Webcams.
  Die Autoguider-Kamera ist mittels Kabel mit der Steuerung der Montierung verbunden.
  Voraussetzung hierfür ist, daß die Steuerung der Montierung eine Autoguider-Schnittstelle besitzt (ST-4-kompatible Autoguider-Schnittstelle).
  Bei dieser Technik wird also mit Hilfe einer Software die Position eines Leitsternes gemessen und der Stern wird auf den Kamerachip projiziert.
  In kurzen Zeitabständen werden die Informationen auf dem Sensor immer wieder abgelesen und die Position des Sternes immer wieder neu vermessen.
  Sollte dabei eine Abweichung des Leiststerns festgestellt werde, so gibt die Software dies automatisch an die Motoren der Montierung weiter, und die Position des Sterns wird wieder ausgeglichen.
  
  
  • Praxis:
    1. mit Leitrohr und Fadenkreuzokular Leitstern suchen und zentrieren
       
    2. Autoguider anstelle des Fadenkreuzokulares setzen
       
    3. über PC mit der Autoguider-Software Leitstern fokussieren
       
    4. mit Steuerung Leitstern in die Mitte des Bildschirms bringen
       
    5. Kalibrierung der Software starten - die Motoren bewegen die Montierung in alle Richtungen, die Bewegung des Leitsterns wird so von der Software festgestellt und sie kann den Stern richtig nachführen
       
    6. Start des Autoguiding
    
    Wenn alles richtig vorbereitet und eingegeben wurde, werden nun von der Kamera nacheinander Aufnahmen gemacht.
    Die Länge der Aufnahmen richtet sich nach der vorher gewählten Belichtungszeit, diese sollten zwischen 2-4 Sekunden liegen.
    Nach jeder einzelnen Belichtung wird die Position des Leitsterns vom Autoguider festgestellt.
    So kann auf jede kleinste Abweichung des Leitsterns reagiert werden.
    Wird eine Abweichung festgestellt, wird diese sofort durch Weiterleitung an die Motoren korrigiert.
    
    Funktioniert der Autoguider ohne Probleme, kann die eigentliche Aufnahme des Motives mit dem Hauptrohr in Angriff genommen werden.
    
    
  • Geeignete Kameras:
    - CCD-Kamera Meade DSI
    - CCD-Kamera SBIG
    - Autoguider Alccd ALccd
    - Imaging Source DMK
  
  
  
  

• Hilfsmittel zur Nachführung:

  • Barlow-Linsen
    Ein weiteres sinnvolles Hilfsmittel bei der Nachführung ist der Einsatz einer Barlowlinse.

    

    Barlowlinsen verlängern die Brennweite eines Teleskopes um den jeweiligen Faktor.
    Sie werden zwischen Teleskop und Okular eingebracht.
    Die Brennweite eines Teleskopes mit 1000mm Brennweite verlängert sich also mit einer 2x Barlowlinse um das Doppelte auf 2000mm.
    Somit verdoppelt sich auch die Vergrößerung unter Einsatz eines Okulares.
    Durch die erreichte Vergrößerung kann man wesentlich besser nachführen.
    
    Übrigends können Barlowlinsen auch bei der eigentlichen Fotografie eines Objektes eingesetzt werden, besonders bei kleinen Nebeln und Sternhaufen.
    So wird die Abbildung kleiner Motive auf dem Kamerasensor vergrößert.
    Allerdings wird dann auch wieder die Belichtungszeit verlängert, bei einer 2x Barlowlinse z.B. um das Vierfache.

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