M81 & M82, Holmberg IX, NGC 3077 und IFN mit der Canon 1200D 14h Belichtung

Das Bild ist meine bisher aufwendigste Aufnahme mit insgesamt 14h Belichtungszeit. Gemacht habe ich es an 5 aufeinanderfolgenden Nächten und zwar von unserem Balkon aus. Das Bild zeigt auf den ersten Blick 4 Galaxien:
M81&M82 (die beiden großen Galaxien)
Holmberg IX (der blaue Fleck über der großen M81 links)
NGC 3077 (der nebulöse Fleck oben links am Rand des Bildes)
Zudem ist im Hintergrund des gesamten Bildes der Integrated Flux Nebula zu sehen, leider ist bei unseren Lichtverhältnissen keine genauere Struktur des Nebels zu erkennen. Ich bin aber ehrlich gesagt schon sehr froh, dass man überhaupt etwas von dem Nebel erkennen kann. Die Einzelbelichtungszeit der Bilder lag bei 10min und ich habe einen IDAS LPS2 Filter verwendet, um der Lichtverschmutzung zumindest ein wenig entgegenzuwirken. Außerdem habe ich ein 2tes Teleskop+Kamera verwendet, um die Erdrotation möglichst genau zu korrigieren, ansonsten wären diese langen Belichtungszeiten nicht möglich. 

Die roten “Jets” die von der Mitte von M82 entstehen durch Supernovaexplosionen im Kern der Galaxie. Im Jahre 2014 konnte man für ein paar Monate eine solche Explosion durch ein normales Teleskop beobachten. Das war allerdings nur möglich, weil der explodierende Stern am Rand der Galaxie lag.

M81 & M82 Canon 1200D - 14h Exposure
M82 & M82, Holmberg IX, NGC 3077 und IFN mit der Canon 1200D 14h Belichtung

 

 

DSLR und CCD Kameras im Vergleich

Hersteller Name Typ Farbe Sensor SensorX Y Pixel QE Bits ReadNoise Kühlung FullWell Max Bel. Preis
Canon 1DX CMOS Ja 36 24 6,9 49 14 1,2 0 90092 4000
Canon 1200D CMOS Ja 22,3 14,9 4,3 37 14 2,1 0 23104 300
Canon 100D CMOS Ja 22,3 14,9 4,3 43 14 2,9 0 19568 400
Canon 550D CMOS Ja 22,3 14,9 4,2 41 14 2,1 0 22736 350
Canon 700D CMOS Ja 22,3 14,9 4,3 38 14 2,5 0 20118 450
Canon 750D CMOS Ja 22,3 14,9 3,7 49 14 1,9 0 24035 550
Canon 760D CMOS Ja 22,3 14,9 3,7 50 14 1,6 0 22065 650
Canon 5DS CMOS Ja 36 24 4,4 50 14 2,5 0 32498 2500
Canon 5D Mark 3 CMOS Ja 36 24 6,1 51 14 2,4 0 70635 2000
Canon 650D CMOS Ja 22,3 14,9 4,2 40 14 1,6 0 21354 430
Canon 6D CMOS Ja 36 24 6,5 47 14 1,6 0 75265 1000
Canon 7D Mark 2 CMOS Ja 22,3 14,9 4,1 59 14 2 0 29544 1200
Canon 70D CMOS Ja 22,3 14,9 4,1 50 14 2,3 0 26723 700
ZWOptical ASI120MM CMOS Nein MT9M034 4,8 3,6 3,75 75 12 NA 0 KA 1000 240
Astrolumina ALCCD QHY 5L II CMOS Nein MT9M001 4,83 3,63 3,75 74 12 0 99 290
Astrolumina ALCCD-QHY6 CCD Nein ICX259AL 6 4,96 6,5 65 16 7,8 Ja 10000 400
Inova PLC-M CMOS Nein MT09M001 6,4 4,8 5,2 10 0
Inova Nebula-NBC-M CMOS Nein MT09M001 6,4 4,8 5,2 10 -30
Astrolumina ALCCD QHY 5 II CMOS Nein MT9M001 6,7 5,3 5,2 56 8 0 99 250
ATIK 420 CCD Beides ICX274 7,13 5,17 4,4 NA 16 4 -30 NA 1000
ZWOptical ASI178MM CMOS Beides IMX178 7,4 5 2,4 NA 14 1,3 -40 15000 900
The Imaging S. DMK 51AU02.AS CCD Nein ICX274 7,1 5,3 4,4 NA 8 NA 0 NA 3600 950
Starlight Expr. Trius-SX674 CCD Nein ICX674AGL 8,81 6,63 4,54 77 16 7 -30 20000 2200
ATIK Infitiny CCD Beides ICX825 9 6,7 6,45 NA 16 6 0 NA 120 1100
ZWOptical ASI174MM CMOS Beids IMX174LLJ 10,67 8 5,86 78 12 3,5 0 32400 800
ZWOptical ASI174MM Cooled CMOS Beids IMX174LLJ 10,67 8 5,86 78 12 3,5 -40 32400 1150
The Imaging S. 23UX174 CMOS Nein IMX174 10,7 8 5,86 NA 12 NA 0 NA 30
Astrolumina ALCCD-QHY21 CCD Beides ExView II 10,7 9,2 4,54 79 16 5 -45 20000 2400
Starlight Expr. Trius-SX694 CCD Nein ICX694 12,49 9,99 4,54 77 16 7 -30 20000 2700
ATIK 460EX CCD Beides ICX694 12,5 10 4,54 NA 16 5 -25 NA 2400
ATIK One9.0 CCD Nein ICX814 12,5 10 3,69 NA 16 5 -38 NA 3000
Astrolumina ALCCD-QHY22 CCD Beides ExView II 14,6 12,8 4,54 79 16 5 -45 20000 2700
Astrolumina ALCCD-QHY23 CCD Beides ExView II 14,6 12,8 3,69 79 16 5 -45 20000 3000
Starlight Expr. Trius-SX16 CCD Nein KAI4022M 15,15 15,15 7,4 55 16 10 -30 40000 3300
Astrolumina ALCCD-QHY9c CCD Ja KAF-8300 17,96 13,5 5,4 56 16 8 -50 25500 1800
Astrolumina ALCCD-QHY9 CCD Nein KAF-8300 17,96 13,5 5,4 56 16 8 -50 25500 2000
SBIG STF-8300 CCD Beides KAF-8300 18 13,5 5,4 54 16 9,3 -36 25500 3600 2200
Astrolumina ALCCD-QHY8L CCD Ja ICX413AQ 25,1 17,6 7,8 60 16 6 -35 1400
Astrolumina ALCCD-QHY10 CCD Ja ICX493AQA 25,1 17,6 6 60 16 8 -43 45000 1800
Astrolumina ALCCD-QHY8pro CCD Ja ICX453AQ 25,1 17,6 7,8 60 16 6 -45 10000 2200
Astrolumina ALCCD-QHY12 CCD Ja Super HAD  25,1 17,6 5,12 60 16 8 -45 32000 2900
SBIG STXL-6303E CCD Nein KAF-6303 27,5 18,4 9 68 16 11 -60 100000 7000
Astrolumina ALCCD-QHY11 CCD Nein KAI 11002 36 24 9 46 16 12 -40 60000 4500
Starlight Expr. Trius-SX36 CCD Nein KAI11002M 36 24 7,4 52 16 12 -30 30000 5900
SBIG STXL-11002 CCD Nein KAI11002M 36 24,7 9 50 16 11 -60 60000 8500

Tool zum Berechnen des Signal zu Rausch Verhältnis

Hier könnt ihr euch eine Abschätzung der optimalen Parameter für eine Aufnahmesituation am Himmel berechnen.
An der Stelle möchte ich mich bei Norbert aus dem astrotreff Forum bedanken (Spitzname nobbi), er hat mir insbesondere bei der Theorie wirklich sehr weiter geholfen.

Auf der X-Achse der Diagramme finde ihr immer die Einzelbelichtungszeit für das Stacken, die Gesamtbelichtungszeit bleibt natürlich erhalten. Also z.B. bei einer Gesamtbelichtungszeit von 10min, bedeuten 60sec auf der X-Achse: 10x60sec.

Signal zu Rausch Verhältnis berechnen:
Durchmesser Teleskopöffnung in mm
Durchmesser Teleskopobstruktion (Fangspiegel) in mm
Effektive Brennweite in mm
Scheinbare Helligkeit des Objekts [mag]
Winkelausdehnung des Objekts [Bogenminuten] /
Gesamtbelichtungszeit [Minuten]
Sensortemperatur [°C]
Fotografischer Filter
Lichtverschmutzung
Kamera





 

 
Folgende Dinge werden nicht beachtet oder sollte man wissen:

  • Bei höheren ISO Zahlen sinkt der Dynamikumfang der Kamera erheblich. Also sollte man bei ähnlichem S/N Verhältnis eher zu niedrigeren ISO Zahlen tendieren. Die maximale Sättigung ist allerdings berücksichtigt und wird mit Full angezeigt.
  • “Verstärkerleuchten” bei hohen ISO Zahlen ist hier auch unberücksichtigt.
  • CLS Filter ist nur eine Abschätzung, genauso wie der Himmelshintergrund. Ich muss hier abschätzen, wie viele Photonen im Schnitt durch den Hintergrund auf den Sensor fallen, bzw. wie viele Hintergrund Photonen der CLS abblockt. Man kann sich vorstellen, dass das nicht so einfach ist ^^
  • Dark- und Bias Frames werden nicht berücksichtigt
  • Hat ein Sensor sehr kleine Pixel, so ist das hier eher unvorteilhaft. Man muss allerdings bedenken, dass man bei sehr hohen Auflösungen die Bilder später meist runter skaliert. Dabei erhöht sich das S/N nochmals. Das wird hier nicht berücksichtigt.
  • Bei den Werten für den Himmelshintergrund bin ich leider noch relativ unsicher, falls ihr da Erfahrungswerte habt: Immer her damit 🙂
  • Viele der Parameter ändern sich natürlich über eine nächtliche Foto Session, das kann und soll hier auch gar nicht berücksichtigt werden.
  • Das Tool gibt sicher nicht 100%ig die Realität wieder, wie schon gesagt werden viele Dinge nicht berücksichtigt. Aber es kann euch Parameter wie ISO Zahl und Belichtungszeit für die nächste Foto Session schon deutlich eingrenzen. Auch ob eine Kühlung nötig ist oder nicht, denn in vielen Fällen bringt eine Kühlung weniger als man denkt.

Hier einige Erklärungen und Beispiele für Anfänger, hier gibt es auch einige Beispiele was diverse Hardware Upgrades eigentlich bringen:
Signal zu Rausch Verhältnis einige Beispiele und welche Upgrades treiben mein S/N in die Höhe

Die Theorie hinter dem Tool könnt ihr in folgender PDF nachlesen:
Rauschen

Falls eure Kamera nicht dabei sein sollte, dann schreibt mich einfach an. Wenn ihr mir folgende Bilder zuschickt, dann füge ich die Kamera mit ein:
4-6 Darkframes ( jeweils 2 bei einer Temperatur, also z.B. 2 Darks bei 10°C + 2 Darks bei 20°C )
2 Biasframes
2 Flats
Die Bilder müssen alle bei einer ISO Zahl eurer Wahl gemacht sein. Nehmt am besten eine “mittlere” ISO Zahl die bei eurer Kamera gut funktioniert, z.B. 800 war bei meiner EOS 1200D immer eine gute Wahl. Schickt mir die Bilder dann an:
a.schmitz@gns-net.de

Signal zu Rauschverhältnis einige Beispiele und welche Upgrades treiben mein S/N in die Höhe

In diesem Beitrag möchte ich einen kleinen Einblick in die Ergebnisse des Signal zu Rauschverhältnis Tools geben. Hauptsächlich geht es mir hierbei um die Interpretation der Ergebnisse mit einigen Beispielen.

Nehmen wir mal folgendes Beispiel an:
Teleskop: 8″ f/4 Newton
Beobachtungsobjekt: Messier 33 (Dreiecksnebel)

Beispiel 1 (normale Aufnahme)

Parameter Wert
Kamera Canon EOS 1200D
Teleskop Durchmesser: 203mm
Teleskop Obstruktion: 70mm
Teleskop Brennweite 800mm
Scheinbare Helligkeit des Objekts: 5.7 mag
Größe des Objekts (M33) 70'x40'
Gesamtbelichtung: 240min
Lichtverschmutzung:  Kleinstadt
Sensortemperatur: 20°C
Signal zu Rausch Verhältnis Beispiel 1
Signal zu Rausch Verhältnis Beispiel 1

Ok fangen wir zuerst mal mit den Achsen an. Auf der X-Achse seht ihr die Belichtungszeit für eine einzelne Aufnahme. Die Gesamtbelichtungszeit bleibt aber erhalten !!! Also wenn auf der X-Achse 60sec steht, dann bedeutet das bei einer Gesamtbelichtungszeit von 240min (die wir oben ja eingegeben haben): 240x60sec
Also ein gestacktes Bild !!!!

Alles klar, die Y-Achse ist hier einfach nur das Signal zu Rauschverhältnis selbst. Das hat keine Einheit, aber es soll möglichst hoch werden. Grundsätzlich kann man sagen:
Je höher, desto besser wird unser Bild.

Als erstes sieht man auf dem Bild die verschiedenen ISO Zahlen jeweils als eine farbige Kurve angezeigt. Danach fällt auf, dass überall “Full” steht. Diese Full bedeutet, dass die ersten Pixel des Sensors bereits gesättigt sind (Full-Well Kapazität des Pixels ist erreicht). In unserem Fall könnte bspw. der Kern der Galaxie also bereits komplett gesättigt sein. Das möchten wir vermeiden und halten uns deswegen an diese Full-Well Grenze. In diesem Fall wäre eine ISO Zahl von 800 bei einer Belichtung von 150sec eine gute Wahl, hier ist das S/N am höchsten und auch noch etwas von der Full Well Grenze entfernt. Alternativ wäre eine ISO von 400 bei 240sec Einzelbelichtung auch eine gute Wahl.

ISO 1600 + 60sec Belichtung wäre auch eine Möglichkeit, was für kurze Belichtungszeiten spricht ist Folgendes:

  • Die Nachführung muss bei 240sec schon gut funktionieren. Bei 60sec benötigt ihr unter Umständen nicht mal eine Nachführung.
  • Fliegt euch bei einem 240sec Bild mal eine Wolke davor, oder der Nachbar schaltet grade seine Flutlichter an oder ein Windstoß kommt und verwackelt das Bild, oder die Nachbarskatze pinkelt euch auf das Teleskop oder was weiß ich nicht was:
    Ein 240sec Bild ist dann im Eimer. Bei 60sec. wären dann halt nur 60sec weg.
  • Die Stacking Algorithmen im Deep Sky Stacker oder in PixInsight funktionieren bei vielen Bilder erheblich besser. Das alles sind statistische Tools, welche Ausreißer im Bild aussortieren sollen. Je mehr Bilder, desto besser klappt das !!!!! Also es dürfen schon 50 Bilder sein, besser mehr.
  • Nutzt ihr eine Nachführung und dazu Dithering (also nach jedem geschossenen Bild wird um 1-2 Pixel verschoben), dann funktioniert das bei vielen Bildern einfach phänomenal. Dithering soll es den Stacking Algorithmen einfacher machen. Ist z.B. ein Pixel komplett gesättigt (Hot Pixel z.B.) und das Bild verschiebt sich danach um einen Pixel, dann ist der Hot-Pixel später beim Stacken an einer anderen Stelle und kann sofort aussortiert werden. Auch hier gilt: Je mehr Bilder, desto besser klappt das.

Ich hoffe, das waren genug Gründe ^^

Beispiel 3 (H-Alpha Filter + Kühlung und ein extrem dunkles Objekt)

Parameter Wert
Kamera Canon EOS 1200D
Filter H-Alpha 12nm
Scheinbare Helligkeit des Objekts:  12 mag
Gesamtbelichtung: 240min
Lichtverschmutzung:  Kleinstadt
Sensortemperatur: 0C
Signal zu Rauschverhältnis Beispiel 2 - H-Alpha sehr dunkles Objekt
Signal zu Rauschverhältnis Beispiel 2 – H-Alpha sehr dunkles Objekt

Ok, ein merkwürdiges Beispiel, das könnte z.B. im Weltraum auftreten: Kalt und dunkel ^^
Nein im Ernst: Benutzen wir einen H-Alpha Filter und eine Kühlung für unsere Kamera (wie z.B. mit der Kühlbox die ich gebaut habe, siehe hier), dann haben wir tatsächlich ähnliche Verhältnisse. Der H-Alpha Filter sorgt wirklich für wahre Wunder was die Lichtverschmutzung angeht. Natürlich wird das eigentliche Lichtsignal geringer, wir sperren ja einiges an Licht aus. Aber was bedeutet nun diese Grafik?
So lange belichten wie du kannst, wie man sieht ist das Maximum selbst bei 900 sec. noch nicht erreicht. Also holt alles aus der Nachführung raus was geht und betet, dass euch nix die Belichtungen versaut.

Ein S/N unter 1.0, was soll denn das sein ?????

Tja im Prinzip heißt das: Die Aufnahme macht keinen Sinn für euch.
Meine persönlich Erfahrung ist aber: Probiert es einfach aus.
Das hier ist nur eine relativ einfache Simulation, sehr viele Dinge werden hier nicht berücksichtigt. Mir sind auch schon Aufnahmen bei 12 mag Objekten gelungen. Allerdings habe ich da schon 10h Belichtung, den H-Alpha Filter und Kühlung (im Winter) benötigt.

 

Ich habe zuviel Geld und möchte mir irgendwas Neues kaufen, was ist denn jetzt am sinnvollsten?

Ok, probieren wir doch mal mit unserem Setup von Beispiel 1 ein paar Sachen aus. Dann liegt das maximale Signal zu Rauschverhältnis bei:
S/N = 6.205

Eine neue Nikon D5100
  • Kostenpunkt: ~250€  gebraucht
  • Quanteneffizienz von 50% !!!!! Wow, die Canon hatte nur 37%
  • S/N = 8.24
  • Fazit: Grunsätzlich super lohnenswert, aber falls man schon eine Canon hat und auch einiges an Zubehör dafür, dann sollte man sich das überlegen. Die meiste Software und auch Zubehör ist leider sehr auf Canon abgestimmt. Dennoch: Es ist eine gute und günstige Kamera.
Ein größeres Teleskop von 8″ auf 10″

Getrost nach dem Motto: Höher schneller weiter. Ein größeres Teleskop muss her. Aber was bringt das eigentlich?
Das Teleskop wirkt wie ein Photonensammler: Je größer die Öffnung, desto mehr Photonen presst dir das Teleskop auf den Sensor. Ok lassen wir mal das Tool zeigen was es bringt und nehmen mal das nächst größere.

  • Kostenpunkt: 600€ -1500€ je nach Ausstattung
  • 254mm Öffnung / 1000mm Brennweite
  • S/N =?
  • Fazit: Blöd, da wir hier ständig an unsere Full-Well Grenze stoßen. Aber man gewinnt mehr Auflösung und auch dunklere Objekte können so eingefangen werden, das ist auf jeden Fall so. Also ein größeres Teleskop ist schon eine nette Sache, nicht nur wegen des S/N
Ein CLS Filter

Tja was hört man da nicht alles für Mythen: Von zerstört dir alle Farben bis zu absoluten Wundern über bringt überhaupt nichts. Grundsätzlich frisst der CLS erstmal Signal, aber sperrt dafür auch eine Menge an Hintergrundrauschen aus und das ist ja wie wir wissen dominant. Lasst es uns ausprobieren:

  • Kostenpunkt: 150€
  • S/N = 8.418
  • Fazit: Aber Hallo, ein wahres Wunderwerk der Technik und das für den moderaten Preis. Glaubst du nicht? Na dann schau mal hier: Link
    Das Ding lohnt sich, aber die Farben werden tatsächlich verändert. Wenn ihr PixInsight verwendet: Einfach ColorCalibration/Background Neutralization und gut.
Ich gebs mir richtig: Eine Canon 1DX

Junge junge, das Teil kostet nur 4700€, da sollte man echt zuschlagen. Am besten direkt 2 kaufen.

  • Kostenpunkt: 4700€
  • S/N = 18
  • Fazit: Unglaublich, was ist denn hier passiert? Ganz einfach: Die Kamera hat sehr große Pixel und das bedeutet pro Pixel deutlich mehr Photonen. Zudem hat die Kiste auch noch einen hohen Wirksungsgrad. Also eine tolle Sache.
Eine Kühlbox für 80€

Nehmen wir mal eine einfach Kühlbox, wie ich sie hier gebaut habe, siehe hier

  • Kostenpunkt: 80€
  • S/N = 6.215
  • Fazit: Och man, das bringt ja gar nix. Aber: So einfach ist das leider nicht, bei Verwendung eines H-Alpha Filters bringt das enorm viel. Ansonsten würde das thermische Rauschen mir die langen Belichtungszeiten kaputt machen.
    Schaut euch dazu die nächsten beiden Beispiele an:
Ein H-Alpha Filter ohne Kühlung bei 20°C

Hmm na gut, so bei 900sec scheint es langsam nix mehr zu bringen. Das thermische Rauschen ist hier dominant !!!!

Signal zu Rauschverhältnis - H-Alpha ohne Kühlung
Signal zu Rauschverhältnis – H-Alpha ohne Kühlung

 

Ein H-Alpha Filter mit Kamera Kühlung bei 0°C

Die Kühlbox gibt alles was sie kann und kühlt um 20°C auf 0°C. Junge junge was ist denn hier los? Jetzt kann der H-Alpha mal so richtig Gas geben und man kann schön lange belichten. Das S/N steigt in diesem Fall um fast das Doppelte an !!!!! Also H-Alpha und ein dunkles Objekt nicht ohne Kühlung verwenden !!!!! Das thermische Rauschen macht in diesem Fall wirklich einiges aus.

Signal zu Rauschverhältnis - H-Alpha mit Kühlung
Signal zu Rauschverhältnis – H-Alpha mit Kühlung

DSLR Peltier Kühlbox mit Teileliste

In diesem Beitrag möchte ich euch meine DSLR Peltier Kühlbox mit Teileliste vorstellen. Die Gründe dafür, dass ich diese Box gebaut habe sind relativ simpel:


  1. Ich habe bereits eine astromodifizierte DSLR
  2. Ich habe jede Menge Clip Filter für die DSLR, die wären bei einer neuen Kamera für die Katz
  3. Gekühlte CCDs sind mir bei der benötigen Chipgröße viel zu teuer (>1000€)
  4. Bei niedrigeren Temperaturen verhält sich die DSLR ebenfalls relativ rauscharm.

Bei teleskop express habe ich eine fertige Lösung von Geoptik gesehen für stolze 197€. Da dachte ich mir, dass kann ich doch günstiger bekommen und habe zudem noch etwas Bastelspaß ^^

Fangen wir einfach mal mit der Teileliste an. Für die Links und Preise gebe ich natürlich keine Garantie.

Teil Preis Link
12V Netzteil 6A 12.99 €  Amazon
Styropor Box (26x21x16 / 3cm Dicke) 5.90 €  Amazon
Adapter DC Hohlbuchse 5.5×2.1 > zweipol 2.49€  Amazon
QuickCool Peltier Element QC127-1.4-6.0MS 39.67€ Conrad
Wärmeleitpad beidseitig klebend 4.99€ Amazon
2x CPU Lüfter Arctic Alpine 2×10.62€ Amazon
Summe 87.28€

Bei mir war es so, dass ich die beiden Lüfter bereits hatte, deswegen waren es bei mir so ca. 60€. Anfangs wollte ich an dem Peltier Element sparen und habe mir ein Modell von Neuftech für 6.99€: Amazon besorgt. Das Teil hatte aber nicht mal annähernd die versprochene Kühlleistung und ist mir auch nach 2 Tagen bereits kaputt gegangen. Also kauft euch lieber direkt ein anständiges und erspart euch den Ärger.
Preislich liegen wir verglichen mit der Kühlbox von Geoptik (Teleskop-Express) bei unter der Hälfte (bei Geoptik allerdings ohne Netzteil), zudem bekommt man bei der Selbstbaulösung ein deutlich leistungsfähigeres Peltier Element. Außerdem bleibt einem z.B. von dem Wärmeleitpad und dem Silicalgel noch eine Menge übrig und ein 12V Netzteil kann man sicherlich auch an der einen oder anderen Stelle nochmal gebrauchen. Das Wärmeleitpad ist mit 145×145 auch völlig überdimensioniert, ich habe für den Rest aber noch Verwendung. Da könntet ihr also auch noch dran sparen.

Also dann lasse ich mal die Bilder sprechen, ihr seht hier die fertige Lösung. Ich habe die Box 2x auseinander genommen und wieder umgebaut. Als erstes die unbearbeitete Styroporbox. Falls hier jemand Angst hat, dass diese nicht hält: Keine Sorge, 3cm dickes Styropor ist recht stabil.

Styroporbox für den DSLR Kühler
Styroporbox für den DSLR Kühler

Anschließend habe ein ich Loch in die Frontseite gebohrt und die Verlängerungshülse durchgesteckt und dann den T2-Canon Adapter festgeschraubt. Den Kameraanschluss solltet ihr möglichst gut festkleben, da über diesen die Kraft übertragen wird.

DSLR T2 Anschluss an der Vorderseite der Kühlbox
DSLR T2 Anschluss an der Vorderseite der Kühlbox

 

Ein wenig zusätzliche Isolierung kann nicht schaden. Ich denke der Schritt ist im Prinzip aber unnötig.

DSLR T2 Anschluss an der Vorderseite der Kühlbox, zusätzliche Isolierung
DSLR T2 Anschluss an der Vorderseite der Kühlbox, zusätzliche Isolierung

Hier die beiden Alu-Kühlkörper, welche durch die Wärmeleitspads mit dem Peltierelement verklebt wurden (hält bombenfest). Zusätzlich habe ich noch eine Alu Platte zwischen Peltierelement und dem kalten Alu-Kühlkörper gesetzt. Ich denke aber, dass diese Aluplatte unnötig ist. Das Peltierelement hat eine warme und eine kalte Seite. Bitte nicht vertauschen, dann läuft es nicht mehr optimal!!!! Man kann es auch “falsch” herum betreiben, allerdings kriegt man dann nicht die voll Leistung.

Peltier Element mit den Kühlern verbunden
Peltier Element mit den Kühlern verbunden

Der nächste Schritt ist sehr wichtig und sollte sehr sorgsam ausgeführt werden. Hier wird der Zwischenraum zwischen den beiden Kühlern isoliert.

Die Zwischenräume des Peltier Elements isolieren
Die Zwischenräume des Peltier Elements isolieren

Jetzt aus der Rückseite ein Stückchen ausschneiden. In dieses Loch soll dann der Kühler rein. Falls ihr keine Alu Platte verwendet, sollte das Loch natürlich kleiner ausfallen.

Rückseite der Kühlbox vorbereiten
Rückseite der Kühlbox vorbereiten

Dann wird nur noch der Kühler eingesetzt und die Lüfter verschraubt. Den Lüfter auf der kalten Seite (also die Innenseite) solltet ihr gegen die Kamera pusten lassen, dann kühlt diese etwas schneller aus.

Der eingesetzte Kühler auf der Rückseite
Der eingesetzte Kühler auf der Rückseite

Update: Kleine Verbesserungen an der Box und Kamera

Da die Kamera im ersten Versuch leider nur relativ langsam ausgekühlt ist und die volle Leistung des Peltiers auch noch nicht erreicht wurde, wollte ich noch einige Verbesserungen vornehmen.
Als erstes habe ich die USB Abdeckung an der Kamera ausgebaut, was sehr einfach und schnell geht und man kann es ohne Probleme rückgängig machen.

Eine kleine Öffnung in der Kamera, um die Auskühlung zu beschleunigen
Eine kleine Öffnung in der Kamera, um die Auskühlung zu beschleunigen

Vor diese offene Abdeckung habe noch noch einen zusätzlichen Lüfter eingesetzt.

Die kleine Öffnung in der Kamera wird noch zusätzlich belüftet
Die kleine Öffnung in der Kamera wird noch zusätzlich belüftet

 

Temperatur – Ergebnisse der fertigen Box

Die Temperatur des Sensors nimmt zuerst sehr stark zu. Ich war wirklich erstaunt darüber, dass sich der Sensor um fast 15-16°C erwärmt hat. Nachdem ich die Kühlung eingeschaltet habe, sank die Temperatur am Sensor relativ schnell ab und wird um ca. 16°C runtergekühlt.

Temperaturverlauf mit belüfteter Öffnung in der Kamera
Temperaturverlauf mit belüfteter Öffnung in der Kamera

Rauschen – Ergebnisse der fertigen Box:

Hier das Anfangsdunkelbild (beide gleich aufgehellt) und das gekühlte Bild:

Rauschen im ungekühlten Zustand mit der neuen Box (zusätzliche Lüfter außen am Peltier und belüftete Öffnung in der Kamera)
Dunkelbild im ungekühlten Zustand mit der neuen Box (belüftete Öffnung in der Kamera)
Rauschen im gekühlten Zustand mit der neuen Box (zusätzliche Lüfter außen am Peltier und belüftete Öffnung in der Kamera)
Dunkelbild im gekühlten Zustand mit der neuen Box (belüftete Öffnung in der Kamera)

Rauschen in Abängigkeit von ISO Zahl und Belichtungszeit

In diesem Beitrag geht es um das Rauschen in Abängigkeit von ISO Zahl und Belichtungszeit. Es ist nur ein kleines Experiment  (welches aber dennoch einige Zeit und Mühe in Anspruch genommen hat) und ist sicherlich auch nicht 100%ig auf den Nachthimmel übertragbar. Allerdings bekommt man bereits eine Idee, wie sich das Rauschverhalten in Abhängigkeit der ISO-Zahl und Belichtungszeit für diese Kamera verhält. Die Ergebnisse haben mir geholfen herauszufinden, welche ISO Zahl ich bei welcher Belichtung einstellen kann und ob viele gestackte Bilder mit langen Einzelbelichtungen mithalten können.

Versuchsaufbau:
Der Versuchsaufbau war denkbar einfach: Ich habe die Kamera (Canon EOS 1200D) vor ein farbiges Objekt gestellt und das Zimmer stark verdunkelt. Ich wollte bei den “typischen Astro-Belichtungszeiten” ein ähnlich dunkles Bild bekommen wie bei Astroaufnahmen. Als Objektiv habe ich eins von Sigma verwendet und die Blende auf ~5 gestellt.

Nachbearbeitung der Roh-Bilder:
Die Nachbearbeitung der Bilder erfolgte mit Pixinsight. Alle Bilder wurden mit Dunke- und Bias Frames kalibriert und dann (falls nötig) gestackt.
Letztlich habe ich die Histogramme der Bilder so gut wie möglich angeglichen und dann den NoiseEstimator von PI zur Abschätzung des Rauschens verwendet.

Verwendete ISO Zahlen und Belichtungszeiten:
Zwei von den Belichtungsreihen habe ich auf insgesamt 300sec Belichtung gebracht (10x30sec und 1x300sec) und dann nochmal aus Neugierde eine mit 900sec.
Die verwendeten ISO Zahlen waren bei allen Belichtungszeiten 100, 400, 800, 1600.

 

Diagramm aller Ergebnisse:
In dem folgenden Diagramm könnt ihr die aufgetragenen NoiseEstimates aus PixInsight sehen. Das Ergebnis fand ich sehr interessant. Auf der Y-Achse seht ihr das geschätzte Rauschen (niedriger ist besser) und auf der X-Achse die verwendete ISO Zahl.
Das länger belichtete Bild war hier durchgängig rauschärmer als das gestackte Bild. Die optimale ISO-Zahl sank hier mit steigender Belichtungszeit.

Rauschen in Abhängigkeit der Belichtungszeit und ISO Zahl bei der ESO 1200D
Rauschen in Abhängigkeit der Belichtungszeit und ISO Zahl bei der ESO 1200D

Hier nochmal die optimale ISO Zahl für dieses Beispiel in einem Diagramm aufgetragen:

Optimale ISO Zahl in Abhängigkeit der Belichtungszeit
Optimale ISO Zahl in Abhängigkeit der Belichtungszeit

 

Abschließend noch Ausschnitte aus den gemachten Bildern:

ISO 10x30sec 1x300sec
ISO 100 Testobjekt bei 10x30 sec und ISO100 Testobjekt bei 300 sec und ISO100
ISO 400 Testobjekt bei 10x30 sec und ISO400 Testobjekt bei 300 sec und ISO400
ISO 800 Testobjekt bei 10x30 sec und ISO800 Testobjekt bei 300 sec und ISO800
ISO 1600 Testobjekt bei 10x30 sec und ISO1600 Testobjekt bei 300 sec und ISO1600
ISO 1x900sec
ISO 100 Testobjekt bei 900 sec und ISO100
ISO 400 Testobjekt bei 900 sec und ISO400
ISO 800 Testobjekt bei 900 sec und ISO800
ISO 1600 Testobjekt bei 900 sec und ISO1600

 

 

Messier 31 – Andromeda Galaxie Mosaik mit dem C6 + DSLR mit Reducer

Hier seht ihr ein Mosaik der Andromeda Galaxie oder strenggenommen nur den Kern der Galaxie.

Messier 31 - Andromeda Galaxie Mosaik mit dem C6 + DSLR mit Reducer

Das Mosaik besteht bisher nur aus 2 verschiedenen Belichtungsreihen, da der Winter 2015/2016 bei uns leider sehr wolkenreich und regnerisch war. Ein Alptraum für jeden Hobby Astronomen. Die erste Belichtungsreihe ist im November (glaube ich ^^) entstanden und die zweite am 29.01.2016.
Bei der zweiten Reihe habe ich zwei Teleskope parallel auf einer Montierung verwendet, um automatisch nachzuführen (Autoguiding). Hier ein Bild davon:

Celestron CAM mit parallel Montage von zwei Teleskopen

Die Montierung ist vom Gewicht allerdings jetzt ziemlich am Limit, bei der Nachführung hatte ich allerdings überhaupt keine Probleme. Für mich war es jetzt das erste mal, dass ich Autoguiding verwendet habe. Also Guiding Scope habe ich von Celestron den Astromaster 130EQ verwendet und zwar mit einer ALCCD5 als Guiding Kamera. Die Kamera ist dann über den ST4 Port direkt mit der Montierung verbunden. Als Nachführsoftware habe ich die neuste Developer Version von PHD Guiding verwendet.Ich habe 1 sec Belichtung genommen für das Nachführung, beim nächsten Mal würde ich gerne weniger nehmen, dadurch wird die Nachführgenauigkeit höher.

Die Daten der Aufnahmen sind folgende:

81x60sec bei ISO1600 und 100 Darks

20x300sec bei ISO800 und 24 Darks
Bei beiden ca. 130 Bias Frames.
Alle Aufnahmen mit dem CLS Filter von Astronomik, da bei uns leider sehr starke Lichtverschmutzung herrscht.
Die Bilder habe ich dann beide einzeln in Pixinsight gestackt und den Hintergrund entfernt.
Danach habe ich die beiden Bilder mit StarAlign von Pixinsight Ausgerichtet.
Wichtig hierbei: Frame Adaption anschalten !!!!
Dadurch werden die Helligkeiten angeglichen, zumindest wird es versucht. Naja die beiden Bilder haben natürlich sehr unterschiedliche Belichtungszeiten und zudem auch noch ISO Zahlen. Das ist sicher sehr ungünstig, aber es ist nunmal so und dafür finde ich das Ergebnis doch recht gut.
Am Ende mit GradientMergeMosaic zusammengefügt und danach das Mosaik normal bearbeiten.
Mit dem Ergebnis bin ich soweit zufrieden, leider fehlen noch große Teile der Galaxie. Mit dem Celestron C6 komme ich mit Reducer allerdings nur auf ca. 900mm Brennweite runter, was für dieses riesige Objekt immer noch viel zu viel ist.
Zudem wird eigentlich nur der mittlere Bereich der Aufnahme wirklich brauchbar mit dem Reducer.

Celestron Advanced GT / CAM Autoguiding mit zwei Teleskopen parallel Tipps

Also mein Weg zum Guiding war leider relativ hart und steinig ^^ Als erstes habe ich komplett ohne Guiding gearbeitet und das lief auch gar nicht mal so übel. Bis zu 60sec Belichtungszeit pro Bild gingen eigentlich ganz gut,  allerdings nur wenn die Polausrichtung wirklich einwandfrei war. Dennoch war der Ausschuss an Bilder immer noch relativ hoch, fast jedes 2te Bild konnte ich eigentlich aufgrund von Strichbildung nicht verwenden.

Da ich eine Celestron CAM (Advanced GT) besitze und diese mit max. 10Kg belastet werden soll, wollte ich der Montierung eigentlich nur ungerne das Zusatzgewicht eines 2ten Teleskops aufbürden. Deswegen habe ich mich für einen Off-Axis-Guider entschieden und zwar den von Celestron. Zudem habe ich mir noch eine ALCCD5 Mono besorgt und dann auf gutes Wetter gehofft. Irgendwann konnte ich das ganze dann endlich mal testen und habe als Guiding Tool PHD Guiding angeworfen und sah erstmal nur schwarz mit etwas Rauschen.
Meine Vermutung war, dass das Bild einfach nicht scharf gestellt ist und ich deswegen nichts sehe. Ich habe dann verzweifelt versucht den Fokus zu finden, aber leider blieb das Bild nur ein dunkles Rauschen.
Also wartete ich auf eine Nacht in der man den Mond schön sehen konnte, um den Fokus der Guidingcam zu finden. Das klappte tatsächlich auch ganz gut, allerdings ist mir direkt aufgefallen, was für einen kleinen Ausschnitt ich nur sehen konnte und der war leider auch nicht besonders scharf (selbst bei gutem Fokus). Das liegt leider daran, dass man mit dem OAG vom Randbereich etwas Licht mit einem Prisma abzweigt und der Randbereich bei den meisten Optiken einfach nicht gut ist.
Als nächstes wollte ich dann mit dem gefundenen Fokus ein Deep Sky Objekt anvisieren und einen Leitstern finden: Keine Chance, denn wenn ich einen Stern gefunden habe, dann war das einfach nur ein sehr düsterer und verschwommener Fleck (bei min. 15sec Belichtung). Dieser Fleck wurde von PHD Guiding auch nicht besonders lange gehalten und 15sec mach im Prinzip eh keinen Sinn. Absolut schrecklich.

Als letzte Möglichkeit blieben dann ja nur noch die 2 Teleskope. Ich hatte neben meinem C6 noch ein Celestron Astromaster 130EQ (Newton 130/650mm) was auch ca. 4.5 kg wiegt. Mit beiden Teleskopen bin ich dann schon bei ca. 9.2 kg + Kamera 0.5 kg + Parallelmontage 1.0 kg = ca. 11 kg. Naja eigentlich schon mehr als man sollte und viel mehr als fotografisch empfohlen wird. Aber was solls, probieren wird es doch einfach mal aus.
Hierfür habe ich jetzt die ALCCD in den Newton gepackt und los ging es. Die erste Frage war schon, was mache ich mit dem Index der Montierung, beim Beginn der Ausrichtungsroutine soll man die Montierung ja in Indexstellung bringen. Das ging jetzt leider nicht mehr, da die Dec Achse um 90° verdreht sein muss für die Parallelmontage.
Ich habe das Problem ganz einfach lösen können, indem ich einfach die Montierung über den Polsucher auf den Polarstern ausgerichtet habe und danach mit dem C6 den Polarstern in das Sichtfeld gebracht habe. Diese Position habe ich dann als Index verwendet und die Montierung hat das auch anstandslos genommen.
Vom PHD Guiding habe ich die neueste Developer Version verwendet und konnte mit dieser Konfiguration mit 1sec Belichtung ohne große Probleme mehrere Leitsterne finden. Das nächste Mal werde ich auf 0,5 sec runtergehen, dann ist die Nachführung noch etwas genauer. 300sec Einzelbelichtung waren so überhaupt kein Thema mehr und ich hatte wunderschöne runde Sterne. Vom hohen Gewicht konnte ich nichts merken, da lief alles einwandfrei.

 

Hier ein Bild von den beiden Teleskopen auf der Montierung:

Celestron Advanced GT / CAM Autoguiding mit zwei Teleskopen parallel
Celestron Advanced GT / CAM Autoguiding mit zwei Teleskopen parallel

Sternschnuppe der Perseiden + Kassiopeia Widefield

Hier 2 Bilder von Kassiopeia als Widefield mit 18mm Brennweite und einer Sternschnuppe der Perseiden. Die Perseiden entstehen dadurch, dass wir den Schweif eines Kometen streifen und deswegen viele Staub und Eispartikel in unsere Atmosphäre eintreten.

Eigentlich sind es 150 Bilder zu jeweils 20sec Belichtungszeit bei ISO800. Die Bilder habe ich dann alle zusammengerechnet und das Sternschnuppenbild nochmals extra über das fertige Bild gelegt. Dadurch kann man die Sternschnuppe und auch die dunkleren astronomischen Objekte erkennen.

Das eine Bild ist beschriftet, da man wirklich extrem viele astronomische Objekte darauf sehen kann.  Das andere Bild ist nicht beschriftet und hat eine höhere Auflösung. Sehen könnt ihr darauf das Sternbild Kassiopeia (sieht aus wie ein W) und sogar 2 nahe Galaxien. Die restlichen beschrifteten Objekte sind alles Sternencluster, also Sternanhäufungen. In der Mitte des Bildes ist sogar unsere Milchstraße leicht zu erkennen.

Sternschnuppe der Perseiden + Kassiopeia Widefield

 

Sternschnuppe der Perseiden + Kassiopeia Widefield

Messier 16 – Pillars Of Creation mit dem C6 +DSLR bei voller Brennweite

Das sind die berühmten Pillars of Creation im Adlernebel (M16). Ich war doch neugierig was mit dem C6 und den Bedingungen im Moment (kurze Nächte, hohe Temperaturen) überhaupt möglich ist. Jetzt im Sommer sin die Bedingungen denkbar schlecht, ich konnte erst ab 23 Uhr anfangen das Teleskop zu justieren und bis ich dann das Objekt dann anständig auf der Linse hatte, war es dann auch schon 1:00. Und um 4:00 wird es dann auch schon wieder heller, da bleibt dann leider nicht soviel Zeit zum belichten. Zudem steht der Adlernebel sehr tief über dem Horizont, dass macht es leider auch nicht besser. Also tief über dem Horizont ist die Lichtverschmutzung natürlich viel stärker. Naja aber im Großen und Ganzen sieht es doch eigentlich ganz anständig aus. Mit dem tollen Bildern vom Hubble Teleskop kann ich natürlich nicht mithalten, die findet ihr hier:

http://de.wikipedia.org/wiki/Pillars_of_Creation

Diese Materiesäulen sind ca. 7000 Lichtjahre entfernt und befinden sich damit noch in unserer Milchstraße. Wahrscheinlich sind die Säulen durch eine Supernovaexplosion entstanden. Man geht sogar davon aus, dass diese Formation nicht mehr existiert. Aber da das Licht ja 7000 Jahre bis hier hin braucht, haben wir noch einen wunderschönen Blick in die Vergangenheit.

Messier 16 - Pillars Of Creation mit dem C6 +DSLR bei voller Brennweite

 

Lights: 105x60sec
Darks: 87x60sec
Bias: 60×1/4000sec
Alles bei ISO1600 und mit dem CLS Filter von Astronomik, ohne den Filter wären diese Aufnahmen wahrscheinlich nicht möglich gewesen.

 

So am 17.6 konnte ich noch ein paar zusätzlich Bilder mit dem Reducer schießen und diese dann mit den vorherigen zusammen stacken. Insgesamt komme ich dann auf folgende Daten:
Lights 105+89x60sec
Darks: 87+100x60sec

Messier 16 - Pillars Of Creation mit dem C6 an 2 Nächten