Astrofotografie ohne Guiding

Der Traum jedes Astrofotografen: einfach abdrücken, ohne sich mit Guiding herumschlagen zu müssen. Geht das? Kommt drauf an. Schauen wir uns diverse Möglichkeiten an, ob, wie, was geht.

Die einfachste Möglichkeit ist den Antrieb einfach laufen zu lassen. Montierungen mit bravem Trackingverhalten lassen selbst mit Brennweiten von einem Meter oder knapp darüber zwei bis drei Minuten Belichtungszeit zu, wobei Sterne perfekt rund abgebildet werden. Man muss aber mit Ausschuss rechnen. Bei kürzeren Brennweiten und kürzeren Belichtungszeiten weniger, bei längeren Brennweiten und längeren Belichtungszeiten mehr. Das kann schon eine Größenordnung von 50% bis 70% erreichen. Es ist eine „Brachialmethode“, die halt viel mehr Belichtungszeit erfordert, als verwertbar ist. In den besten Fällen geht es sich aus, eine Montierung mit bravem Trackingverhalten und PEC so weit zu bringen, dass mit relativ kurzer Aufnahmebrennweite kaum Ausschuss entsteht. Irgendwo hat diese Methode einfach ihre Grenzen.

Kann man nicht mit ausgefeilter Technik die Sache beherrschen? Da gibt es doch neuerdings Montierungen, bei denen der Gleichlauf der Stundenachse per hoch auflösendem Encoder überwacht und geregelt wird. Es gibt sogar ein System, das man an div. handelsübliche Montierungen anbauen kann, wo ebendies verwirklicht wird. Gesetzt der Fall, wir hätten eine Montierung, die mit geregeltem Antrieb so fein läuft, dass der Restfehler innerhalb der Seeing Schwankungen von etwa +/- 1“ liegt. Ist das die Lösung aller Träume? Jein. Bei mobilem Einsatz würden wir bald an die Grenzen der Polaufstellung kommen.

Ein sehr genauer Polsucher kann gut genug sein. Wenn eine „Brot und Butter Montierung“ nur mit einem Regelsystem aufgepeppt wird, wird der Polsucher wohl kaum genau genug, sein. Wenn man ihn denn auch überhaupt zentrieren kann. Eiernde Achsen sind keine Seltenheit, wackelig sitzende Polsucher sind noch viel eher anzutreffen, da ist es vergebliche Liebesmüh, den Polsucher exakt zentrieren zu wollen. Scheinern ist für den Feldeinsatz eine relativ aufwändige Prozedur. Ok, so wie das Scheiner Verfahren allgemein beschrieben wird, sicher. Folgt man den Originalanweisungen von Julius Scheiner, dann ist es ein Verfahren, wo der Fehler durch Drift gemessen wird, und die Korrektur, um wie viel die Stundenachse in Azimut bzw. Höhe verstellt werden muss, berechnet wird. Es gibt auch Webcam gestützte Verfahren, die nach dieser Methodik arbeiten. All diese Methoden erfordern einen gewissen Zeitaufwand. Es ist die Frage, ob man sich das für den Feldbetrieb jedes mal antun will. Man kann die Poljustierung mit aufwändigen Verfahren auf die Spitze treiben. So etwas würde sich nur für eine ortsfeste Aufstellung in einer Sternwarte lohnen.

Doch auch dabei stößt man irgendwo an eine Grenze: die Refraktion der Atmosphäre. Es reicht dabei nicht, die Montierung statt mit "siderial tracking rate“ mit "King rate“ "raspeln“ zu lassen. "Die“ King rate gibt es so eigentlich nicht. Das ist, wenn es diese Einstellung in der Steuerung gibt, bestenfalls eine gemittelte King rate (ca. eine Sekunde pro Stunde langsamer als "siderial rate“). Eine gute Sternwarten GOTO Steuerung kann allerdings eine echte Korrektur der Refraktion leisten, indem der aktuelle Luftdruck und die Seehöhe der Sternwarte erfasst werden, und anhand dieser Daten, da die Steuerung auch weiß, wohin das Teleskop gerade zeigt, die Tracking Rate angepasst werden kann.

All das funktioniert auch nur, wenn es keine mechanischen Probleme wie Durchbiegungen im System gibt, was wiederum einigermaßen unwahrscheinlich ist. Unterm Strich: auch diese Methode hat mit viel Aufwand ihre Einschränkungen. Ein Autoguider wird also kaum erspart bleiben. Der Guider hat zwar nicht mehr viel zu tun, nur ein bischen Drift ausgleichen, aber genau das wäre seine Arbeit. Da fragt es sich, wenn eine Montierung ohne Probleme von einem Autoguider beherrscht werden kann, ob es den finanziellen Aufwand des geregelten Antriebs lohnt, weil diese hoch auflösenden Encoder sind eine sehr teure Sache. Man hat nur die Sicherheit, wenn man in so eine Montierung investiert, dass es mit Guider auf jeden Fall klappt.

Geht es also gar nicht, auch mit viel Technik nicht? Doch.Wenn eine Montierung über einen geregelten Antrieb verfügt, die GOTO Steuerung die Refraktion berücksichtigt, und über ein Pointing Modell verfügt. Nach dem Alignment, also dem Aufsynchronisieren der Steuerung auf den Himmel, kann die Steuerung den aktuellen Himmel zum Standort errechnen. Dementsprechend werden GOTO Befehle umgesetzt. Nur, das errechnete Ziel und das tatsächliche sind nicht wirklich identisch. Wer eine GOTO Montierung hat, weiß wohl, dass das GOTO wohl trifft, aber mit einer gewissen Streuung. Mit dem Pointing Modell wird per Star Mapping von gut einem Dutzend oder mehr Sternen, verteilt über den ganzen Himmel, die aktuelle mit der theoretischen Position abgeglichen (d.h. man muss nach dem Anfahren des Mapping Sternes den Stern zentrieren und bestätigen, woraus die Steuerung den Offset errechnet). Auf diese Weise kann die Steuerung ein Pointing Fehlermodell erstellen, und anhand dessen u. a. Hinweise zur Verbesserung der Polaufstellung geben, zumindest ist sie nun in der Lage, nicht nur GOTO Ziele perfekter zu treffen, sondern kann auch Drift ausgleichen. All das ist dennoch eher eine Sache für ortsfeste Aufstellung in einer Sternwarte, weil meist das Star Mapping quasi zweimal ausgeführt werden muss, da nach einer erfolgten Verbesserung der Polaufstellung wieder einige Terms des Fehlermodells neu erstellt werden müssen. All das erfordert Zeit, und diesen Aufwand wird man bei mobilem Einsatz eher scheuen. Es sei allerdings noch dazu gesagt: selbst so ein System kann nicht alle mechanischen Fehler „einfangen“. Als Autor dieser Zeilen würde ich es nicht so sagen, wenn ich es nicht besser wüsste... in solchen Fällen hilft – erraten: ein Autoguider. Damit so ein System tatsächlich funktioniert, und wirklich ohne Guider gearbeitet werden kann, muss schon das Gesamtsystem hohe Qualität aufweisen. Ohne Zweifel ist so ein System sehr komplex, und will auch erst einmal beherrscht werden.