CCD-Testnaechte im Juni 1998 ============================ Jeder fortgeschrittene Astrofotograf hat irgendwann einmal das haendische korrigierte Nachfuehren von Astrofotos satt. Oft sitzt man ja stundenlang am Fadenkreuzokular, womoeglich in unguenstiger Einblickposition, es ist bitterkalt, man darf sich aber keine Minute vom Okular fortbewegen, da jederzeit die Nachfuehrung des Teleskopes entweder kurz stehen bleiben oder davonlaufen kann. Vor allem, wenn man - so wie ich - eine unruhige Nachfuehrung besitzt, die jederzeit fuer Ueberraschungen gut ist. Da hilft nur mehr eines: Ein CCD-Autoguider muss her! Nun wird jeder Astrofoto-Profi erklaeren, das beste CCD fuer's Autoguiding sei das SBIG ST-4. Dieses CCD hat allerdings einen sehr kleinen Chip und nur einen 8bit A/D-Wandler. Da es mich aber doch gereizt hat, mit dem CCD auch Bilder aufzunehmen, entschied ich mich schliesslich fuer ein Pictor 216XT der Firma MEADE. Dieser Chip besitzt immerhin 336 x 242 Pixel und einen 16bit A/D-Wandler. Im Maerz 1998 war es schliesslich soweit: Ich hielt das CCD in meinen Haenden. In den folgenden Monaten habe ich es oft als Autoguider getestet, aber aus verschiedensten Gruenden hat es einfach nicht so funktioniert, wie ich es gerne gehabt haette! Zum einen liess sich kein Deklinationsmotor fuer mein Meade LX100 8" Teleskop mehr auftreiben, zum anderen ist das Bildfeld des Off-Axis-Guiders erheblich vignettiert; kurz und gut, ich habe es bisher als Autoguider nicht einsetzen koennen. Auch beim Imaging hatte ich zunaechst zahlreiche Probleme. Da war einmal das Problem mit dem Fokussieren: Es ist gar nicht einfach, staendig Bild um Bild herunterzuladen und zu kontrollieren, ob Sterne punktfoermig sind oder nicht, noch dazu wo das Herunterladen jedes Bildes ca. 3 Minuten braucht, da das CCD ueber ein serielles Kabel mit dem Laptop verbunden wird! Und das in einer Zeit, in der Video-CCDs wesentlich groessere Farbbilder in Echtzeit speichern koennen! Die von MEADE mitgelieferte und per Internet aufruestbare Software hat zudem einige Maengel, so wird im fuer das Fokussieren vorgesehenen Programmteil das mit einem Schmidt-Cassegrain-Teleskop unvermeidliche Spiegelshifting nicht beruecksichtigt, dieser Programmteil ist daher bei meinem Teleskop unbrauchbar! Nach einer Weile bin ich draufgekommen, das mein 9mm Fadenkreuzokular von MEADE mit dem CCD so ziemlich parfokal ist, somit kann der grobe Fokus schnell gefunden werden. Die Feineinstellung konnte ich mittels einer 2-Lochmaske bewerkstelligen, ein alter Astrofoto-Trick. Die Maske habe ich aus Karton geschnitten, sie erzeugt von nicht genau fokussierten Sternen zwei Bilder, die es zur Deckung zu bringen gilt. Dennoch gelangen mir kaum brauchbaren Abbildungen von Deep-Sky-Objekten mit meinem 8" f/10 Teleskop, da die Nachfuehrung des Teleskopes derart unruhig laeuft, dass es so gut wie keine Aufnahmen gibt, in der Sterne wirklich punktfoermig abgebildet worden waeren. Der einzige Lichtblick waren einige Mondaufnahmen, die ich in der Nacht vom 2. auf den 3. Juni in Niederleis erstellte. Der Mond ist bei f/6.3 (ich arbeitete mit Fokalreduktor) ein derart helles Objekt, dass ich die Lochmaske gleich auf dem Teleskop draufgelassen habe, um die Oeffnung zu reduzieren, damit die helleren Teile des Mondes auch bei der minimalen Integrationszeit von 4 Millisekunden nicht saturiert werden. Bei dieser Belichtungszeit konnte ich Seeing und Teleskopnachfuehrung "einfrieren". Die 12 in dieser Nacht gemachten CCD-Aufnahmen fuegte ich spaeter zu einem leider unvollstaendigen Mondmosaik zusammen, es kann auf meiner Homepage (WWW-Adresse am Ende dieses Berichts) bewundert werden. In der Nacht von 6. auf den 7. Juni unternahmen wir den ersten Versuch, das 5.7" f/6 Maksutov-Newton Teleskop meines Beobachtungspartners Wolfgang "Howdii" Howurek fuer das CCD-Imaging zu nutzen, jedoch scheiterte das in dieser Nacht an der noch nicht einsetzbaren Nachfuehrung seiner VIXEN SP-DX Montierung (die Batterien machten schlapp). Zumindest konnten wir ein nicht nachgefuehrtes CCD-Bild vom Mare Humorum am Mond aufnehmen, das einiges erwarten liess. Die naechste CCD-Testnacht war die Nacht vom 16. auf den 17. Juni, eine fuer das Weinviertel ungewoehnlich gute Nacht, mit bestem Seeing und einer Grenzgroesse von immerhin 5.8 mag, obwohl wir, da wir wegen des Laptops vom Stromnetz abhaengig waren, im Hintergarten eines Hauses am Ortsende von Niederleis standen! Ich hatte mein 8" Teleskop dabei und es schon aufgebaut, und war gerade beim Einnorden, als Howdii eintraf. Sein 5.7" war rasch aufgebaut, und diesmal hatte er ein Kabel dabei, mit dem er die Nachfuehrung seiner SP-DX an seine Autobatterie anschloss. Howdii wollte nicht viel Zeit mit dem Poljustieren der Montierung verschwenden, und arbeitete einfach mit dem Polsucher, so genau es eben geht. Das erste Zielobjekt sollte der Kugelsternhaufen M13 sein. Rasches Grobfokussieren mit dem parfokalen Okular, danach war das CCD schnell reingesteckt in seinen flachen 1.25"-Fokussierer. Ich meinte, jetzt kommt erst mal das Feinfokussieren mittels Lochmaske, aber Howdii meinte nur "Ziag amoi!". Hmm, naja, das wird wohl nichts ohne Fokussieren, dachte ich, machte aber trotzdem eine 1-minuetige Aufnahme. Der Laptop brauchte wieder seine ueblichen 3 Minuten, bis das Bild da war, und siehe da: Punktfoermige Sterne quer ueber das ganze Bild! Keine Hacker der Nachfuehrung, und haarscharf fokussiert! Und was fuer ein grosses Bildfeld der Ceravolo doch hat! Kein Vergleich mit dem winzigen Bildfeld meines Meade 8", der noch dazu selbst wenn die Nachfuehrung mal ruhig laeuft, ziemlich dicke Sternbilder erzeugt. Seit damals habe ich meinen Meade 8" nicht wieder fuer CCD-Aufnahmen verwendet. Wir haben in dieser Nacht noch etliche CCD-Aufnahmen gemacht, von M13, M51, M27, M57, M101 und M3, allesamt sind sie jetzt in der Astrofoto-Gallerie auf meiner Homepage zu finden, man ueberzeuge sich dort von deren Qualitaet! Wir machten immer mehrere 1-minuetige Aufnahmen von den Objekten, wobei wir den Bildausschnitt immer ein Stueck verschoben haben. Spaeter habe ich die Bilder zusammenaddiert, dadurch erhalt man ein groesseres Bildfeld, und dort, wo sich mehrere Einzelframes ueberlappen, erhaelt man eine bessere Aufloesung und/oder ein hoeheres Signal/Rausch-Verhaeltnis. Mein Meade 8"-Teleskop haben wir in dieser Nacht uebrigens voellig ungenutzt stehen gelassen... Beim Bearbeiten des M57-Bildes wurde es kurz spannend: Ich entdeckte ein schwaches nebeliges Fleckerl ca. 5 Bogenminuten westlich des Ringnebels. Auf den Sternkarten war an dieser Stelle nichts verzeichnet, war es vielleicht gar ein Komet? Als ich jedoch ein Bild dieser Stelle in der Deep-Sky Survey im Internet anschaute, entdeckte ich dort eine face-on Balkenspiralgalaxie. Spaeter stellte sich heraus, das es IC1296 ist, mit nur 15.4 mag Helligkeit! Bei Sternen erreicht man mit 1-minuetigen Aufnahmen mit diesem CCD und dem kleinen 5.7" fast 17mag! Howdii liess es natuerlich keine Ruhe, er suchte - und fand - die Galaxie visuell mit seinem 18" Dob in der Nacht vom 21. auf den 22.6. auf der Ebenwaldhoehe, wie er in seinem Bericht ja geschrieben hat. Gruende fuer die gute Ausbeute des CCDs in Kombination mit dem 5.7" Maksutov-Newton sind natuerlich die ausgezeichnete optische Qualitaet des von Peter Ceravolo hergestellten Instruments, aber auch der guenstige Abbildungsmasstab: Die einzelnen CCD-Pixeln messen 10 x 10 Mikrometer, daher fallen bei 870 mm Brennweite gerade 2.4 Bogensekunden auf ein Pixel. Damit entfaellt zwar bei normalem Seeing gerade ein Pixel auf einen Stern, aber fuer Deep-Sky-Objekte ist dieser Abbildungsmasstab geradezu optimal. Unsere naechste CCD-Nacht war diejenige vom 19. auf den 20. Juni, eine ebenso gute Nacht, die wir am gleichen Ort verbrachten. In dieser Nacht "schossen" wir nochmals M57 und M101, die diesmal hoeher am Himmel standen, aber auch einen Teil des Cirrus-Bogens. Wir versuchten auch laenger belichtete Aufnahmen, mussten aber feststellen, dass bei Aufnahmen mit ueber 3 Minuten Integrationszeit auch die Nachfuehrung der SP-DX Sterne zu kleinen Strichen verzeichnet. Laenger belichtete Aufnahmen koennen wir also nur erstellen, indem wir mehrere Aufnahmen addieren. Jedenfalls kein Problem gibt es mit der Poljustierung mittels Polsucher, damit ist keine lange Vorbereitungszeit notwendig, CCD-Imaging sozusagen Plug and Play! Die bislang letzte CCD-Nacht hatten wir vom 29. auf den 30.6., erstmals waren wir unabhaengig vom Stromnetz und standen auf den Feldern oberhalb von Niederleis. Die Nacht war wettermaessig ziemlich enttaeuschend, Wolkenfelder verwehrten uns mehrfach die Sicht auf die Objekte, die wir aufnehmen wollten, die visuelle Grenzgroesse lag bestenfalls bei 5 mag. Ohne CCD haetten wir in so eine Nacht wohl rasch Schluss gemacht. Kurioserweise "sieht" die CCD auch durch Wolken, mehrfach war im Zielgebiet kein Stern mehr zu sehen, wir erhielten dennoch akzeptable Bilder, freilich mit etwas hellerem Hintergrund. Aufgenommen haben wir M13, NGC 6207 (eine kleine Spiralgalaxie nahe M13), M12, M10, und schliesslich noch Jupiter. Da Jupiter ziemlich niedrig stand, war das Seeing dementsprechend schlecht. Wir konnten die Seeingbewegungen zwar "einfrieren", aber Jupiter war auf den meisten Bildern dadurch verzerrt. Ausserdem ist der Planet im Primaerfokus bei nur 870mm Brennweite doch relativ klein. Deshalb werden wir in Zukunft fuer Planeten eine 5x Barlowlinse verwenden, und abwarten, bis bessere Seeing-Bedingungen herrschen... Zusammenfassend sind wir von der Abbildungsleistung des Pictor 216XT CCDs positiv beeindruckt, man bedenke nur, wie lange eine Fotografie eines Deep-Sky-Objektes im Gegensatz zum CCD dauert! Man erreicht mit einer CCD-Aufnahme von 1 Minute ungefaehr die gleiche Tiefe, fuer die man mit einem geeigneten Film bei gleicher Brennweite etwa 45 Minuten belichten muesste. Natuerlich fehlt den CCD-frames noch die Farbe, doch kann man das mit einem Filterrad ebenfalls bewerkstelligen, oder aber man besorgt sich eines von den jetzt neu entwickelten Farb-CCDs. Die Bildverarbeitung kann gleich am Computer erfolgen, man erspaert sich das Einscannen. Der Einzige verbleibende Vorteil der herkoemmlichen Astrofotografie ist nur mehr das groessere Bildfeld. Sogar Howdii, sonst ein ueberzeugter visueller Beobachter, hat sich von den CCD-Aufnahmen beeindrucken lassen und in den Testnaechten ausser zum Einstellen der Abbildungsobjekte keinen Blick durch sein Rohr geworfen! Er meint, fuer ihn ist das CCD deshalb so von Vorteil, weil man damit auch gute Naechte, in denen aber der Mond am Himmel steht, nutzen kann. Vollmond sollte es zwar nicht sein, aber ein Viertelmond stoert kaum. Ausserdem kann man selbst in maessigen Naechten, die man visuell wohl kaum nuetzen wuerde, immer noch lohnenswerte CCD-Ausbeute haben, und man braucht dafuer nicht einmal weit fahren, sondern kann durchaus brauchbare Ergebnisse auch im Weinviertel erzielen. Dabei kommt man mit dem kleinen 5.7" f/6 Maksutov-Newton ebenso tief oder sogar noch ein bischen tiefer als mit dem 18" in einer guten Nacht an einem guten Beobachtungsort! Natuerlich weist das Pictor 216XT-CCD auch Maengel auf: Hauptkritikpunkte sind die in manchen Dingen mangelhafte Software und die lange Zeit, die man warten muss, bis ein Bild heruntergeladen ist. Das CCD - Kernstueck ist uebrigens der von Texas Instruments erzeugte TC-255 Chip - ist jedoch leistungsfaehig und wird uns wohl noch in so mancher Nacht mit verschiedenen Instrumenten gute Bilder liefern. ---------------------------------------------------------------------------- Update 12.1.2000 ================ Beim Anschauen meiner Webstatistik 1999 habe ich gesehen, daß gerade diese Seite recht häufig besucht wird (3.7 Zugriffe pro Tag!), es ist daher höchste Zeit für einen Update, da die Information in diesem Artikel schon recht veraltert ist. Die Pictor 216XT CCD-Kamera hat inzwischen schon viel Einsatz als Autoguider gesehen, hauptsächlich mit meinem 4" f/6.5 Apochromatischen Refraktor, der seit April 99 mein primäres fotografisches Instrument geworden ist, aber auch mit dem 8" f/10 SCT, das nunmehr nicht mehr in der ursprünglichen Gabel, sondern ebenfalls auf der GP-DX montiert ist. Als stand-alone Autoguider funktioniert die Kamera ausgezeichnet, obwohl Astrofoto-Experten nach wie vor der Meinung sind, daß eine SBIG ST-4 genauer und auch mit schwächeren Sternen nachführt. Ich kann jedoch nicht klagen: Alle Aufnahmen, bei denen die Pictor als Autoguider in Einsatz war, zeigen kreisrunde Sternscheibchen, keine Spur von Nachführfehlern, und die Pictor kommt im Gegensatz zur ST-4 ohne seperate Steuerbox aus, Kontrollbutton und zweistelliges Display befinden sich auf der Rückseite der Kamera. Die Bedienung aller Funktionen der Kamera mit nur einem Button ist gewöhnungsbedürftig, aber ganz ok, wenn man einmal heraußen hat, wie's geht. Mein Leitrohr ist ein 63/840 mm Achromat. Mit der Standard-Integrationszeit von 1 Sekunde kann ich damit Sterne bis zur 8. Größenklasse als Leitsterne verwenden, mit längeren Integrationszeiten sogar bis zur 10. Größenklasse, bei Leitsternen bis zu 6 mag kommt man mit der minimalen Integrationszeit von 0.1 s aus. Das Verbindungskabel zwischen Pictor und Steuerung (ein Sinus II - Nachbau) meiner Montierung mußte ich mir selbst basteln, das liegt aber am nicht standardisierten Eingang der Steuerung und nicht am Ausgang der Pictor. Die CCD-Kamera ist für Autoguiding-Zwecke leicht zu fokussieren, weil das Meade 9mm Fadenkreuzokular parfokal ist. Den Leiststern auf dem kleinen CCD-Chip einzufangen, ist schon ein wenig schwieriger. Die Kalibration der Kamera mit der Steuerung ist auch nicht ganz plug&play, nach einiger Zeit findet man aber die richtigen Kalibrationszeiten für RA und Dec heraus. Wichtig für eine erfolgreiche Kalibration ist, daß man den Chip parallel zur RA oder zur Dec-Achse ausrichtet. Eine einmal erfolgte Kalibrierung bleibt bis zum Ausschalten der Kamera gültig, sofern man das CCD immer mit der gleichen Orientierung hineinsteckt und das Teleskop sich stets auf derselben Seite der deutschen Montierung befindet. Nachteile? Hin und wieder beschlägt das Fenster vor dem Chip in extrem feuchten Nächten. Mit Hilfe der Auto-Heizlüftung kann man es aber rasch wieder trocken bekommen, man muß nur erst draufkommen, daß es beschlagen ist und daher nicht funktioniert... Die Chipfläche ist klein, mitunter tut man sich schwer, den Leitstern darauf einzufangen, das ist aber bei fast allen Autoguider-CCDs so. Wer genug Backfokus hat, kann sich einen Klappspiegel zulegen, um das Problem zu lösen. Manchmal mühe ich mich auch eine ganze Weile mit der Kalibration herum, die Kalibrationszeiten müssen ziemlich genau stimmen und sind von Brennweite und Deklination stark abhängig. Ansonsten bin ich sehr zufrieden mit der Pictor, als Autoguider. Für's Imageing ist die CCD-Kamera zwar einsetzbar, aber nicht mehr ganz up-to-date. Vor allem die langen Download-Zeiten über das serielle Kabel und die kleine Chipfläche sind nicht mehr zeitgemäß und machen das Abbilden größerer Objekte zu einem Geduldspiel. Auch ist die spektrale Empfindlichkeit des CCDs gegenüber dem des Auges weit in den roten Spektralbereich hineinverschoben, daher kann es Probleme mit auf visuelle Beobachtung hin korrigierte Refraktoren geben. Hin und wieder verwende ich die Kamera trotzdem noch erfolgreich zur Abbildung kleinerer Objekte, wie einige Beispiele in meiner Astrofoto & CCD - Gallerie zeigen. DI Mag. Walter Koprolin