PF:Planetenfotografie mit Lucky-Imaging

Planeten werden typischerweise über eine Methode fotografiert, die als Lucky-Imaging bezeichnet wird. Es werden Videos oder Bilderserien mit kurzer Belichtungszeit (μs - ms) aufgenommen, die im Anschluss nach Qualität sortiert werden. Durch atmosphärische Störungen sind die meisten Bilder dabei unscharf. Durch passende Software können die besten Bilder, typischerweise 10% - 15% automatisch gefunden und im Anschluss überlagert werden. Auch die Sonne kann über diese Methode fotografiert werden.

Kameraeinstellungen

Belichtungszeiten im Mikrosekunden- bis Millisekundenbereich sind empfehlenswert. Dabei ist darauf zu achten, dass keine Pixel überbelichtet werden. Besonders bei hellen Planeten kommt es schnell partiell zu gesättigten Pixeln. Das Bildmaterial ist dann nicht mehr verwendbar. Eine Bittiefe von 8-Bit im PNG-Format ist meistens ausreichend und vereinfacht die Nachbereitung. Auch wenn keine Videos sondern einzelne Bilderserien aufgenommen werden, ist die Nachbereitung etwas übersichtlicher und damit einfacher.

Kameraempfehlung

Diese Art der Fotografie wird oft als Webcamfotografie bezeichnet, weil dafür preisgünstige Webcams eingesetzt werden können. Geeignete Astrokameras aus unserer Sammlung sind die ASI120MC-S oder die ASI187MC. Auch die ASI183MM ist prinzipiell geeignet, aber für diese Anwendung eigentlich etwas übertrieben. Eine Möglichkeit, eine günstige Webcam-Kamera mit großem Chip bereitzustellen, wäre der Einsatz der großen Kamera für den RaspberryPi. Diese stellt eine kostengünstige Alternative dar und ist als Bastelprojekt im Hinterkopf zu behalten. Als Aufnahmesoftware bietet sich die ASICap an.
Weitere technische Komponenten
Durch den Einsatz eines IR-Passfilters kann die störende Luftunruhe minimiert werden. Das einfallende Licht ist allerdings dann meist deutlich geringer, weshalb es vermehrt zu Bildrauschen kommen kann. Einen guten Mittelweg zu finden stellt die Kunst dieser Fotografieart dar.

Nachbereitung

Zur Nachbereitung bieten sich Programme, die Bilderserien und Bilder in Videodateien automatisch nach der Qualität sortieren und im Anschluss überlagern. Manuell zu sortieren ergibt aufgrund der großen Datenmengen und fehlenden objektiven Kriterien keinen Sinn. Passende Software ist hier zu finden.

Für die spätere Überlagerung werden nur die besten 10 % - 15 % verwendet. Wenn in den Daten eindeutig unscharfe Bilder zu finden sind, sollten weniger Bilder verwendet werden. Umgekehrt können die Filterkriterien lockerer eingestellt werden, wenn wenig Luftunruhe auf den Bildern zu sehen ist.

Die engere Auswahl der Bilder wird im Anschluss gestackt. Auch das geschieht automatisch. Das Ergebnis sollte ein deutlich rauschärmeres und schärferes Bild als ein rohes Einzelbild sein. Der Vorgang muss eventuell wiederholt werden, wenn die Parameter nicht gut aufeinander abgestimmt waren. Für eine hochwertige Weiterverarbeitung sollte das gestackte Bild unkomprimiert im PNG-, FIT-, oder TIFF-Format mit hoher Bittiefe gespeichert werden.

Nun findet dass Post-Processing statt. Dabei wird das Bild durch Rausch-, Wavelet-, und Schärfefilter verbessert. Als Programm kann Gimp verwendet werden. Die Ergebnisse einer solchen Verarbeitung sind auf dem Bild rechts dargestellt. Links befindet sich jeweils das Rohbild. Die mittlere Spalte zeigt gestackte, vorsortierte Bilder dar. Deutlich ist hier ein geringeres Rauschen und eine verbesserte Schärfe zu sehen. Durch die folgende Nachbereitung in der dritten Spalte wird klar, wie viel aus den dunklen Bildern an Information noch herauszuholen ist.

Gegenüberstellung vom Rohbild links, dem gestackten sortierten Bild mittig und dem nachbearbeiteten Bild rechts. Zusätzlich wurde bei einer Aufnahme des Saturns ein IR-Passfilter verwendet.

Universität Stuttgart, 5. Physikalisches Institut, AG Physik und ihre Didaktik, lizenziert unter CC BY-NC-SA 4.0