Beobachtung der ISS - MARXRAM Computer und Internet

Beobachtung der ISS

Wie fotografiert oder filmt man die ISS?

Diese Frage beschäftigt mich schon länger. Die optimale Aufnahme ist mir leider noch nicht gelungen, aber ich arbeite dran.

Damit ihr nicht bei Null anfangen müsst, habe ich hier viele Tipps und Erfahrungswerte aufgeschrieben. Über eure Rückmeldungen und Fotos freue ich mich!
Meldet euch gerne bei mir über
astromarxram-unlesbar.de

Um ein schönes Foto oder Video zu machen muss man "nur"ein paar Kleinigkeiten beachten :-)

Teil 0: Die innere Ruhe

Teil 1: Wissen wann die ISS wo am Himmel steht

Teil 2: Gutes Wetter, keine Termine und ein Auto

Teil 3: Equipment und Belichtungseinstellungen auswählen

Teil 4: Die Bewegung der ISS - Wie lange kann maximal belichtet werden?

Teil 0: Die innere Ruhe

Endlich - du sehnst dich dem heutigen Tag entgegen. Seit zwei Wochen weißt du schon, dass die ISS einen Katzensprung von deiner Haustür entfernt um kurz nach 19 Uhr direkt vor dem Jupiter vorbeifliegen wird. Dass sich das Wetter seit gestern doch verbessert hat kannst du kaum glauben.

Du bist also früher aus der Arbeit gekommen, packst zu Hause deine ganze Ausrüstung ins Auto, fährst an die Stelle, an der die Bedeckung des Jupiter ideal werden wird, baust das Teleskop, eine zweite Kamera und alles auf. Der Nordstern ist noch nicht zu sehen und verbringst noch eine gute Stunde mit Warten.

Dann kommt der Moment. Du siehst die ISS am Horizont aufsteigen und unaufhaltsam Richtung Jupiter ziehen. Kurz vor Jupiter erkennst du sie auch im Display deiner Spiegelreflex Kamera und bist begeistert, sie endlich im Kasten zu haben - Die Mühen haben sich scheinbar gelohnt!

Doch als du die Videoaufnahme stoppst, siehst du plötzlich, einen roten Punkt blinken und begreifst, dass du extrem viel Zeit dafür aufgewandt hast um den Jupiter zu filmen - kurz nachdem die ISS an ihm vorbeigeflogen ist.

Solch eine Erfahrung macht man hoffentlich nur einmal. Mit dieser Geschichte möchte ich euch warnen! Plant alles gut, geht es in Gedanken mehrmals durch, dann habt ihr gute Chancen im richtigen Moment zu funktionieren :-)

Beachte: Du hast in der Regel nur eine Chance die weniger als 3 Sekunden dauert!

Teil 1: Wissen wann die ISS wo am Himmel steht

Die ISS schafft es in etwas über 90 Minuten einmal rund um die Erde zu fliegen. Aber gar nicht so oft kann man sie dabei auch beobachten.

Ihr habt zwei Möglichkeiten:

  1. Versuchen die ISS mit den Steuertasten eures Teleskops zu verfolgen, nachdem ihr das Telskop grob auf die Position gestellt wo sie erscheinen müsste, oder
  2. Ihr stellt das Teleskop auf ein bekanntes Objekt ein und wartet, bis die ISS vorbeifliegt.

Für beides braucht ihr das Wissen darüber wann sich die ISS wo befinden.

Für 1) genügt euch die App "ISS Detector". Sie zeigt euch viele Möglichkietn die ISS zu sehen, gibt gleich einen Hinweis, ob der Überflug vom Wetter her beobachtbar ist und zeigt eine Karte, auf der eingezeichnet ist wo die ISS auftaucht und wo untergeht, sowie wie lange der Überflug dauern wird.

Für 2) Braucht man schon eine speziellere App und die Ereignisse sind deutlich seltener. "ISS Transit Prediction Pro" berechnet euch das aber alles! Ihr gebt den Ort ein, die App holt sich die aktuellen TLE Daten der ISS und berechnet, wann ihr eine Bedeckung in eurer Nähe beobachten könnt. Bei dieser Methode ist nicht nur der grobe Beobachtungsort entscheident. Ihr müsst idealer Weise mitten im Korridor der Sichtbarkeit sein. Sonst ist die ISS nur nah dran und vielleicht nicht ganz im Blickfeld eurer Kamera.

Alternativ könnt ihr auch bei CalSky die Berechnungen anstellen.

Teil 2: Gutes Wetter, keine Termine und ein Auto

Wenn man die „Ich warte am Jupiter auf die ISS“-Methode nutzt, was für den Anfang auch schon schwer genug ist, dann gibt es leider nur wenige Gelegenheiten, bei denen alles passt.

  • Termin und Uhrzeit - Es gibt sehr viele unmenschliche Zeiten, bei denen man nicht unbedingt seinen Schlaf aufgeben möchte
  • Der Ort ist entscheidend
    Wenn man sich die Ergebnisse von "ISS Transit Predicion Pro" ansieht, findet man im "näheren Umkreis", den man gerne auch mal auf 100km einstellt, viele Ereignisse innerhalb von z.B. 14 Tagen.
    Es ist aber jeweils nur ein schmaler, wenige km breiter, Korridor von dem aus die ISS scheinbar direkt vor dem Himmelskörper vorbei zieht. Ein paar km weiter entfernt sieht man zwar die ISS, aber nicht so nah, oder sogar fern ab des Planeten, der Sonne oder des Monds.
    Als Tipp: sollte man die Berechnungen kurz vor dem Ereignis, das man beobachten möchte, mit der App wiederholen, denn innerhalb von bis zu 2 Wochen hat sich in der Regel auch die Bahn der ISS leicht verändert, sodass auch der Beobachtungspunkt sich verschoben haben könnte. Die Bahnelemente der App werden immer neu aus dem Internet geladen und sind so recht aktuell.
  • Das Wetter muss leider auch stimmen. Wenn es mal nicht hinhaut: die ISS kommt schon recht häufig. Irgendwann klappt‘s bestimm!

Teil 3: Equipment und Belichtungseinstellungen auswählen

Die Objektivbrennweite entscheidet wie groß die ISS wird!

Die Brennweite ist der entscheidende Faktor, wenn es darum geht die ISS auch möglich groß auf dem Foto oder Video einzufangen. In den Beispielen habe ich die ISS mit zwei Brennweiten aufgenommen. Die Bilder zeigen je den vollen Ausschnitt der beiden Kameras.

Bild 1 "ISS@340mm" entstand an meinem Megrez 72 mit 0,79 facher Reduzierung bei f = 340mm Brennweite. Die ISS ist zwar sehr hell, jedoch sind auch beim Vergrößern sind keine Details zu erkennen. (Belichtungseinstellungen 1/60s @ISO 400)

Fazit 1: Die Brennweite muss deutlich größer sein als 340mm.

Bild 2 "ISS@4000mm"- hier wollte ich zu nah ran: Das Bild entstand gleichzeitig zu Bild 1, allerdings an einem deutlich größeren Celestron C8 mit 2-facher Vergrößerung bei f = 4000mm (=4 m!).
Da bei dieser enormen Vergrößerung die ISS besonders schnell durchs Bild huscht musste die Belichtungszeit klein eingestellt werden um sie nicht als Streifen aufs Bild zu bekommen.

Ich wählte 1/800s. Damit das Bild dann noch hell genug war musste der ISO Wert der Kamera auf 2500 erhöht werden, was zu der recht grisseligen Aufnahme führte.

Fazit 2: Zu viel Brennweite bei einer zu geringen Teleskopöffnung ist auch nicht sinnvoll (Hier war das Öffnungsverhältnis bei 1/20). Die ISS ist groß, aber entweder nur ein Strich - wenn man länger belichtet, oder verrauscht und dunkel.

Teil 4: Die Bewegung der ISS - Wie lange kann maximal belichtet werden?

Dies ist eine wichtige Frage, der man sich aber relativ gut nähern kann.

Wir versetzen uns in einen Pixel, der in der Kamera hockt und darauf wartet, dass sich vor ihm die "Leinwand" auftut und es etwas Schönes zu beobachten gibt. Als Pixel ist man recht klein. Etwa 4x4 µm (z.B. bei meiner einer Nikon D5500) oder je nach Kamera auch etwas größer oder kleiner. Jeder Pixel sieht nur einen Ausschnitt des Himmels.

Schritt1: Zunächst müssen wir bestimmen wir wie groß das Sichtfeld unseres Pixels - in Abhängigkeit von der Brennweite - ist.

Schritt 2: Danach behaupten wir, dass das Foto eines sich bewegenden Objekts genau dann noch scharf ist, wenn sich das Objekt nur so weit bewegt, dass es vom Nachbarpixel gesehen werden kann.

Aus der Skizze mit dem Objektiv und der Formel wird klar, wie der Zusammenhang zwischen Brennweite und Sichtfeld (auch engl. FOV: Field Of View) der Kamera ist.

Wenn man fürd = Bildgröße auf dem CCD die gesamte CCD Höhe/Breite (Bei meiner Nikon etwa 23 x 18 mm²) einsetzt, kann man ausrechnen, wie groß das Sichtfeld der Kamera bei der jeweiligen Brennweite ist. Dies habe ich in der mittlere Spalte der Excel Tabelle berechnet. Nehme ich nun für d nicht die Breite des gesamten CCD Chips, sondern die Breite eines Pixels (~ 23 mm / 6000 Pixel ~4 µm) erhält man das "Sichtfeld" eines Pixels. Dies ist in der dritten Spalte zu sehen.

Schritt 3: Die ISS bewegt sich mit 40 bis 200 Bogensekunden pro Zeitsekunde schnell fort: Die Belichtungszeit muss also so kurz gewählt werden, dass sich die ISS bei der gewählten Brennweite nicht viel weiter bewegt, als der Sichtwinkel eines Pixels groß ist.

Konkretes Beispiel zur Berechnung der Belichtungsdauer:

  • F = 2000 mm
  • Kamera = Nikon D5500 (CCD = 6000 x 4000 Pixel, 23 x 16 mm²)
  • Pixelbreite ~ 4 µm
  • Sichtfeld eines Pixels bei 2000 mm (Aus Excel Berechnungen) = 0,4" (Bogensekunden)
  • Wenn die Iss ~ 100 "/s (Bogensekunden pro Zeitsekunde schnell fliegt)
  • Ist die Belichtungszeit T_max = 0,4 " / (100 "/s) = 0,004 s, also 1/250 s

Die Fernsteuerung von Teleskopen war nie so einfach!

Hier gibt's weitere Informationen zum Bluetooth Upgrade

Videos und Tutorials

... findet Ihr in meinem Youtube Astro Kanal

MARXRAM

Seit 2006 kompetente Beratung bei (fast) allen Fragen rund um den PC und das Internet - Seit jeher begeistert von der Astronomie. 

Webhosting, Domains, Typo3 CMS 6,7,8, NextCloud, Piwik, Windows, Linux, Android, Embedded SW Entwicklung, App Entwicklung

Bluetooth für Ihr GoTo Teleskop

Machen Sie Ihr Teleskop fit für die Zukunft!

Teleskop per Bluetooth fernsteuern per PC, Smartphone und Tablet
Initialisierung von Zeit und Position per App: Scope Friend
Bequem und ohne Kabelsalat - Bluetooth Intern nachrüsten
Umbau für Celestron, Skywatcher und MEADE möglich

Kontakt

Roland Marx

Sembdnerstraße 2

82110 Germering

Mail: kontaktmarxram-unlesbar.de

Web: www.marxram.de