Grundlagen der Astrofotografie

Text zu einem Vortrag

Heute gibt es unzählige Mengen von Kleinbildkameras. Keine Reise, kein Urlaub ohne Fotoapparat. Stets bemüht für ein gutes Foto wird gutes Licht benötigt und wenn es nicht ausreicht oder Dunkel ist, nimmt man den Blitz zuhilfe. Wer einmal in einer klaren und mondlosen Nacht ohne lästiges Streulicht einer Stadt den Blick zum Sternenhimmel richtet, ist von diesem Anblick nicht nur fasziniert, sondern mehr! Dies ist der Eindruck der meisten Menschen. Man wird von Gedanken erfaßt, die über den Alltag hinausgehen. Was sieht man alles? Das leuchtende Band der Milchstraße, fast zum Greifen nahe; unzählige Mengen von Sternen ganz verschiedener Helligkeit. Dicht beieinander liegende Sternenhaufen, dann wieder Stellen wo wenige oder gar keine Sterne zu sehen sind oder wo ein kleines Stück des Himmels fast dunkel ist. Man sieht Sternansammlungen eingebettet oder umgeben von einem bizarren, fast durchscheinenden Nebelbereich und schließlich Sternzuordnungen, die als Sternbilder mit bekanntem Namen erscheinen. Dies alles wollen wir fotografieren, und das ist mehr als eine Urlaubserinnerung. Filmformat und Brennweite der Kameraoptik bestimmen den Ausschnitt des zu fotografierenden Himmelsbereiches. Unser KB-Film 24 x 36 mm geht übrigens auf Otto Barnack 1913 bei Ernst Leitz in Wetzlar zurück. Er entwickelte damals eine kleinformatige Kamera unter Benutzung von vorhandenem Kinofilm und wollte damit die großen unhandlichen Plattenapparate ablösen. Erstellte fest, daß eine Objektivbrennweite von 5 cm für dieses KB-Bild optimal war, wenn man dies auf einer Vergröerung von 13 x 18 cm große Papierbild brachte. Diese Urleika existiert noch und ist noch heute der Stammvater aller KB-Kameras auf der Welt oder besser gesagt aller japanischen Provenience. Es ist leicht auszurechnen: Eine Strecke oder ein Kreisdurchmesser eines Himmelsobjektes von einem Grad ergibt bei einer Brennweite von f = 5 cm auf dem KB-Bild einen Strich bzw. einen Kreis von 1 mm Länge bzw. Durchmesser. Das ist nicht der exakte Wert aber dennoch wohl ein Zufall. Der Mond mit 0,5ø Durchmesser am Himmel bildet sich also auf dem KB-Film als Lichtpunkt von 0,5 mm Durchmesser ab - dem kaum Details auf der Mondoberfläche entnehmbar sein werden. Zwei Sterne in einem Abstand von 0,05 Grad - also 3 Winkelminuten, liegen auf dem Film nur 0,05 mm d.h. mit 50 æ auseinander. Es wird also von der Güte des Objektives und dem Auflösungsvermögen des Films abhängen bei welchem Grenzabstand ein Sternpaar - also ein Doppelstern - auf dem Film noch getrennt erkennbar sein wird. Bei 13,5 cm Objektivbrennbreite - also einem Teleobjektiv - rücken beide Sterne um 13,5 : 5 mal weiter auseinander auf dem Film . Bei einem Weitwinkelobjektiv von 3,5 cm Brennweite jedoch um 3,5 : 5 näher zusammen. Die Sterne sind leider dauernd auf Wanderschaft - eine Täuschung - die Erde dreht sich in 24 Stunden um 360 Grad, d.h. für uns bewegen sich die Sterne am Himmel um 360 : 24 = 15 Grad in einer Stunde und somit um 15 : 60 = 0,25 Grad in einer Minute weiter. Vorher sahen wir aber , daß sich auf dem ruhenden Himmel ein Objekt von einem Grad Durchmesser auf dem KB-Film mit 1 mm Durchmesser abbildet. Auf dem sich drehenden Himmel wird in einer Minute ein Winkelbereich von 0,25 Grad durchlaufen, anders ausgedrückt: Ein Fixstern auf dem sich drehenden Himmel hinterläßt in einer Minute eine Lichtspur von 0,25 mm Länge. Überlegungen: Die Erde dreht sich um ihre Achse. Unsere Überlegungen bezüglich der aufgezeichneten Lichtspurlänge nach einer vorgegebenen Belichtungszeit gilt nur, wenn wir den Himmel senkrecht zur Drehachse aus ansehen bzw. fotografieren. Die Lichtspurlänge, die der Stern auf dem Film hinterläßt, hängt also im Endeffekt von der Deklination des Sternes ab (Cosinus-Gesetz). Ein Stern in der Polgegend wird sich auch bei längerer Belichtung als Punkt aufzeichnen. Text: Albert Troost, AAU (1997)