Testbericht über den Einsatz der DMK 21AF04.AS
in der Astronomie von
Silvia Kowollik

letzte Änderung:
15.06.2008

 
6 Gründe für den Einsatz dieser Kamera:

- sehr rauscharme s/w Bilder mit 640 x 480 Pixel
- Belichtungszeiten zwischen 1/10.000  Sekunden und 60 Minuten pro Einzelbild möglich
- Firewire-Verbindung zum PC erlaubt bis zu 60 Bilder pro Sekunde zu übertragen
- Aufnahme über Giotto, VirtualDub und dem Original-Aufnahmeprogramm der DMK
  möglich.
- Bildformate: BMP´s, JPG´s, AVI´s, alles unkomprimiert, ein Einzelbild ist 302 kB groß
- Einsatz von Filtern (UV, RGB, IR, Methanband) möglich

Technische Voraussetzungen:

- Betriebssystem: XP, Vista, Linux
- Schnittstelle für die Datenübertragung: IEEE 1394 (6-polig wegen Stromversorgung der
   Kamera),   alternativ 4 polig + extra Anschlußbuchse + Netzteil für 12 V Gleichspannung.
- schnelle Festplatte

Am 16. Januar 2008 kam die Kamera bei mir an, das Installieren der Treiber nach Anleitung auf meinem Laptop lief problemlos. Da der Himmel bedeckt war, probierte ich die Kamera zuerst mit einem Fotoobjektiv im Wohnzimmer aus, um ein Gefühl für die Kameraeinstellungen zu bekommen.
 
Vorneweg: mit dieser Kamera kann mit der Originalsoftware jeder gewünschte Bereich (ROI, "Region of Interest") ausgelesen werden.

Bei kurzen Videos (unter 10 Sekunden)  kann ich 30 Bilder pro Sekunde auf die Platte schaufeln, bei längeren Sequenzen habe ich etwa alle 10 Sekunden kurze Aussetzer (ca. 0,5 Sekunden), bei 15 fps friert mir der Bildschirm nicht ein und ich habe keine Aussetzer. Für schnelleren Input bräuchte ich eine schnellere Festplatte und mehr RAM...

Bei Planetenaufnahmen ist das Endergebnis gleich gut, egal ob ich 30 oder 15 fps aufnehme, bei 30 fps kann ich jedoch die Farbkanäle schneller hintereinander aufnehmen, was bei schnell rotierenden Planeten (Jupiter) von Vorteil ist.
 
Hier ein Rechenbeispiel:

30 fps, 4000 Bilder aufgenommen, Aufnahmezeit: 146 Sekunden. Theoretisch hätte ich in dieser Zeit 4380 Bilder gewinnen können. Ich habe also rund 380 Bilder verloren.

15 fps, 4000 Bilder aufgenommen, Aufnahmezeit: 267 Sekunden - volle 2 Minuten mehr als bei der höheren Bildrate...

Möchte ich jedoch die Bewegung von schnellen Objekten (z.B. Kleinplaneten, Sternbedeckungen,  Knoten in Kometenschweifen oder ähnliches ) ohne zeitliche Aussetzer dokumentieren, sind Aufnahmen mit 15 fps bei meinem Equippment angesagt...
 
  Einzeldark bei 10 Sekunden Belichtungszeit, Kontrast 2x log. gesteigert
     
  Summendark (100 Bilder) bei 10 Sekunden Belichtungszeit, Kontrast 8x log. gesteigert

In der Nacht 22/23. Januar konnte ich die Kamera erstmals am Himmel ausprobieren. Das Seeing war geschichtet und die Sterne daher leicht länglich, aber als Test für die Kameraempfindlichkeit trotzdem brauchbar:
 
  Einzelbild mit 0,5 Sekunden Belichtungszeit an meinem 8" Newton f=5, Verstärker zur Hälfte aufgedreht.
     
  Summenbild aus 95% von 600 Bildern a 0,5 Sekunden Belichtungszeit, kontrastverstärkt und sachte geschärft.
Kein Darkabzug.
     
  Einzelbild mit einem 35 mm Fotoobjektiv huckepack auf meinem Newton bei 16 Sekunden Belichtungszeit.
     
  Summenbild aus 50 von 60 Einzelbildern kontrastbearbeitet und sachte geschärft. Kein Darkabzug.

Grenzgröße bei dieser Belichtungszeit und tiefstehendem Orion ca. 10 mag
     

In den frühen Morgenstunden des 24. Januar war das Seeing etwas besser und ich machte den nächsten Versuch am abnehmenden Mond:
 
  Mosaik aus 20 Summenbildern aus Avi´s a 200 Einzelbildern bei 1 Meter Brennweite mit 8" Newton.
     

Am 2.2. war der Himmel entgegen der Ansage im Fernsehen/Internet sternklar, da konnte ich am 80 cm Spiegel der Sternwarte Zollern-Alb einen ersten Test durchführen. Das Seeing war nicht optimal, aber mit Reducer auf 5 Meter konnte ich den Eskimonebel ohne jeglichen Filter ablichten.

  190 Einzelbilder a 2 Sekunden, subpixelgenau gemittelt, kontrastverstärkt, sachte geschärft und auf Originalgröße zurückverkleinert. Kein Dark, kein Flat.

Das Ergebnis ist noch etwas rauschig, das nächste Mal nehme ich mehr Einzelbilder auf...

Unten: Vergleich zwischen meiner Aufnahme (links) und einer HST Aufnahme (rechts, auf die selbe Größe verkleinert).

     
     
  L-RGB Bild:

L: 190 Bilder a 2 Sekunden
R:   95 Bilder a 2 Sekunden
G:   95 Bilder a 2 Sekunden
B:   95 Bilder a 2 Sekunden

Die einzelnen Farbkanäle habe ich leider mit zu wenigen Einzelbildern aufgenommen...

     
Bei Temperaturen um den Gefrierpunkt und Belichtungszeiten bis 2 Sekunden kann ohne Dark gearbeitet werden. Ist es wärmer oder die Belichtungszeit länger, erkennt man nach dem Mitteln und Kontrastverstärken jedoch erste Hotpixel und Ausleseglühen. Ohne Darks geht dann nichts mehr...
 
  145 Einzelbilder mit 8 Sekunden Belichtungszeit, mit Giotto auf den Zentralstern gemittelt, ergaben dieses Summenbild. Deutlich sichtbar sind hier schräge Striche durch Nachführfehler der Montierung sowie in der linken oberen Ecke das Ausleseglühen.
     
  Leider habe ich in der Beobachtungsnacht vergessen, direkt im Anschluß ein Dark-Avi aufzunehmen. Im Warmen Wohnzimmer habe ich es nachgeholt. Ganz paßt es nicht zu den "kalt" aufgenommenen Rohdaten. Aber zur Demonstration geht es trotzdem.

145 Darks mit 8 Sekunden Belichtungszeit ergaben dieses Summendark.
     
  Das "warme" Summendark von den einzelnen Aufnahmen beim Mitteln abgezogen ergaben dieses Bild.

Die unschönen Striche durch die Hotpixel sind verschwunden, das Ausleseglühen ist stark reduziert :-))...

2 Stunden später besserte sich das Seeing etwas und ich konnte noch Saturn bei 8 Meter Brennweite aufnehmen.

  Saturn am 3.2.08, 5 % von jeweils 2.500 Einzelbildern, subpixelgenau gemittelt, RGB Filter von Astronomik, zurück verkleinert auf Originalgröße.
     

Die Farbgebung von Saturn hat mich etwas verwirrt, also habe ich mich noch einmal mit dem Datenblatt der Kamera beschäftigt. Ein Vergleich zwischen der spektralen Kameraempfindlichkeit meines Videomoduls und der DMK zeigt die Ursache der seltsamen Farbgebung:

  Das Videomodul (gelb unterlegt) ist im visuellen Spektrum gleichmäßig empfindlich, während die DMK (grün unterlegt) die höchste Quanteneffizienz im grünen Spektrum hat.
Um die Farben dem visuellen Eindruck anzugleichen, muß ich daher die Gewichtung der einzelnen Farbkanäle zukünftig verändern. Mit anderen Worten: bei blau und insbesondere rot muß ich entweder den Kontrast stärker hochziehen oder die Belichtungszeit erhöhen!

Bei einem Test zur Bestimmung des Reduzierfaktors mit einer 1 1/4" Shapley-Linse von TS und diversen 5 mm Zwischenringen entstand quasie "nebenbei" diese RGB Aufnahme des Orionnebels am 19. Februar 2008 (1 Tag vor Vollmond).

   

M 42 mit 4" Fraunhofer Refraktor (f=5), Brennweite reduziert auf 287 mm mit einem 5 mm Zwischenring und 1 1/4" Reducer von TS, RGB Filter von Astronomik, pro Farbkanal 400 Bilder a 1 Sekunde Belichtungszeit, Kontrast 2x log. gesteigert. Kein Dark, kein Flat. Aufnahme und Bearbeitung mit Giotto.
   

Noch Fragen oder Anregungen? Einfach eine Mail an: "webmaster@silvia-kowollik.de".


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