Astrofotografie

Die Aufnahme astronomischer Objekte ist eine Herausforderung, die besondere Anforderungen an die Ausrüstung stellt und meist von eher astronomisch als fotografisch interessierten Personen wahrgenommen wird. Da jedoch in unregelmässigen Abständen seltene astronomische Ereignisse wie Finsternisse oder Kometen einen weiteren Teil der fotografierenden Bevölkerung faszinieren, soll dieses Kapitel hier nicht ausgespart werden. Ein stabiles Stativ ist bei allen nachfolgenden Ausführungen so selbstverständlich, dass es nicht mehr gesondert erwähnt wird. Sehr hilfreich ist eine parallaktische Montierung, die eine Achse besitzt, welche sich parallel zur Erdachse stellen lässt. Hierzu passt man den Winkel der geografischen Breite an und stellt sie genau nach Norden. So lässt sich durch eine einzige Bewegung die Erdrotation ausgleichen. Noch hilfreicher für lichtschwache Objekte ist eine motorische Nachführung.

Will man Fotos von der Sonne machen, hat man mit zwei Problemen zu kämpfen: Erstens ist die Sonne sehr hell, und zweitens ist eine sehr lange Brennweite vonnöten.
Die Helligkeit der Sonne ist nicht nur ein belichtungstechnisches Problem, die starke Strahlung, vor allem auch die unsichtbare Infrarot(Wärme-)strahlung ist eine Gefahr für die Kameraelektronik, den Verschluss und vor allem auch für die Augen! Es ist daher unbedingt notwendig, ein geeignetes Filter vor dem Objektiv anzubringen. Während früher die entsprechenden Filter sehr teuer waren, gibt es inzwischen von der Firma Baader Filterfolien (auch Mylarfolien genannt), welche eine sehr hohe optische Qualität haben und vergleichsweise preiswert sind. Erhältlich sind sie bei Optikern, die auch Astronomiebedarf führen. Der Filterfaktor wird in optischer Dichte angegeben, es gibt sie in ND5 und ND3.5. Die Folie mit der Dichte 5 lässt ein hunderttausendstel (Faktor 10 hoch 5; knapp 17 Blendenstufen) des Lichtes durch und ist für die visuelle Beobachtung der Sonne geeignet. Die Folie mit Dichte 3.5 lässt etwa ein dreitausendzweihundertstel (Faktor 10 hoch 3.5; rund 11.5 Blendenstufen) des Lichtes durch und ist für fotografische Zwecke geeignet. Die Augen sind in Verbindung mit dieser Folie noch zusätzlich zu schützen, etwa mit einer starken Sonnenbrille. Die Belichtung muss ausprobiert werden, ein Orientierungspunkt ist eine tausendstel Sekunde bei Blende 22 für die Mittagssonne. Besteht die Möglichkeit, die Mattscheibe auszutauschen, sollte eine Vollmattscheibe gewählt werden, da die Blendwirkung durch die helleren Schnittbildindikatoren und Mikroprismen sehr stört.
Die nötige Brennweite zur formatfüllenden Abbildung der Sonne beträgt rund zwei Meter für das Kleinbildformat.
Die Bilder zeigen die Sonnenfinsternis von 11. August 1999. Sie entstanden im Süden von Mannheim mit einer Minolta 9000 und einem russischen 10/1000mm-Spiegelobjektiv auf Kodak Elite Chrome 100 Film. Dort war die Sonnenfinsternis nicht total, die maximale Überdeckung (mittleres Bild) betrug rund 99.8%. Das linke und mittlere Bild zeigt einen Ausschnitt.
 

Der Mond ist subjektiv von der Erde aus gesehen gleich gross wie die Sonne, also etwa ein halbes Grad. Daher sind auch etwa zwei Meter Brennweite zur Ausfüllung des Kleinbildformates nötig, mit 500mm Brennweite kann man jedoch schon Details erkennen. Da der Mond direkt von der Sonne bestrahlt wird, kann man sich zur Belichtung an der "Sunny Sixteen Rule" orientieren, diese besagt, dass die Belichtungszeit im Sonnenlicht und bei Blende 16 der Filmempfindlichkeit in ASA entspricht, also rund 1/125 Sekunde bei 100 ASA. Der Mond besteht aus dunklem Gestein, sodass noch zwei Blenden weiter geöffnet werden sollte. Lange Belichtungszeiten führen durch die Erdrotation (scheinbare Wanderung des Mondes) zu Unschärfen, insbesondere bei sehr langen Brennweiten.

Besonders reizvoll sind Mondfinsternisse, die wesentlich häufiger zu beobachten sind als Sonnenfinsternisse. Der Mond erscheint dabei durch das Licht, welches durch die Erdatmosphäre gebrochen wird, in einem rötlichen Licht; durch die geringere Helligkeit bekommt man auch Sterne mit auf das Bild. Eine Nachführung ist sehr zweckmässig.
 

Sterne zu fotografieren ist sehr reizvoll:  Während bei der visuellen Betrachtung alle Sterne aufgrund der geringen Leuchtintensität weiss erscheinen, zeichnet der Film die spektralen Abweichungen (die Farbtemperatur) der einzelnen Sterne auf, so dass sie auf dem Bild rötlich oder bläulich sind. Ausserdem sind je nach Belichtung auch zahlreiche Sterne mit abgebildet, die für das blosse Auge zu lichtschwach sind. Lange Brennweiten sind nicht nötig, hohe Lichtstärke und sehr gute Abbildungsleistungen hingegen schon. Normal- und auch Weitwinkelobjektive sind sehr gut geeignet. Je kürzer die Brennweite, desto länger darf die Belichtung sein, ohne dass die Sterne durch die Erddrehung unscharf werden:
 

Die Formel ergibt die Belichtungszeit, bei der die Abbildung eines Sterns auf dem Film rund 0.03 mm zurücklegt, was im allgemeinen noch als scharf wahrgenommen wird. Möchte man länger belichten, ohne eine strichförmige Abbildung der Sterne zu erhalten, ist eine Nachführung notwendig. Diese gleicht mit Hilfe eines Motors nach entsprechender Ausrichtung die Kameraposition laufend an und erlaubt so recht lange Belichtungszeiten. Auch eine manuelle Nachführung ohne Motor ist möglich: Mit Hilfe der Mehrfachbelichtung der Kamera kann man beispielsweise zehn Fotos mit je einer Sekunde Belichtungszeit übereinanderbelichten, dazwischen wird die Kamera manuell (auf einen Stern) neu ausgerichtet. Eine Gittermattscheibe ist dabei sehr hilfreich. Das Ergebnis ist ein Foto, dessen Helligkeit zehn Sekunden Belichtungszeit entspricht, die Bewegungsunschärfe entspricht jedoch nur einer Sekunde Belichtungszeit.

Eine längere Belichtung des Sternenhimmels führt zu einer streifenförmigen Abbildung der Sterne, die Streifen verlaufen kreisförmig um den Himmelspol. Dies ergibt sehr reizvolle Aufnahmen, insbesondere dann, wenn man die Belichtungszeit so wählt, dass die umgebende Landschaft mit abgebildet wird. Der Mond ist bei Aufnahmen von Sternen wegen seiner vergleichsweise grossen Helligkeit eher störend. Durch die langen Belichtungszeiten ist die Verwendung von mechanischen Kameras vorteilhaft, da diese bei geöffnetem Verschluss keinen Strom verbrauchen. Da eine elektronische Kamera den Verschluss schliesst, wenn die Spannung zu weit absinkt, sollte man bei längeren Belichtungszeiten auf einen frischen Batterie- oder Akkusatz achten, vor allem bei niedrigen Umgebungstemperaturen. Weiterhin ist mit dem Schwarzschildeffekt zu rechnen. Das Bild von Ayers Rock entstand bei Blende 2.8 mit 20 Minuten Belichtungszeit (Rollei 35s), der Hintergrund wird vom noch nicht aufgegangenen Mond beleuchtet.
 

Kometen sind verhältnismässig kleine Himmelskörper aus Eis, die jedoch durch die Wärme und Teilchenstrahlung der Sonne (Sonnenwind) einen riesigen Schweif ausbilden, den man bei hellen Kometen mit blossem Auge sehen kann. Der Schweif zeigt immer von der Sonne weg, mit der Flugrichtung des Kometen hat er nichts zu tun. Durch die Grösse des Schweifes können zur Fotografie auch kürzere Brennweiten eingesetzt werden, zu empfehlen sind Normalobjektive (wieder möglichst lichtstark, vor allem, wenn keine Nachführung zur Verfügung steht) oder leichte Teleobjektive. Der Einsatz von sehr langen Brennweiten ohne Nachführung ist zwecklos.