Was ist ein Astrotracer und wofür wird er verwendet?

Die Astrofotografie ist ein Spezialgebiet der Fotografie. Wie in anderen Bereichen der Fotografie spielt auch hier die Belichtungszeit in Kombination mit Bewegung eine besondere Rolle. Bei der Astrofotografie ist zu bedenken, dass wir ab einer bestimmten Aufnahmeentfernung einerseits längere Verschlusszeiten und andererseits die Rotation der Erde haben. Für uns ist es kaum sichtbar, aber ab einer Belichtungszeit von etwa 30 Sekunden werden Himmelskörper nicht mehr als Punkte, sondern als Linien dargestellt.

Der Erhöhung der Sensorempfindlichkeit sind aufgrund des Sensorrauschens Grenzen gesetzt, so dass andere Hilfsmittel erforderlich sind. Wer sich tiefer mit der Materie beschäftigt, hat sicherlich schon die Motoren („Startracker“) gesehen, die auf Stativen montiert werden können, um die Kamera nachzuführen und so die Bewegung durch die Erdrotation auszugleichen.

Eine ganz besondere Lösung bietet RICOH IMAGING mit dem Astrotracer O-GPS2 (als Nachfolger des O-GPS1) für viele Kameras der PENTAX-Serie. Mithilfe des Bewegungssensors in der Kamera, der normalerweise zur Verwacklungsreduzierung dient, erkennt der Astrotracer durch Auswertung von GPS-Daten die Erdrotation und passt den Sensor entsprechend an.

Mit diesem kleinen und kompakten Gerät, das auf dem Zubehörschuh der Kamera montiert wird, lassen sich Belichtungszeiten von bis zu 5 Minuten mit der Erdrotation synchronisieren und mit einem einfachen Setup professionelle Astrofotos erstellen.

Der Fachautor und renommierte Astrofotograf Peter Mein, beschreibt in diesem Tutorial den Einstieg in die Astrofotografie und den Umgang mit dem Astrotracer. Auch wenn er die Verwendung in Bezug auf die K-3 Mark III beschreibt, ist die Funktion mit anderen kompatiblen Kameras ähnlich.

1. Was benötige ich für die Astrofotografie?

Nur wenige Dinge sind nötig, um ins Feld zu gehen und schon bemerkenswerte Ergebnisse zu erzielen: eine Kamera mit einem halbwegs lichtstarken Objektiv (f 2,8 oder besser), ein Astrotracer und ein stabiles Tripod. Empfehlenswert ist auch ein Fernauslöser (Infrarot oder Kabel, evtl. programmierbar).

Für die anschließende Bearbeitung des Bildes benötigen Sie einen leistungsstarken Windows-PC. Auch wenn für den Anfang keine spezielle Software erforderlich ist, sind für die fortgeschrittene Verarbeitung Freeware-Programme notwendig, die nur für Windows verfügbar sind.

2. Was kann der Astrotracer?

Der Astrotracer O-GPS2 ist als Nachfolger des O-GPS1 mit vielen PENTAX Kameramodellen kompatibel:
KF, K-3 Mark III, KP, K-3, K-5II, K-5IIs, K-5, K-S2, K-S1, K-70, K-50, K-30, K-r, K- 01, 645Z, 645D (ab Mai 2022).
*Nicht alle Kameramodelle unterstützen den vollen Funktionsumfang des O-GPS2.
**Die Kameras K-1, K-1 Mark II und K-3 II verfügen über diese integrierte Funktion.

Technische Spezifikationen und Informationen zum Astrotracer O-GPS 2 finden Sie unter Pentax-Website... 
Hier finden Sie auch eine Übersicht einiger Kameramodelle mit den maximalen Belichtungszeiten, abhängig von der Brennweite und auf welche Himmelshöhe die Kamera ausgerichtet ist. Diese Tabelle zeigt, dass der Kamerasensor nur in bestimmten Grenzen bewegt werden kann. Wenn die maximale Auslenkung erreicht ist, stoppt die Kamera die Belichtung.
Wie Sie dort sehen können, sind Belichtungen bis ca. Mit dem Astrotracer sind 5 Minuten möglich (bei einer kleinen Brennweite von weniger als 50mm). Bei längeren Brennweiten verkürzen sich die Belichtungszeiten entsprechend. Für die heutige Astrofotografie sind diese Zeiten jedoch mehr als ausreichend.
Normalerweise benötigen Sie pro Aufnahme nicht mehr als 30 bis 60 Sekunden.

3. Einsatzgebiete und Grenzen des Astrotracers

Wie eingangs erwähnt, ist das PENTAX O-GPS2 so etwas wie eine Traumlösung für Astrofotografen. Es ermöglicht auf einfachste Weise die Aufnahme von Bildern in ungeahnter Qualität, die sonst nur mit komplexen Systemen möglich sind.
Allerdings sollte nicht unerwähnt bleiben, dass dieses kleine, tragbare und sehr preiswerte Gerät auch seine Einschränkungen hat, die es bei der Fotografie zu beachten gilt:

• Für den Astrotracer reicht ein handelsübliches (aber sehr stabiles) Stativ aus. Aber: Ohne astronomische Montierung (oder gar ein elektronisch gesteuertes „GoTo“) müssen Sie die zu fotografierenden Objekte allein mit dem Kamerasucher finden. Sie sollten sich also am Nachthimmel ein wenig auskennen, und ggf Sternkarte und Fernglas.
  
  
• Wie beschrieben steht die Kamera auf einem Standardstativ und wird nicht bewegt, da der Sensor die automatische Nachführung übernimmt. Aber nachdem das Bild aufgenommen wurde, kehrt es in seine ursprüngliche Position zurück. In vielen Fällen stellt dies kein Problem dar, es sei denn, man macht Serienaufnahmen, um sie später zu „stapeln“, dann bewegt sich das Objekt langsam aber sicher aus dem Bild. Nach einigen Bildern muss die Kamera also (von Hand) neu justiert werden, um den gleichen Bildausschnitt beizubehalten.
  
  
• Eine weitere Einschränkung ergibt sich aus der Genauigkeit des GPS-Moduls in Kombination mit sehr langen Brennweiten und langen Belichtungszeiten. Während die Position auf 10m genau bestimmt wird, wird die Genauigkeit des Kompasses mit +/- 5° angegeben. Außerdem verfolgt der Astrotracer den Sensor in „Schritten“ (Schrittlänge beträgt ca. 1,5 Sek.) und nicht kontinuierlich. Das bedeutet, wenn Sie den Astrotracer bei langen Brennweiten (also bei langen Belichtungszeiten) voll ausnutzen, erhalten Sie immer noch streifige Sterne. Hier ist das „Tracking“ durch den Sensor einfach nicht genau genug.
  Meiner Erfahrung nach liegt die Grenze, bis zu der der Astrotracer brauchbare Bilder liefert, zwischen 300 und 500 mm Brennweite. Bei 500mm Brennweite lohnt es sich, ein paar Testaufnahmen zu machen, um zu sehen, ob die Nachführung stabil ist oder ob die Sterne bereits Linien bilden. Schalten Sie in diesem Fall das GPS aus und wieder ein und kalibrieren Sie die Kamera neu. Wenn dies nicht hilft, stellen Sie die Belichtungszeit auf maximal 20 Sekunden ein. Eine Brennweite von 500 mm ist also durchaus möglich, allerdings ist hier möglicherweise etwas Versuch und Irrtum erforderlich.
  
  
• Es ist wichtig zu beachten, dass lange Brennweiten, die für Aufnahmen des Mondes, der Planeten oder sogar kleinerer "Deep-Sky"-Objekte benötigt werden, nicht für Astrotracer vorgesehen sind. Die maximalen Belichtungszeiten (resultierend aus der maximalen Sensorauslenkung) sind hier einfach zu kurz. Außerdem ist die Genauigkeit der Nachführung für Jupiter oder Saturn bei 1500mm Brennweite einfach nicht gut genug. Für die Planeten sollte ein motorisiertes Teleskop verwendet werden. Und der Mond ist meist so hell, dass man mit Belichtungszeiten arbeiten kann, die kein Tracking erfordern.
  Der Mond funktioniert also normalerweise ohne Astrotracer.

Insgesamt ist es die individuelle Situation, die vom Kameramodell und dem Standort abhängt, in der der Astrotracer individuell ausprobiert werden muss.

Es funktioniert innerhalb seiner Grenzen gut und kann durchaus mit handelsüblichen Kamera-Tracking-Systemen mithalten. Und wenn Sie später anspruchsvollere Aufgaben angehen wollen, kaufen Sie sich am besten ein kleines Teleskop.

4. Was kann ich fotografieren? (In der nördlichen Hemisphäre)

Einfacher Einstieg:

• Der Große Wagen
• Das Sternbild Kassiopeia (bekannt als „W“ am Himmel)
• Sternbild Orion am Winterhimmel
• Sternbild Schwan (auch bekannt als „Kreuz des Nordens“)
• Das Sommerdreieck
• Sternbild Löwe

Deep-Sky-Objekte:

• Der Orionnebel (auch bekannt als Messier42)
• Die Andromeda-Galaxie (Messier31)
• Nordamerikanebel im Sternbild Schwan
• Der Lagunennebel (Messier8) 
• Die sieben Schwestern (Plejaden, Messier45)
• Offener Cluster-Bienenstock (Messier44)

Die Milchstraße

• Die Sommermilchstraße mit den Sternbildern Schwan und Aquila
• Die Wintermilchstraße in der Nähe von Orion 
• Offene Sternhaufen und Nebel in der Nähe des Zentrums der Milchstraße, z.B. Lagunennebel und Trifidnebel

Andere Objekte

• Meteorschauer und Sternschnuppen 
• Kometen
• Die Internationale Raumstation (ISS)

5. Empfohlene Kameraeinstellungen

Obwohl alle vorherigen Abschnitte für das Gesamtergebnis wichtig sind, ist dies der wichtigste Abschnitt dieses Tutorials. Es zeigt die wichtigsten Einstellungen, die von den Pentax-Standardeinstellungen abweichen oder im Menü schwer zu finden sind.

• Zunächst muss das Aufnahmeformat ausgewählt werden.
  Hier, wie auch in anderen Zusammenhängen, stellt sich die Frage „JPEG oder RAW?“ kommt hoch. Grundsätzlich ist beides möglich. JPEG ist zunächst einmal in Ordnung, für anspruchsvollere Fotos sollte man jedoch auf den RAW-Modus umsteigen.
  Unser genereller Tipp, egal ob Astrofotografie oder ein anderes Motiv: Wenn beide Formate aufgenommen werden, stehen nach der Aufnahme beide Formate zur Auswahl.
  Die JPEG-Bilddaten sind eine komprimierte Version der RAW-Dateien und hängen daher von den jeweiligen Einstellungen ab. Dadurch wird der Umfang der nachträglichen Bearbeitung eingeschränkt. Und die RAW-Datei enthält die vom Sensor erfassten Originalinformationen. Es besteht viel mehr Freiheit bei der Bearbeitung verschiedener Parameter vor der Konvertierung in die endgültige Ausgabe, bei der es sich wiederum um ein JPEG-Bild handelt.
  Bei Verwendung des RAW-Formats sollte das allgemein verwendbare DNG-Format gewählt werden, da die Astro-Bildbearbeitungsprogramme in der Regel keine herstellerspezifischen Formate verarbeiten können.
  
  
• Vor der Aufnahme des Bildes muss das Modus-Wahlrad auf „B“ gestellt werden und das Display zeigt „Bulb“ an, sobald es eingestellt ist. Astrotracer funktioniert nur in diesem Modus, einige Funktionen in den Einstellungsmenüs sind auch damit verknüpft.
  
  
• Als nächstes sollte im Kameramenü unter dem Punkt „Camera4 – Astrotracer“ der Astrotracer Typ 1 ausgewählt werden, damit die Sterne korrekt nachgeführt werden.
  Dieses Menü ist auch über die Einstellungen verfügbar, die über die Schaltfläche „Info“ erreichbar sind.
  *Typ 2 ist eine Mischform mit reduzierter Trackinggeschwindigkeit zur Konzentration auf den Bildvordergrund, Typ 3 ist eine Option für Einzelbilder ohne GPS-Modul).
  
  
• In den Grundeinstellungen der Kamera müssen nun die Optionen zur Rauschunterdrückung eingestellt werden. Drücken Sie dazu die Taste „Info“, rufen Sie das Grundeinstellungsmenü auf und wählen Sie mit dem Vierwegeregler das Menü „RR für langes VZ“ aus und drücken Sie „OK“. Im nun erscheinenden Untermenü wechseln Sie von „NR On“ bzw. „NR Auto“ auf „NR Off“ und bestätigen.
  Ist dies nicht voreingestellt, erstellt die Kamera nach jeder Langzeitbelichtung ein „dunkles Bild“ mit der gleichen Belichtungszeit wie die eigentliche Aufnahme, um es zur Rauschreduzierung von der Aufnahme „abzuziehen“. Der Nebeneffekt ist dann, dass nach jeder Exposition, z.B. Nach einer Minute müssen Sie eine weitere Minute warten, bis die Kamera wieder betriebsbereit ist.
  Wenn Sie mit normalen ISO-Werten (bis ISO 1600 bei der K-3 Mark III) fotografieren, kann dieses „dunkle Bild“ für Einzelaufnahmen ausgeschaltet werden. Wenn Sie Serienaufnahmen machen, können Sie diese Funktion ohnehin nicht nutzen. Wenn Sie jedoch eine Reihe von Aufnahmen in der Nachbearbeitung machen („Stacking“), können Sie diese sogenannten „Darks“ separat hinzufügen.
  
  
• Im nächsten Schritt nehmen wir im Menü unter „C5 B-Mode Optionen“ eine Anpassung für die Funktion des Fernauslösers vor.
  Je nach verwendetem Fernauslöser muss dieser angepasst werden. Für kabelgebundene Fernauslöser, z.B. programmierbar, auch für Serien- und Serienaufnahmen, hier muss „Bulb“ eingestellt werden. Für einen Infrarot-Fernauslöser stellen Sie dies bitte auf „Zeit“. In diesem Fall wird die Langzeitbelichtung mit dem ersten Drücken des Auslösers gestartet und mit dem zweiten Drücken beendet.
  Die Freischaltung für die Fernbedienung ist in die Vier-Tasten-Steuerung integriert. Drücken Sie die Taste „Belichtungsreihe/Zeitvorwahl“ und betätigen Sie anschließend den IR-Fernauslöser.
  
  
• Der nächste Schritt besteht darin, den Autofokus an der Kamera und dem Objektiv zu deaktivieren. Dies ist besonders wichtig, da die Kamera bei dunklem Nachthimmel keinen Kontrast zum Fokussieren findet und das AF-Hilfslicht der Kamera in dieser Entfernung verständlicherweise nichts nützt. Und da die Kamera ohne die „Bereit“-Meldung des Autofokus nicht auslöst, stellen Sie bitte den Schalter auf der linken Seite der Kamera von „AF“ auf „MF“ um, und wenn das Objektiv auch über einen Schalter verfügt, deaktivieren Sie hier den AF sowie.
  
  
• Und schließlich muss das GPS-System kalibriert werden (eigentlich müssen nur die Beschleunigungssensoren zur Positionsbestimmung im GPS-Modul kalibriert werden).
  Schalten Sie dazu zunächst das GPS-Modul ein (falls Sie dies noch nicht getan haben). Für die Astrofotografie benötigen Sie die „exakte Kalibrierung“. Diese finden Sie im Menüpunkt „Kamera 4 > Astrotracer“.
  Bitte wählen Sie den Punkt „Exakte Kalibrierung“ aus und führen Sie den „Pentax-Tanz“ durch, bis die Meldung „Datenverarbeitung abgeschlossen“ erscheint.
  
  Dieser Vorgang wird in einem kleinen Video gut erklärt:

Nachdem der Vorgang durch Drücken von OK abgeschlossen wurde, kann das Kameramenü geschlossen werden. Die Kamera ist nun optimal für die Astrofotografie vorbereitet.

Eine kleine Anmerkung zum „Grün“-Knopf auf der Rückseite der Kamera. Durch Drücken können Sie entscheiden, ob die Kamera in einem echten „B-Modus“ (der Verschluss bleibt geöffnet, solange der Fernauslöser gedrückt wird) verwendet werden soll oder ob eine Belichtungszeit für die Aufnahme eingestellt werden soll. Im zweiten Fall könnte auch eine Serienaufnahme programmiert werden. Sie sollten jedoch wissen, dass diese einmal gestartet während der Aufnahmeserie nicht unterbrochen werden können, bis die Bildserie vollständig aufgenommen wurde. Es ist nicht möglich, das Bild nach jeder Aufnahme zu überprüfen.

6. Richtig fokussieren

Das manuelle Fokussieren am Sternenhimmel ist leider nicht so einfach, wie man meinen könnte. Und leider ist eine genaue Fokussierung ein Muss für gute Fotos.
Nach der Montage der Kamera auf einem stabilen Stativ empfehle ich, den Monitor auf der Rückseite der Kamera auszuschalten. Drücken Sie dazu zweimal die Infotaste und wählen Sie „Display aus“.
Zielen Sie nun durch den Sucher auf einen hellen Stern (beliebigen Stern). Wenn der Stern gut im Sucher zentriert ist, wird der „Live View“ wieder eingeschaltet. Dort sollte der Stern deutlich sichtbar sein. Schalten Sie nun den Live View durch Drücken der OK-Taste in den Vergrößerungsmodus und stellen Sie durch Drehen des Stellrads die Vergrößerung auf 8x ein. Sollte der Stern aus dem Monitorbild rutschen, können Sie mit den Pfeiltasten das Monitorbild entsprechend ändern.
Drehen Sie nun den Fokus, bis der Lichtpunkt die kleinstmögliche Größe hat (normalerweise erscheinen andere, nicht so helle Sterne auf dem Display). Schalten Sie den Live View wieder aus und achten Sie darauf, den Fokusring nicht zu verstellen. Schalten Sie nun das Kameradisplay auf der Rückseite aus, da es sonst blendet.

Einige Kameras, wie zum Beispiel die K-3 Mark III, sind mit der „Nachtsichtfunktion“ ausgestattet. In diesem Fall wechselt die Grundfarbe des Monitors zu Rot und ist sehr augenschonend.

7. Machen Sie Fotos!

Jetzt kann es endlich losgehen! Es sind nur noch zwei schnelle wichtige Einstellungen notwendig:
Zunächst wird für die K-3 Mark III ein ISO-Wert von 1600 empfohlen (später können auch höhere Werte ausprobiert werden, um sich der „Rauschgrenze“ anzunähern). Auch mit der Blende sollte man eigene Erfahrungen sammeln. Zunächst empfiehlt es sich, die Blende vollständig zu öffnen. Wie stark sich die Kantenschärfe beim Abblenden verändert, hängt vom Objektiv ab.

Jetzt Hände weg von der Kamera! Und 30 Sekunden lang belichten.

Ein korrekt belichtetes Bild könnte dann so oder ähnlich aussehen:

Weitere Beispiele finden Sie auf Peter Mein's website, oder in verschiedenen Tutorials auf Youtube.

Mit den RAW-Bildern können Sie dann mit der Bildbearbeitung beginnen.

Mit diesem Tutorial haben wir einige unserer eigenen Erfahrungen als Einsteiger-Guide gesammelt. Es gibt viele verschiedene Faktoren, die zu einem erfolgreichen Ergebnis beitragen, aber wenn Sie zunächst keinen Erfolg haben, versuchen Sie es weiter und Sie werden in kürzester Zeit auf dem neuesten Stand sein.

Aber das Wichtigste ist: Viel Spaß und Freude am Fotografieren!

Wir möchten Peter Mein für dieses Tutorial und die Bilder dafür danken, schauen Sie sich also bitte um seine Website für zusätzliche Inspiration.

Er hat dieses Tutorial in Bezug auf die PENTAX K-3 Mark III geschrieben, es könnte aber auch für die anderen kompatiblen Kameras verwendet werden.

Detaillierte Produktinformationen und technische Spezifikationen finden Sie hier ... (Link)

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