Möchte man Objekte am Sternhimmel beobachten, sollte man sich einen Platz weit weg von allen Lichtquellen suchen. Direkt in einer Großstadt hat es wenig Sinn, nach der Andromedagalaxie oder anderen schwer erkennbaren Objekten zu suchen. Den Mond, die Sonne und einige Planeten kann man aber auch hier finden. Hat man einen dunklen Beobachtungsplatz, muss auch noch das Wetter stimmen. In großen Teilen Deutschlands gibt es meist nur wenige völlig "schwarze" Nächte. In einigen nördlich gelegenen Bundesländern wird es während der Sommermonate nicht einmal völlig dunkel, da die Sonne nicht tief genug unter dem Horizont verschwindet. Trotzdem lohnt es sich auch in diesen Nächten den Sternhimmel zu beobachten.

Sternschnuppen kann man eigentlich nur mit bloßem Auge beobachten. Sie sind viel zu schnell, um ein Teleskop darauf zu richten. Besonders im August, wenn die Nachttemperaturen recht angenehm sind und der Perseidenstrom viele Sternschnuppen bringt, lohnt sich der Blick zum Himmel. Bewegt sich ein heller Punkt langsam über den Himmel, ist es meist ein künstlicher Satellit, der die Erde umkreist. Diese können dann auch plötzlich verschwinden, wenn sie in den Erdschatten eintauchen.

Einen wirklich dunklen Himmel und die Kenntnis der Sternbilder erfordert es, wenn man mehr erkennen möchte.

Selbst ohne technischen Aufwand kann man astronomische Objekte fotografieren. Man benötigt nur einen Fotoapparat an dem die Belichtungszeit auf "Beliebig" einstellbar ist und einen Draht- oder Fernauslöser. Mit dem Drahtauslöser kann man den Kameraverschluss nach dem Auslösen feststellen und somit lange Belichtungszeiten erreichen. Das ist bei astronomischen Fotos nötig, da die Sterne zu dunkel für normale Belichtungszeiten sind. Verfügt der Fotoapparat über eine Blende, dann sollte diese auf die größtmögliche Öffnung eingestellt werden. Die Entfernung wird auf unendlich gestellt.

Das helle Objekt ist Jupiter im Sternbild Schütze bei 20 Sekunden Belichtungszeit mit einem 50 mm Objektiv auf 400 ASA

Teleskope gibt es in den verschiedensten Größen. Angefangen beim 3 cm Ausziehfernrohr bis zum 1 m Spiegelteleskop kann man sich je nach Geldbeutel ein geeignetes Instrument kaufen. Je größer der Durchmesser der Optik ist, um so mehr Licht sammelt ein Teleskop, um so mehr Objekte und Einzelheiten werden sichtbar. Dann kann man sich noch zwischen Linsenteleskop (Refraktor) und Spiegelteleskop (Reflektor) entscheiden. Refraktoren bieten einen sehr guten Kontrast und eine bessere Auflösung, haben aber je nach Anzahl der Objektivlinsen einen mehr oder weniger starken Farbfehler, der sich bei stärkeren Vergrößerungen als farbiger Saum um einen Himmelskörper bemerkbar macht. Außerdem sind sie sehr teuer. Reflektoren kann man bei gleicher Öffnung viel billiger erwerben. Aber auch hier gibt es Nachteile. Beugungserscheinungen an den Fangspiegelhalterungen oder optische Fehler des Hauptspiegels verringern die Auflösung und den Kontrast. Wichtig ist auch die Montierung des Teleskops. Möchte man durch das Fernrohr nur beobachten oder auch fotografieren? Für einfache Beobachtungen genügt eine horizontale Montierung, wie z.B. bei preiswerten Dobsonteleskopen. Dabei muss man aber auch beachten, dass sich die Objekte besonders bei starken Vergrößerungen recht schnell aus dem Bildfeld bewegen. Wenn man durch das Teleskop fotografieren will, ist eine parallaktische Montierung, möglichst mit automatischer Nachführung in beiden Achsen zu empfehlen. Auch diese ist natürlich erheblich teurer.

Dobsonteleskop

Um die Sonne durch ein Fernrohr zu beobachten ist ein Sonnenfilter unverzichtbar. Ein Fernrohr erzeugt im Brennpunkt des Objektivs und auch hinter dem Okular nicht nur eine große Helligkeit, sondern auch hohe Temperaturen. Ein direkter Blick durch das Teleskop in Richtung Sonne führt nach kürzester Zeit zu Augenschädigungen oder zur Erblindung. Sonnenfilter sind nicht gerade billig, bieten aber bei guter Bildschärfe den besten Schutz. Als Alternative kann man sich aus relativ preiswerter Mylarfolie selbst einen Sonnenfilter herstellen. Diese können aber die Bildqualität beeinträchtigen. Okularfilter sollte man meiden. Sie können bei den hohen auftretenden Temperaturen platzen, was wiederum sofort zu Augenschäden führt. Auf der sicheren Seite befindet man sich, wenn man einen Sonnenprojektionsschirm verwendet. In einiger Entfernung (20 bis 50 cm) hinter dem Okular wird ein weißer Projektionsschirm ( im einfachsten Fall ein weißes Blatt Papier ) befestigt. Darauf kann man Sonnenflecken deutlich und ohne Beeinträchtigung der Bildschärfe erkennen.

Fotos mit längeren Belichtungszeiten ergeben Strichspuraufnahmen der Sterne. Wenn man die Sterne dennoch punktförmig abbilden möchte, muss man den Fotoapparat der scheinbaren Himmelsbewegung nachführen. Das ist ohne parallaktische Montierung nur schwer möglich. Besitzt man ein Fernrohr mit parallaktischer Montierung, genügt es, den Fotoapparat auf der Gegengewichtsstange oder direkt am Teleskop zu befestigen (piggyback). Die Montierung muss zumindest einigermaßen eingenordet werden. Dann kann man bei Belichtungszeiten von wenigen Minuten bis über einer Stunde (je nach Kamera- oder Filmempfindlichkeit und Öffnungsverhältnis) Bilder machen, auf denen unzählige Sterne zu sehen sind. Strukturen der Milchstraße werden sichtbar, einige Nebel und auch Galaxien. Wichtig ist dabei, dass der Fotoapparat immer auf den gleichen Himmelsausschnitt gerichtet bleibt. Dazu dient das Fernrohr mit parallaktischer Montierung. Am besten mit einem Fadenkreuzokular sucht man sich einen helleren Stern. Diesen muss man durch Nachregulierung der Rektaszensions- und Deklinationsachse während der Belichtung ständig im Mittelpunkt des Okulars halten. Bei einem 50 mm Objektiv am Fotoapparat sollte die Vergrößerung im Fernrohr mindestens 25-fach gewählt werden, um bei geringen Abweichungen nicht gleich Striche auf der Aufnahme zu bekommen. Bei einem Teleobjektiv mit der doppelten Brennweite muss die Vergrößerung auch verdoppelt werden u.s.w. 

Bei sehr langen Belichtungszeiten kann es ganz schön anstrengend sein, fast bewegungslos in einer ungünstigen Position unter dem Fernrohrokular zu verharren, die Achsen nachzuregeln und gleichzeitig nicht am Fernrohr zu wackeln. Hilfreich ist hier ein Zenitspiegel oder -prisma, mit dem man die Richtung, aus der man ins Okular schaut festlegen kann. Besonders günstig ist es, wenn man Fernrohr, Stativ und Zenitprisma so aufeinander abstimmen kann, dass man das Fernrohr bequem von einem Sitzplatz aus steuert. Natürlich ist das Einstellen eines neuen Objektes dann sehr aufwändig. Man muss alles neu einstellen. Das Nachführen wird natürlich auch vereinfacht, wenn das Teleskop Motoren in beiden Achsen hat, die man mit einer Fernbedienung steuern kann. Das Wackeln am Fernrohr ist dann fast ausgeschlossen. Das ganze hat natürlich seinen Preis. Mehrere Hunderter mehr muss man gleich für ein derart motorisiertes Teleskop ausgeben. 

Noch präziser ist eine Aufnahme, wenn das Teleskop vollautomatisch gesteuert wird. Dafür gibt es im Prinzip drei Möglichkeiten. 

Eine sehr exakt arbeitende Montierung, möglichst mit Multistar-Alignment (Justierung an vielen Sternen) kann eine Genauigkeit erreichen, die eine vollautomatische Nachführung mit langer Belichtungszeit ermöglicht. Solche exakten Montierungen kosten allerdings gleich mehrere tausend Euro. 

Eine weitere Möglichkeit ist die Nachführung mit einer zweiten Kamera und entsprechender Software. Dafür muss man natürlich immer einen Laptop dabei haben, der die Regelung übernimmt. Als Nachführkamera kommt hier eine spezielle Astrokamera oder im einfachsten Fall eine Webcam zum Einsatz. Die Abweichungen von der scheinbaren Himmelsbewegung werden dabei durch die Software direkt zur Achsensteuerung des Teleskops übertragen. Dabei wird ein Referenzstern ständig automatisch im Fadenkreuz gehalten. Die Kamera kann an ein zweites, kleineres Fernrohr, das sich auf der gleichen Montierung befindet oder an einen Off-Axis-Guider angeschlossen werden (siehe weiter unten).

Die dritte Variante ist, mit kurzen Belichtungszeiten zu arbeiten. Dabei wird eine große Anzahl von Aufnahmen mit Belichtungszeiten im Bereich meist unter einer Minute gemacht. Die Kamera- oder Filmempfindlichkeit muss dabei recht hoch gewählt werden. Die vielen Rohbilder, die meist ein recht starkes Bildrauschen enthalten, werden dann mit einer entsprechenden Software übereinander gelegt ("gestackt" / addiert). Dabei verringert sich das Bildrauschen mit zunehmender Anzahl der Aufnahmen und die Objekte treten immer deutlicher hervor.

Das Fernrohr kann man wie ein Teleobjektiv mit langer Brennweite verwenden. Dazu muss man den Fotoapparat mit einem passenden Adapterring (Bild 1) direkt auf den Okularstutzen schrauben (Fotoobjektiv muss abgeschraubt werden). Bei einer Spiegelreflexkamera kann man die Bildschärfe direkt kontrollieren. Einige Kameras besitzen einen "LiveView", der das Scharfstellen erleichtert. An einer einfachen Kamera ist das Scharfstellen recht schwierig. Es gibt auch Software, die das Scharfstellen erledigt - meist in Verbindung mit einem motorisierten Okularauszug. Mond und Sonne (Sonnenfilter verwenden !) kann man ohne Nachführung fotografieren, da nur Belichtungszeiten von Sekundenbruchteilen nötig sind. Möchte man aber einige Sekunden oder gar viele Minuten belichten, ist eine Nachführung unumgänglich. Auch einfache Digitalkameras lassen sich einsetzen. Dafür gibt es inzwischen einfache Halterungen, mit denen man die Kamera hinter dem Okular befestigen kann.

Bild 1

Für eine andere Methode benötigt man kein Leitfernrohr, aber ein Off-Axis-System (Bild 2). Dieses wird auf den Okularstutzen geschraubt und darauf der Fotoapparat. Durch ein kleines Prisma wird ein Teil des eingefangenen Lichtes zu einem Fadenkreuzokular umgeleitet. Das Prisma kann man bei einigen Systemen ein wenig verstellen um einen Leitstern zu finden. Das Fadenkreuzokular muss man meist extra kaufen. Dabei ist wieder darauf zu achten, dass die Vergrößerung des Systems Objektiv - Okular die des Systems Objektiv - Fotoapparat deutlich übersteigt. Die Vergrößerung berechnet man aus Objektivbrennweite dividiert durch Okularbrennweite.

Mit Hilfe dieser Methoden kann man besonders gut Nebel, Galaxien und Sternhaufen fotografieren. Die Belichtungszeiten sind sehr unterschiedlich. Ich mache meist mehrere Aufnahmen mit unterschiedlichen Belichtungszeiten von demselben Objekt. Meist ist dann wenigstens eine einigermaßen richtig belichtete Aufnahme dabei. Manchmal gelingt aber auch keine. Da hilft nur viel Geduld. Beim nächsten mal klappt es vielleicht wieder. Wenn der Himmel nicht völlig dunkel ist, verringert sich die Belichtungszeit, da sonst der Hintergrund zu hell wird. Besonders, wenn der Mond scheint oder rundherum die Beleuchtung eingeschaltet ist, hat es wenig Sinn langbelichtete Aufnahmen zu machen.

Inzwischen favorisiere ich auch aus diesem Grund die Methode mit kürzeren Belichtungszeiten und dafür sehr vielen Aufnahmen - oft merere hundert.

Für Fotos der Planeten, Details der Mondoberfläche oder einzelner Sonnenflecken braucht man viel stärkere Vergrößerungen. Das heißt, man müsste ein Teleskop mit mehreren Metern Brennweite verwenden. Dies ist dem Astronomie Amateur meist unmöglich. Da hilft nur ein kleiner Trick. Man verwendet das Teleskop wie einen Diaprojektor. Dabei ist der Film oder der Kamerachip des Fotoapparates die Leinwand. Benötigt wird dafür ein Teleextender. Günstig für die Einstellung der Bildschärfe ist auch hier wieder eine Spiegelreflexkamera. Oft wird heute dabei eine Astrokamera oder eine Webcam eingesetzt, die direkt am Laptop kontrolliert werden können.

Schaltet man diese ab, kann man zusehen, wie schnell sich ein Planet über das Bildfeld bewegt. Wichtig ist auch die Qualität der verwendeten Okulare. Die Bildschärfe hängt sehr stark davon ab - leider auch der Preis. Auch die Luftunruhe (Seeing) kann solche Aufnahmen stark beeinträchtigen, wenn nicht sogar unmöglich machen. Um die Belichtungszeiten möglichst kurz zu halten, sollte man hier einen hochempfindlichen Film bzw. die entsprechende Einstellung der Kamera verwenden. Da die Bildschärfe bei so starken Vergrößerungen sowieso eingeschränkt ist, fällt die gröbere Körnung kaum ins Gewicht. Aber das Seeing wirkt sich bei kürzeren Belichtungszeiten weniger stark aus. Statt der Okularprojektion kann auch eine Barlowlinse zur Erhöhung der Brennweite eingesetzt werden. Durch die Addition von bis zu einigen tausend Bildern kann das Seeing in gewissen Grenzen weitgehend ausgeschaltet werden.

Für eine Beobachtung ohne ständiges Nachregulieren der Achsen der Montierung oder für langbelichtete Aufnahmen ist eine genaue Justierung des Teleskops entsprechend der Erdachse nötig. Wenn es schnell gehen soll, genügt es, die Höhe der Stundenachse auf die geografische Breite des Beobachtungsortes einzustellen und die Nordrichtung anzuvisieren. Sinnvoll ist es, das Stativ vorher mit einer Wasserwaage aufzustellen. Bei einigen Stativen ist diese enthalten. Etwas genauer ist bereits die Einstellung mit einem Polsucherfernrohr. Mit diesem werden einfach die Sterne um den Himmelsnordpol angepeilt und die Justierung ist fertig.

Eine genaue Justierung des Teleskops ist nach der Scheinerschen Methode möglich. Diese braucht allerdings etwas Zeit und ist deshalb besonders für stationäre Teleskope geeignet, die man nur einmal akribisch einnordet. Wenn man sein Fernrohr für jede Beobachtung neu aufbaut, braucht man etwas Fingerspitzengefühl, um nicht Stunden mit der Justierung nach dieser Methode zu verbringen. Man benötigt dafür ein Fadenkreuzokular. Weiterhin ist ein Motor in der Rektaszensionsachse Bedingung. Nachdem das Teleskop grob eingenordet wurde sucht man sich einen Stern in der Nähe des Himmelsäquators in Richtung Süden. Das Fadenkreuzokular muss nun so gedreht werden, dass sich der Stern bei Veränderung in der Rektaszensionsachse (durch Drehung am Einstellrad überprüfen) parallel zu einem Faden des Okulars bewegt. Der Stern wird nun genau auf den entsprechenden Faden des Fadenkreuzes eingestellt. Abweichungen der automatischen Nachführung sind dabei unwichtig und können korrigiert werden. Nach kurzer Zeit wird eine Abweichung des Sterns vom Faden des Fadenkreuzes nach unten oder oben sichtbar. Bewegt sich der Stern nach unten, dann muss man die gesamte Montierung etwas nach rechts drehen ( im Uhrzeigersinn ), bewegt er sich nach oben, dann nach links. Das ganze muss man nun sooft wiederholen, bis kaum noch Abweichungen erkennbar werden. Jetzt dreht man das Fernrohr in Richtung Nordosten und wählt einen Stern in etwa 45° Höhe über dem Horizont (Fadenkreuzokular nicht verstellen). Bewegt sich der Stern nun nach links oben, muss man den Höhenwinkel der Rektaszensionsachse höher einstellen. Bewegt er sich nach rechts unten, dann stellt man den Höhenwinkel tiefer. Hat man diese Einstellung hinreichend genau vorgenommen, beginnt man wieder von vorn, da sich nun die Einstellung in Richtung Meridian wieder verändert hat.

Kennt man sein Fernrohr, ist diese Einstellung mit mäßiger Genauigkeit in weniger als einer halben Stunde erledigt. Soll aber ein stationäres Fernrohr sehr genau eingestellt werden, dann sollte man sich dafür mehrere Nächte Zeit nehmen. Durch eine exakte Justierung werden Beobachtungen und erst recht Fotos sehr erleichtert.

Auch hier ist inzwischen eine Hilfe per Software möglich. Es gibt Programme, die angeben, in welcher Richtung das Teleskop nachjustiert werden muss. Dafür ist natürlich eine Kamera nötig, die die Informationen an einem Leitstern zum Laptop weiterleitet.

Die bessere Wahl sind hier auf jeden Fall Spiegelreflexkameras. Mit ihnen kann man direkt sehen, was aufgenommen werden soll. Durch eine Spiegelreflexkamera ist auch eine direkte Scharfeinstellung möglich, was die Vorbereitung von Aufnahmen durch das Fernrohr beschleunigt. Geeignet sind aber durchaus auch einfache Fotoapparate. Zu beachten sind beim Kauf folgende Gesichtspunkte: - das Objektiv muss man abschrauben können (es gibt entsprechende T-Ringe passend für die gängigsten Modelle zum Anschrauben an das Fernrohr); - ein Anschluss für den Drahtauslöser oder Fernauslöser muss vorhanden sein; - falls der Fotoapparat eine Belichtungsautomatik besitzt muss diese abschaltbar sein; - es muss eine frei wählbare Belichtungszeit einstellbar sein (B / Bulb - beliebig).

Gut gelöst ist das bei den Kameragehäusen für astronomische Fotos. Sie kosten nicht mehr als ein normaler Fotoapparat, haben aber eine große Auswahl an einstellbaren Belichtungszeiten. Dafür fehlt das Objektiv, das aber bei Anschluss an das Fernrohr auch nicht nötig ist.

Dieser Teil stammt noch aus den Zeiten, als ich mit chemischen Film gearbeitet habe. Heute ist das eher die Ausnahme. Der Vollständigkeit halber habe ich diesen kleinen Abschnitt noch belassen.

Einen deutlichen Vorteil gegenüber normalen Fotoapparaten haben CCD Kameras in der Bearbeitung der Fotos. Man kann sie im Computer beliebig bearbeiten und ausdrucken. Vorteilhaft wirkt sich auch der günstigere Helligkeitsverlauf bei langen Belichtungszeiten aus. Der Nachteil liegt allerdings in der geringeren Auflösung von CCD Chips. In den letzten Jahren hat sich aber die Anzahl der Bildpunkte auf einem Chip vervielfacht. Ein Ende dieser Entwicklung ist nicht in Sicht. Wie oben schon geschildert sind digitale Spiegelreflexkameras für die Astrofotografie heute als Standard zu beschreiben.

Eine echte Alternative zu CCD Kameras stellt die Videokamera dar. Sie kann wie auch eine CCD Kamera bei der Okularprojektion verwendet werden. Man muss sich nur etwas einfallen lassen, um die Kamera hinter dem Okular zu befestigen. Meist ist das nicht so einfach wie bei Fotoapparaten möglich. Eine hohe Auflösung, wie sie inzwischen bei Digitalkameras zu finden ist, wäre wünschenswert, aber nicht Bedingung. Wichtig ist eine manuelle Helligkeitsregelung, da die Objekte sonst gegenüber dem Hintergrund von der Automatik zu hell eingestellt werden.

Ein wesentlicher Vorteil ist auch hier die kurze Belichtungszeit (bei einigen Kameras einstellbar). Weiterhin kann man viele Einzelbilder einer Filmsequenz mit entsprechender Software am Computer überlagern, damit das Seeing weiter reduzieren und das Bildrauschen minimieren. Außerdem entfällt die Scharfeinstellung, da das die Kamera selbst erledigt. Langzeitaufnahmen sind jedoch mit einer Videokamera nicht möglich.