Digitale Astrofotografie mit einfachen Mitteln

Das durch die rasante Entwicklung der Digitalfotografie und die zunehmende Verbreitung digitaler Spiegelreflexkameras in schulischen Projekten erschließbare Potenzial der Astrofotografie ist enorm: Eine Kamera, ein Stativ und ein Fernauslösekabel ermöglichen Himmelsfotos, die nicht nur optisch ansprechend sind, sondern auch astronomisch-physikalisch ausgewertet werden können. So gelingt ohne großen Zeit- und Materialaufwand die Dokumentation der scheinbaren Rotation des Sternhimmels, die Erfassung der Bewegung von Kleinplaneten, oder das Aufspüren von Galaxien und Gasnebeln. Kostenlos im Internet verfügbare Software erlaubt es, Schülerinnen und Schülern wichtige Aspekte und Techniken der allgemeinen und der astronomischen Bildbearbeitung zu vermitteln. Zusammen mit einigen Beispielen finden Sie hier entsprechende Anleitungen zur Bildbearbeitung sowie Astrofotos im Rohzustand, die Sie für erste eigene "Trockenübungen" nutzen können.

Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler sollen

• Fotos des Sternhimmels mit einer digitalen Kamera aufnehmen.
• an eigenen Astrofotos grundlegende Techniken digitaler Bildbearbeitung erlernen (Histogramm- beziehungsweise Tonwertkurvenbearbeitung, Kontrastveränderung, Reduzierung der Auswirkungen von Vignettierung und künstlicher Himmelsaufhellung).
• durch Astrofotos die scheinbare Rotation des Sternhimmels in GIF-Animationen dokumentieren.
• die Lage der Himmelspole aus Sternfeldaufnahmen erschließen.
• durch die Addition zahlreicher kurz belichteter Fotos "quasi-nachgeführte" Himmelsaufnahmen konstruieren.

Kurzinformationen

Didaktisch-methodischer Kommentar

Für ansprechende Fotos des nächtlichen Himmels benötigt man als Mindestausrüstung eine digitale Spiegelreflexkamera (oft bezeichnet als DSLR = Digital Single Lens Reflex Camera) und ein Fotostativ. Ohne Stativ sind verwacklungsfreie Aufnahmen mit bis zu vielen Minuten Belichtungszeit unmöglich. Auf Exkursionen oder Urlaubsreisen hilft auch ein leichtes Taschenstativ. Weitere nicht zwingend erforderliche, aber hilfreiche technische Hilfsmittel werden an geeigneten Stellen dieses Artikels benannt und kurz beschrieben. Alle Beispielbilder des Artikels wurden - soweit nicht anders genannt - vom Autor mit Canon-Kameras (EOS 350D und EOS 1000D) aufgenommen. Die erwähnten und beschriebenen Funktionen dieser Kameras des unteren Preissegments bieten natürlich auch Spiegelreflexkameras anderer Hersteller. Bei der Bildbearbeitung wird ausschließlich auf die Bearbeitung von JPG-Dateien eingegangen. Fortgeschrittene Fotografinnen und Fotografen werden das kameraspezifische RAW-Format (bei Canon: CR2-Format) mit seinen vielfältigeren Möglichkeiten nutzen.

• Einzelaufnahmen mit Kamera und Stativ
  Bei längeren Belichtungszeiten erscheinen Sterne als Strichspuren. Zusammen mit Landschaftselementen ergeben sich daraus ästhetisch reizvolle Bilder.
• Die Aufnahmetechnik
  Tipps zu Montage und Ausrichtung der Kamera, Sensorempfindlichkeit, Fokussierung, Belichtungszeiten und Blendenöffnungen sowie zum Auslösen der Belichtung
• Einzelbildbearbeitung
  Am Beispiel von Fotos der Milchstraße und eines Sternfelds werden die Bearbeitung von Tonwertkurve, Kontrast und Hintergrundhelligkeit mit GIMP und Fitswork erläutert.
• Was erzählen die Bilder?
  Möglichkeiten zur Darstellung der scheinbaren Drehung um den Himmelspol und hellerer Großstrukturen der Milchstraße sowie ein Himmelsäquator-Effekt werden vorgestellt.

• Quasi-nachgeführte Aufnahmen
  Die Darstellung lichtschwacher Objekte gelingt ohne mechanische Nachführung durch die digitale Addition vieler kurzer Einzelbelichtungen mit der Software Fitswork.
• Bildbearbeitung nach Verwendung eines CLS-Filters
  Spezielle Filter blockieren einen großen Teil des künstlichen Lichts. So können auch in Stadtnähe großflächige Wasserstoffwolken fotografisch dargestellt werden.
• Bildmaterialien zum "Üben"
  Für erste Versuche zur Bearbeitung von Astrofotos stehen Ihnen hier Rohbilder zur Verfügung, die mit GIMP, Fitswork und GiftedMotion bearbeitet werden können.

Download

Internetadressen und Literatur

• Astrofotografie und Bildbearbeitungssoftware
  Hier finden Sie eine Auswahl von Webseiten und Literatur zum Thema Astrofotografie, zum Einsatz von Bildbearbeitungsprogrammen und den Softwarequellen im Netz.

Informationen zum Autor

Peter Stinner ist Lehrer für Physik und Mathematik am Kopernikus-Gymnasium in Wissen (Rheinland-Pfalz). Mit der Wissener Astronomie-AG betreibt er die Sternwarte der Geschwister-Scholl-Realschule in Betzdorf.

• Mehr Infos im Autorenverzeichnis
  Hier können Sie Kontakt mit Herrn Stinner aufnehmen. Zudem finden Sie hier eine Liste mit allen Lehrer-Online-Beiträgen des Autors.

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