Nachgeführte Kamera:
Bei einer nur auf einem Stativ befestigten Kamera wird die Belichtungsdauer im wesentlichen durch die Erdrotation beschränkt, und doch können wir Aufnahmen anfertigen, die alle mit bloßem Auge sichtbaren Sterne abbilden. Doch es entsteht meist recht schnell der Wunsch nach länger belichteten Bildern, wo die Sterne noch als Punkte abgebildet werden, und nicht als Striche. Dafür wird eine Vorrichtung zum Ausgleich der Erdrotation benötigt, einer sogenannten Montierung.

Montierungen:
In der Astronomie sind viele verschiedene Montierungsarten gebräuchlich, die alle es dem Fernrohr ermöglichen, auf einen beliebigen Himmelsausschnitt zur Beobachtung ausgerichtet zu werden. Möchten wir die Montierung auch zur Astrofotografie nutzen, benötigen wir eine Montierung, die genau auf den Himmelspol ausgerichtet eine fehlerfreie Nachführung ermöglicht. In Betracht kommen also nur eine parallaktische und eine Gabelmontierung. Die Gabelmontierung ist meisten von den Anschlußmöglichkeiten und der Ausbaufähigkeit her sehr begrenzt, bei der Fotografie durch das Fernrohr erschwert teilweise noch die geringe Steifigkeit der Gabelarme eine einwandfreie Nachführung. Deshalb wird im folgenden nur auf die parallaktische Montierung (oder auch bekannt als deutsche Montierung) eingegangen. Sie besteht aus zwei Achsen, wovon die Stundenachse (=Rektaszensionsachse) auf den Himmelspol ausgerichtet wird, um den sich der Sternenhimmel scheinbar dreht. Viele transportable Montierungen haben in der Stundenachse ein kleines Fernrohr eingebaut, mit dem die Montierung genau ausgerichtet werden kann. Diese Polsucher erleichtern den Aufbau der Montierung sehr, und die Genauigkeit ist in der Regel für die Astrofotografie ausreichend. Wegen der Unterschiede zwischen den verschiedenen Herstellern wird bei der Benutzung der Polsucher lediglich auf die Bedienungsanleitung hingewiesen. Die zweite Achse ist die Deklinationsachse, auf der einen Seite ist das Fernrohr befestigt, die gegenüberliegende Seite ist die Gegengewichtsstange, wo Gegengewichte die Fernrohrmasse ausbalancieren. Um einen leichtgängigen Betrieb der Montierung zu gewährleisten, sollte das Ausbalancieren der Gegengewichte sorgfältig vorgenommen werden, vor allem bei der Astrofotografie ist das wichtig.

Sternbild Schwan mit Milchstraße
50mm Objektiv, Blende 4, Scotch Chrome 400, 35 Minuten Belichtungszeit, Sauerland

Für Astrofotos bis in den Telebereich hinein kann die Montierung noch von Hand nachgeführt werden, allerdings sollte beachtet werden, daß im Laufe der Nacht oder schon nach den ersten Bildern die Konzentration schnell nachläßt, und die Nachführgenauigkeit sinkt. Ein Motor in der Stundenachse ist also fast schon Pflicht, in der Deklinationsachse wird der Motorantrieb erst bei Langzeitbelichtungen im Telebereich erforderlich. Je länger die Brennweite wird, um so größer werden auch die Anforderungen an die Montierung, bei der Fotografie durch das Fernrohr ist auch ein Deklinationsmotor unabläßlich.
Eine für die Astrofotografie genutzte Montierung mit Stativ sollte auch ausreichend stabil sein, um verwackelte Bilder zu verhindern. Häufig wird auf freiem Feld fotografiert, wo ein entsprechend starker Wind wehen kann. Kleinere Windböen sollte die Montierung durchaus verkraften können, um nicht unnötigerweise die eh schon geringe Zahl der astrofotografisch nutzbaren Nächte noch weiter reduzieren zu müssen.
Bei der Wahl einer neuen Montierung sollte also eher Geld investiert werden als in ein besonders ausgefeiltes Teleskop, denn die beste Optik nützt auf einer wackeligen Montierung nichts. Achten Sie beim Kauf auf eine ausreichend stabile Montierung mit einem guten Stativ, überdimensionieren Sie ruhig. Die Montierung sollte mit einem Polsucher und zwei Motoren mit entsprechender Steuerelektronik ausrüstbar sein. Ideal wäre hier eine Elektronik mit 12V-Versorgungsspannung für die Nutzung einer Autobatterie auf freiem Feld.
Für weitere Einzelheiten zum Thema Montierungen verweise ich auf das Buch „Das Astro-Teleskop für Einsteiger“ von Heinz-Joachim Klötzler aus dem Kosmos-Verlag (ISBN 3-440-07833-7).

Anschlußmöglichkeiten:
Es gibt meistens zig verschiedene Kameraanschlußmöglichkeiten. Manche Hersteller haben direkt an den Rohrschellen des Teleskops Fotoschrauben zur Aufnahme der Kamera angebracht, wobei die Kamera sehr nah am Fernrohrtubus befestigt ist, was vor allem bei Weitwinkelfotografien zu Abschattungen durch das Teleskop führen kann. Die Rohrschellenbefestigung ist also nur für Teleobjektive geeignet. Einige Hersteller bieten deswegen Abstandshalter an, die zwischen Fernrohr und Kamera gesetzt werden, um den Abstand zu vergrößern. Eine weitere Möglichkeit besteht im Anbringen der Kamera neben der Teleskopöffnung am vorderen Ende des Fernrohrs. Wegen des nun weit nach vorne verlegten Schwerpunktes muß das Teleskop auf der Montierung ein wenig nach hinten verschoben werden, damit kein Übergewicht nach vorne besteht. Häufig sind Kamerahalterungen direkt beim Fernrohrhersteller erhältlich.

Als letzter Ausweg bietet sich noch die Gegengewichtsstange an, mit einer entsprechenden Befestigung, die aber meistens selbst angefertigt werden muß, kann beispielsweise eine Platte an der Achse angeflanscht werden, die eine Kamera aufnehmen kann. Wer Metallbearbeitungsgeräte zur Verfügung hat, kann auch eine entsprechende Platte auf eins seiner Gegengewichte schrauben. Die Befestigung einer Kamera erfordert manchmal etwas bastlerisches Geschick, vor allem bei Teleskopherstellern mit einem schlecht ausbaubaren Sortiment. Vor allem für die Fotografie von Sternbildern ist das Anbringen eines Kugelkopfes zur Kameraaufnahme empfehlenswert, so kann das Sternbild einfach „in Szene“ gesetzt werden. Auch hier sollten die billigsten Kugelköpfe mit Vorsicht zu genießen sein.

Nachführung und Genauigkeiten:
Mit steigender Brennweite und immer längeren Belichtungszeiten wachsen auch entsprechend die Anforderungen an die Genauigkeit der Montierung. Wir benutzen ja gerade die oft teure Montierung, um punktförmige Sterne auf dem Foto abzubilden. Entsprechend genau muß dann auch gearbeitet werden. Als erstes ist ein möglichst genaues Einnorden der Montierung erforderlich, sonst kann die Nachführung der Montierung die Erdrotation nicht ausgleichen.
Bei einer Montierung ohne Nachführmotoren muß die Erddrehung von Hand ausgeglichen werden. Dazu benötigen wir ein Fernrohr mit einem möglichst beleuchteten Fadenkreuzokular. In die Mitte des Fadenkreuzes wird ein ausreichend heller Stern eingestellt, dann wird die Kamera auf die zu fotografierende Himmelsregion ausgerichtet. Nun wird der Leitstern wieder genau in die Mitte des Fadenkreuzes geschwenkt, die Belichtung kann beginnen. Während der Belichtung muß durch Drehung des Stundenantriebs der Stern möglichst genau in der Fadenkreuzmitte gehalten werden. Dabei wird auf den Antriebsknopf weniger eine Handdrehung sondern eher ein konstanter Druck in Nachführrichtung übertragen, der sorgfältig dosiert werden muß. Hilfreich ist es, wenn man sich bei der Nachführung hinsetzen kann, Ermüdungs- und Konzentrationsprobleme werden gemindert. Falls die Striche des Fadenkreuzes zu dick sind und den Stern bedecken, hilft ein leichtes defokussieren des Sterns, er tritt dann wieder hinter dem Fadenkreuz hervor. Bei nur einem geringen Defokussieren wird die Nachführgenauigkeit nur unwesentlich gemindert.
Montierungen mit Motorantrieb gleichen von sich aus die Erdrotation aus, nur bei Aufstellungsfehlern der Montierung (und die gibt es immer!) muß sporadisch manuell eingegriffen werden. Bei geringen Brennweiten und noch recht „kurzen“ Belichtungszeiten kann die Montierung alleine vor sich hinarbeiten, ab dem Telebereich oder bei langen Belichtungszeiten sollte ein Leitstern im dem Fernrohr und einem Fadenkreuzokular verfolgt werden, um beim Herauslaufen des Sterns durch Betätigen einer entsprechenden Korrekturtaste einzugreifen.
1989 brachte die amerikanische Firma SBIG ein Autoguidersystem auf den Markt, wo das Beobachterauge durch einen lichtempfindlichen CCD-Chip ersetzt wird. Die notwendigen Korrekturen bei einem herauslaufenden Leitstern werden von einem eingebauten Mikroprozessor berechnet und durchgeführt. Solche elektronischen Regelsysteme bringen über einen langen Zeitraum erstaunlich gute Nachführgenauigkeiten ohne Ermüdungserscheinungen hinter dem Fadenkreuzokular. Jedoch lohnt sich eine solche Anschaffung erst bei der Fotografie mit langen Brennweiten.
Einige Fadenkreuzokulare haben auch eine Skala mit eingebaut, die in Bogensekunden je nach Fernrohrbrennweite umgerechnet werden kann. Dazu muß jedoch wegen der Produktvielfalt auf die dem Okular beiliegende Bedienungsanleitung verwiesen werden. Unten stehender Tabelle kann die erforderliche Nachführgenauigkeit für eine punktförmige Sternabbildung entnommen werden. Mit Hilfe der Fadenkreuzskala kann dann abgeschätzt werden, in welch einem Bereich sich der Leitstern im Fernrohr bewegen kann, ohne sichtbare Ausreißer zu erzeugen. Die letzte Spalte zeigt, in welcher Zeit der Stern am Himmelsäquator benötigt, um die als maximale Toleranz angegebene Strecke zu überwinden.

Nordamerikanebel (NGC7000) im Sternbild Schwan
200mm Objektiv, Blende 4, Scotch Chrome 400, Belichtungszeit 20 Minuten, Sauerland

Bei immer größer werdender Brennweite ist auch das Seeing nicht zu unterschätzen, durch das Hin- und Hertanzen des Sterns wird auf der Filmemulsion der Stern größer und verwaschener abgebildet. Dieser Effekt ist spätestens bei der Okularprojektion nicht zu unterschätzen.

Erforderliche Nachführgenauigkeiten:

Brennweite:	Maximale Toleranz:	Laufzeit am Himmelsäquator:
28mm	107 Bogensekunden	7s
35mm	86 Bogensekunden	6s
50mm	60 Bogensekunden	4s
135mm	22 Bogensekunden	1,5s
200mm	15 Bogensekunden	1s
500mm	6 Bogensekunden	0,4s

Die erforderliche Nachführgenauigkeit kann mit der folgenden Formel berechnet werden, wobei Filmkorngröße und Objektivbrennweite in Millimetern eingesetzt werden muß. Die Filmkorngröße beträgt bei einem mittelempfindlichen Film mit 400ASA Empfindlichkeit etwa 0,025mm bis 0,030mm, Spezialfilme wie der hochauflösende Kodak Technical Pan 2415 haben ein wesentlich feineres Korn von etwa 0,010mm Durchmessern und benötigen zu einer punktförmigen Sternabbildung eine höhere Nachführgenauigkeit bei entsprechend gutem Seeing.
 

	Filmkorngröße * 206280
Gesichtsfeld in Bogensekunden  =
	Objektivbrennweite

Filme, Belichtungszeiten und Himmelshintergrund:
Bei der nachgeführten Astrofotografie wird die Belichtungszeit nicht mehr durch die Erddrehung sondern durch die Helligkeit des Himmelshintergrundes begrenzt. Im Vergleich zur Fotografie mit der stehenden Kamera kann wesentlich länger belichtet werden, wodurch der Amateurastronom nicht mehr auf die wenigen hochempfindlichen und entsprechend körnigen Filmemulsionen angewiesen ist, sondern er hat die Qual der Wahl.
Um eine allzu lange Belichtungszeit zu verhindern, sollte die Filmempfindlichkeit nicht unter 200 ASA betragen. Mit 200ASA können wir unter einem dunklen Landhimmel bei Blende 4 durchaus 15 Minuten belichten, bis der Himmelshintergrund auf dem Foto erkennbar wird. Ein 400ASA Film würde bei gleicher Blende bereits nach knappen acht Minuten das gleiche Resultat zeigen, jedoch hat der Film ein gröberes Korn, dafür können aber auch knapp doppelt so viele Bilder in einer Nacht angefertigt werden.
Viele Objektive  haben bei offener Blende nur eine mittelmäßige Abbildungsqualität, zum Rand hin wird der Himmelshintergrund immer dunkler (Vignettierung), und die Sterne an den Bildecken werden eher als Kometen abgebildet. Beide Bildfehler werden durch Abblenden des Objektivs gemindert, meistens reicht Blende 4, nur bei den lichtschwächeren Teleobjektiven sollte auf Blende 5,6 abgeblendet werden. Das Abblenden hat noch als positives Nebeneffekt eine Steigerung der Schärfe zur Folge, nachteilig wirkt sich natürlich die längere Belichtungszeit aus. Bei den meisten Teleobjektiven reicht die werkseitig eingestellte Fokussierung meistens aus, die Schärfe wird also auf „unendlich“ eingestellt. Anschließend wird das Objekt bei geöffneter Blende gesucht und fixiert, danach wird die Arbeitsblende eingestellt, und die Belichtung kann beginnen.
Bei der nachgeführten Astrofotografie kommt es also auf den richtigen Abstimmung der Parameter Filmempfindlichkeit, Filmkörnung, Blende und gewünschte Belichtungszeit drauf an. In der folgenden Tabelle werden einige in der Astrofotografie gebräuchliche Filme beschrieben.

Filme für die Astrofotografie:

Film:	ASA:	Filmart:	Preis:	Bemerkungen:
Fuji Provia 100F RDP III	100	Dia	7,95 Euro	Empfehlung, keine eigenen Erfahrungen
Fujichrome Sensia 100 II RD	100	Dia	3,99 Euro	Feinkörnig, Mond- und Sonnenfotografie
Kodak Ektachrome prof. E200	200-1000	Dia	7,79 Euro	Feinkörnig, rot- und blauempfindlich
Fuji Provia 400F prof. RHP	400	Dia	10,95 Euro	Empfehlung, keine eigenen Erfahrungen
Imationchrome 400	400	Dia	alt	rot- und blauempfindlich
Agfachrome 1000 RS	1000	Dia	alt	rot- und blauempfindlich
Imationchrome 800/3200 P	800-3200	Dia	alt	Sehr grobkörnig, rot- und blauempfindlich
Kodak  Ektachrome Panther 1600	1600-3200	Dia	alt	Grobkörnig, rotempfindlich
Kodak Ektar pro Gold 400 GPY	400	Negativ	alt	rot- und blauempfindlich (Empfehlung)
Fujicolor NHG II 800 (6x6 Film)	800	Negativ	5,59 Euro	Empfehlung, keine Eigenerfahrungen
Fuji Superia 800	800	Negativ	alt	Empfehlung, keine Eigenerfahrungen
Ilford Pan F Plus 50	50	S/W	3,95 Euro	Feinstkörnig, Mond- und Sonnenfotografie
Kodak Technical Pan 2415	200	S/W	9,50 Euro	Feinstkörnig, sehr rotempfindlich
Kodak T-max 400 pro TMY	400	S/W	3,50 Euro	Empfehlung, keine Eigenerfahrungen

Manche Filme sind nur im Fünferpack erhältlich, der Preis in Euro bezieht sich aber auf einen Film ohne Entwicklung und wurde der Preisliste vom März 2002 von Brenner Foto Versand entnommen. Zum Teil sind die Filme auch als Meterware erhältlich und meistens rein rechnerisch pro Film billiger. Ob sich allerdings der Mehraufwand lohnt, muß jeder für sich selbst entscheiden. Einige der in der Liste aufgeführten Filme sind leider nicht mehr als Neuware erhältlich.

Gelegentlich gibt es Irritationen, ob es sich bei einem Kodak Diafilm um den Elitechrome prof. E200 handelt oder nicht. Bisher fand ich den Kodak E200 nur in größeren Fotogeschäften, beim Händler an der Ecke muß er in der Regel bestellt werden. Von Kodak wird der Film im Kleinbildformat nur im 5er-Pack mit Pappschachtel vertrieben. Verwechselt wird der E200 oft mit dem günstigeren Kodak Elite Chrome 200, der auch einzeln verkauft wird.
Die Abbildungen zeigen von links nach rechts jeweils den Aufdruck der Verpackung und den Aufkleber auf dem Deckel der Filmdose des Elitechrome prof. E200 und des Elite Chrome 200. Fazit: Nur da wo E200 draufsteht ist auch E200 drin, sonst nirgends!
 

Die Filmhersteller im Internet:

Agfa	http://www.agfa.de
Fuji	http://www.fuji.de
Ilford	http://www.ilford.com
Kodak	http://www.kodak.de

Der begrenzende Faktor schlechthin in der Astrofotografie ist die Helligkeit des Himmelshintergrundes. Während der Belichtung sammelt der Film das Licht der Sterne und des Himmelshintergrundes. Die fotografierten Objekte werden bei länger werdender Belichtungszeit immer heller, immer mehr schwächere Sterne werden mit abgebildet und sichtbar. Irgendwann reicht die Belichtungszeit aber aus, um auch die geringe Helligkeit des Himmelshintergrundes mit abzubilden, und wenn jetzt noch länger fotografiert wird, ist die Aufnahme überbelichtet, die schwächeren Sterne werden vom immer heller werdenden Himmelshintergrund wieder geschluckt.
Wir können also nur bis zum Sichtbar werden des Hintergrundes immer mehr Informationen auf dem Bild sammeln, ab dem Anbelichten des Hintergrundes sinkt der Informationsgehalt rapide. Um also lange belichten zu können mit möglichst schwachen Sternen, muß eine dunkle Umgebung aufgesucht werden. Deshalb fahren Amateurastronomen oftmals große Distanzen, um aus den lichtverschmutzten Städten in dunkle Gegenden zu fliehen, wo das Hobby Astrofotografie noch ungestört ausgelebt werden kann.
Aber auch in der lichtverschmutzten Umgebung der großen Städte kann noch Astrofotografie betrieben werden, nur halt mit weniger Sternen und entsprechend kürzeren Belichtungszeiten. Bei der stehenden Astrofotografie auf einem Stativ sind die Belichtungszeiten in der Regel eh so kurz, daß der Himmelshintergrund kaum anbelichtet werden kann.

Skybeamer einer Dorfdisco, Reichweite etwa 40km!!!

Eher störend wirken hier Skybeamer, die bestimmte Bereiche des Fotos durch ihre regelmäßigen Bewegungen aufhellen können und sehr störend sind.
Für die maximal sinnvolle Belichtungszeit kann keine Faustformel aufgestellt werden. Die genaueste Möglichkeit zum Herausfinden der optimalen Belichtungszeit ist auch hier wieder das Anfertigen einer Aufnahmeserie mit verschieden langen Belichtungszeiten. Nach der Entwicklung sehen wir, ab welcher Belichtungszeit der Himmelshintergrund sichtbar wird. Es ist daher empfehlenswert, möglichst wenige Parameter zu ändern, optimal wäre also ein fester Standort, und immer der gleiche Film mit der gleichen Arbeitsblende. Mit dieser Methode lassen sich am einfachsten schöne Astrofotos anfertigen.
 

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