EAA, Video-Astronomie, ...

Defnitionen - Sammlung | Mein Definitionsversuch | Erfahrungen - Sammlung | Einige gesammelte Fragen und Antworten... | Vorläufiges Fazit | Links

Auf dieser Seite stelle ich einige Informationen zu EAA (Electronically Augmented Astronomy), EAO (Electronically Augmented Observation/Observing) und Video-Astronomie (sowie einigen verwandten Begriffen) zusammen.

Siehe auch Atik Infinity Colour-Kamera - Erfahrungen und Seite Motivation und Einführung.

 

Definitionen - Sammlung

Im folgenden stelle ich einige Definitionen (oder Beschreibungen, was das ist...) der Video-Astronomie vor, die ich im Internet gefunden habe.

Wikipedia: Video-Astronomie (Übersetzt)

Video-Astronomie ist ein Zweig der Astronomie, der auf die Beobachtung von relativ schwachen astronomischen Objekten mit hochempfindlichen CCD- oder CMOS-Kameras in nahezu "Echtzeit" spezialisiert ist. Im Gegensatz zu "Lucky Imaging" werden bei der Videoastronomie keine unerwünschten Frames verworfen, und auf Bildkorrekturen wie die Dunkelsubtraktion wird häufig verzichtet. Die bei der Beobachtung gesammelten Daten können jedoch gesichert und auf traditionellere Weise verarbeitet werden. Obwohl dieses Gebiet auf eine lange Geschichte zurückblicken kann, die bis 1928 mit dem Beginn der Live-Fernsehübertragung des Planeten Mars zurückreicht, wurde es in letzter Zeit weitgehend von Hobby-Enthusiasten weiterentwickelt und zeichnet sich, im Gegensatz zur Ausrüstung für fortgeschrittene Astrofotografie, durch den Einsatz relativ preiswerter Geräte, wie leicht verfügbarer hochempfindlicher Überwachungskameras, aus.

Durch die Verwendung in schneller Folge intern gestapelter Bilder ("image stacking" genannt) oder sehr kurzer Belichtungszeiten und die Verwendung eines TV-Monitors (für analoge Kameras) oder eines Computers mit leicht verfügbarer Software (für USB-Kameras) ermöglicht die Video-Astronomie dem Betrachter, Farben und Details zu sehen, die das Auge nicht erkennen kann. Da das Bild auf einem Monitor oder einem Fernsehbildschirm angezeigt werden kann, können mehrere Personen gleichzeitig diese "Live"-Bilder betrachten. Durch die Nutzung des Internets ist es einem weltweiten Publikum möglich, solche Bilder zu teilen. Entsprechend gibt es Live-Übertragungs-Websites für den Austausch von Live-Video-Astronomie-Feeds.

Video-Astronomie, kombiniert mit der Fernsteuerung eines Teleskops, ermöglicht es jedem, einschließlich behinderter Menschen, ein Fernrohr zu bedienen oder Beobachtern in einer lichtverschmutzten Region ein Fernrohr in einer anderen Region, oder sogar in einem anderen Land, zu bedienen.

Andere Vorteile der hochempfindlichen Kameras, die in der Videoastronomie verwendet werden, sind die Fähigkeit, durch dünne Wolken hindurchzusehen, und die Fähigkeit, viele schwache Objekte in Bereichen zu sehen, die unter Lichtverschmutzung leiden. Die verwendete Ausrüstung variiert von Webcams und einfachen Überwachungskameras bis hin zu speziellen Video-Astronomie-Kameras. Das jüngst wachsende Interesse am "Fast-Live-Charakter" der Video-Astronomie hat Websites entstehen lassen, die sich ausschließlich der Praxis widmen sowie Nutzerforen, die die Ausrüstung diskutieren. (Aus Wikipedia, übersetzt und leicht angepasst)

MallinCam: Was ist Video-Astronomie? (Übersetzt)

MallinCam ist ein Hersteller von Kameras für die Video-Astronomie und definiert diese folgendermaßen:

Ein häufiges Problem, das Amateurastronomen heute beschäftigt, ist die immer weiter um sich greifende Lichtverschmutzung. Die Notwendigkeit, einer Gegend mit dunklem Himmel aufsuchen zu müssen, um etwas anderes als den Mond und die Planeten zu beobachten, macht es für Amateure schwieriger, regelmäßig zu beobachten. Dies macht es auch schwierig, neue Leute, besonders junge, zu diesem Hobby zu ermutigen. Video-Astronomie hat das Potential, all diese Hindernisse zu beseitigen, um von der Stadt aus beobachten zu können und damit das Hobby für alle zu öffnen.

Die meisten Menschen sind damit vertraut, den Nachthimmel mit einem Teleskop zu beobachten. Sie halten Ihr Auge einfach ans Okular und lassen das Fernrohr das Licht direkt in ihr Auge fokussieren, stark vergrößert und aufgehellt. Video-Astronomie verwendet stattdessen eine Kamera, um das Licht des Teleskops zu empfangen. Man beobachtet dann die resultierenden Bilder live auf einem TV-Monitor oder Computerbildschirm. Das Erlebnis ist genauso "live" wie bei einem Okular, jedoch mit dem Unterschied, dass eine Kamera deutliche Vorteile gegenüber dem menschlichen Auge hat:

(Von: MallinCam Website, angepasst und übersetzt)

Ken James: Über Video-Astronomy (Übersetzt)

Die Lösung

Video-Astronomie ist die Antwort auf schlechte Beobachtungsbedingungen oder die Notwendigkeit, viele Stunden mit Astrofotografie zu verbringen, bevor man etwas sehen kann. Man könnte sie vielleicht als "Sofortbild-Astrofotografie" bezeichnen. Aber Video-Astronomie ist eigentlich keine "Fotografie", sondern eher eine "Beobachtung mit elektronischer Unterstützung" (EAO = electronically assisted observation). Video-Astronomie ist also eine Hilfe für Beobachter, ein "elektronisches visuelles Werkzeug". Sie zeigt Himmelsobjekte in Farbe und fast "augenblicklich" (also fast in "Echtzeit"). Es ist als ob man ein "magisches Okular" hätte , das sehr schwache Objekte sehen kann - und das sogar in Farbe.

Video Astronomie hat viele Vorteile gegenüber "visueller Astronomie " und "Astrofotografie"

Einer der Vorteile der Video-Astronomie ist die Mühelosigkeit, mit der die Schönheit des Nachthimmels Rollstuhlfahrern und anderen körperlich behinderten Menschen nahegebracht werden kann, ohne dass sie sich mühsam an ein Okular begeben müssen. Man präsentiert die Himmelsobjekte einfach auf einem großen Bildschirm, um sie Zuschauern in Observatorien und bei externen Astronomie-Veranstaltungen zu zeigen. Und das vielleicht aufregendste ist die Möglichkeit, die Ansicht "live" im Internet über Websites wie "Video Astronomy Forum Broadcasts" und "Night Skies Network" zu übertragen. Und viele Video-Astronomen schätzen einfach die unmittelbare Befriedigung, die sie aus der Möglichkeit ziehen, ein Objekt fast in "Echtzeit" und in Farbe auf ihrem eigenen Fernseher, Monitor oder Computerbildschirm zu sehen.

(Aus: Video Astronomy von Ken James, angepasst und übersetzt)

Brian Ventrudo: Die aufkommende Kunst der Video-Astronomie (Übersetzt)

Astronomische Videokameras bieten Echtzeitaufnahmen von Deep-Sky-Objekten in Farbe mit einer erstaunlich hohen Empfindlichkeit, die die Öffnung eines kleinen Teleskops auch bei stark verschmutztem Himmel verdreifacht. Und diese Kameras liefern ein analoges Signal, das man mit einem handelsüblichen Fernseher oder Videomonitor betrachten kann.

Leider gibt es ein paar Kompromisse. Die Sensoren in diesen Kameras sind ziemlich klein, ungefähr ½" auf jeder Seite, was typisch für analoges Video ist. Dies ergibt ein etwas eingeschränktes Sichtfeld in einem Teleskop. Und die Pixel in dem Sensor sind relativ groß, weshalb sie von Natur aus empfindlich für geringe Lichtmengen sind. Große Pixel in einem kleinen Sensor führen zu einer niedrigen Auflösung von typischerweise 640 × 480 oder 720 × 480 Pixeln. Dies ist immer noch hoch genug, um ein ansprechendes Bild zu erzeugen, aber es ist weit weniger als die vielen Megapixel, die DSLRs oder große CCDs bieten, die von den Experten verwendet werden, um die detaillierten Bilder zu erfassen, die man zum Beipsiel in Sky and Telescope oder APOD sehen kann.

(Aus: The Emerging Art of Video Astronomy von Brian Ventrudo, angepasst und übersetzt)

Jarek Pillardy: Electronically Assisted Astronomy (Übersetzt)

Die elektronisch unterstützte Astronomie (Electronically Assisted Astronomy, EAA) ist ein neuer Zweig des Astronomie-Hobbys, der sich auf Echtzeit- (oder nahezu Echtzeit-) Beobachtung von astronomischen Objekten (normalerweise Deep Sky Objekte) mit Hilfe von elektronischen Geräten konzentriert. Typischerweise gibt es 3 Möglichkeiten: Videokameras, Live-Stacking und Bildverstärker. Video-Astronomie ist ein einfacher Weg zu EAA, mit einem moderaten Preis, vor allem mit den neuesten Kameras.

(Aus: Electronically Assisted Astronomy von Jarek Pillardy, angepasst und übersetzt)

Cloudy Nights Forum "EAA Observation and Equipment": Electronically Assisted Astronomy (Übersetzt)

Electronically Assisted Astronomy (EAA) ist die Verwendung einer digitalen Bildaufnahmevorrichtung anstelle eines Okulars am Teleskop.

(Aus: Cloudy Nights forum EAA Observation and Equipment; only visible in the Google search result for "Electronically Assisted Astronomy" and in the forum rules)

Fallenangel (Franz Müller): Electronically Assisted Astronomy mit Atik Infinity (Übersetzt)

Electronically Assisted Astronomy (EAA) bedeutet hier Echtzeit- (oder nahezu Echtzeit-) Betrachtung von Himmelsobjekten (üblicherweise Deep Sky) mit Hilfe von elektronischen Geräten.

(Aus: Electronically Assisted Astronomy with Atik Infinity von Fallenangel, angepasst und übersetzt)

 

Mein Definitionsversuch (Erster Versuch...)

Electronically Assisted Astronomy (EAA = elektronisch unterstützte Astronomie) ist die Echtzeit- oder nahezu Echtzeit-Betrachtung von Himmelsobjekten mit Teleskopen, bei denen anstelle eines Okulars elektronische Geräte (Kameras) eingesetzt werden.

Dieser Begriff ist neuer als der weiter verbreitete Begriff Video-Astronomie, der jedoch vielfach als nicht deckungsgleich angesehen wird. Urpsünglich bezeichnete der Begriff "Video-Astronomie" die Technik, eine (ggf. modifizierte) Videokamera anstelle des Okulars einzusetzen, deren Signal direkt auf einen Fernseher oder einen Video-Monitor übertragen wird. Dabei wird rein analoge Video-Technik ohne Computer eingesetzt. Die Videobilder werden, abhängig von der Belichtungsdauer, praktisch in Echtzeit eines nach dem anderen auf dem Monitor dargestellt und direkt vor Ort betrachtet oder auch an andere Orte übertragen. Sie können auf einem Videorecorder aufgezeichnet und somit gespeichert und später auf einen Computer zur Nachbearbeitung übertragen werden.

Mit dem Aufkommen digitaler Kameras, die per USB an Computer angeschlossen werden, wurde die Video-Astronomie um eine digitale Variante erweitert, die jedoch für die Anzeige und Speicherung einen Computer samt Monitor erfordert. Die auf dem Computer gespeicherten Bilder (typischerweise nicht im Video-Format) können auch auf diesem weiterverarbeitet werden - später oder sofort. Ob die digitale Variante noch als "Video-Astronomie" bezeichnet werden kann, darüber gehen die Meinungen auseinander. Deshalb entstand vermutlich der Begriff "Electronically Assisted Astronomy" (EAA).

Die "Sofortverarbeitungs"-Variante* der EAA/Video-Astronomie überlagert, während die Himmelsobjekte beobachtet werden, die einkommenden Bilder ("Image Stacking"), um schrittweise das Bildrauschen zu vermindern und Licht zu akkumulieren. Sie hat die Überlagerung mit der "echten" Astrofotografie gemeinsam, jedoch werden üblicherweise keine Dunkelbilder zur Korrektur von Störpixeln usw. verwendet und auch keine "schlechten" Bilder entfernt (dies gilt nicht in jedem Fall...). Außerdem erscheint das Ergebnis mehr oder weniger "unmittelbar", und damit zielt diese Technik auf ein direktes Beobachtungserlebnis ab, während bei der Astrofotografie die Ergebnisse erst im Anschluß an die Aufnahmen (die normalerwesie stundenlang dauern) erzeugt und betrachtet werden.

Weil der Beobachtungsaspekt bei der EAA/Video-Astronomie im Vordergrund steht, spricht man auch von "Beobachtung mit elektronischer Unterstützung" (EAO = electronically assisted observation).

Vorteile

Nachteile

Anmerkungen

 

Erfahrungen - Sammlung

Im folgenden stelle ich einige Erfahrungsberichte zur Video-Astronomie vor, die ich im Internet gefunden habe. Dies sind allgemeine Berichte und keine Berichte über spezielle Ausrüstungen, wie sie in größerer Zahl im Internet zu finden sind.

Observing with Astro Video Cameras (Rod Mollise) (Wird ggf. noch übersetzt)

Im folgenden zitiere ich aus Rod Mollises ArtikelObserving with Astro Video Cameras, den er für Sky & Telescope geschrieben hat. Dabei bezieht er sich auf das ursprüngliche Konzept der Video-Astronomie, die ohne Computer (für "image stacking") auskommt. Möglicherweise werde ich die Zitate im Laufe der Zeit ins Deutsche übersetzen...

(From: www.skyandtelescope.com/astronomy-resources/observing-with-astrovideo-cameras/)

Brian Ventrudo: The Emerging Art of Video Astronomy (Wird ggf. noch übersetzt)

Telescopes and Mounts for Video Astronomy

And of course you need a telescope. Which telescope works best with the current crop of astronomical video cameras?

To keep a long story short, for most commonly-observed DSOs, a telescope with a focal length of about 400 mm to 1000 mm works very well with the small sensors in these cameras. If you have a scope with a longer focal length, such as an 8" f/10 Schmidt-Cassegrain, you can acquire a small lens called a focal reducer which mounts between the focuser and the camera. The lens effectively reduces the focal length of the telescope by a factor of 2x or 3x. This also reduces the f-number of the telescope by the same amount which results in brighter images of extended objects and faster imaging time.

You also need to make sure your telescope will focus an image with the camera. This is not usually a problem with Mak-Cass and Schmidt-Cass telescopes. Refractors usually have no problem focusing also, though sometimes a small and inexpensive extension tube is required to position the camera a little further away. Newtonians can be a problem. Without custom modification, many Newtonians do not have enough travel in the focuser to enable any type of video camera to come to a focus.

For newcomers to video astronomy, perhaps the best telescope is a small ED refractor with a focal ratio of f/6 to f/7 and an aperture of 80 mm to 90 mm. With an astro videocam, these small scopes will deliver excellent images of celestial objects with medium to large apparent size. Depending on your setup, you will get fields of view with a small refractor of about 0.3° to 0.8°. This allows you to frame large and colorful emission nebulae like M 42, M 8, and M 20, many open and globular star clusters, larger galaxies like the M 31, M 81 and M 82, NGC 4565 and so on, larger planetary nebulae like M 27, and of course the Moon. You will see all these objects and hundreds more with much more detail than you will ever see in an eyepiece.

Images of smaller planetary nebulae and more distant galaxies are a little too small with such short focal lengths. That's when you want a larger telescope with longer focal lengths, though this will lead to very small fields-of-view which makes it trickier to find and track objects. In a perfect world, for both video astronomy and visual observing, you would have an 80 mm ED refractor and an 8" to 10" SCT and one or two focal reducers to keep the focal ratio low.

You will also need a motorized mount to track the sky when taking images of deep sky objects with a videocam. Even for exposures of a few seconds, the Earth's rotation will smear the image if the telescope mount is not tracking the stars.

But you don’t necessarily need an equatorial mount. You can track objects for up to 30 seconds with a motorized altazimuth mount with good results. In some cases, you can get away with tracking for 60 seconds. At that point, you notice the stars begin to elongate because of "field rotation," the slight apparent rotation of the stars as they move across the sky. An equatorial tracks this naturally. An Alt-AZ does not. But you can image a great many objects with a 30-60 second exposure on an astro videocam, especially if you have dark sky and do not require a light pollution filter to reduce the effects of a brightened sky background. Many experienced video astronomers use telescopes of 3" to 16" aperture only with motorized Alt-Azimuth mounts and they get very good results.

If you want to go after fainter objects, or if you need to use a light-pollution filter, you will often need longer exposures. In such cases, a solid equatorial mount with a motor drive will give you far sharper images. Also… with Alt-AZ or equatorial mounts, "Go-to" control is a big advantage to help you find objects with the narrow field of view of most videocams.

(From: The Emerging Art of Video Astronomy, Part 2 by Brian Ventrudo, adapted)

Erste eigene Erfahrungen

Siehe Seite Atik Infinity Colour-Kamera - Erfahrungen.

 

Einige gesammelte Fragen und Antworten...

Hier stelle ich einige Fragen zusammen, die ich im Zusammenhang mit der Video-Astronomie gefunden haben. Wiederum sind sie allgemeiner Natur und befassen sich nicht mit speziellen Ausrüstungen.

Welche Art von Teleskop brauche ich für die Video-Astronomie?
Sie benötigen ein Teleskop, das drei Anforderungen erfüllt: Es benötigt eine Weitfeldoptik (relativ kurze Brennweite), es muss mit der Kamera in den Fokus kommen können, und es muss einen Motorantrieb haben - vorzugsweise einen mit GoTo-Steuerung.

Was ist die optimale Brennweite eines Teleskops für die Videoastronomie?
Ein Teleskop mit einer Brennweite von etwa 400 mm bis 1000 mm (500-1000 mm) funktioniert sehr gut mit den kleinen Sensoren in Video- oder anderen Kameras.

Was kann ich tun, wenn die Brennweite meines Teleskops (SCT, ...) zu lang ist?
Man kann einen Brennweitenreduzierer (focal reducer, 2 x oder 3 x) verwenden. Dieser reduziert auch die Blendenzahl des Teleskops um den gleichen Betrag, was zu helleren Bildern ausgedehnter Objekte und kürzeren Belichtungszeiten führt.

Was kann ich tun, wenn die Kamera nicht scharf stellen kann, weil der Fokuspunkt zu weit nach innen gerichtet ist (Newton)?
Man kann eine Barlow-Linse (1,5 x, 2 x oder 3 x) verwenden. Diese erhöht auch die Blendenzahl des Teleskops um den gleichen Betrag, was zu dunkleren Bildern von ausgedehnten Objekten und längeren Belichtungszeiten führt.

Kann ich eine Alt-AZ-Montierung für Video-Astronomie verwenden?
Man kann Objekte mit einer motorisierten Alt-AZ-Montierung mit guten Ergebnissen bis zu 30 Sekunden lang verfolgen. In einigen Fällen kann man 60 Sekunden lang mit dem Tracking fortfahren.

Motor-Steuerung: Ist Video-Astronomie mit einem einfachen Dobson-Teleskop, das keine Motor-Steuerung zur Nachverfolgung der Himmelsobjekte hat, möglich?
Leider ist die Antwort nein. Die winzigen Sensorchips von Astro-Videokameras machen die Verfolgung von Objekten (sogar Planeten) per Hand zu einem frustrierenden Erlebnis.

Ist eine GoTo-Steuerung nützlich für die Video-Astronomie?
Bei der Verwendung von Alt-AZ- oder äquatorialen Montierungen ist eine GoTo-Steuerung von großem Vorteil, denn sie hilft, Objekte trotz des engen Gesichtsfeldes der meisten Videokameras zu finden.

Video-Astronomie kann mit vergleichsweise kleinen Teleskopen durchgeführt werden. Kann man dies in Zahlen ausdrücken?
Astronomische Videokameras verdreifachen die Öffnung eines kleinen Teleskops selbst bei stark verschmutztem Himmel.

 

Vorläufiges Fazit

Mit dieser Seite wollte ich zunächst einmal für mich selbst, aber auch für andere Klarheit darüber verschaffen, was EAA und Video-Astronomie bedeuten. Das ist hoffentlich mehr oder weniger gelungen.

Eigene Erfahrungen kann ich noch kaum beisteuern, deshalb habe ich hier einige Erfahrungen, die ich im Internet gefunden habe, gesammelt.

Letztenendes muss jede(r) für sich selbst entscheiden, ob diese neue Richtung etwas für ihn oder sie ist. In meinen Augen gibt es in dieser Hinsicht kein "gut" oder "schlecht", kein "richtig" oder "falsch". Ich kann verstehen, wenn hartgesottene visuelle Beobachter, die vielleicht sogar noch Zeichnungen ihrer Beobachtungen anfertigen, auf diese Richtung nicht gut zu sprechen sind, vor allem, wenn dann auch noch von der Couch aus bei Bier und Kartoffelchips auf dem Laptop oder Smartphone "beobachtet" wird und das Teleskop draußen mutterseelenallein auf der kalten Terrasse steht. Ebenso kann ich verstehen, wenn "echte" Astrofotografen auf diese Richtung nicht gut zu sprechen sind, denn sie müssen wesentlich mehr in ihre Ergebnisse investieren und länger darauf warten. Dafür sind diese aber um Klassen besser, so daß sie mit recht auf diese "Richtung" mitleidig herabblicken können und dürfen.

Für wen ist dann also die neue Richtung? Die "Couch-Astronomen" habe ich schon erwähnt. Dazu kommen die Ungeduldigen, also diejenigen, die nicht viel Zeit ins Sternegucken investieren wollen, und die "Unwissenden", die die Sterne und die Sternbilder am Himmel kaum oder gar nicht kennen, aber trotzdem "etwas" sehen wollen. Dann gibt es noch die nicht so gelenkigen, die ungern unter das Teleskop kriechen wollen, um durch den Sucher blicken zu können, ferner Leute, die Probleme mit dem Rücken haben, und Leute, deren Augen nicht mehr gut sind, aber auch Behinderte, die körperlich nicht in der Lage sind, durch ein Okular zu schauen. Mit anderen Worten, es gibt eine Menge Menschen, denen man mit dieser neuen Richtung die Astronomie näher bringen kann oder die auf diese Weise ihr Hobby weiterführen können. Und dann habe ich noch mich vergessen, der bei visueller Beobachtung oft wegen der Lichtverschmutzung am Wohnort oder aus anderen Gründen "nichts sieht", aber dieselben Objekte mit dieser Methode finden, sehen und sogar aufzeichnen kann und so deutlich weniger frustriert ist.

 

Links

Praxis, Erfahrungen

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18.01.2018