Unistellar eVscope - Mond-Fotos

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Auf dieser Seite stelle ich einige Informationen für die Beobachtung des Mondes mit meinem elektronischen 4,5"-Newton-Teleskop Unistellar eVscope 112 mm/450 mm (f/4) zusammen (Mitte November 2017 bei Kickstarter beteiligt, am 27.1.2020 bei mir eingetroffen).

Aktualisierung: Blättern Sie ganz nach unten für Mondfoto-Tipps von Unistellar!

Hinweis:

Im Grunde ist diese Seite durch den Artikel Observing the moon and planets im Unistellar Help Center "überholt". Aber er zeigt, wie ich durch Probieren zu ähnlichen Schlußfolgerungen bekommen bin...
Siehe Seite Übersicht der Unistellar-Seiten für genau dieses!

Einführung

Das eVscope ist primär für die Beobachtung von Deep Sky-Objekten ausgelegt. Planeten erscheinen im eVscope klein und sind sehr hell. Weil sie so hell sind, können sie auch nur im "Live View"-Modus beobachtet werden. Das Gleiche gilt für den Mond, der allerdings gerade so in das Bildfeld des eVscopes hineinpasst (in der Höhe passt er nicht ganz). Anfangs war es nicht möglich, Objekte, die man im "Live View"-Modus beobachtet, auch zu fotografieren. Dies war nur über einen Screenshot möglich (siehe Fotos weiter unten). Seit Version 1.1.0 (Oktober 2020) ist es nun auch möglich, Fotos im "Live View"-Modus abzuspeichern. Dies stellt eine große Erleichterung und Verbesserung dar, denn nun kann das komplette Sensorformat genutzt werden.


Fast voller Mond - 5.5.2020; Original		Fast voller Mond - 5.5.2020; Original		Fast voller Mond - 5.5.2020; Original

Fotos: Fast voller Mond mit eVscope in LiveView-Modus fotografiert - geschärfte Bildschirmfotos

Von Anfang an hatte das eVscope leider Probleme, den Mond per GoTo zu finden. Dies war immer noch der Fall, als ich den Mond Ende Oktober 2020 beobachten wollte. Mit Hilfe des Joysticks konnte ich den Mond dann zwar "einfangen", aber selbst mit kurzem Antippen der Joystick-Tasten nicht optimal positionieren, weil jedes Tippen stets eine Bewegung mit einer Mindestgröße zur Folge hatte. Planeten werden besser gefunden, und weil sie so klein sind, ist auch das Positionieren im Bildfeld kein Problem.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass der Mond, aber vor allem die Planeten, im "Live View"-Modus nicht optimal belichtet werden*, wenn die automatische Belichtung eingestelt ist, was standardmäßig der Fall ist. Während ich die Belichtung bei Saturn manuell so einstellen kann, dass der Ring zu erkennen ist, gelingt es mir bei Jupiter nicht, sowohl die Monde als auch die Oberfläche mit ihren Streifen gleichzeitig zu sehen. Dies ist in visuellen Teleskopen typischerweise kein Problem. Auch beim Mond liefert die automatische Belichtung nicht die besten Ergebnisse. Dies habe ich jedoch mehr oder weniger durch Zufall herausgefunden und soll Hauptgegenstand dieser Seite sein.

*) Aktualisierung: Mitte Juli 2021 hat Unistellar eine wöchentliche Challenge namens "To the Moon" gestartet. Dort werden Tipps für die optimale Aufnahme des Mondes gegeben, die ich am Ende dieser Seite zitiere. Dabei verlinken sie auf einen Artikel in ihrem Help Center (Observing the moon and planets), der schon älter ist und auch Tipps für das Fotografieren der Planeten enthält. In dem Artikel werden Vorschläge für Gain und Belichtungszeit sowohl beim Mond als auch bei den Planeten gegeben (einschließlich der Planeten mit ihren Monden):

	Planet		Monde
	Gain (dB)	Exposure (ms)	Gain (dB)	Exposure (ms)
Mond	0	5-20
Venus	0	0,3-10
Mars	5	5-30
Saturn	5	10-30	25	100
Jupiter	5	5-20	25	100

Automatische gegen manuelle Belichtung

Standardmäßig belichtet das eVscope automatisch, und so auch im "Live View"-Modus, wenn man den Mond beobachtet. Wenn man den Mond einigermaßen im Bildfeld hat, pendelt sich die automatische Belichtung auf Einstellungen ein, die den Mond "richtig belichtet" aussehen lassen. Das ist er auch, aber die Einstellung ist trotzdem nicht optimal, was ich jedoch erst beim Betrachten der aufgenommenen Fotos erkannt habe: Die automatisch belichteten Fotos waren viel zu verrauscht! Als ich die automatische Belichtung daraufhin überprüfte, stellte ich fest, dass die Belichtungszeit mit gut 0,3 Millisekunden (ca. 1/2700 s) extrem niedrig - und das Gain (die Verstärkung) entsprechend hoch war, um eine korrekte Belichtung sicherzustellen. Eine Folge dieser hohe Verstärkung war das starke Rauschen, das ich auf den Fotos gefunden hatte!


Gut Halbmond - 24.10.2020; autom. Bel. (1/2700 s)		Gut Halbmond - 24.10.2020; 1/1000 s

Fotos: Die ersten Fotos, auf denen ich einen Unterschied im Rauschverhalten bemerkt habe

Also startete ich eine neue Testreihe in der ich einerseits automatisch und zum Vergleich mit 1 Millisekunde (1/1000 s) belichtet habe (mit angepassterm Gain). Wenn ich den Mond mit einem visuellen Teleskop aufnehme, wähle ich nämlich Zeiten im Bereich von 1/100 bis 1/1000 s. Diese Fotos sahen auf Anhieb deutlich weniger verrauscht aus, so dass ich zwischendurch sogar dachte, ich hätte sie im "Enhanced Vision"-Modus aufgenommen. Ich stellte aber schnell fest, dass dies nicht der Fall gewesen sein konnte, denn ich konnte den Mond gar nicht in diesem Modus beobachten. Also lag das geringere Rauschen an der längeren Belichtungszeit (bzw. dem geringeren Gain...)!

Nachdem für mich klar war, dass eine längere Belichtungszeit zu weniger Rauschen führen kann, habe ich die Belichtungszeit in einer weiteren Testreihe variiert, und zwar zwischen 1/1000 und 1/100 s. Bei 1/100 s war der Mond an diesem Abend aber schon so hell, dass ich das Gain nicht mehr so weit herunter regeln konnte, dass der Mond nicht teilweise überstrahlt war. Damit blieben im Test als "brauchbare" Belichtungszeiten: 1/1000, 1/500 und 1/250 s. Möglicherweise ginge auch noch 1/200 s. Auf den ersten Blick ergaben sich keine großen Unterschiede zwischen den drei Belichtungszeiten, aber auf den zweiten, genaueren Blick: von 1/1000 bis 1/250 s wurde das Rauschen noch etwas geringer (siehe die folgenden Fotos)!


Gut Halbmond - 24.10.2020; 1/1000 s	Gut Halbmond - 24.10.2020; 1/500 s	Gut Halbmond - 24.10.2020; 1/250 s

Gut Halbmond - 24.10.2020; 1/1000 s, bearbeitet und geschärft	Gut Halbmond - 24.10.2020; 1/500 s, bearbeitet und geschärft	Gut Halbmond - 24.10.2020; 1/250 s, bearbeitet und geschärft

Fotos: Gut Halbmond mit eVscope in "LiveView"-Modus fotografiert, manuelle Belichtung; Unterschiede sind nur erkennbar, wenn man die großen Versionen per Klick auf das Vorschaubild aufruft.

Als ich den Mond fotografierte, war die Luft sehr unruhig. Man konnte dies an den Unterschieden zwischen den einzelnen Aufnahmen sehen. Hierauf werde ich weiter unten noch eingehen! Dies Frage war für mich also, welche Belichtungszeit reicht aus, um die Luftunruhe noch "einzufrieren" und es nicht zu unscharfen oder aufgeweiteten Konturen kommen zu lassen. Auf den ersten Blick habe ich den Eindruck, dass dies noch bis 1/100, aber auf jeden Fall noch bis 1/250 s herunter möglich ist.

Also könnte 1/250 oder 1/200 s die optimale Belichtungszeit für den Mond sein. Beachten Sie, dass die Verstärkung (Gain) entsprechend angepasst werden muss, damit die Spritzlichter nicht ausfressen.

Einfluss des Gains

Später ist mir aufgefallen, dass die erste manuelle Aufnahme, sie wurde mit mit 1/1000 s belichtet, am wenigsten Rauschen von allen meinen Mond-Aufnahmen zeigte, selbst weniger als die Aufnahmen mit 1/250 s. Offensichtlich war dieses erste Foto mit weniger Gain (Verstärkung) aufgenommen als die nachfolgenden; leider läßt sich hinterher nicht mehr feststellen, welches Gain eingesetzt wurde. Aber die Fotos, das erste ist am dunkelsten, alle anderen sind deutlich heller und ein wenig in den Spritzlichtern ausgewaschen, legen diese Vermutung nahe. Siehe auch das erste manuell aufgenommene Fotos im Vergleich mit einem anderen, ebenfalls mit 1/1000 s aufgenommenen Foto:


Gut Halbmond - 24.10.2020; 1/1000 s, niedrigeres Gain (erste manuelle Aufnahme)		Gut Halbmond - 24.10.2020; 1/1000 s, höheres Gain

Bei passender Gelegenheit werde ich weitere Aufnahmen machen, bei denen ich das Gain verändere, um zu überprüfen, ob meine Annahme stimmt.

Aktualisierung: Dies scheint mir nicht mehr nötig zu sein, nachdem ich gesehen habe, was Unistellar vorschlägt! Vereinfacht gesagt, stellt man das Gain auf 0 dB und stellt die Belichtungszeit so ein, dass die Spritzlichter nicht auswaschen. Dazu kann man ja Aufnahmen mit mehreren Belichtungszeiten machen, um das Optimum zu finden.

Hinweis: Da die Helligkeit des Mondes stark schwankt, kann man nur Hinweise für die Belichtungszeit geben - so wie Unistellar es auch mnacht.

Details

Im folgenden zeige ich noch einmal Ausschnitte aus der ersten und der dritten Testserie. Sichtbar werden die Unterschiede aber erst in den großen Versionen, die man erhält, indem man die Vorschaubilder anklickt!


Gut Halbmond - 24.10.2020; autom. Bel.	Gut Halbmond - 24.10.2020; autom. Bel.	Gut Halbmond - 24.10.2020; 1/500 s

Gut Halbmond - 24.10.2020; 1/1000 s	Gut Halbmond - 24.10.2020; 1/1000 s, bearbeitet und geschärft	Gut Halbmond - 24.10.2020; 1/250 s

Detailfotos: Gut Halbmond mit eVscope in "LiveView"-Modus fotografiert, manuelle Belichtung; Unterschiede sind nur erkennbar, wenn man die großen Versionen per Klick auf das Vorschaubild aufruft.

Luftunruhe

Kurze Belichtungszeiten "frieren die Luftunruhe" ein. Deshalb erkennt man die Luftunruhe erst, wenn man mehrere nacheinander aufgenommene Fotos miteinander vergleicht. Bei längeren Belichtungszeiten bläht die Luftunruhe hingegen die feinen Strukturen auf. Wann dieser Effekt genau eintritt, ist mir nicht ganz klar, denn ich kann ihn nicht mit dem eVscope überprüfen, weil bei 1/100 s und länger die Verstärkung nicht mehr so weit reduziert werden kann, dass die Spritzlichter nicht ausfressen. Insofern kann ich hier nur demonstrieren, wie die Luftunruhe die "eingefrorenen Strukturen" verändert. Ich wähle dazu zum einen automatisch belichtete Fotos und zum anderen Fotos, die manuell belichtet wurden. Beide Serien zeigen mehr oder weniger die gleichen Effekte...


Gut Halbmond - 24.10.2020; autom. Bel.	Gut Halbmond - 24.10.2020; autom. Bel.	Gut Halbmond - 24.10.2020; autom. Bel.

Gut Halbmond - 24.10.2020; 1/250 s	Gut Halbmond - 24.10.2020; 1/250 s	Gut Halbmond - 24.10.2020; 1/250 s

Fotos: Gut Halbmond mit eVscope in "Live View"-Modus fotografiert; Unterschiede sind nur erkennbar, wenn man die großen Versionen per Klick auf das Vorschaubild aufruft.

Ein zweiter Test

Mond mit eVscope in LiveView-Modus fotografiert, automatische und manuelle Belichtung:


Mond - 27.10.2020; ca. 1/10000 s, automatische Belichtung		Mond - 27.10.2020; ca. 1/5000 s, manuelle Belichtung

Mond - 27.10.2020; ca. 1/2000 s, manuelle Belichtung		Gut Halbmond - 24.10.2020; 1/1000 s, manuelle Belichtung

Vergleich mit Sony RX10 M3/4

Der Mond ist etwas größer als die Bildhöhe des eVscopes (30' gegen 27,6'), sein Durchmesser dürft sich über etwa 1050 Pixel erstrecken. Fast so groß erscheint der Mond auf dem Sensor meiner Sony RX10 M3/4 bei 600 mm Brennweite; es sind 870 Pixel für den Supermond. Da liegt es nahe, einen Bildvergleich anzustellen, denn mit der Kamera fotografiert sich der Mond natürlich deutlich bequemer, selbst wenn ich sie auf ein Stativ stelle.

Vergleich mit Sony RX10 M3

Weil ich keine vergleichbare Aufnahme mit der RX10 M4 vorliegen hatte, wählte ich für den Vergleich zunächst ein mit der RX10 M3 aufgenommenes Foto; es sollten sich keine Unterschiede zur M 4 ergeben. Für das eVscope habe ich das erste manuell aufgenommene Mondfoto ausgewählt, weil es die beste Schärfe zu haben schien. Während ich oben unbearbeitete Versionen zeige, zeige ich hier eine bearbeitete und geschärfte Version des Fotos.


Etwa Halbmond - 24.10.2020; eVscope, manuell belichtet, nachbearbeitet und geschärft (SW)		Etwa Halbmond - 14.1.2019; Sony RX10 M3, nachbearbeitet und geschärft (SW)

Auf den ersten Blick sieht das Sony-Foto kontrastreicher und schärfer aus; auf den zweiten gefällt mir das eVscope-Foto besser, weil es mehr Details zeigt. Dies sieht man deutlicher, wenn man die Vorschaubilder anklickt und sich die 1:1-Pixel-Versionen anschaut. Das eVscope-Foto zeigt auch viel weniger Artefakte als das Sony-Foto und noch etwas kleinere Krater (11-12 km gegen 16-17 km).

Vergleich mit Sony RX10 M4

Hier zeige ich nur nachbearbeitete Fotos.

eVscope


Mond - 24.11.2020, bearbeitet und geschärft		Mond - 24.11.2020, bearbeitet und geschärft		Mond - 24.11.2020, bearbeitet und geschärft

Wenn man die großen Versionen aufruft, kann man erkennen, dass die automatisch belichtete Aufnahme stärker rauscht als die beiden anderen.

Sony RX10 M4


Mond - 24.11.2020, bearbeitet und geschärft		Mond - 24.11.2020, bearbeitet und geschärft		Mond - 24.11.2020, bearbeitet und geschärft

Fazit

Die automatische Belichtung führt im "Live View"-Modus beim Mond nicht zu optimalen, sondern zu verrauschten Fotos. Ich habe herausgefunden, dass eine Belichtungszeit zwischen 1/500 und 1/250 s zu rauschärmeren Resultaten führt, ohne dass die Luftunruhe die Strukturen aufbläht. Möglicherweise hilft es auch, das Gain niedrig zu halten. Weitere Details sind sicher noch zu klären... Das dachte ich! Aber inzwischen bietet Unistellar selbst Tipps für optimale Fotos vom Mond. Lesen Sie das Folgende!

Unistellar-Tipps für optimale Fotos vom Mond

Unistellar gibt folgende Tipps für optimale Mond-Fotos:

Suchen Sie im Reiter "Erkunden" der Unistellar-App nach dem "Mond" und drücken Sie auf "Gehe zu".
Wenn der Mond nicht ganz zentriert ist, reduzieren Sie langsam die Verstärkung (Gain), bis Sie erkennen können, aus welcher Richtung die nächstgelegene Lichtquelle - der Mond - kommt. Tippen Sie dann auf die Pfeile, um die Ansicht in Richtung des Lichts zu verschieben*. Wiederholen Sie diesen Vorgang, bis der Mond vollständig zu sehen ist.
Wenn Sie dies noch nicht getan haben, stellen Sie die Verstärkung (Gain) manuell auf 0 dB und die Belichtungszeit auf 5-20 ms (1/200...1/50 s), und stellen Sie sicher, dass der Auto-Modus für beide ausgeschaltet ist. Sie werden den Mond im Live View-Modus betrachten - er ist zu hell für den Enhanced Vision-Modus des eVscopes.

*) Meiner Erfahrung nach erfolgt diese Navigation in kleinen Schritten, was verhinderte, dass ich den Mond genau in die Mitte des Sichtfeldes bewegen konnte.

Siehe die Links unten für weitere Details.