Autoguiding mit PHD-Guiding

Unter Autoguiding versteht man die exakte Nachführkontrolle eines Leitsternes während langbelichteter Aufnahmen.

Viele Teleskope die man heute kaufen kann, haben bereits einen Nachführmotor eingebaut der es ermöglicht dem Sternenlauf zu folgen. So ist entspanntes beobachten am Teleskop möglich. Zuvor muss nur die Rektaszensionsachse des Teleskopes auf den Himmelspol bzw. auf den Polarstern ausgerichtet werden. Unsere Erdachse zeigt ziemlich genau auf den etwa 2 mag hellen Polarstern der das dadurch erheblich erleichtert. Am Südhimmel gibt es keinen derart hellen Stern nahe des südlichen Himmelspol. Schwenkt man nun das Teleskop über diese Achse von Ost nach West, merkt man schnell dass dies der Lauf der Sterne, des Mondes oder der Sonne ist, die im Osten aufgehen und im Westen wieder untergehen. Für visuelles Beobachten am Teleskop reicht dies völlig aus um ein Objekt für lange Zeit im Sichtfeld eines Okulares zu haben.

Ganz anders verhält es sich bei der Astrofotografie, da man hier mit langen Belichtungszeiten arbeitet. Hier muss das Teleskop exakt dem Sternenlauf folgen, ansonsten würde das Bild verwischen und die Sterne in die Länge gezogen. Kein Motor oder Getriebe einer Montierung läuft so genau, als dass man auf eine Nachführkontrolle verzichten könnte.

Man braucht also zum Hauptinstrument ein weiteres parallel montiertes  Teleskop, am besten einen kleinen Refraktor - bei mir ist es ein Celestron 80/400 mm Refraktor. Eine Nachführkamera und ein passendes Programm. Als Guidekamera habe ich einen Meade DSI, der 2004/05 auf den Markt kam, und als Guiding-Programm verwende ich - wie oben schon genannt, PHD-Guiding (Freeware).

Bei der Astrofotografie reicht es nicht, die Montierung nur grob auf den Polarstern auszurichten. Die Rektaszensionsachse sollte schon sehr genau auf den wahren Himmelspol zeigen. Hierfür gibt es einige Möglichkeiten: Manche Montierungen haben bestimmte Skalen an der Rek-Achse und im Posucherfernrohr, womit man das recht gut einstellen kann. Eine weitere Möglichkeit ist das sogenannte "Scheinern", das aber bis zu mehrere Stunden dauern kann und so wertvolle Beobachtungszeit kostet. Widerum einige Montierungen - so auch meine CGEM, bietet intern ein sogenanntes Polar-Align. Nachdem die Polachse grob auf den Polarstern ausgerichtet und an zwei oder auch drei Sternen geeicht ist, sucht man sich einen Stern in der Nähe des Meridian der etwa 40° hoch stehen sollte und startet das Polar-Align. Der Stern wird dann am besten mit Hilfe eines Fadenkreuzokulares mittig im Okular zentriert und synchronisiert. Die Montierung verfährt nun ein Stück und fordert auf, den Stern anhand der Polhöhen - und den Azimutverstellschrauben wieder Mittig in das Okular zu bringen. Danach ist ein Re-Alignment fällig, da ja Polhöhe und Azimut verstellt worden sind. Anhand dieser Prozedur, ist die Montierung genau genug auf den Himmelpol ausgerichtet um sinnvolles Autoguiding betreiben zu können. Dadurch ist es nicht einmal zwingend erforderlich direkte Sicht auf den Polarstern zu haben, sei es dass er durch Häuser, Bäume o.ä. verdeckt sein sollte. Man kann die Montierung auch grob mit einem Kompass ausrichten.

Nachdem alle Geräte mit dem Laptop verbunden und Programme gestartet worden sind, die Kameras fokussiert und das Aufnahmeobjekt zentriert ist, wird im Guidefenster ein passender Nachführstern ausgewählt. PHD startet mit der Kalibrierung, indem es die Steuerungskorrekturen errechnet. Nach erfolgreicher Kalibrierung, beginnt das Programm gleich mit dem Guiden. Dabei wird der Leitstern permanent auf dem Fadenkreuz in dem quadratischen grünen Kästchen gehalten, wie man auf der Abbildung unten sehen kann. Dies kann man auch grafisch verfolgen in dem kleinen Fenster unten. Man sieht eine blaue und eine rote Linie, wobei blau die Rektaszensionsachse - und rot die Deklinationsachse ist. Weichen diese von der mittigen Nulllinie geringfügig ab, sendet PHD sofort Korrekturbefehle an die Montierung. Rechts auf dem Bild ist das Autostar Envisage Programm zu sehen, das die Aufnahmekamera, den DSI PRO II steuert.

 

 

 

 

Natürlich geht in der Regel nicht alles so einfach wie oben beschrieben. Man muss erst die richtigen Einstellungen für seine Montierung herausfinden. Auch die Leitrohrbrennweite spielt eine wichtige Rolle - da ist viel Testen nötig. Sehr wichtig ist auch die Montierung möglichst genau auf den Himmelpol auszurichten und die Gewichtsverteilung von Teleskop, Leitrohr und Gegengewichte gut auszutarieren. Ich hatte Anfangs Probleme meist mit der Dek-Achse, die entweder nach oben oder unten wegdriftete (rote Linie, Bild rechts). Nach ändern der Parameter in PHD, Einsatz eines Fadenkreuzokulares bei der Ausrichtung und die eben beschrieben Punkte, brachten dann schließlich deutliche Besserung. Perfekt lief es aber meist nie, bis mir ein PHD-Erfahrener Sternfreund einige Parametereinstellungen korrigierte. Seitem läuft die Nachführung einwandfrei. Nochmals Danke an dieser Stelle!

In der Abbildung links sind meine aktuellen Werte in PHD-Guding zu sehen, die sehr gut mit der CGEM-Montierung und einem Leitrohr von 400 mm Brennweite funktionieren.

Bild unten: Das kleine Nachführteleskop, ein Refraktor mit 80 mm Öffnung und 400 mm Brennweite mit angesetztem DSI bei der "Arbeit", hier montiert auf dem 10-Zoll Schmidt-Cassegrain. Mit dieser Kombination gibt es quasi keine Probleme, einen genügend hellen Leitern zu finden. Der DSI ist mit diesem Refraktor empfindlich genug. Äußerst selten kommt es vor, dass mal kein Leitstern im Nachführfenster zu finden ist - sollte man in einer sternarmen Himmelsregion gelandet sein. Ich setze dann die Belichtungszeit von 1 sek auf 1,5 oder 2 sek hoch, oder fahre ein kleines Stück nach rechts oder links - ein Leitstern taucht dann immer auf. Dadurch sind auch keine verstellbaren Leitrohrschellen nötig - das Guideteleskop ist fest auf dem Hauptinstrument verschraubt.