Anna

Gestelltes Problem
Man hat ein Amateurteleskop mit einer Digitalkamera dahinter und möchte Langzeitbelichtungen von Himmelsobjekten machen. Die Belichtungszeiten liegen dabei im Bereich von 15 Sekunden bis 15 Minuten. Zur späteren Verringerung des Bildrauschens werden dabei pro Belichtungszeit gleich mehrere Aufnahmen gemacht. Die kann man dann von Hand per Drahtauslöser steuern. Es macht aber keinen Spass, eine Serie, z.B. 10×30 Sekunden, 10×60 Sekunden, 5×90 Sekunden und 5×120 Sekunden manuell zu steuern.
Weiterhin besteht bei Langzeitaufnahmen das Problem der Abweichung des Teleskops. Mit meinem Refraktor von 900mm Brennweite entspricht ein Bildpunkt der EOS 350 1/5000 Grad Bildwinkel. Wenn also das Fernrohr während der Aufnahme um nur 1/500 Grad abweicht, hat man auf der Aufnahme statt eines Sterns einen Strich mit einer Länge von 10 Pixel. Die Lösung diese Problems besteht darin, dass man parallel zum Aufnahmeteleskop noch ein zweites meist kleineres Fernrohr, ein “Leitrohr” anbringt. Damit sucht man sich einen Stern in der Nähe des aufzunehmenden Objektes, bringt ihn in Bildmitte und hält ihn dort während der Aufnahme, indem man Abweichungen durch kleinere Teleskopbewegungen korrigiert. Das kann händisch mit einem Fadenkreuzokular gemacht werden. Natürlich kann man an das Leitrohr auch eine Webcam anbringen und über das Webcambild “guiden”. Dann könnte man auch noch ein Programm machen, welches das Nachführen automatisch durchführt, einen “Autoguider”. Sowas wollte ich.

Name
Das Programm trägt den Namen meiner Nichte Anna, weil ich mir gern vorstelle, wie sie draussen auf dem Balkon gewissenhaft Kamerabedienung und Nachführung erledigt, während ich mich drinnen, in dem Wissen, dass sie einen guten Job macht, mit den Problemen der Zeitgeschichte befasse.

Algorithmus
Bei den Belichtungsserien musste ich zunächst etwas Hardware basteln. Dafür habe ich meinen Drahtauslöser zerlegt und ein Kabel drangelötet, welches mit einem über meine USB-Karte ansteuerbaren Relais verbunden ist. Dann eine Liste von acht Belichtungszeiten (in Sekunden) mit zugehöriger Bildanzahl. Damit die Kamera das gerade gemachte Bild auf ihrer Speicherkarte ablegen kann, gabs noch eine Wartezeit zwischen den Aufnahmen. Wenn man dann eine Serie startet, werden die Belichtungszeiten über entsprechend gesetzte Timer von oben nach unten abgearbeitet.
Für die Nachführung brauchte ich ebenfalls zunächst eine PC-Anbindung, diesmal für die Teleskopmotoren. In der ersten Version habe ich das über Relais, mit denen ich die Richtungstasten meiner Handsteuerung überbrückte, gelöst, später kam noch eine serielle Anbindung über das “LX200”-Protokoll an meine “Littlefoot”-Teleskopsteuerung hinzu. Der Algorithmus ist recht trivial, nimm ein Webcam-Bild, filtere alle Pixel, die oberhalb eines Schwellwertes liegen, heraus und bilde den Schwerpunkt der restlichen Pixel. Zeichne um diesen Punkt ein diagonales Fadenkreuz. Wenn sich der gefundene Punkt nicht in Bildmitte befindet, setze den jeweiligen Teleskopmotor in Gang. Das klappt gut und ehrlich gesagt fand’ ich die ganze Sache beim ersten Mal etwas unheimlich, als ich danebenstand und die Kamera klicken hörte und die Nachführung brav ihren Stern zentrierte.

Screenshot:

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