DIE VOR- UND NACHTEILE DER CCD-TECHNIK GEGENÜBER DER KLASSISCHEN FOTOGRAFIE

Die Vorteile der CCD-Technik gegenüber der klassischen Fotografie sind zur Zeit:

Eine wesentliche höhere Empfindlichkeit als der fotografische Film das bedeutet eine deutliche Reduzierung der Belichtungszeit pro Einzelbild und damit eine wesentlich intensivere Nutzung der wenigen klaren Nächte in unseren Breiten, sehr schmalbandige, wenig Licht durchlassende Farbfilter können eingesetzt werden. Dadurch kann man auch aus "lichtverschmutzten" Städten arbeiten. Empfindlich in einem wesentlich erweitertem Spektralbereich des Lichtes das eröffnet dem Amateur eine relativ einfache UBVRI - Photometrie astronomischer Objekte, auch Aufnahmen im nahen Ultraviolett- und Infrarotbereich sind möglich. Der (Non AGB) Chips arbeitet im gesamten Dynamikbereich bis zur Sättigung der Pixel linear das heißt eine Verdopplung der Belichtungszeit ergibt eine Verdopplung der Bildhelligkeit und damit der Sichtbarkeit schwacher Bildpartien, Bildauswertung, z.B. die Fotometrie (Helligkeitsmessung) astronomischer Objekte wird zum "Kinderspiel". Das Bild liegt nach Abschluß der Belichtung sofort zur Beurteilung seiner Qualität vor es kann sofort entschieden werden, ob die Aufnahme z.B. einen Nachführfehler hat und wiederholt werden muß, keine anfallenden Kosten für die Filmentwicklung. Das Bild liegt in digitaler Form vor und ist deshalb für den Anwender über die Bildverarbeitung einfach und preiswert auszuwerten, kann aber auch heutzutage preiswert zu einem Ausdruck oder einer Ausbelichtung auf Fotopapier in hoher Qualität hergestellt werden, Astrometrische Koordinatenmessungen sind ein "Kinderspiel". Ein wesentlich höherer Dynamikbereich des Bildes bedeutet, dass moderne Kameras das Bild in über 65.000 Graustufen digitalisieren. Da dieser Dynamikbereich eigentlich nie ausgenutzt wird (ausser bei hellen Sternen) kann das Bild skaliert werden. Aus einer Belichtung z.B. des Orionnebels, kann das Bild sowohl den Kernbereich als auch die schwachen Nebelgebiete darstellen. Kein teurer fotografischer Materialverbrauch, keine Chemikalien, keine Dunkelkammer notwendig alles was man braucht ist ein PC, der sowieso schon vielerorts vorhanden ist. Das optimale Bildspeichermedium sind CD-Roms und es gibt diverse preiswerte Bildverabeitungsprogramme, z.Teil sogar als Free- bzw. Shareware. Die Kamera kann den lokalen Seeingbedingungen angepasst werden durch die Möglichkeit Pixel zu Blöcken zusammenzufassen kann der Abbildungsmaßstab für eine gegebene Aufnahmebrennweite dem lokalen Seeingbedingungen angepasst werden. Ein durch Streulicht aufgehellter Himmel stört bei der CC -Technik deutlich weniger einer der größten und wichtigsten Vorteile. Das Streulicht, bzw. der aufgehellte Himmelshintergrund in Städten oder Stadtnähe kann vom Bild subtrahiert werden, Deep Sky Objekte oder z.B. Kleinplaneten der 18.ten Größenklasse oder schwächer lassen sich aufnehmen.

Ein kleines Beispiel für die Empfindlichkeit und Effizienz einer CCD-Kamera Beide Aufnahmen zeigen den Kleinplaneten 1991 TQ2, aufgenommen am 15.8.2002 mit einer SBIG ST-10XME. Aufnahmeinstrument war ein 5 " Refraktor mit f = 860mm Brennweite (1.6"/Pixel). Die Zeitdifferenz zwischen beiden Aufnahmen betrug knapp 40 Minuten. Beide Aufnahmen wurden je 10 Minuten belichtet. Die in den Ephemeriden angegebene Helligkeit für 1990 TQ2 betrug 18m4. Die Grenzgröße der Aufnahmen liegt sicher bei 19m0 - 19m5. Die Beispiele stammen aus einer Serie von Beobachtungen, die der Verfasser im Sommer 2002, zusammen mit Dr. L.Schmadel vom astronomischen Recheninstitut Heidelberg, durchgeführt hat, um für einige Planetoiden die erforderlichen astrometrischen Positionen zu messen, um für diese Objekte endgültige Umlaufbahnen zu bestimmen. Insgesamt wurden 18 Aufnahmen - verteilt über 3 Nächte - aufgenommen. Gesamtbeobachtungszeit vielleicht 4 Stunden. Ergebnis der Beobachtungen: Dutzende von astrometrisch hochpräzisen Positionsmessungen, dank des großen Chips und des damit verbundenen großen Bildfeldes auch vieler anderer Kleinplaneten; Entdeckung von 4 bislang unbekannten Objekten einschließlich einer "Prediscovery" Aufnahme von 2002 PU82, bei der uns das LINEAR Team mit seiner Meldung leider gerade um 48 Stunden zuvorgekommen ist.   © 2002,W.Paech+D.Unbehaun+L.Schmadel

Die Nachteile der CCD-Technik gegenüber der klassischen Fotografie sind zur Zeit (noch):

Die Anschaffungskosten liegen deutlich höher die Anschaffungskosten liegen deutlich höher als für eine klassische Standard-Fotoausrüstung - nicht aber das Verbrauchsmaterial. Bei preiswerten, kleineren Kameras ein deutlich kleineres Bildfeld das abgebildete Himmelsfeld ist von den geometrischen Abmessungen des Aufnahmechips abhängig. Preiswerte Kameras haben natürlich kleine Chips und sind in der Feldgröße eingeschränkt, Die CCD-Technik ermöglicht es aber auf einfache Weise Mosaikaufnahmen zu erstellen, die über die Bildverarbeitung zusammengesetzt werden können. Ohne "Tricks" keine Farbbilder möglich ine CCD-Kamera liefert standardmäßig nur schwarz-weiß Bilder. Farbbilder müssen über drei farbgefilterte schwarz-weiß-Bilder zusammengesetzt werden. Das bedeutet eine Verlängerung der Beobachtungszeit, Dies ist aber auch ein Vorteil, da eine wesentlich exaktere Farbwiedergabe durch die Filterwahl für verschiedene Objektklassen erreicht werden kann.

Solche Aufnahmen werden wohl noch für einige Zeit der normalen Astrofototechnik vorbehalten bleiben. Obwohl diese Domäne der Aufnahme großen Felder auch bereits in Gefahr ist, der CCD-Technik zu erliegen. Immer kleiner werdende Pixelabmessungen bei immer größer werdenden Chipabmessungen erlauben den Einsatz immer kürzer werdender Aufnahmebrennweiten. Bei einer Chipfläche von 2000 x 1500 Pixeln und Pixelabmessungen im 7 mü Bereich, lassen sich mit Brennweiten von ca. 200 mm durchaus Felder von mehreren Grad abbilden, zumal wenn Aufnahmemosaike erstellt werden. Selbst Fisheyebilder der Milchstraße sind mit dem Umrüstsatz von SBIG für die ST-237A neuerdings möglich. Aufnahme: © D.Unbehaun, 5" Refraktor, f/6.3, 60 min auf Kodak Ektachrome 200 prof.

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