Der Einstieg in die Welt der Astrofotografie-Kameras

Ich habe einmal mit zwei anderen Jungs, die Monochromkameras benutzten, Astrofotografie betrieben. Die Kameras hatten eine aktive Kühlung und waren an motorgetriebenen Filterrädern befestigt. Zu diesem Zeitpunkt hatte ich bereits von solchen Kameras gehört, sie aber noch nicht als Upgrade in Betracht gezogen, da die Vorteile nicht in der gleichen Größenordnung wie ihr hoher Preis zu liegen schienen. Ich habe auch gehört, dass Monochromkameras mehr Zeit für die Erfassung und Verarbeitung benötigen als “One-Short-Color”-Kameras (OSC). In dieser Nacht hatten einer dieser Jungs und ich denselben Nebel im Visier. Seine Gesamtbelichtung auf allen Einzelkanälen war die gleiche wie bei meiner Canon 800Da DSLR, und das Endergebnis war immer noch um Dimensionen besser. Nach einiger Zeit beschloss ich, meine Canon-DSLR nicht zu einer gekühlten OSC-Kamera, sondern zu einer Monochromkamera aufzurüsten. Am Ende gab es für mich kein Zurück mehr. Für die Deep-Sky-Astrofotografie gibt es meiner Meinung nach keine Alternativen zu Monochromkameras. Das einzige Problem ist der höhere Preis und die Notwendigkeit von Filtern und einem Filterrad, die zusätzliche Kosten verursachen.

Das Argumentieren gegen und für OSC und Monochromkamera ist eines der Dauerbrenner in der Astrofotografie-Gemeinde. Sie ist so harmlos wie die Diskussion, dass ein Spiegelteleskop besser ist als ein Refraktor. Ich kann trotzdem nicht widerstehen und bringe meine Punkte.

Quanteneffizienz (QE)

Die Upgrade-Kamera, ZWO ASI294MM Pro (https://astronomy-imaging-camera.com/product/asi294mm-pro), hat eine QE von etwa 90 % in der Spezifikation. Das bedeutet, dass etwa 90 % der Photonen in ein Signal umgewandelt werden. Die Canon 800D erreicht 54 % (https://astrophotography.app/EOS.php). Selbst wenn man davon ausgeht, dass ZWO die Spezifikation ein wenig “übertreibt”, ist der Unterschied sehr bemerkenswert.

Zerlegen vs. natives Erfassen

Alle DSLR-, spiegellosen und speziellen OSC-Kameras haben einen so genannten Bayer-Matrixfilter (https://en.wikipedia.org/wiki/Bayer_filter) auf der Vorderseite des Sensors. Dieser Filter wird verwendet, um die RGB-Farbe auf bestimmte Zellen im Sensor zu filtern. Es gibt viele Technologien, wie das vom Sensor kommende Signal verarbeitet wird und wie die RGB-Zellen im Filter angeordnet sind. Das Ergebnis ist dasselbe: Die physikalische Sensorauflösung trägt nur teilweise zum endgültigen Bild bei. Der monochrome ZWO ASI294MM Pro und der OSC ZWO ASI294MC Pro verwenden denselben Sensor, aber nur in der OSC-Version wird er von allen RGB-Farben gemeinsam genutzt (wobei Grün zweimal verwendet wird), was zu einem Verlust an effektiver Auflösung führt

Native Erfassung pro Farbkanal

In der Nachbearbeitung werden die RGB-Farben in der einen oder anderen Form separat bearbeitet, um das bestmögliche Ergebnis zu erzielen. Die Bilder einer OSC-Kamera werden in separate Bilder mit rotem, grünem und blauem Kanal zerlegt. Eine Monochromkamera liefert separate Bilder für alle drei Grundfarben in der vollen nativen Auflösung ihres Sensors

Native Schmalband-Erfassung

Allein mit RGB-Filtern werden Schmalbandfilter mit Monochromkameras verwendet, um diesen Teil des Spektrums zu erfassen. Bei OCS-Kameras wird dies durch Multibandfilter erreicht, die versuchen, die spezifischen Teile des Spektrums auf einmal für eine Aufnahme einer OSC-Kamera durchzulassen. Dies ist ein Kompromiss, bei dem die Ergebnisse ziemlich genau im Verhältnis zum Preis dieser Filter stehen. Selbst zum Höchstpreis kann das Ergebnis nicht mit der nativen Aufnahme mit einer Monochromkamera konkurrieren

Kühlung

Die aktive Kühlung fehlt bei DSLR- und spiegellosen Kameras. Die meisten auf Deep Sky spezialisierten OSC-Kameras haben die gleiche aktive Kühlung wie ihre monochromen Verwandten. Meine Canon 800D meldet eine Sensortemperatur von bis zu 30° Celsius, während die Außentemperatur während einer langen Serie von Kurzfilmen bei etwa 0° liegt. Die Kühlung im ZWO ASI294MM Pro kann die Sensortemperatur auch bei 20° Celsius Außentemperatur auf -15° Celsius halten. Dies ist ein großer Unterschied, der zu einem viel geringeren Rauschen und damit zu einem besseren SNR führt.

Was sind die Nachteile?

Im Vergleich zu einer DSLR benötigen Sie zusätzliche Computerhardware, um die Bilder zu speichern und eine Monochromkamera zu steuern. Im Vergleich zu OSC müssen die einzelnen Bilder der RGB-Kanäle kombiniert werden, um ein schnelles Ergebnis zu erzielen. Schmalbandige Bilder müssen auf reale Farben abgebildet werden, wobei dies ein Teil der Kreativität ist und nicht unbedingt als Nachteil gelten muss 😉 Wie oben erwähnt, braucht man mehr Filter und damit ein Filterrad, um diese zu handhaben. In den meisten Fällen wird die Drehung des Filterrads automatisch von der Software gesteuert. Dies ist eine zusätzliche Komponente, die in den meisten integrierten Paketen wie N.I.N.A. oder in der Ekos INDI Library (die in StellarMate OS verwendet wird) und natürlich in ZWO ASIAIR enthalten ist.