Astrofotografie – Aber wie funktioniert das Ganze eigentlich?
Nun, man braucht eigentlich nicht viel, um Astrofotos machen zu können. Was man braucht, ist eine Kamera, ein Stativ und ein Fernauslöser. Das war’s eigentlich schon. Zur Astrofotografie zählen grundsätzlich alle Bilder vom Nachthimmel. Wenn ich ein Foto – und sei es nur mit dem Handy – des Sternenhimmels aufnehme, habe ich bereits ein Astrobild gemacht!
Nun, man braucht eigentlich nicht viel, um Astrofotos machen zu können. Was man braucht, ist eine Kamera, ein Stativ und ein Fernauslöser. Das war’s eigentlich schon. Zur Astrofotografie zählen grundsätzlich alle Bilder vom Nachthimmel. Wenn ich ein Foto – und sei es nur mit dem Handy – des Sternenhimmels aufnehme, habe ich bereits ein Astrobild gemacht!
Astrobild ist nicht gleich Deep-Sky
Doch es gibt Unterschiede. Während ein einfaches Astrobild den Sternenhimmel als Ganzes oder z. B. die Milchstraße zeigt, wird es bei sogenannten Deep-Sky-Bildern technisch deutlich komplexer. Deep-Sky-Fotografie bezeichnet die Abbildung extrem lichtschwacher Objekte wie Galaxien, Nebel oder Sternhaufen – also Himmelsobjekte, die weit außerhalb unseres Sonnensystems liegen und oft nur als winziger Ausschnitt des riesigen Himmels erscheinen. Diese Art der Fotografie zählt zu den technisch anspruchsvollsten überhaupt – nicht wenige sagen: Deep-Sky ist die Königsdisziplin der Fotografie.
Warum reicht ein einziges Bild nicht aus?
Ein finales Deep-Sky-Bild besteht nicht einfach aus einem einzelnen Foto. Vielmehr setzt es sich aus vielen Einzelaufnahmen zusammen – den sogenannten Subframes. Diese Einzelbilder zeigen alle dasselbe Objekt, wurden aber über einen längeren Zeitraum hinweg aufgenommen. Der Grund dafür ist einfach: Um extrem schwaches Licht sichtbar zu machen und gleichzeitig das Bildrauschen zu reduzieren, nutzt man ein Verfahren namens Stacking.
Was genau ist Stacking?
Beim Stacking werden alle Subframes mit spezieller Software – z. B. DeepSkyStacker, Siril oder PixInsight – übereinandergelegt und zu einem einzigen Bild verrechnet. Das Ziel dabei ist, das Signal – also das eigentliche Himmelsobjekt – zu verstärken, während zufällige Störungen, das sogenannte Rauschen, sich gegenseitig auslöschen.
Das Ergebnis ist ein Bild mit einer deutlich höheren Integrationszeit – also der Summe aller Belichtungen – und einem viel besseren Signal-Rausch-Verhältnis, kurz SNR.
Das Ergebnis ist ein Bild mit einer deutlich höheren Integrationszeit – also der Summe aller Belichtungen – und einem viel besseren Signal-Rausch-Verhältnis, kurz SNR.
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Signal-Rausch-Verhältnis – Warum ist das so wichtig?
Das SNR ist einer der zentralen Begriffe in der Astrofotografie. Es beschreibt das Verhältnis zwischen dem eigentlichen Lichtsignal (also z. B. dem Licht einer fernen Galaxie) und dem Rauschen, das durch Elektronik, Sensorwärme oder den Himmelshintergrund entsteht. Ein schlechtes SNR bedeutet: das Objekt ist kaum zu erkennen, Details verschwimmen, Farben wirken fleckig.
Je mehr Subframes ich stacke, desto besser wird das SNR. Denn während das Signal sich addiert, bleibt das Rauschen weitgehend zufällig – und glättet sich über viele Bilder hinweg aus. Erst dadurch entstehen am Ende die beeindruckenden, detailreichen Bilder, die man aus der Deep-Sky-Fotografie kennt.
Je mehr Subframes ich stacke, desto besser wird das SNR. Denn während das Signal sich addiert, bleibt das Rauschen weitgehend zufällig – und glättet sich über viele Bilder hinweg aus. Erst dadurch entstehen am Ende die beeindruckenden, detailreichen Bilder, die man aus der Deep-Sky-Fotografie kennt.
Kalibrierbilder – die Grundlage für saubere Ergebnisse
Damit das finale Bild aber nicht nur rauschärmer, sondern auch frei von systematischen Fehlern ist, braucht es noch etwas mehr: die richtigen Kalibrierbilder. Denn Stacking allein reicht nicht aus, wenn z. B. Staubflecken, Vignettierung oder Hotpixel im Bild bleiben. Wir Astrofotografen nutzen dafür sogenannte Flats, Darks und Bias-Frames – jeweils mehrfach aufgenommen und zu einem sogenannten Master-Frame zusammengefügt, der dann für die Kalibrierung der Lights verwendet wird.
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Die wichtigsten Typen:
Flats:
Korrigieren Vignettierung und Staubschatten. Werden mit gleichmäßiger Beleuchtung aufgenommen – z. B. mit Leuchtfolie oder gegen den hellen Himmel – und bei identischem Setup wie die Lights. Ein Master-Flat besteht typischerweise aus 20–40 Einzelbildern.
Korrigieren Vignettierung und Staubschatten. Werden mit gleichmäßiger Beleuchtung aufgenommen – z. B. mit Leuchtfolie oder gegen den hellen Himmel – und bei identischem Setup wie die Lights. Ein Master-Flat besteht typischerweise aus 20–40 Einzelbildern.
Bias-Frames (auch „Dark-Flats“ genannt):
Extrem kurz belichtete Dunkelbilder, die das Ausleserauschen der Kamera erfassen. Sie werden benötigt, um die Flats korrekt zu kalibrieren. Typisch sind 25–50 Frames für ein stabiles Master-Bias. Alternativ kann man auch Dark-Flats verwenden – Dunkelbilder mit derselben Belichtungszeit wie die Flats, die sowohl Auslese- als auch thermisches Rauschen enthalten.
Extrem kurz belichtete Dunkelbilder, die das Ausleserauschen der Kamera erfassen. Sie werden benötigt, um die Flats korrekt zu kalibrieren. Typisch sind 25–50 Frames für ein stabiles Master-Bias. Alternativ kann man auch Dark-Flats verwenden – Dunkelbilder mit derselben Belichtungszeit wie die Flats, die sowohl Auslese- als auch thermisches Rauschen enthalten.
Darks:
Nehmen thermisches Rauschen und Hotpixel auf – gleiche Einstellungen wie die Lights, aber bei geschlossener Optik. Ein einziges Dark hilft kaum; sinnvoll sind 15–30 Stück für ein zuverlässiges Master-Dark.
Nehmen thermisches Rauschen und Hotpixel auf – gleiche Einstellungen wie die Lights, aber bei geschlossener Optik. Ein einziges Dark hilft kaum; sinnvoll sind 15–30 Stück für ein zuverlässiges Master-Dark.
Kurz gesagt:
Ohne Kalibrierung bleiben technische Artefakte im Bild. Wer wenig Zeit hat, sollte mindestens Flats und Bias einplanen. Für aufwendigere Setups oder wärmere Nächte lohnen sich auch Darks oder Dark-Flats.
Ohne Nachführung geht’s nicht
Allerdings stößt man schnell an Grenzen, wenn man einfach mit Kamera und Stativ lange belichtet. Denn durch die Erdrotation bewegen sich die Sterne scheinbar über den Himmel – und aus punktförmigen Sternen werden Striche. Die Lösung: eine sogenannte astronomische Montierung. Dabei unterscheidet man grundsätzlich zwei Typen:
Azimutale Montierung:
Diese Art ist einfach zu bedienen und oft bei kleinen Teleskopen oder Einsteiger-Setups zu finden. Sie folgt den Bewegungen am Himmel in zwei Achsen – horizontal und vertikal. Für Deep-Sky-Aufnahmen ist sie jedoch nur eingeschränkt nutzbar, da es bei langen Belichtungen zu Bildverzerrungen kommt (sogenannte Feldrotation).
Diese Art ist einfach zu bedienen und oft bei kleinen Teleskopen oder Einsteiger-Setups zu finden. Sie folgt den Bewegungen am Himmel in zwei Achsen – horizontal und vertikal. Für Deep-Sky-Aufnahmen ist sie jedoch nur eingeschränkt nutzbar, da es bei langen Belichtungen zu Bildverzerrungen kommt (sogenannte Feldrotation).
Parallaktische Montierung:
Diese Montierungsart ist aufwendiger einzurichten, gleicht aber durch ihre Ausrichtung auf den Himmelsnordpol die Erdrotation perfekt aus. Dadurch lassen sich Objekte exakt nachführen – und somit lange belichten, ohne dass sie auf dem Bildfeld „verrutschen“. Für ernsthafte Deep-Sky-Fotografie ist eine parallaktische Montierung Pflicht.
Diese Montierungsart ist aufwendiger einzurichten, gleicht aber durch ihre Ausrichtung auf den Himmelsnordpol die Erdrotation perfekt aus. Dadurch lassen sich Objekte exakt nachführen – und somit lange belichten, ohne dass sie auf dem Bildfeld „verrutschen“. Für ernsthafte Deep-Sky-Fotografie ist eine parallaktische Montierung Pflicht.
Ergänzt wird das Ganze idealerweise durch eine sogenannte Autoguiding-Kamera, die kleinste Abweichungen erkennt und die Montierung in Echtzeit korrigiert.
Wie finde ich überhaupt, was ich fotografieren will?
Ein wichtiger Teil der Astrofotografie ist die Navigation am Himmel. Gerade Deep-Sky-Objekte sind mit bloßem Auge kaum oder gar nicht sichtbar – sie befinden sich irgendwo zwischen den Sternen. Um sie trotzdem zuverlässig zu finden, nutzen wir Astrofotografen sogenannte GoTo-Systeme. Diese steuern das Teleskop automatisch auf ein gewünschtes Objekt – auf Knopfdruck.
Doch so komfortabel das klingt: GoTo ist kein „Magie-Knopf“. Auch dieses System will verstanden und richtig eingerichtet werden. Denn damit die automatische Positionierung überhaupt funktioniert, muss die Montierung exakt eingenordet und das System auf die jeweilige Beobachtungsposition kalibriert sein. Und spätestens dann, wenn das GoTo mal daneben liegt – was bei lichtschwachen Objekten schnell passieren kann – kommt das Plate-Solving ins Spiel.
Beim Plate-Solving wird ein Bild des aktuellen Himmelsausschnitts aufgenommen und mit Sternenkatalogen verglichen. Die Software erkennt, wo genau man sich am Himmel befindet, und korrigiert gegebenenfalls die Teleskopausrichtung automatisch. Moderne Astrofotografie-Setups wie meines, kombinieren Plate-Solving oft direkt mit GoTo-Steuerungen – z. B. via NINA, ASIAir oder Skywatcher SynScan. Das klingt technisch – und das ist es auch. Deshalb gilt: Ein GoTo-System ist ein hilfreiches Werkzeug, aber kein Ersatz für ein grundlegendes Verständnis der Himmelsmechanik und Navigation.
Wer den Himmel kennt – sei es durch Sternkarten, Planetariumssoftware wie Stellarium oder einfach durch eigene Erfahrung – hat es nicht nur leichter beim Framing der Objekte, sondern kann auch flexibel reagieren, wenn Technik versagt. Denn: Der beste Autopilot bringt wenig, wenn man nicht weiß, wo man eigentlich hinfliegt.
Und was ist mit Smart-Teleskopen?
In den letzten Jahren haben sogenannte Smart-Teleskope einen regelrechten Boom erlebt – also vollautomatische All-in-One-Systeme, die Teleskop, Kamera, Nachführung, Plate-Solving und Live-Stacking in einem kompakten Gerät vereinen. Gesteuert werden sie meist ganz bequem per App auf dem Smartphone oder Tablet. Und ja – die Ergebnisse können durchaus beeindrucken.
Gerade für Einsteiger bieten solche Systeme einen enorm niedrigen Zugang: Kein Aufbau klassischer Montierungen, kein mühsames Einnorden, keine separate Kamera – einfach einschalten, warten bis das System sich selbst kalibriert hat, und schon kann’s losgehen. Die Software erkennt automatisch den Himmelsausschnitt, beginnt mit der Nachführung und zeigt das gestackte Bild fast in Echtzeit auf dem Bildschirm.
Aber auch hier gilt: Smart bedeutet nicht magisch. Die Geräte arbeiten zwar stark automatisiert, sind aber technisch gesehen hochkomplex. Verständnis für Belichtungszeiten, Himmelsobjekte, Optik und Nachbearbeitung bleibt weiterhin unerlässlich – besonders dann, wenn man nicht nur auf „automatisch“ drücken, sondern wirklich gestalten will. Und auch wenn viele Smart-Teleskope beeindruckende Ergebnisse liefern: Die Kontrolle über Details, Bildqualität, Kamerawahl und Bearbeitungstiefe bleibt bei klassischen Setups weiterhin deutlich größer.
Kurz gesagt: Smart-Teleskope holen viele Menschen ins Boot, die sich bisher nicht an Deep-Sky-Fotografie herangetraut haben. Sie senken die Hürde – aber sie ersetzen nicht die Faszination, das Wissen und die gestalterische Tiefe, die ein selbst aufgebautes, durchdachtes Setup mit sich bringt.
Fazit
Deep-Sky-Fotografie ist weit mehr als nur „Sterne fotografieren“. Sie ist eine technisch und gedanklich sehr anspruchsvolle, aber unglaublich lohnenswerte Disziplin. Wer einmal ein eigenes Bild einer Galaxie oder eines Emissionsnebels fertiggestellt hat, der mit bloßem Auge nicht einmal sichtbar war, weiß, wie faszinierend das Zusammenspiel aus Technik, Geduld und Himmelswissen sein kann.
Ob mit oder ohne GoTo, ob mit klassischem Setup oder modernem Smart-Teleskop – wer sich die Zeit nimmt, die Systeme und den Himmel zu verstehen, wird mit Bildern belohnt, die einen staunen lassen.
Ob mit oder ohne GoTo, ob mit klassischem Setup oder modernem Smart-Teleskop – wer sich die Zeit nimmt, die Systeme und den Himmel zu verstehen, wird mit Bildern belohnt, die einen staunen lassen.
