Astro- und Himmelsfotografie Teil 05: Den Mond fotografieren

Zunächst ein Überblick über die Tutorials der Serie „Astro- und Himmelsfotografie“ von Stefan Seip:

01 – Stimmungsaufnahmen in der Dämmerung
02 – Strichspuraufnahmen von Sternen
03 – Sternbilder fotografieren
04 – Fotos von Sternschnuppen
05 – Den Mond fotografieren
06 – Vorsicht bei Fotos von der Sonne
07 – Mondfinsternisse fotografieren
08 – Sonnenfinsternisse fotografieren
09 – Handhabung einer astronomischen Montierung
10 – Langzeitbelichtungen bei nachgeführter Kamera
11 – Das Fernrohr als Objektiv benutzen
12 – Nachführkontrolle während einer Langzeitbelichtung
13 – Welche Fernrohre für die Astrofotografie geeignet sind
14 – Planeten mit der WebCam aufnehmen
15 – Kalibrierung: Hellfeld- und Dunkelbilder aufnehmen
16 – Das elektronische Bildrauschen in den Griff bekommen

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Dem Mond gegenüber hegen Astrofotografen ein ambivalentes Verhältnis: Einerseits ist er ein dankbares Motiv, andererseits stört sein helles Licht in manchen Nächten bei der Beobachtung lichtschwacher Objekte. Das vorliegende Tutorial wird sich mit den positiven Seiten des Mondes beschäftigen: Durch seine Helligkeit und (relative) Größe am Himmel entfallen viele der Schwierigkeiten, mit denen ein Astrofotograf üblicherweise zu kämpfen hat. Und es gibt keinen zweiten Himmelskörper im All, von dem man als Beobachter auf der Erde so viele Details auf der Oberfläche erkennen und fotografieren kann.


Aufgang des Vollmondes hinter den Kakteen des Saguaro-Nationalparks in Arizona, USA.

Teil 5: Den Mond fotografieren

Dem Mond gegenüber hegen Astrofotografen ein ambivalentes Verhältnis: Einerseits ist er ein dankbares Motiv, andererseits stört sein helles Licht in manchen Nächten bei der Beobachtung lichtschwacher Objekte. Das vorliegende Tutorial wird sich mit den positiven Seiten des Mondes beschäftigen: Durch seine Helligkeit und (relative) Größe am Himmel entfallen viele der Schwierigkeiten, mit denen ein Astrofotograf üblicherweise zu kämpfen hat. Und es gibt keinen zweiten Himmelskörper im All, von dem man als Beobachter auf der Erde so viele Details auf der Oberfläche erkennen und fotografieren kann.

Beschäftigen wir uns aber zunächst ein wenig mit der Natur des Mondes und seinem stetigen Phasenwechsel: Der Begriff „Mond“ ist definiert als ein natürlicher Himmelskörper, der primär nicht um die Sonne, sondern um einen Planeten kreist. Das impliziert die korrekte Vermutung, dass auch andere Planeten Monde besitzen. Gut bekannt sind zum Beispiel die vier „Galileischen Monde“ des Planeten Jupiter, die schon in einem Fernglas erkannt werden können. Ist von „dem Mond“ die Rede, handelt es sich also meist um eine schlichte Vereinfachung der korrekten Bezeichnung „Erdmond“. Die Erde wird nur von einem einzigen Mond umrundet, der zwar absolut gesehen nicht der größte Mond in unserem Sonnensystem ist, dessen relative Größe zum Mutterplaneten jedoch unübertroffen ist: Sein Durchmesser beträgt 3.476 Kilometer; damit erreicht er mehr als ein Viertel des Durchmessers der Erde! Aber auch im Vergleich mit den zahlreichen anderen Monden im Sonnensystem schlägt sich der Erdmond nicht schlecht: Er ist der fünftgrößte Mond im Sonnensystem nach Ganymed (Jupiter), Titan (Saturn), Callisto und Io (beide Jupiter).

Der Erdmond ist gut erforscht, nicht zuletzt durch die Ergebnisse sechs bemannter Missionen zwischen 1969 und 1972. Nie zuvor und seitdem nie wieder hat ein Mensch einen anderen Himmelskörper betreten. Es ist ein „toter“ Himmelskörper, auf dem es weder Wasser noch eine Atmosphäre gibt. Unsere Vorfahren waren da anderer Meinung und haben die Flecken, die man schon mit dem bloßen Auge auf dem Mond erkennen kann, für Meere gehalten. Die Namen dieser Meere (lateinischer Singular „Mare“) tragen die Flecken bis auf den heutigen Tag. Mit optischen Hilfsmitteln (Fernglas, Teleskop) werden zahlreiche Krater sichtbar, entstanden durch ein kosmisches Bombardement.

Die Erde wurde ebenso häufig getroffen, nur sind die meisten entstandenen Krater durch Wetter-Erosion mittlerweile längst wieder verschwunden. Mithilfe längerer Objektivbrennweiten (Teleobjektiv, Teleskop) lassen sich die Mondkrater auch gut fotografieren.

Alle größeren Krater mit Durchmessern von 300 bis unter 10 Kilometer wurden nach berühmten, aber verstorbenen Wissenschaftlern und Künstlern benannt, kleinere Krater nach gängigen Vornamen oder, mit einem Buchstaben des Alphabets, einem größeren Krater zugeordnet.

Auf diesem Foto sind alle schon mit dem bloßen Auge auf dem Mond erkennbaren Formationen gekennzeichnet. Die Legende entnehmen Sie bitte der nachfolgenden Tabelle.

Detail Deutscher Name Lateinischer Name
1 Meer der Heiterkeit Mare Serenitatis
2 Meer der Ruhe Mare Tranquillitatis
3 Meer der Gefahren Mare Crisium
4 Meer der Fruchtbarkeit Mare Fecunditatis
5 Nektarmeer Mare Nectaris
6 Meer der Wolken Mare Nubium
7 Meer der Feuchtigkeit Mare Humorum
8 Meer der Erkenntnis Mare Cognitum
9 Zentralbucht Sinus Medii
10 Bucht der Fluten Sinus Aestuum
11 Meer der Dämpfe Mare Vaporum
12 Meer der Stürme Oceanus Procellarum
13 Regenmeer Mare Imbrium
14 Bucht des Taues Sinus Roris
15 Meer der Kälte Mare Frigoris
16 Regenbogenbucht Sinus Iridum
A Krater Grimaldi Grimaldi
B Krater Plato Plato
C Krater Copernicus Copernicus
D Krater Kepler Kepler
E Krater Tycho Tycho

Durch den Einfluss der Erd-Gravitation und der damit verbundenen Gezeitenwirkung wendet der Mond der Erde stets die gleiche Seite zu, was als „gebundene Rotation“ bezeichnet wird; d.h. seine Eigenrotation dauert genauso lange wie eine Erdumkreisung. Für uns bedeutet das, dass wir die Rückseite des Mondes niemals zu Gesicht bekommen, solange wir nicht zu Raumfahrern werden. Bedingt durch verschiedene Effekte zeigt der Mond jedoch eine Taumelbewegung, sodass wir im Laufe von Wochen etwas mehr als die Hälfte der Mondoberfläche sehen können, nämlich genau 59 Prozent. Sehr anschaulich dargestellt ist diese Taumelbewegung, auch Libration genannt, durch eine Animation auf der Webseite http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/image/0709/lunation_ajc.gif.

Die derzeit wahrscheinlichste Theorie zur Entstehung des Mondes klingt dramatisch: Ein Körper mit etwa halbem Erddurchmesser soll die Erde vor etwa 4,5 Milliarden gerammt haben, wobei sich der Mond durch den Zusammenstoß aus herausgeschleudertem Material der Erde gebildet hat.

Heute umkreist er die Erde in einem mittleren Abstand von 384.000 Kilometer, einer Strecke, die das Licht in rund 1,3 Sekunden zurücklegen kann. Genau betrachtet umkreist der Mond auch nicht die Erde, sondern beide Körper drehen sich um den gemeinsamen Schwerpunkt, der etwa 1.700 Kilometer unter der Erdoberfläche, also innerhalb der Erde liegt. Und es ist auch keine Kreisbahn, die der Mond um die Erde beschreibt, sondern eine Ellipse; sein Abstand von der Erde schwankt zwischen 370.300 und 406.700 Kilometer. Diese Schwankung führt dazu, dass auch die scheinbare Größe des Erdmondes am Himmel Änderungen unterworfen ist. Eine gute Gegenüberstellung der Größenverhältnisse in Erdferne (Apogäum) und Erdnähe (Perigäum) liefert die Webseite http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap071025.html.

Ein Mondumlauf um die Erde dauert 29 Tage, 12 Stunden und 44 Minuten, wenn man die Dauer von einem Vollmond zum nächsten betrachtet (synodischer Monat). Den erdnächsten bzw. erdfernsten Punkt seiner Bahn erreicht er allerdings im Intervall von 27 Tagen, 13 Stunden und 18,5 Minuten (anomalistischer Monat). Für die Beobachtung und die Fotografie ergeben sich aus dem Erdumlauf des Mondes wichtige Konsequenzen. Einerseits ändert sich der Winkelabstand des Mondes zur Sonne jeden Tag um knapp 13 Grad, sodass die Auf- und Untergangszeiten des Mondes von einen Tag zum nächsten verschieben. Andererseits ergeben sich dadurch auch Unterschiede des Beleuchtungswinkels, was zur Bildung der Mondphasen führt.

Damit ist die Winkeldistanz des Mondes relativ zur Sonne gemeint. Steht der Mond der Sonne gegenüber, beträgt der Winkel 180 Grad, was bei Vollmond der Fall ist. Der Neumond hingegen steht in Sonnennähe, seine Winkeldistanz zur Sonne beträgt dann 0 Grad, d.h. er kann weder beobachtet noch fotografiert werden, wenn er sich nicht ausnahmsweise vor die Sonne schiebt, was nur selten der Fall ist und als Sonnenfinsternis bezeichnet wird (s. Tutorial Nummer 8 der Reihe „Astro- und Himmelsfotografie“).

Nach jeder Neumondphase wächst der Winkelabstand in östlicher Richtung an, sodass die zunehmende Mondsichel nur am Abendhimmel und kurz nach Sonnenuntergang im Westen gesehen werden kann. Erreicht der Winkel 90 Grad, tritt die Phase des zunehmenden Halbmondes ein, der in der ersten Nachthälfte am Himmel steht. Der Vollmond geht bei Sonnenuntergang auf und erst bei Sonnenaufgang wieder unter, d.h. er ist während der gesamten Nacht zu sehen und erreicht seinen Höchststand gegen Mitternacht.

Nach dem Vollmond verringert sich der Winkelabstand zur Sonne wieder. Der abnehmende Halbmond steht 90 Grad westlich der Sonne und ist während der zweiten Nachthälfte über dem Horizont. Die schmale, abnehmende Mondsichel wiederum nähert sich der Sonne immer weiter an und taucht nur am Morgenhimmel, vor Sonnenaufgang, im Osten auf. Findet der Mondaufgang vor dem Sonnenuntergang statt oder sein Untergang nach dem Sonnenaufgang, wird der Mond auch am blauen Himmel eines klaren Tags zu sehen sein.

Grundsätzlich eignet sich jede Mondphase als Fotomotiv. Wenn es Ihnen jedoch um Details auf der Oberfläche geht, etwa Krater und Mondberge, dann ist die Vollmondphase ein ungünstiger Zeitpunkt! Der Grund hierfür liegt auf der Hand: Während des Vollmondes fällt das Licht – von der Erde aus betrachtet – frontal auf den Mond, sodass das Oberflächenrelief des Mondes schattenfrei ausgeleuchtet wird. Viel besser werden die Unebenheiten sichtbar, wenn sie seitlich angestrahlt werden und lange Schatten werfen.

Das ist der Fall an der Licht- und Schattengrenze des Mondes, dem sogenannten Terminator. Bei Halbmond ist der Terminator also jene gerade Linie, die die helle von der dunklen Halbkugel des Mondes trennt. Würde man sich in der Nähe des Terminators auf dem Mond befinden, dann würde für den Betrachter dort gerade die Sonne auf- oder untergehen.

Die Lage der Mondbahn gegenüber dem Horizont ist jährlichen Änderungen unterworfen. Für die schmale Sichel des zunehmenden Mondes bieten die Monate Februar bis April die besten Beobachtungsbedingungen, für die des abnehmenden Mondes hingegen die Monate August bis Oktober. Der Vollmond erreicht im Dezember seine höchste Stellung am Himmel, im Juni seine niedrigste.

Die Höhe des Mondes über dem Horizont spielt immer dann eine Rolle, wenn möglichst hochauflösende, scharfe Fotos entstehen sollen: Je höher ein Objekt am Himmel steht, desto kürzer ist der Weg durch die Erdatmosphäre in Blickrichtung. Denn die Turbulenzen in der Atmosphäre sind es, die in vielen Fällen trotz perfekter Technik zu unscharfen Aufnahmen führen. Dieses „Wabern der Luft“ wird von Astronomen „Seeing“ genannt. Nächte mit ungünstigem Seeing sind daran zu erkennen, dass helle Sterne auffällig flackern, während ihr Licht in Nächten mit gutem Seeing ruhig ist.

Der gravitative Einfluss des Mondes auf die Erde bedingt maßgeblich die Entstehung von Ebbe und Flut. Bei der Entwicklung des Wettergeschehens hingegen spielt er nachweislich keine Rolle, auch wenn der Volksglaube daran festhält. Geradezu als absurd sind die Bemühungen zu betrachten, alltägliche Handlungen (wie etwa den Gang zum Frisör) an bestimmte Mondphasen zu knüpfen, wie es zahllose „Mondkalender“ Jahr für Jahr vorschlagen.

Im Durchschnitt beträgt der scheinbare Durchmesser des Mondes 30 Bogenminuten, also ein halbes Grad. (Dass er uns in Horizontnähe größer erscheint, ist auf eine optische Täuschung zurückzuführen). Das ist, wie schon erwähnt, im Vergleich zu anderen astronomischen Motiven eine ansehnliche Größe, dennoch kommen nur lange und längste Objektivbrennweiten in Frage, wenn Sie ihn möglichst detailreich und Format füllend abbilden möchten.

Die Abbildungsgröße der Mondkugel auf dem Sensor lässt sich ungefähr ermitteln, wenn Sie die verwendete Brennweite durch 110 teilen. Ein Objektiv mit 500 Millimeter Brennweite erzeugt demnach ein 4,5 Millimeter großes Abbild auf dem Sensor. Ist dessen Größe bekannt, lässt sich daraus die Größe des Mondes auf dem Gesamtbild ableiten. Wenn Sie eine Spiegelreflexkamera verwenden, deren Sensor APS-C-Format hat (also „Crop-Faktor“ = 1,6), beträgt die Sensorgröße rund 15 x 22 Millimeter. Mit dem besagten 500-Millimeter-Objektiv wird die Mondkugel also gerade einmal ein knappes Drittel der Bildhöhe ausmachen.

Umgekehrt lässt sich mit dieser Formel auch ermitteln, welche Brennweite zu verwenden ist, um den Mond möglichst Format füllend aufzunehmen: Bei der Kamera mit einem 1,6-fachen Crop-Faktor errechnen sich etwa 1500 Millimeter Brennweite für den Vollmond und etwa 2200 Millimeter für den Halbmond, der ja hochformatig aufgenommen werden kann und bei dem die lange Kante des Sensors ausschlaggebend ist.

Für Vollformatkameras mit 24×36 Millimeter großem Sensor betragen die Brennweiten sogar 2500 (Vollmond) bzw. 3800 Millimeter!

Vergleich der Abbildungsgröße des Mondes, aufgenommen mit einer Canon EOS 400D bei 200 Millimeter Brennweite (links) und bei 1200 Millimeter Brennweite (rechts). Beide Fotos wurden nicht beschnitten.

Stehen solche langen Brennweiten als Objektiv nicht zur Verfügung, ist ein astronomisches Teleskop oft die preiswerteste Lösung. Eine Spiegelreflexkamera lässt sich daran anschließen, wenn das Teleskop einen Okularanschluss mit zwei Zoll Durchmesser besitzt. Dann benötigen Sie nur einen sogenannten T2-Adapter und eine 2-Zoll-Anschlusshülse. Beide Teile sind rein mechanisch, enthalten keinerlei Optik und sind deswegen auch zu erschwinglichen Preisen zu haben. Die Kamera wird anstelle eines Okulars am Teleskop befestigt, während die Optik des Teleskops als Aufnahmeoptik dient. Bei einer solchen Konfiguration spricht man auch von der Fokalfotografie – die Brennweite des Teleskops ist gleichzeitig auch die effektive Aufnahmebrennweite.

Sowohl für Objektive als auch für Teleskope gibt es optische Komponenten, die die effektive Brennweite verlängern. Bei Objektiven sind es Telekonverter, die zwischen Kamera und Objektiv montiert werden und die die Brennweite, je nach Modell, um den Faktor 1,4 oder 2 verlängern. Bei solchen mit dem Verlängerungsfaktor 1,4 verlieren Sie eine volle Blendenstufe des Lichtes, d.h. Sie müssen doppelt so lange belichten wie ohne Konverter. Bei Konvertern mit dem Verlängerungsfaktor 2 sind es gar zwei Blendenstufen, und die Belichtungszeit vervierfacht sich.

Für Teleskope gibt es ähnliche Systeme, nur werden sie dort „Barlow-Linsen“ genannt, die mit Verlängerungsfaktoren von 1,5- bis 5-fach angeboten werden.

Zwei Telekonverter (links) und eine Barlow-Linse zur Brennweitenverlängerung.

Denken Sie aber daran, dass alle Möglichkeiten der Brennweitenverlängerung fast zwangsläufig auch eine Beeinträchtigung der allgemeinen Bildqualität zur Folge haben, weil evtl. vorhandene Abbildungsfehler der Optik natürlich auch von der „Vergrößerung“ betroffen sind. Bei Fotoobjektiven können Sie das Objektiv um eine oder zwei Blendenstufen abblenden, um diesen Negativeffekt abzumildern. Besonders kritisch wird es, wenn Sie zwei Telekonverter gleichzeitig verwenden.

Das geht nur gut, wenn bereits das Objektiv über eine außergewöhnlich gute Abbildungsqualität verfügt und auch die Telekonverter exzellent gefertigt, vielleicht sogar auf das Objektiv abgestimmt sind. Kritisch ist auch die Kombination von Zoom-Objektiven mit Telekonvertern, weil viele dieser Objektive selbst ohne Konverter bereits an ihrer Leistungsgrenze arbeiten und eine Nachvergrößerung des Bildes durch einen Konverter dann keine zusätzlichen Details mehr sichtbar werden lässt. Nur sehr hochwertige Zoom-Objektive sind von dieser Einschränkung nicht betroffen.

Es muss aber auch nicht immer die Format füllende Abbildung des Mondes sein, wenn man eine sehenswerte Aufnahme entstehen lassen möchte. Insbesondere dann, wenn der Mond noch nahe des Horizonts steht, können Sie mit kürzerer Brennweite Fotos machen, um zum Beispiel die Landschaft oder Gebäude mit ins Bild zu integrieren. Gerade solche Motive können sehr stimmungsvoll sein. Doch selbst dann sind Teleobjektive eine gute Empfehlung, andernfalls ist der Mond nur noch ein winziger heller Klecks im Bild und kaum als solcher identifizierbar.

Sind Mondauf- oder –untergänge Ihr bevorzugtes Motiv, ist eine gute Planung hilfreich. Die Auf- und Untergangszeiten verschieben sich jeden Tag. Auf der Webseite http://www.calsky.de können sie für jeden Ort der Erde berechnet werden. Klicken Sie dazu auf Mond und dann auf Ephemeriden, nachdem Sie zuvor Ihren Beobachtungsort angegeben haben (Start und dann Standort).

Alternativ können Sie auch ein gutes Planetariumsprogramm dafür verwenden (z.B. TheSky, Guide oder RedShift). Schwieriger wird die Vorhersage des Aufgangspunktes am Horizont, denn auch der ändert sich von einem auf den nächsten Tag, wenn auch nur geringfügig. Um sichere Prognosen zu erhalten, wann der Mond von einem festgelegten Standort aus beispielsweise exakt hinter einem weit entfernten Turm oder einem Baum aufgeht, sind genaue Kenntnisse der Himmelsmechanik und etwas Beobachtungserfahrung notwendig. Manchmal jedoch reicht auch ein Quäntchen Glück …

Technische Ausstattung

Neben einer digitalen Spiegelreflexkamera benötigen Sie ein Objektiv mit möglichst langer Brennweite und gegebenenfalls einen Telekonverter zur Verlängerung der Brennweite. Statt des Objektivs können Sie auch ein astronomisches Teleskop als Aufnahmeoptik verwenden.

Was Sie sonst noch benötigen:

Stabiles Stativ:
Je länger die verwendete Aufnahmebrennweite ist, desto höher sind die Anforderungen an die Stabilität des Stativs, wenn man Verwacklungen vermeiden will. Je schwerer und je länger (Hebelwirkung!) ein Objektiv ist, desto stabiler sollte das Stativ sein. Bei langen Objektiven ist es nicht ratsam, die Kamera so auf das Stativ zu schrauben, dass das Objektiv nach vorne ragt. Stattdessen sollte die Einheit aus Kamera und Objektiv dann in der Nähe des Masseschwerpunktes auf das Stativ gesetzt werden. Dazu verfügen die meisten langen Objektive über eine Stativschelle mit eigenem Stativgewinde.

Holz ist ein hervorragender Werkstoff für Stative, denn er dämpft Schwingungen besser als Metall. Hier zu sehen ist ein Stativ mit Beinen aus Eschenholz von Berlebach, das trotz einer ausziehbaren Mittelsäule selbst längste Brennweiten sicher tragen kann:

Dieser stabile Stativkopf ist ein Getriebeneiger von Manfrotto. Das abgebildete Beispiel zeigt die Montage eines Telezooms mit dazwischen geschaltetem 2-fach-Telekonverter. Nicht die Kamera, sondern die Schelle des Objektivs ist auf dem Stativ aufgeschraubt, was die Anfälligkeit für Vibrationen mindert:

• Kabelauslöser / Timer
Kabelauslöser ermöglichen das berührungslose Auslösen der Kamera, um Verwacklungen zu vermeiden, was beim Arbeiten mit langen Brennweiten unverzichtbar ist. Drahtlose Fernauslöser erfüllen diesen Zweck ebenfalls.

Vorgehensweise

Je nach der Situation zum Aufnahmezeitpunkt, der eingesetzten Brennweite und der Motivwahl können die unterschiedlichsten Fotos des Erdtrabanten entstehen. Im Folgenden möchte ich schildern, wie Sie den zunehmenden Halbmond, der arbeitnehmerfreundlich am Abendhimmel steht, mit einer digitalen Spiegelreflexkamera und einem Teleobjektiv so abbilden können, dass möglichst viele Oberflächenstrukturen zu erkennen sind.

1. Grundeinstellungen vornehmen

Folgende Grundeinstellungen der Kamera sind zu empfehlen:

Dateiformat
Das RAW-Format ist zu bevorzugen, wobei gleichzeitig JPG-Dateien mit der höchsten Qualitätsstufe aufgenommen werden sollten. Die JPG-Dateien erleichtern die spätere Suche nach dem besten Bild aus einer Fülle von Aufnahmen.


Einstellung der Bildqualität bei einer Canon EOS 40D: Gewählt ist hier das RAW-Format, während die Fotos gleichzeitig auch in der bestmöglichen Qualität des JPG-Formats („L“ für „Large“) gespeichert werden.

ISO-Wert
Um das elektronische Bildrauschen zu minimieren, stellen Sie zunächst den niedrigsten ISO-Wert ein (in der Regel ISO 100).


Einstellung des ISO-Wertes 100 bei einer Canon EOS 40D. Niedrige ISO-Werte bedeuten geringes Bildrauschen.

Weißabgleich
Bewährt hat sich die manuelle Einstellung auf Tageslicht (Symbol: Sonne).


Einstellung des Weißabgleichs bei einer Canon EOS 40D auf Tageslicht (5200 Kelvin).

Belichtungsprogramm
Zu wählen ist die manuelle Einstellung (M).


Einstellung der manuellen Belichtungssteuerung („M“) am Einstellrad einer Canon EOS 40D.

Blende
Die Helligkeit des Mondes ist so groß, dass Sie sich ein Abblenden des Objektivs um eine oder zwei Stufen, beginnend von der größtmöglichen Blendenöffnung (also die kleinste Blendenzahl), erlauben können. Der Grund für eine leichte Abblendung ist die Tatsache, dass die meisten Objektive erst in diesem Zustand ihre maximale Abbildungsqualität erreichen.


Das Display der Canon EOS 40D: Der Pfeil weist auf die Einstellung der Blende 1:5,6 hin. Das verwendete Objektiv hat eine „Lichtstärke“ (kleinster einstellbarer Blendenwert) von 1:4,0, wurde aber, um die Abbildungsleistung zu steigern, eine Stufe abgeblendet.

Spiegelverriegelung
Diese Einstellung dient dazu, Verwacklungen durch den Spiegelschlag der Kamera zu verhindern. Machen Sie von dieser Einstellung bei der Verwendung von langen Brennweiten stets Gebrauch! Der erste Druck auf den Auslöser lässt nur den Spiegel hochklappen. Warten Sie danach wenige Sekunden, um mit einem zweiten Druck auf den (Kabel-) Auslöser, nach dem Abklingen der Erschütterungen, die Belichtung zu starten.


Eingeschaltete Spiegelverriegelung.

Bildstabilisator
Einen eventuell vorhandenen Mechanismus zur Bildstabilisierung schalten Sie am besten aus, wenn Sie ein Stativ benutzen.


Ausgeschalteter Bildstabilisator.

3. Aufnahmen machen

Zunächst ist eine exakte Fokussierung auf Unendlich sicherzustellen. Sie können versuchen, dazu den Autofokus zu verwenden, denn der Mond bietet genügend flächige und kontrastreiche Regionen.

Sollte der Autofokus nicht greifen oder durch den Einsatz eines Telekonverters nicht mehr funktionieren, müssen Sie manuell scharf stellen. Gehen Sie dabei mit der größtmöglichen Sorgfalt vor, denn bei langen Brennweiten entscheiden geringste Fokusänderungen über Wohl und Weh.

Wer ein Kameramodell mit „Live-View“ sein Eigen nennt, hat diese Aufgabe in kurzer Zeit erledigt: Bei höchster Vergrößerungsstufe wird das Livebild auf dem Kameradisplay (oder auf dem Bildschirm eines angeschlossenen Laptops) beurteilt. So lässt sich der beste Schärfepunkt schnell und sicher einstellen, oftmals sogar noch genauer, als es der Autofokus vermag.

Ideal zum Fokussieren sind Kamera-Modelle mit einer „Live-View“-Funktion, bei der Sie einen hellen Stern anvisieren und dann in hoher Vergrößerung auf dem Display der Kamera akkurat scharf stellen können.

Bei Kameras ohne Live-View helfen – bei einem Versagen des Autofokus – nur die grobe Scharfeinstellung im Kamerasucher und eine anschließende Versuchsreihe mit Probeaufnahmen, die auf dem Kameradisplay bei höchster Vergrößerung kritisch zu begutachten sind.

Jetzt geht es nur noch um die richtige Belichtung, also die Wahl der passenden Belichtungszeit. Dabei gilt der Grundsatz:

So reichlich wie möglich, ohne jedoch Teile des Mondes in die Sättigung zu führen.

Um dieses Ziel zu erreichen, sollte eine Kamera – falls möglich – so konfiguriert werden, dass überbelichtete Bereiche bei der Rückschau durch Blinken hervorgehoben werden. Damit lassen sie sich auch dann gut erkennen, wenn der Mond nur relativ klein abgebildet wird. Hier der entsprechende Menüeintrag bei einer Canon EOS 40D:

Die eingeschaltete Überbelichtungswarnung lässt vollständig gesättigte Bildpartien bei der Rückschau schwarz blinken.

Das Histogramm bietet ebenso zuverlässige Aussagen über die korrekte Belichtung. Der „Datenberg“, den der Mond repräsentiert, muss möglichst weit rechts angeordnet sein, ohne jedoch an der rechten Seite „anzuschlagen“.

Beispiel für ein unterbelichtetes Mondfoto: Die „Datenberge“ der Histogramme sind nach links verschoben und enden bei mittleren Helligkeitswerten (unterer Pfeil), ohne den gesamten zur Verfügung stehenden Bereich (oberer Pfeil) auszuschöpfen. Zwar lässt sich ein solches Bild durch Bildverarbeitung „retten“, was jedoch durch einen signifikanten Anstieg des Bildrauschens zu erkaufen ist.

Beispiel für ein überbelichtetes Mondfoto: Hier schlagen die „Datenberge“ an der rechten Seite an (rote Pfeile rechts), zusätzlich blinken die voll gesättigten Bildbereiche schwarz (linker Pfeil). Nach einer moderaten Überbelichtung lassen sich bei der Umwandlung von RAW-Dateien solche Bereiche unter Umständen noch reparieren, im abgebildeten Beispiel dürfte das nicht mehr gelingen; dafür ist die Überbelichtung zu stark. Generell ist eine Überbelichtung unbedingt zu vermeiden.

Die korrekt belichtete Aufnahme zeigt, dass die „Datenberge“ weit nach rechts ragen, ohne die Maximalwerte der Vollsättigung zu erreichen – kein Bereich der Mondoberfläche ist dann strukturlos. Der Lohn für eine so ausgewogene Belichtung ist ein Foto mit gutem Signal-Rausch-Verhältnis, also mit geringem Bildrauschen. Der Peak auf der äußerst linken Seite der Histogramme kommt durch den Anteil des schwarzen Himmels zustande:

Die Interpretation des Histogramms auf dem Kameradisplay kann schwierig bis unmöglich sein, wenn der Mond nur sehr klein abgebildet wird und einen entsprechend geringen Flächenanteil des Fotos ausmacht.

In der Praxis ist es eine gute Strategie, zunächst mit kurzen Belichtungszeiten zu beginnen, dann stufenweise zu immer längeren Belichtungszeiten zu wechseln bis an den Punkt, bei dem Sie eine Überbelichtung registrieren. Dann stellen Sie einfach wieder eine um eine Stufe verkürzte Belichtungszeit ein und haben damit das Optimum erreicht.

Doch obschon der Mond eine enorme Helligkeit aufweist, die im Normalfall auch eine entsprechend kurze Belichtungszeit nach sich zieht, kann es beim Einsatz von sehr langen Brennweiten und/oder geringer Lichtstärke der Optik vorkommen, dass die erforderliche Belichtungszeit zu lang wird. Eine zu lange Belichtungszeit birgt aus zweierlei Gründen die Gefahr unscharfer Aufnahmen: Einerseits steigt das Risiko, dass das Wabern der Luft (Seeing) das Bild verschmiert, andererseits nimmt auch der Mond an der täglichen, scheinbaren Drehung des Himmels teil. Für eine bestmögliche Schärfe sind folgende Maximalwerte bei der Belichtungszeit nicht zu überschreiten:

Brennweite [mm] Maximalbelichtungszeit [s]
100 1,5
200 0,7
500 0,3
1000 1/15
2000 1/30
3000 1/45

Liegt die erforderliche Belichtungszeit über diesen Grenzwerten, muss der ISO-Wert angehoben und/oder eine größere Blendenöffnung verwendet werden. Ein etwas höheres Bildrauschen und/oder eine eventuell etwas verminderte Abbildungsleistung der Optik ist dann einem durch die Bewegung des Mondes unscharf gewordenen Bildes vorzuziehen.

Eine Möglichkeit, längere Belichtungszeiten trotzdem zu realisieren, besteht darin, die Kamera auf einer astronomischen Montierung zu befestigen und motorisch der Himmelsdrehung nachzuführen. Was Sie dazu benötigen, wird in den Tutorials Nummer 9, 10 und 12 der Reihe „Astro- und Himmelsfotografie“ angesprochen. Die Frage, welche Fernrohre sich für die Astrofotografie eignen, im Tutorial Nummer 13.

Nachdem Sie sich bei der Einstellung der Schärfe und der Belichtung sicher sind, nehmen Sie eine ganze Bilderserie auf. Bei einem Einzelbild ist die Gefahr groß, dass Sie einen Moment mit schlechtem Seeing erwischen und das Foto daher nicht die optimale Schärfe hat. Feine Nuancen, um die sich die einzelnen Aufnahmen unterscheiden, werden Sie auf dem Display der Kamera kaum entdecken können, sondern erst später am PC. Je länger die verwendete Brennweite ist, desto größer ist das Risiko, dass durch schlechtes Seeing Aufnahmen verdorben werden. Dabei habe ich es schon erlebt, dass selbst aus einer Serie von 50 Aufnahmen eine eindeutig schärfste herauszufinden ist!

Bei Unsicherheiten bezüglich des besten Fokuspunktes können Sie eine Serie auch mehrfach wiederholen, wobei Sie zwischen den Wiederholungen immer wieder neu fokussieren.

Wichtiger Hinweis: Die eingeschaltete Spiegelverriegelung (siehe oben) verhindert zwar eine Verwacklung der Aufnahmen durch den Spiegelschlag, nicht jedoch eine, die durch den ablaufenden Kameraverschluss verursacht wird. Die Verschlusslamellen werden beim Auslösen enorm beschleunigt, was in manchen Fällen, beim Einsatz sehr langer Brennweiten, tatsächlich zu Unschärfen führen kann. Steht kein stabileres Stativ zur Verfügung, gibt es nur noch folgende Abhilfen: Erstens können Sie das Stativ, auf dem das Objektiv befestigt ist, auf seine niedrigste Höhe einstellen, wobei eine eventuell vorhandene Mittelsäule vollständig eingefahren wird. Das ist die stabilste Position des Stativs. Zusätzlich können Sie die Stativbeine durch Gewichte (Sandsäcke) stabilisieren und ein weiteres Gewicht unten an die Mittelsäule hängen. Zweitens lässt sich die Kamera mit einem weiteren Stativ unterstützen, sodass Objektiv und Kamera auf je einem Stativ stehen. Die Nachführung auf den Mond im Laufe der Zeit kann dann allerdings zu einer etwas mühseligen Angelegenheit werden.

Bildverarbeitung

Ein wichtiger erster Schritt besteht darin, aus Ihrer Aufnahmeserie das schärfste Foto zu selektieren. Dazu verwenden Sie am besten die JPG-Dateien, denn diese lassen sich schneller öffnen und vergleichen. Betrachten Sie eine Datei nach der anderen in Photoshop, wobei Sie die Schärfe stets in der 100%-Ansicht beurteilen müssen (Befehl Ansicht>Tatsächliche Pixel).

Noch etwas ist wichtig: Beschränken Sie die Einschätzung der Bildschärfe nicht auf einen Bereich des Bildes. Durch die Luftunruhe (das Seeing) kann es nämlich vorkommen, dass partielle Unschärfen entstehen, insbesondere bei langen Aufnahmebrennweiten. D.h. es geht darum, jene einzelne Aufnahme einer Serie zu finden, bei der die Schärfe über den gesamten Bildbereich am besten ist.

Die Fokus-Einstellung dieser beiden Aufnahmen ist identisch! Links ist ein durch die Luftunruhe unscharf gewordenes Einzelbild zu sehen. Das rechte Foto entstand während eines Augenblicks mit gutem „Seeing“:

Ist dieser erste Schritt erst einmal abgeschlossen, sind Sie schon fast am Ziel, denn aufwendige oder komplexe Schritte der Bildverarbeitung liegen nicht mehr vor Ihnen.

Zunächst öffnen Sie in Photoshop die RAW-Datei der selektierten Mondaufnahme:

Der Startbildschirm von Adobe Camera Raw: Trotz des Weißabgleichs auf „Tageslicht“ fällt ein Farbstich in Richtung Rot und Magenta auf, der auch am Histogramm (Pfeil) zu erkennen ist.

Die Farbe des Mondes wird nur selten exakt getroffen. Doch das RAW-Format bietet die Möglichkeit, eine neutrale Farbe ohne Datenverlust einzustellen. Dazu klicken Sie links oben auf die Pipette (Weißabgleich-Werkzeug) und dann auf der Mondoberfläche in einen Bereich mit mittlerer Helligkeit:

Die Anwahl des Weißabgleich-Werkzeugs (linker, oberer Pfeil) mit anschließendem Klick auf eine mittelhelle Stelle des Mondes (mittlerer Pfeil) sorgt für eine natürliche Farbgebung. Danach zeigen auch die Rot-, Grün- und Blauanteile des Histogramms ein ausgewogenes Ergebnis (rechter oberer Pfeil).

Danach öffnen Sie das Bild mit der Schaltfläche Bild öffnen.

Je nach der Beschaffenheit der Ausgangsdatei können nun noch weitere Verbesserungen vorgenommen werden. In meinem Beispiel möchte ich den Kontrast etwas anheben. Doch Vorsicht: Wenn Sie das auf die klassische Weise tun, „nimmt der Mond ab“, weil die ohnehin bereits dunkleren Bildpartien entlang des Terminators dadurch abgeschwächt werden.

Um das zu vermeiden, verbiege ich die Gradationskurve (Befehl Bild>Anpassungen>Gradationskurven…) in der wie folgt beschriebenen Art und Weise:

Durch eine Durchbiegung der Gradationskurve nach unten verliert das Bild an Helligkeit (rechter Pfeil). Durch einen zweiten Punkt (linker Pfeil) wird dafür Sorge getragen, dass die Kurve im Anfangsbereich nicht abgesenkt wird; das erhält die dunklen Tonwerte im Ausgangszustand.

Das Ergebnis dieser Aktion ist ein insgesamt kontrastärmeres, aber dunkleres Bild (links vorher, rechts nachher):

In einem zweiten Schritt und mit dem gleichen Befehl hebe ich nun den allgemeinen Bildkontrast an.

Eine leichte Absenkung der dunklen Tonwerte (linker Pfeil) bei gleichzeitiger Anhebung der oberen Tonwerte (rechter Pfeil) hat eine Kontraststeigerung zur Folge:

Der nun erreichte Bildkontrast entspricht dem visuellen Anblick und wirkt „knackig“ (links vorher, rechts nachher).

Im letzten Schritt können Sie eine Nachschärfung Ihrer Mondaufnahme vornehmen. Dazu rufen Sie in Photoshop den Befehl Filter>Scharfzeichnungsfilter>Unscharf maskieren… auf:

Meine Aufnahme profitierte von einer moderaten Nachschärfung mit den auf diesem Bildschirmfoto erkennbaren Werten (Stärke: 43%, Radius: 0,7 Pixel, Schwellenwert: 0 Stufen). Welche Werte optimal sind, hängt vom Ausgangsmaterial ab; variieren Sie gegebenenfalls die Werte „Stärke“ und „Radius“.

Hüten Sie sich vor einer zu intensiven Schärfung, die keine weiteren Details mehr sichtbar macht, stattdessen jedoch zur Bildung von Artefakten und letztlich zu einem unnatürlich wirkenden Ergebnis führt.

So sieht das Resultat nach einer Überschärfung aus:

Endgültiges, nicht überschärftes Ergebnis, nachdem die Aufnahme beschnitten und gedreht wurde. Für die Aufnahme verwendet wurde eine Canon EOS 400D, eine Brennweite von 1200 Millimeter und ein Fotostativ. Die Belichtungszeit bei Blende 1:11 und ISO 200 betrug 1/250 Sekunde:

Beispielaufnahmen

Für dieses Bild war eine gute Vorausplanung notwendig. Ein 300mm-Objektiv wurde mit einem 2-fach-Telekonverter kombiniert, um auf 600mm Brennweite zu kommen. Bei Blende 1:6,7 und ISO 1000 musste drei Sekunden lang belichtet werden. Die extrem schmale Mondsichel stand nur 31,5 Stunden vor der Neumondposition!

Durch ein Teleskop mit einer Brennweite von 1200 Millimeter bei einem Öffnungsverhältnis (Blende) von 1:12 gelang diese Aufnahme des aufgehenden Mondes im Osten. Benutzt wurde eine Canon EOS 20Da, die auf ISO 200 und 1/6 Sekunde Belichtungszeit eingestellt war. Mondauf- und –untergänge zeigen die gleichen Farben wie die der Sonne, nur sind diese Farben mit dem Auge nicht so gut wahrnehmbar.

Mehr als 6 Monate Planungsaufwand führten zu diesem Foto des aufgehenden Vollmondes hinter dem Stuttgarter Fernsehturm von einem Aussichtsberg aus, der etwa 11 Kilometer vom Fernsehturm entfernt ist. 600mm Brennweite reichten aus, wobei eine Vollformat-Kamera zum Einsatz kam.

Dieses Bild ist als Glücksfall zu betrachten. Eigentlich wollte ich die schmale Mondsichel, 34 Stunden und 18 Minuten nach Neumond aufnehmen. Die Sonne stand erst 3 Grad unter dem Horizont, sodass ihr goldenes Licht noch den Kondensstreifen eines hoch fliegenden Flugzeugs erreichte. Canon EOS 20D, ISO 100, 1/60 Sekunde, 1085mm Brennweite (astronomisches Teleskop), Blende 1:7.

Eine Aufnahme des zunehmenden Mondes vom 9. Juni 2008 mit einer Canon EOS 450D. Belichtet wurde 1/20 Sekunde bei ISO 400. Als Optik fand ein astronomisches Teleskop Verwendung, dessen Primärbrennweite durch eine 2-fach-Barlow-Linse auf 1200mm verlängert wurde:

Der fast volle Mond am 14. November 2008. Im Vergleich zu anderen Mondphasen sind nur wenige Krater zu erkennen. Die Brennweite betrug 1200mm, die Blende 1:11 und die Belichtungszeit 1/90 Sekunde bei ISO 100. Die Kamera war auf einem normalen Fotostativ montiert.

Die gleiche Aufnahme wie die vorige, nur habe ich die Farbsättigung weit über das gängige Maß hinaus angehoben. Sind diese Mondfarben real? Vergleichen Sie das Foto mit dem auf der Webseite http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap020316.html einer Raumsonde, und Sie werden eine gewisse Übereinstimmung entdecken! Wie auch immer, ein interessantes Experiment ist es allemal!

Für solche Detailaufnahmen sind extrem lange Brennweiten nötig, in diesem Fall 9000 Millimeter! Das bietet nur ein leistungsstarkes astronomisches Teleskop, denn das Öffnungsverhältnis betrug immerhin noch 1:10. Als Kamera wurde eine Canon EOS 40D benutzt, und zwar bei ISO 400 und 1/45 Sekunde Belichtungszeit. Das Teleskop wurde der Bewegung des Mondes nachgeführt. Zu sehen ist ein Ausschnitt des „Mare Serenitatis“ mit Verwerfungen. Der größte Krater im Bild heißt „Posidonius“ mit einem realen Durchmesser von 100 Kilometer. Der auffällige Krater am linken Bildrand ist „Plinius“ mit 43 Kilometer Durchmesser.

Hinweis in eigener Sache: Alle verwendeten Bildbeispiele entstanden auf die im Tutorial beschriebene Art und Weise.

Weiter geht es mit Teil 6: „Vorsicht bei Fotos von der Sonne“.

Über den Autor:

Stefan Seip lebt und arbeitet in Stuttgart als freiberuflich tätiger Fotograf und Buchautor. Ein internationales Renommee genießt er in einem seiner Spezialgebiete, der Astro- und Himmelsfotografie. Neben den technischen Herausforderungen legt Seip großen Wert auf die kreative und künstlerische Komponente der Fotografie. Seine Erfahrungen gibt er in Vorträgen und Workshops weiter.

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