Schritt für Schritt
Astrofotos mit der Canon Powershot SX 120 und manuelle Nachführung

Benötigte "Hardware"

Ich verwende folgende "Hardware" zur Erstellung meiner Fotos:

Art Produkt Preis
Digitalkamera Canon Powershot SX 120 ~140 €
Speichermedium SD-Karte ~8€
Fernrohr Celestron Astromaster 130 EQ ~180€
    ~330€

Außerdem braucht man natürlich noch einen Rechner für die Bearbeitung der Fotos, aber den hat man, wie wohl auch die Kompaktkamera, sowieso. Für alle, die die Qualität der Fotos belächeln, sei ein Kostenvergleich mit der eigenen Ausrüstung empfohlen.

Vorbereitung der Kamera

In die Kamera muss eine mit dem Canon Hacker Developer Kit formatierte SD-Karte eingelegt werden. Die Akkus sollten voll sein, da die Powreshot im Dunkeln ziemlich Strom frisst. Der Aufnahmemodus muss auf M=Manuell gestellt werden.

Vorbereitung der Aufnahmen

Das Fernrohr wird eingenordet und ein heller Stern in der Nähe des Objekts gesucht. Anhand dieses Sterns wird die Deklination überprüft (wenn die nicht stimmt, ist das Fernrohr schief aufgestellt) und die Rektaszension eingestellt. Dann wird die Kamera auf das Fernrohr aufgeschraubt.
Die Kamera wird noch an diesem hellen Stern genau ausgerichtet, sonst schießt man leicht am Ziel vorbei und hat nachher den ganzen Abend nur langweilige Sternfelder aufgenommen. Dazu die Kamera einschalten, maximalen Zoom wählen, den manuellen Fokus "MF" einschalten und die Kamera leicht drehen, bis der Stern im Display erscheint. Danach kann man die Kamera nochmal kurz ausschalten. Jetzt mit den Rädchen zur Stelle am Himmel navigieren, die man fotografieren möchte. Für die manuelle Nachführung ist es nun zwingend nötig, einen gut erkennbaren Stern in der Nähe zu finden und ins Okular zu holen. Das ist nicht immer leicht!

Herstellen der Aufnahmen

Die Kamera muss wieder eingeschaltet werden, auf den gewünschten Zoom eingestellt werden (i.d.R. maximal) und -leider ein Ärgernis bei der Powershot- meist auch wieder auf den manuellen Fokus "MF" eingestellt werden. Diese Einstellung fliegt immer nach kurzer Zeit wieder raus. Ich stelle zudem immer einen kurzen Selbstauslöser ein, um Anfangs-Verwackler nach dem Auslösen zu vermeiden.
Als letztes wird der vorher gefundene helle Stern gerade aus dem Sichtfeld herausgeschoben, und zwar in der Richtung, dass er nach kurzer Zeit wieder in das Feld zurückwandert. Da muss man u.U. mal kurz etwas testen, es gibt nur 2 Möglichkeiten. Nun drückt man den Auslöser und muss sich fortan voll auf die manuelle Nachführung konzentrieren. Sobald der Stern das Sichtfeld betritt, muss man ihn durch sanftes (!) Drehen der Nachführungsachse wieder hinausbefördern. Wenn man hier schläft, ist das Bild versaut. Schon etwa 3s Inaktivität führen dazu, dass das Bild nicht zu gebrauchen ist, weil die Sterne bereits zu Linien werden. Auch zu ruckartiges Zurückdrehen führt zu diesem Effekt. Es ist also Fingerspitzengefühl gefragt. Irgendwann kommt dann der erlösende Klick der Kamera, wenn sie nach der eingestellten Zeit die Belichtung beendet. Jetzt kann man sich erst mal strecken und dehnen.
Die Powershot gönnt sich und dem Fotografen in der Standardeinstellung erst einmal eine Pause, weil sie nochmals automatisch ein Dunkelbild mit gleicher Belichtung macht uns danach automatisch einen Dunkelbildabzug durchführt. Dieser ist unverzichtbar, ich komme später darauf zurück.
Nach dieser Bearbeitungszeit kann man sich an das nächste Foto machen. Dazu holt man den Stern, der inzwischen schon in die Mitte des Ausschnitts gewandert ist, wieder an den Rand und startet die Prozedur von neuem.

Nachbearbeitung der Aufnahmen

 Wenn man die Aufnahmen später auf den Rechner überträgt, ist meist die Enttäuschung groß. Die Aufnahmen sind erschreckend schlecht: Heller, graubrauner Hintergrund, krisseliges Hintergrundrauschen und die lichtschwachen Objekte sind teilweise kaum oder gar nicht zu sehen.
Zum Glück ist hier dennoch einiges zu machen, und das ist nicht anders als bei den Super-Astro-Aufnahmen aus dem Internet. Sie haben mit den Originalen etwa so viel gemeinsam wie das Top-Modell auf der Titelseite einer Zeitschrift mit ihrem Aussehen morgens nach dem Aufstehen und 3 Stunden Schlaf.
Für fast alles verwende ich das Programm Fitswork.

Schritt 1: Stacken

Man hat hoffentlich vorher gleich einige Aufnahmen desselben Objekts gemacht. Nachdem man erkennbar vermurkste Aufnahmen direkt aussortiert hat, "stackt" man die restlichen im Fitswork, indem man alle Bilder addiert. Dazu müssen jeweils in den Bildern Referenzpunkte gesetzt werden. Nun kommt schon der erste Überraschungseffekt: Das krisselige Hintergrundrauschen verschwindet mit jeder weiteren Aufnahme, und schwache Nebelfleckchen setzen sich langsam von Hintergrund ab.

Schritt 2: Kontrasteinstellung

Das Stacken hat zwar das Rauschen reduziert, aber der Kontrast und die Farben stimmen nach wie vor nicht. Im einfachsten Fall kann nun mit Hilfe des Histogramms der Bildhintergrund auf ein schwarz heruntergefahren werden. Dann ist aber meist das schwache Nebelfleckchen ebenfalls weg. Dies kann man mit der Gamma-Funktion des Histogramms aber wieder ausgleichen. Ein Austarieren des Helligkeitsausschnitts und der Gamma-Einstellung kann im einfachsten Fall schon gute Ergebnisse liefern. Die weiteren Möglichkeiten würden den Rahmen sprengen, sind aber bei lichtschwachen Objekten oft erforderlich.

Bemerkungen zur Canon Powershot SX 120

Die Canon Powershot ist eine Kompaktkamera und damit eigentlich nicht für Astronomie-Aufnahmen geeignet. Sie kann mit dem Canon Hacker Developers Toolkit für diesen Zweck etwas aufgemotzt werden. Es bleiben aber leider die folgenden Probleme:

Das starke Signalrauschen bei langen Belichtungszeiten

Das Bild wurde mit ISO 1600 belichtet, wo das Rauschen natürlich am stärksten ist. Es ist sowohl farbiges Rauschen (die hellgrünen oder violetten Bereiche) wie auch Helligkeitsrauschen zu sehen (die krisseligen hellen und dunkleren Pixel).
In der Bildmitte ist M 101, immerhin ein 8mag Objekt. Man sieht - nichts. Nach einigem Stacken tritt das Objekt langsam hervor, aber es bewegt sich nahe am Signalrauschen.
Mit solchen Objekten, die eine geringe Flächenhelligkeit aufweisen, hat die Kamera Probleme.

Das starke Ausleserauschen ("Amplifier Glow")

Das obere Bild erhält man, wenn man im CHDK den automatischen Dunkelbildabzug abstellt. Von Zeit zu Zeit passiert es aber auch so einmal, dass die Powershot dies "vergisst". Die Stellen, an denen der Sensor ausgelesen wird, erwärmen sich und führen zu Überbelichtung. Wenn diese Überhand nimmt, kann auch der Dunkelbildabzug nichts mehr retten. Das Bild unten zeigt die linke obere Ecke eine mit Dunkelbildabzug korrigierten Aufnahme. Das Rauschen in der Ecke ist besonders grobkörnig und weist besonders hohes Farbrauschen auf.
Die einzige Möglichkeit, das Problem zu lindern, ist das Platzieren der relevanten Objekte in der Bildmitte. Die Randbereiche müssen dann später bei der Bearbeitung abgeschnitten werden.

Beide Probleme kann man der Powershot nicht wirklich anlasten, da sie für diese Belichtungszeiten nicht ausgelegt ist. Für eine Kompaktkamera sind die Ergebnisse trotz dieser Kritik recht gut.