Astrofotografie mit dem RasPi-Kameramodul

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Sterngucker

Mit einfachen Hilfsmitteln wie einer Filmdose und einem Nagel machen Sie einen RasPi samt Kameramodul fit für die Astrofotografie.

Viele halten Astrofotografie für ein teures und ein aufwendiges Hobby. Allerdings genügt bereits eine einfache Digitalkamera oder ein Smartphone, um mit einem geeigneten Objektiv wundervolle Aufnahmen vom Mond zu machen.

Nutzen Sie ein Teleskop und das RasPi-Kameramodul, so erweitert sich die Palette der Objekte in Reichweite um die helleren Planeten Jupiter, Saturn, Venus und Mars; mit geeigneten Filtern gelingen selbst Fotos der Sonne gefahrlos. Auch für Natur- und Tierfotografen stellt sich diese Kombination als interessantes Hilfsmittel heraus.

Als Basis dient ein Teleskop mit 1,25-Zoll-Okularauszug. Als Zutaten benötigen Sie neben einem RasPi samt Kameramodul lediglich noch ein langes Kabel für die Kamera, eine Filmdose, einen Nagel und ein Teelicht. Für das Projekt kommt prinzipiell jedes Modell des Raspberry Pi infrage. Allerdings ist es sinnvoll, einen Pi Zero W einzusetzen, um Gewicht, Geld und unnötige Kabel zu sparen.

Es spielt keine Rolle, ob Sie das NoIR- oder das normale Kameramodul verwenden: Die beiden Varianten unterscheiden sich lediglich durch einen eingebauten Infrarotfilter. Störendes infrarotes und ultraviolettes Licht sortieren Sie gegebenenfalls mithilfe eines Filters am Teleskop (Klarglasfilter) aus.

Besonders bei Linsenteleskopen stört das IR-Licht, da das Glas in Teleskopen Licht unterschiedlicher Wellenlängen unterschiedlich stark bricht. Die Brennweite für infrarotes Licht unterscheidet sich also von jener für wahrnehmbares Licht. Bei einem Spiegelteleskop dagegen, etwa bei einem Newton-Reflektor, spielt das nur eine untergeordnete Rolle.

Fokal oder afokal?

Prinzipiell lassen sich Astrofotos afokal oder fokal aufnehmen. Afokal bedeutet, dass Sie das sichtbare Bild hinter dem Okular mit einer Kamera aufnehmen – etwa indem Sie ein Smartphone direkt dorthin klemmen. Daher heißt diese Methode auch Okularprojektion.

Bei der fokalen Fotografie verzichten Sie dagegen auf ein Okular und bringen den Lichtsensor direkt in den Strahlengang des Teleskops ein. Dass es dort einen Bereich gibt, in dem ein scharfes Bild existiert, probieren Sie bei Bedarf selbst aus. Dazu halten Sie ein weißes Blatt Papier hinter den Okularauszug und fokussieren dann wie üblich. In einem gewissen Abstand hinter dem Okular ist das Bild scharf auf dem Papier zu sehen. Bei Tageslicht erkennt man das möglicherweise nur schwer; idealerweise probieren Sie das nachts mit einer Leuchtreklame oder einer Laterne aus.

Jede zusätzliche Linse im Strahlengang mindert die Qualität und die Intensität des Lichts, das spricht für die fokale Fotografie. Was aber mit afokaler Fotografie bereits möglich ist, demonstriert ein Projekt von Cristos Vasilas [1].

Adapter im Eigenbau

Für den Bau des Adapters für die Kamera entfernen Sie zunächst einmal die Linse des Kameramoduls. Der lichtempfindliche Chip und die Linse kleben als Block auf der Platine und lassen sich mit geringem Aufwand ablösen (Abbildung 1).

Abbildung 1: Der lichtempfindliche Chip ist auf der Platine des Kameramoduls nur leicht verklebt.

Die Linse ist mit einem Gewinde verschraubt. Sie entfernen sie, indem Sie sie mit einer kleinen Zange oder Pinzette greifen und gegen den Uhrzeigersinn abdrehen – so ließe sie sich theoretisch später wieder einschrauben. Anschließend liegt der Chip frei (Abbildung 2).

Abbildung 2: Nach dem Entfernen der Linse erkennen Sie den Lichtsensor als rechteckige Fläche.

Der Adapter für das Teleskop entsteht aus einer Filmdose, idealerweise aus einem schwarzen Exemplar, um Streulicht zu vermeiden. Um das RasPi-Kameramodul mit der Filmdose zu verbinden, bohren Sie in den Boden der Dose eine Öffnung von etwa 7 Millimeter Durchmesser. Mit einem Nagel, den Sie über einem Teelicht erhitzen, schmelzen Sie ein solches Loch einfach ein.

TIPP

Achten Sie beim Einschmelzen des Lochs in die Filmdose darauf, den heißen Nagel nur mit einer Zange anzufassen. Den beim Schmelzen des Kunststoffs entstehenden, gesundheitsschädlichen Rauch sollten Sie keinesfalls einatmen. Verlegen Sie die Aktion also am besten ins Freie. Der Deckel der Dose dient optimalerweise als Schutz, wenn Sie die Kamera nicht benutzen.

Stecken Sie den Chip wieder auf die Platine und kleben Sie das Modul mit Klebeband auf den Boden der Filmdose. Dann verbinden Sie es mithilfe des entsprechenden Kabels mit dem RasPi, sodass es nun als Astrokamera dient. Die Kamera verbinden Sie wie jedes andere 1,25-Zoll-Okular mit dem Teleskop. Das Ergebnis sieht in etwa aus wie in Abbildung 3.

Abbildung 3: Den Kameraadapter setzen Sie anstelle eines Okulars ins Teleskop ein.

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