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Die Astronomie-Seiten von Mario Weigand

Filtereinsatz bei Planet Mars: der IR-Passfilter

Die Mars Opposition 2003 haben viele Amateure zum Anlass genommen, sich in der Fotografie des roten Planeten zu versuchen. Jedoch mussten die Astronomen mit der niedrigen Deklination des Planeten kämpfen.

Die geringe Höhe über dem Südhorizont mit maximal 30° machte den Amateuren in Deutschland und in Ländern ähnlicher oder gar größerer Breite Probleme: Der Weg, den das Licht durch die Atmospäre der Erde zurücklegen muss ist umso größer, je tiefer ein Objekt steht. Die Grafik rechts soll das nochmal verdeutlichen.

Je länger der Weg durch die Atmosphäre ist, desto mehr Luftturbulenzen stören das Licht auf seinem Weg und sorgen für ein verwascheneres Bild. Diese Effekte durch die unruhige Atmosphäre werden als "Seeing" bezeichnet. Der Faktor Seeing ist ohnehin der wichtigste bei der Planetenfotografie, bekommt aber in einem solchen Fall eine nochmals umso größere Bedeutung.
Mit einem sogenannten Infrarot-Passfilter lässt sich das Seeing zumindest ein wenig austricksen.

Was macht ein Infrarot-Passfilter?

Dieser Filter ist für kurzwelliges Licht äußerst undurchlässig, während die Transmission (=Durchlass) ab ca. 650nm zu den längeren Wellen hin eine sehr hohe Transmission aufweist. Wir schneiden also die kurzen Wellen raus. Mein Passfilter basiert auf einem Schott RG665 Glas. In der folgenden Grafik ist die Transmissionskurve (orange) zu sehen. Die Wellenlänge [nm] ist gegen die Tranmission aufgetragen:


Was nützt uns das?

Offenbar wird kurzwelliges Licht stärker von der Atmosphäre beeinflusst. Ein Indiz dafür liefert eine normale Aufnahme eines Horizontnahen Objektes, wenn man das Bild in die RGB-Komponenten aufspaltet.
Das blaue, kurzwelligere Licht wird durch die atmosphärische Refraktion am stärksten verzerrt und der rote Teil am wenigsten. Dies lässt sich auch auf die Seeing-Effekte übertragen. Zur Verdeutlichung hier eine Aufnahme mit aufgespaltenen RGB-Kanälen:


Fakt ist also, dass ein Planet im langwelligen roten Bereich wesentlich schärfer und detailreicher abgebildet werden kann. Das nutzen wir aus, indem wir den IR-Passfilter für die LRGB-Technik verwenden. Die Farbkanäle Rot, Grün und Blau werden normal im Farbmodus der Webcam aufgenommen.
Durch das RG 665-Glas wird der Luminanz-Kanal aufgenommen, im schwarz/weiß-Modus. Das Luminanzbild bestimmt also die Helligkeitsverteilung des Bildes. Das Farbbild, welche Farbe an welcher Stelle des Bildes ist...

Hier ein Beispiel aus eigener Produktion:


Wie man sieht, lässt sich die Deteilfülle bei schlechtem Seeing gut steigern. Gleichzeitig ist aber auch deutlich, dass eine normale RGB-Aufnahme bei guten Bedingungen überlegen ist. Ich verwendete für diese Aufnahme einen IR-Passfilter von Baader.

Nachteile

Über folgende kritischen Punkte muss man sich zusammenfassend im Klaren sein: