Teil 07 - Mondfinsternisse fotografieren

Der Vollmond verdunkelt sich nicht vollständig, wenn er in den Kernschatten der Erde eintaucht. Er leuchtet dann oft fahl in kupferroter Färbung.

Teil 7: Mondfinsternisse

Wenn der Mond durch den Schatten der Erde zieht, tritt eine Mondfinsternis ein. Stattfinden kann das nur, wenn Sonne, Erde und Mond in der genannten Reihenfolge exakt auf einer Linie stehen. Dadurch wird deutlich, dass eine Mondfinsternis grundsätzlich nur in der Phase des Vollmondes möglich ist.

Obwohl im Intervall von 29 Tagen, 12 Stunden und 44 Minuten eine Vollmondstellung erreicht wird, kommt es nicht immer zu einer Mondfinsternis, weil die Bahn des Mondes gegenüber der Ebene der Erdbahn um etwa 5 Grad geneigt ist. Das bedeutet, dass in vielen Fällen der Vollmond entweder nördlich oder südlich des Erdschattens vorbeizieht, ohne dass es zu einer Finsternis kommt. Nur dann, wenn er auf seiner geneigten Bahn die Erdbahnebene von Nord nach Süd oder von Süd nach Nord kreuzt und es gleichzeitig Vollmond ist, wird er vom Schatten der Erde getroffen. Diese Punkte der Mondbahn werden ‚Drachenpunkte’ genannt, weil man im alten China bei einer eintretenden Mondfinsternis glaubte, ein Drache versuche, den Mond zu verschlingen.

Mond- und Sonnenfinsternisse wiederholen sich in gewissen Zeiträumen. Am bekanntesten ist der sogenannte Saros-Zyklus, nach dem alle 18 Jahre und 10,3 bzw. 11,3 Tage (je nachdem, ob fünf oder sechs Schaltjahre dazwischen liegen) die relative Stellung von Sonne und Mond die gleiche ist. Das war schon den Chaldäern im alten Babylonien (ca. 750 Jahre vor Beginn unserer Zeitrechnung) bekannt, obwohl nicht alle Finsternisse einer solchen Serie von einem Punkt der Erde aus zu sehen sind. Glücklicherweise laufen mehrere Saron-Perioden parallel zueinander, sodass wir nicht 18 Jahre auf eine Finsternis zu warten haben.

Global gesehen sind Sonnenfinsternisse (siehe Tutorial Nummer 8 der Reihe „Astro- und Himmelsfotografie“) häufiger als Mondfinsternisse. Betrachtet man jedoch einen Ort auf der Erde, sind die beobachtbaren Mondfinsternisse häufiger, denn eine Mondfinsternis kann von der gesamten Hälfte der Erde aus gesehen werden, auf der der Mond über dem Horizont steht, während eine Sonnenfinsternis nur in einem begrenzten Korridor verfolgt werden kann, der vom Mondschatten überstrichen wird. Im vergangenen Jahrhundert fanden 228 Sonnen-, aber nur 147 Mondfinsternisse statt.

Bei Mondfinsternissen können drei Ausprägungen unterschieden werden: Die Halbschatten- die partielle und totale Mondfinsternis. Dazu schauen wir uns zunächst einmal folgendes Schaubild an, mit dem das Zustandekommen einer Mondfinsternis illustriert wird:



Grafik zur Entstehung einer Mondfinsternis. (1) ist die Erde, (2) der Mond und (5) die Bahn des Mondes um die Erde. Das Sonnenlicht fällt genau von links ein und erzeugt einen Kernschatten (3) und einen Halbschatten (4). Entfernungs-, Größen und Winkelverhältnisse sind nicht maßstäblich. Verwendet wurde ein Foto der Erde (© NASA).

Der Halbschatten entsteht, weil die Sonne keine punktförmige Lichtquelle ist, sondern eine Ausdehnung hat. Von Bereichen im Kernschatten ist die Sonne nicht mehr zu sehen, da von der Erde vollständig bedeckt, während im Halbschatten die Sonne nur teilweise von der Erde bedeckt ist.



Von der Erde aus gesehen sieht der Kern- und Halbschatten in der Entfernung des Mondes also so aus: Umgeben von einem Ring aus den Halbschatten (2) stellt der Kernschatten eine kreisrunde Fläche (1) dar. Das ist ein Schaubild, denn natürlich sind diese Schattengrenzen am Himmel unsichtbar. Nur eine Mondfinsternis lässt sie ausschnittsweise erkennbar werden! Die Größenverhältnisse sind nicht maßstabsgerecht.

Je nach der Lage der Mondbahn innerhalb dieses Schattenspiels kann nun einer der folgenden drei Fälle eintreten:



Grafik zur Verdeutlichung einer Halbschattenfinsternis (1), einer totalen Mondfinsternis (2) und einer partiellen Mondfinsternis (3).



Halbschattenfinsternis

Der Mond zieht auf seiner Bahn um die Erde nur durch den Halbschatten. Eine solche Finsternis ist schwierig zu beobachten, da sich der Vollmond nur ein wenig verdunkelt. Mit dem bloßen Auge ist sie praktisch nicht zu erkennen, weil die Verdunklung nur minimal ist. Allenfalls, wenn der Mond dem Kernschattenkegel sehr nahe kommt, kann eine minimale Verdunklung an der Seite zu sehen sein, die dem Kernschatten am nächsten steht.

Totale Mondfinsternis

Der Mond taucht vollständig in den Kernschatten der Erde ein.

Partielle Mondfinsternis

Der Mond taucht zwar in den Kernschatten der Erde, jedoch zu keinem Zeitpunkt vollständig, sodass ein Teil des Mondes nicht im Kernschatten, sondern im Halbschatten liegt.

Da sich der Mond entlang der weiß eingezeichneten Linien durch den Erdschatten bewegt, beginnt und endet auch eine totale Mondfinsternis mit je einer Halbschatten- und einer partiellen Phase. Und eine partielle Mondfinsternis startet und endet ebenso mit einer Halbschattenverfinsterung.

Ist der Mond zur Gänze in den Kernschatten der Erde eingetaucht, verschwindet er nicht vollständig, sondern steht in einer geheimnisvollen, kupferroten oder bräunlichen Färbung am Himmel. Dann ist der Höhepunkt einer totalen Mondfinsternis erreicht - ein beeindruckender Anblick! Die Rotverfärbung während der Totalität entsteht durch die Erdatmosphäre. Einerseits wirkt sie zwar wie ein Prisma und bricht die blauen Anteile des weißen Sonnenlichtes stärker als die roten. Doch erscheint der verfinsterte Mond nicht blau, weil andererseits die blauen Anteile an Staubpartikeln und Luftmolekülen sehr viel stärker gestreut und absorbiert werden als die roten. Aus dem gleichen Grund erscheint im Übrigen ein unbewölkter Himmel blau. Durch Abschwächung und Streuung erreicht demzufolge weniger blaues Licht und mehr rotes Licht den Mond im Kernschatten. Wie hell der total verfinsterte Mond am Himmel erscheint und welche exakte Farbe er hat, lässt sich nicht prognostizieren, sondern ist vom aktuellen Zustand der Erdatmosphäre abhängig. So sind nach größeren Vulkanausbrüchen und der damit verbundenen Anreicherung der Atmosphäre mit Staub sehr dunkle Mondfinsternisse zu erwarten. Ein weiterer Effekt der Erdatmosphäre ist, dass der Rand des Kernschattens keine scharfe Linie bildet, sodass es schwierig ist, den genauen Zeitpunkt des Ein- und Austritts in und aus dem Kernschatten sekundengenau zu bestimmen.



Grafik zur Entstehung der Rotverfärbung des Vollmondes während einer totalen Mondfinsternis. Einzelheiten dazu finden Sie im Text. Verwendet wurde ein Foto der Erde (© NASA).

Interessant bei dem kosmischen Schattenspiel einer totalen Mondfinsternis ist auch die Vorstellung, welchen Anblick man wohl hätte, wenn man sich nicht auf der Erde, sondern auf dem Mond befände. Ein Beobachter auf dem Mond würde die schwarze (Neu-) Erde am Himmel sehen, aufgrund der fehlenden Atmosphäre des Mondes inmitten des Sternenhimmels, und umgeben von einem hellen rot- bis rotbraun leuchtenden Kranz. Wenn die Sonne nicht zentral hinter dem Erdball steht, hätte der Kranz ein asymmetrisches Aussehen mit einem Helligkeitsmaximum an der Stelle, wo die Sonne dem Rand der Erde am nächsten ist.



Schematische Simulation des Anblicks einer totalen Mondfinsternis aus dem Blickwinkel eines Beobachters auf dem Mond. Einzelheiten dazu finden Sie im Text.



Die Dauer der Totalität, während der Mond also komplett im Kernschatten der Erde steckt, variiert von Finsternis zu Finsternis und hängt vor allem davon ab, ob der Mond zentral oder nur durch den Randbereich des Kernschattens zieht. Bei einer zentralen Durchquerung ergibt sich die maximale Totalitätsdauer von einer Stunde und 45 Minuten. Rechnet man die partielle Phase einer solchen Finsternis hinzu, ergibt sich eine Dauer von 3,5 Stunden. Inklusive der Halbschatten-Verfinsterung dauert die Finsternis sogar sechs Stunden.

Fotografisch ergiebig sind vor allem totale und partielle Mondfinsternisse, während die Halbschattenfinsternisse nur einen geringen Aufmerksamkeitswert besitzen.

Folgende Tabelle listet alle von Deutschland aus beobachtbaren Mondfinsternisse bis zum Jahr 2025 auf:

Die Tabelle enthält eine Spalte, die die Eignung als Fotomotiv bewerten soll. "+" steht für gut, "o" für mittelprächtig und "-" für wenig geeignet.



Ein Blick auf die Tabelle zeigt, dass für Mondfinsternis-Jäger in Deutschland trübe Zeiten angebrochen sind. Die nächste totale Mondfinsternis, die in ihrem ganzen Verlauf (bezogen auf die Kernschatten-Passage) verfolgt werden kann, findet erst am 28. September 2015 statt. Einen Blick auf den total verfinsterten Mond mit der Möglichkeit, davon ein Foto zu machen, ergibt sich hierzulande frühestens am 15. Juni 2011. Dann geht der Mond mit dem Erreichen der Totalitätsphase auf und wird am Ende der Totalität, 100 Minuten später, zumindest zehn Grad Höhe erreicht haben.

Wer zu reisen bereit ist, hat frühestens am 21. Dezember 2010 die Gelegenheit, eine totale Mondfinsternis in ihrem kompletten Verlauf zu fotografieren. Das Reiseziel sollte im Westen liegen, also zum Beispiel auf dem amerikanischen Kontinent.

Bis zur nächsten Mondfinsternis bleibt also in jedem Fall reichlich Gelegenheit, die eigene Fototechnik so weit zu optimieren, dass zum Zeitpunkt der Finsternis nichts mehr dem Zufall überlassen werden muss.

Die letzten zehn Jahre sahen weitaus günstiger aus. Totale Mondfinsternisse konnten in ihrem kompletten Verlauf von Deutschland aus in den folgenden Nächten beobachtet werden: 21.01.1999, 9.1.2001, 9.11.2003, 28.10.2004, 3.3.2007 und am 21.2.2008.

Fotografie von Mondfinsternissen

Um den Mond groß und detailreich abzubilden, sind lange Brennweiten erforderlich. Die Abbildungsgröße des Vollmondes auf dem Sensor Ihrer Kamera berechnet sich in erster Näherung durch die Formel:

Brennweite [mm] geteilt durch 110.

Bei einer Objektivbrennweite von 300 Millimeter wird der Mond also nur 2,7 Millimeter groß, bei 1000 Millimeter Brennweite immerhin 9,1 Millimeter. Umgekehrt lässt sich mit dieser Formel auch ermitteln, welche Brennweite zu verwenden ist, um den Vollmond möglichst formatfüllend aufzunehmen: Bei der Kamera mit einem 1,6-fachen Crop-Faktor errechnen sich etwa 1500 Millimeter Brennweite und für Vollformatkameras mit 24x36 Millimeter großem Sensor beträgt die erforderliche Brennweite sogar 2500 Millimeter!



Größenvergleich: Der verfinsterte Mond links mit 300mm, rechts mit 2000mm Brennweite aufgenommen. Als Kamera diente eine Spiegelreflex mit einem 24x36mm großen Sensor („Vollformat“). 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.

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.

Ganz links der T2-Adapter mit Canon-EOS-Bajonett, in der Mitte die 2-Zoll-Anschlusshülse:

Digitale Spiegelreflexkamera mit montiertem T2-Adapter und eingeschraubter 2-Zoll-Anschlusshülse. Beide Teile enthalten keine Linsen.

Die 2-Zoll-Anschlusshülse passt genau in den Okularauszug der meisten Teleskope.





An dieser Stelle möchte ich nun drei verschiedene Szenarien beschreiben, um eine Mondfinsternis fotografisch festzuhalten. Darüber hinaus bieten sich weitere kreative Ansätze, von denen einige wenige im Kapitel „Beispielaufnahmen“ zu finden sind.

1. Partiell verfinsterter Mond
   
   
2. Total verfinsterter Mond
   
   
3. Dokumentation des Finsternisverlaufs durch eine Collage
   
   Alle drei Fälle sollen im Folgenden beschrieben werden.
   
   

Partiell verfinsterter Mond

Der Mond gilt als partiell verfinstert, wenn ein Teil der Mondoberfläche bereits im Kernschatten der Erde liegt, während der verbleibende Teil noch direktes Sonnenlicht erhält. Im Verlauf einer partiellen Mondfinsternis trifft man diesen Zustand während des gesamten Finsternisverlaufs an, wenn man von der Halbschattenphase absieht. Eine totale Verfinsterung tritt zu keinem Zeitpunkt ein. Bei einer totalen Mondfinsternis zeigt sich der Mond partiell verfinstert vor und nach der Totalitätsphase.

Grundsätzlich ist der partiell verfinsterte Mond mit genau der gleichen Technik und den gleichen Einstellungen zu fotografieren wie der unverfinsterte Mond in seinen unterschiedlichen Phasen. Zwar zeigen sich in der Phase „Halbmond“ im Finsternisverlauf keine Krater an der Licht-Schattengrenze, so wie es bei einem „echten“ Halbmond der Fall ist, weil das Licht ja nach wie vor frontal auf den Mond einfällt, aber die Fototechnik ist davon nicht betroffen.

Das bedeutet auch, dass ganz normale Mondphasen genutzt werden können, um Übungsaufnahmen für eine bevorstehende Finsternis zu gewinnen. Den Mond in seinen verschiedenen Phasen aufzunehmen ist demnach eine ideale Vorbereitung, um in einer Finsternisnacht während der partiellen Phase Patzer zu vermeiden. Alle Einzelheiten dazu entnehmen Sie bitte dem Tutorial Teil 5 der Reihe „Astro- und Himmelsfotografie“ („Den Mond fotografieren“).



Partiell verfinsterter Mond; fast die Hälfte des Mondglobus liegt bereits im Kernschatten der Erde. Dass an der Licht-Schattengrenze auf dem Mond keine Krater sichtbar werden, unterscheidet diese Aufnahme von dem Foto einer normalen Mondphase und beweist, dass es während einer Finsternis entstanden ist, und zwar am 16. Mai 2003 um 4:30 MESZ.

Um die fortschreitende Verfinsterung mit mehreren Aufnahmen zu dokumentieren, sollten Sie die einmal gewählten Belichtungseinstellungen für alle Bilder beibehalten, denn die Flächenhelligkeit der noch hellen Mondbereiche ändert sich ja nicht oder nur unwesentlich, unabhängig davon, ob nun der noch nicht verfinsterte Vollmond oder eine schmale „Sichel“ kurz vor oder nach der totalen Verfinsterung aufgenommen wird. Die Belichtung ist nur in dem Fall anzupassen, wenn auf- bzw. abziehender Hochnebel oder eine stark sinkende bzw. ansteigende Höhe über dem Horizont einen Einfluss auf die Mondhelligkeit hat.

Wichtig: Wenn Sie den Beginn einer Finsternis fotografieren möchten, beginnen Sie mit Ihrer Aufnahmeserie am besten schon 45 Minuten vor dem rechnerischen Eintritt in den Kernschatten, damit die ersten Bilder auf jeden Fall einen noch völlig normalen Vollmond zeigen. Am Ende einer Finsternis gilt entsprechend, die Aufnahmeserie noch 45 Minuten nach dem rechnerischen Ende der Finsternis fortzusetzen. Der Grund dafür ist der extrem unscharfe Rand des Kernschattens, der schon lange vor dem rechnerischen Beginn/Ende einer Finsternis für die leichte seitliche Abdunklung des Vollmondes sorgt.

Tipp: Selbst wenn noch Teile der Mondoberfläche im Sonnenlicht liegen, können Experimente mit wesentlich längeren Belichtungszeiten lohnen. Dadurch kann es gelingen, die bereits im Kernschatten liegenden Regionen sichtbar zu machen und deren rötliche Verfärbung zu zeigen. Eine Überbelichtung der noch unverfinsterten Bereiche ist dann in Kauf zu nehmen.



Bei dieser Aufnahme des teilweise verfinsterten Mondes wurde nicht auf die helle Region der Mondoberfläche belichtet, sondern auf den dunklen, bereits im Kernschatten liegenden Teil. Die Schleierwolken stören nicht, sondern wirken als Bereicherung. 16. August 2008, 23:02 MESZ, 1200mm Brennweite bei Blende 1:8, 2 Sekunden Belichtungszeit bei ISO 1600.



In der folgenden Animation wird deutlich, wie unterschiedlich die Fotos aussehen, wenn die Belichtungszeit während der partiellen Verfinsterung variiert wird:

http://www.astromeeting.de/moon/080816MoFi3.gif

Die Einzelaufnahmen für diese Animation entstanden alle am 16. August 2008 um 23:14 MESZ unmittelbar hintereinander. Bei ISO 1600 wurde die Belichtungszeit zwischen 1/20 Sekunde und vollen 6 Sekunden variiert.

Total verfinsterter Mond

Ist der Mond erst einmal voll in den Kernschatten der Erde eingetaucht, lässt seine Leuchtkraft so stark nach, dass die Belichtungszeit und/oder der ISO-Wert drastisch angehoben werden muss. Welche Belichtung die richtige ist, kann pauschal nicht gesagt werden, denn Vieles hängt ab von der Eindringtiefe des Mondes in den Kernschatten, der Höhe des Mondes über dem Horizont, den Wetterbedingungen und nicht zuletzt von der unvorhersehbaren Menge an Restlicht, die den Mond noch erreicht.

Ein ungefährer Richtwert ist eine Belichtungszeit von 4 Sekunden bei ISO 800 und Blende 1:11.

Damit hat man es mit derart langen Belichtungszeiten zu tun, dass durch die scheinbare Bewegung des Mondes am Himmel ein unscharfes Foto droht, wenn die Kamera fix auf einem Fotostativ montiert ist und nicht der Himmelsdrehung nachgeführt wird. In der folgenden Tabelle sind die maximal zulässigen Belichtungszeiten pro Brennweite angegeben, mit denen scharfe Fotos ohne Nachführung entstehen:

Der Tabelle ist zu entnehmen, dass die 4 Sekunden Belichtungszeit im genannten Beispiel ohne Nachführung zu einer unscharfen Abbildung des total verfinsterten Mondes führen. Steigern wir den ISO-Wert auf 3200 (Gewinn: 2 Stufen) und die Blende auf 1:5,6 (Gewinn: ebenfalls zwei Stufen), landen wir statt der 4 bei ¼ Sekunde, was für Brennweiten bis 500 Millimeter gerade noch ausreichend ist. Allerdings ist ein Objektiv mit 500 Millimeter Brennweite bei Blende 1:5,6 (bzw. ein Fernrohr mit diesen Daten) schon ein ansehnliches Stück Technik.

Für scharfe Aufnahmen mit langen Brennweiten ist daher eine astronomische Montierung, die die Kamera der Mondbewegung nachführt, unerlässlich. Die Handhabung einer solchen Montierung wird im Teil 9 dieser Tutorialserie „Astro- und Himmelsfotografie“ ausführlich beschrieben.

Bei der Belichtung des total verfinsterten Mondes kann es Probleme geben, denn es handelt sich um ein fast monochromes Motiv, das den automatischen Weißabgleich der Kamera und den Belichtungsmesser vor Probleme stellen kann.

Daher sind unbedingt die folgenden Einstellungen zu empfehlen:

• Belichtungsprogramm: Manuell („M“)

• Weißabgleich: Tageslicht, Symbol „Sonne“, 5200 K

• Dateiformat: RAW, um den Weißabgleich bei Bedarf später zu korrigieren

Besonders kniffelig gestaltet sich die Belichtung, denn es muss penibel darauf geachtet werden, dass der Rotkanal nicht überbelichtet wird. Die Belichtungsautomatik der Kamera versagt in diesem Punkt, denn der Rotkanal erhält sehr viel Signal, während der Blau- und Grünkanal stark abfallen. Die Automatik würde einen „Kompromiss“ anstreben und dabei die Überbelichtung des Rotkanals in Kauf nehmen. Daher ist es wichtig, mit der manuellen Belichtungseinstellung zu arbeiten und die Ergebnisse unmittelbar nach der Aufnahme zu kontrollieren. Die Histogramme der drei Farbkanäle müssen separat beurteilt werden, was bei manchen Kameras erst möglich ist, wenn Sie eine entsprechende Konfiguration vornehmen und die Histogramm-Anzeige von „Helligkeit“ auf „RGB“ umstellen:



Einstellung der Kamera zur Anzeige eines separaten Histogramms für jeden der drei Farbkanäle Rot, Grün und Blau am Beispiel einer Canon EOS 5D Mark II.

Mithilfe dieser Einstellung gelingt es, so zu belichten, dass der Rotkanal möglichst reichlich belichtet wird, ohne dass das Histogramm an der rechten Kante „anschlägt“, was einer Überbelichtung gleichkäme.

Im folgenden Beispiel soll eine Aufnahme des total verfinsterten Mondes am 21. Februar 2008, aufgenommen mit einer Canon EOS 40D, dazu dienen, die Situation der einzelnen Farbkanäle zu beurteilen. Zunächst das Rohbild:



Der total verfinsterte Mond, aufgenommen am 21. Februar 2008 um 5:12 MEZ mit einer Canon EOS 40D. Verwendet wurde ein Teleskop mit 1200 Brennweite bei Blende 1:12. Die Belichtungszeit betrug 10 Sekunden bei ISO 400, während das Teleskop der Bewegung des Mondes am Himmel folgte.



Nun analysieren wir die Farbkanäle einzeln, inklusive der Histogramme. In Photoshop können Sie die Farbkanäle betrachten, wenn Sie den Befehl Fenster>Kanäle aufrufen und dann auf den entsprechenden Farbkanal klicken.

Anzeige der einzelnen Farbkanäle in Photoshop:

Der Rotkanal sieht gut aus, und der Blick auf das Histogramm bestätigt eine korrekte Belichtung:

Anders der Grünkanal. Dieser ist streng genommen unterbelichtet, was durch das Histogramm bestätigt wird; es endet bereits etwa in der Mitte der Tonwertskala:

Noch schlimmer ist es um den Blaukanal bestellt. Neben einer noch stärkeren Unterbelichtung leidet er unter starkem Bildrauschen und insgesamt unter einem geringen Signalpegel, wie es bei einem roten, fast monochromen Motiv auch zu erwarten ist.





Es wird deutlich, dass nur der Rotkanal ein ansehnliches Bild zeigt. Schon beim Grünkanal zeigt sich eine Unterbelichtung, während der Blaukanal ein ernüchterndes Bild bietet.

Schärft man ein solches Foto als RGB-Bild nach, wird das Bildrauschen des Grün- und Blaukanals deutlich sichtbar.

Zunächst ein Ausschnitt des ungeschärften Rohbildes:



Ausschnitt des Rohbildes, noch ungeschärft.

Schärfung des Bildes durch den Photoshop-Befehl Filter>Scharfzeichnungsfilter>Unscharf maskieren…

Das Ergebnis der Schärfung ist ein ziemlich verrauschtes Bild.

Ein Ansatz, um dieses Rauschen zu vermeiden, besteht darin, nur den Rotkanal zu schärfen, während der Grün- und Blaukanal weichgezeichnet wird.





Zuerst wurde nur der Rotkanal angezeigt, dann erst der Befehl Filter>Scharfzeichnungsfilter>Unscharf maskieren… aufgerufen und die gleichen Parameter verwendet, die auch im obigen Beispiel Anwendung fanden.

Nach der Anzeige des Grünkanals wurde nicht geschärft, sondern – im Gegenteil – weichgezeichnet mit dem Photoshop-Befehl Filter>Weichzeichnungsfilter>Gaußscher Weichzeichner… Der Radius 2,2 führt zu einer moderaten Weichzeichnung.

Der Blaukanal wurde, ebenso wie der Grünkanal, weichgezeichnet, allerdings mit dem Radius 3, was eine stärkere Weichzeichnung bedeutet.



Das entstandene Resultat der selektiven Scharf- bzw. Weichzeichnung der einzelnen Farbkanäle wurde, nachdem alle drei Farbkanäle wieder gleichzeitig als normales RGB-Bild angezeigt wurden, einer weiteren, moderaten Scharfzeichnung unterworfen.

Der Aufwand für die selektive Scharf- bzw. Weichzeichnung der einzelnen Farbkanäle (rechter Bildausschnitt) hat sich gelohnt: Im Vergleich zum Ergebnis der allgemeinen Schärfung (linker Bildausschnitt) ist das Resultat wesentlich rauschärmer bei einem vergleichbaren Schärfeeindruck.

Dokumentation des Finsternisverlaufs durch eine Collage

Sehr verlockend ist auch der Plan, die zeitliche Entwicklung einer Mondfinsternis mit mehreren Aufnahmen darzustellen. Dabei können Sie Ihrer Kreativität freien Lauf lassen. Folgende Anmerkungen können hilfreich sein:

Soll durch eine Bilderserie der Verlauf gezeigt werden, sollten die Abstände zwischen den Einzelaufnahmen stets identisch sein, wenn die Wetterbedingungen das zulassen. Beginnen Sie mit der Serie 45 Minuten vor der Finsternis und setzen Sie die Serie bis 45 Minuten nach Ende der Finsternis fort, um sicherzustellen, dass Aufnahmen des nicht sichtbar verfinsterten Mondes Bestandteil der Aufnahmeserie sind.

Verwerfen Sie bei aufziehenden Wolken den Plan einer Aufnahmeserie und versuchen Sie stattdessen, die Wolkenlücken für möglichst gute Einzelaufnahmen zu nutzen. Lassen Sie sich von kleineren Wolken nicht entmutigen, denn sie können sogar den besonderen Reiz einer Finsternisaufnahme ausmachen!

Bei Collagen ist alles erlaubt, was gefällt. Sollten Sie jedoch eine Landschaft als Kulisse für Ihre Montage verwenden, empfehle ich, die folgenden Aspekte zu berücksichtigen.

Bildlegende: Weisen Sie in der Bildlegende unmissverständlich darauf hin, dass es sich bei dem Bild um eine Montage handelt. Das gebietet die Ethik der Fotografie. „Gefakte“ Astroaufnahmen sind sehr schnell als solche zu entlarven!

Versuchen Sie bei Montagen mit einer Landschaft, möglichst viele der folgenden Parameter naturgetreu darzustellen:

1. Bildwinkel
   
   Die Aufnahmebrennweite der Mondfotos und der Landschaftsaufnahme sollten identisch sein (eine mit einem Weitwinkelobjektiv aufgenommene Landschaft kombiniert mit Teleobjektivaufnahmen des Mondes wirkt unnatürlich).
   
   
2. Orientierung des Mondes relativ zum Horizont
   
   D.h.: Drehen Sie die Mondaufnahmen gegebenenfalls in die korrekte Position.
   
   
3. Abstände der Einzelaufnahmen
   
   Während die Mondfotos entstehen, bewegt sich der Mond am Himmel weiter. Idealerweise ordnen Sie die Einzelaufnahmen des Mondes so an, dass diese Bewegung naturgetreu dargestellt ist.
   
   
4. Die Höhe des Mondes über dem Horizont
   
   Diese stimmt im besten Fall mit der Realität überein.
   
   
5. Der Aufnahmeort und der Aufnahmezeitpunkt…
   
   … der Landschafts- sowie der Mondfotos sollte übereinstimmen. Ich würde davon absehen, Aufnahmen einer Mondfinsternis in eine Landschaftsaufnahme aus dem „Archiv“ zu integrieren.
   
   Nicht immer lassen sich alle fünf Punkte berücksichtigen. Zum Beispiel dann, wenn der Mond während der Finsternis sehr hoch am Himmel steht. Würde man dann die Höhe des Mondes über der Landschaft naturgetreu darstellen wollen, müsste man ihn sehr klein abbilden, und die Erkennbarkeit von Details würde leiden. Versuchen Sie in einem solchen Fall aber, möglichst viele der übrigen Punkte zu beachten.
   
   In der nun folgenden Übung können Sie eine solche Montage selbst vornehmen. Laden Sie sich dazu die Übungsdatei „MoFi_Arbeitsdatei.zip“ herunter und entpacken Sie das Archiv. Darin befinden sich vier Fotos „MoFi00.jpg“ bis „MoFi03.jpg“. Öffnen Sie alle vier Bilder gleichzeitig in Photoshop.
   
   Die Fotos wurden allesamt mit einem 600-Millimeter-Teleobjektiv bei Abenberg (nahe Nürnberg) aufgenommen, und zwar während der partiellen Mondfinsternis am 16. August 2008. Die Belichtungszeit der Landschaftsaufnahme betrug 4 Sekunden bei Blende 1:4 und ISO 400, die der Mondfotos 1/30, 1/30 und 3 volle Sekunden bei Blende 1:4 und ISO 1600.
   
   Der Mond stand so hoch am Himmel, dass es nicht möglich ist, ihn groß und zusammen mit der Burg auf einem Bild unterzubringen. Daher wollen wir ihn in die Landschaft integrieren in dem Bewusstsein, dass die Höhe über dem Horizont nicht mehr naturgetreu darstellbar sein wird.
   
   Wechseln Sie zunächst zu dem Foto „MoFi01.jpg“, das den Zeitpunkt nach dem Eintritt in den Kernschatten um 21:53 MESZ zeigt (Photoshop-Befehl Fenster>MoFi01.jpg).
   
   
   
   Alle vier Übungsdateien, gleichzeitig in Photoshop geöffnet.
   
   

Klicken Sie nun in der Ebenenpalette (falls unsichtbar, mit der Taste F7 anzeigen lassen) auf der einzigen Ebene mit der Bezeichnung „Hintergrund“ mit der sekundären (in der Regel also rechten) Maustaste. Wählen Sie aus dem erscheinenden Kontextmenü den Befehl Ebene duplizieren… aus.



Die Ebenenpalette nach dem Klick mit der sekundären Maustaste auf die Ebene „Hintergrund“.

Dann erscheint ein Dialogfeld, in dem als Ziel das Dokument „MoFi00.jpg“ auszuwählen ist (die Landschaftsaufnahme).



Photoshop-Dialogfeld „Ebene duplizieren“. Der rote Pfeil weist auf die Stelle hin, an der das Dokument „MoFi00.jpg“ auszuwählen ist.



Jetzt wechseln Sie zur Landschaftsaufnahme mit dem Photoshop-Befehl Fenster>MoFi00.jpg, die nun aus zwei Ebenen besteht.



Die Datei „MoFi00.jpg“ ist im Moment nicht als Landschafts-Hintergrundfoto zu erkennen, weil eine zweite Ebene (s. roter Pfeil in der Ebenenpalette) darüberliegt.

Die obere davon heißt „Hintergrund Kopie“, deren Überblendmodus nun von Normal auf Aufhellen zu verändern ist. Das geschieht in der Ebenenpalette.



Solange die obere Ebene („Hintergrund Kopie“) ausgewählt ist, können Sie auf das Pfeilchen rechts neben dem Eintrag „Normal“ (oberer Pfeil) klicken. Dann öffnet sich ein Auswahlfeld, aus dem der Überblendmodus „Aufhellen“ (unterer Pfeil) zu wählen ist.

Nun wählen Sie das Verschieben-Werkzeug in Photoshop aus (Taste V) und positionieren den Mond an die von Ihnen bevorzugte Stelle über der Burg.



Durch Ziehen mit der Maus oder durch Betätigen der vier Pfeiltasten („Cursortasten“) lässt sich die obere Ebene positionieren, wenn zuvor das Verschieben-Werkzeug ausgewählt worden ist.

Mit dem gleichen Verfahren kopieren Sie anschließend das Foto „MoFi02.jpg“ als neue Ebene in die Landschaftsaufnahme „MoFi00.jpg“ hinein. MoFi02.jpg entstand um 22:36 MESZ zu einem Zeitpunkt, als die Finsternis bereits fortgeschritten war.

Positionierung der dritten Ebene:





Das gleiche Spiel ist zu wiederholen mit „MoFi03.jpg“, einem Foto, das um 23:10 MESZ entstand, als die Finsternis ihren Höhepunkt erreichte. Es wurde länger belichtet, um den Bereich des Mondes sichtbar zu machen, der im Kernschatten der Erde liegt.

Positionierung der vierten und letzten Ebene:

Nach Verschieben aller drei Mondaufnahmen könnte das Ergebnis so aussehen:



Fertige Aufnahme, deren verschiedene Ebenen mit dem Photoshop-Befehl “Ebene>Auf Hintergrundebene reduzieren“ zu einer Ebene zusammengeführt werden können.



Als „Opfer“ für diese Collage mussten folgende Zugeständnisse gemacht werden: Erstens stimmt die Höhe des Mondes über dem Horizont nicht mit der Realität überein, zweitens wurden die Abstände der einzelnen Finsternisphasen stark verkleinert, um eine große Mondabbildung in Relation zur Landschaft zu ermöglichen.

Beispielaufnahmen

Das ist die Aufnahme, die als „Aufmacher“ für dieses Tutorial verwendet wurde. Sie entstand am 21. Februar 2008 um 4:39 MEZ nahe des Gardasees in Italien. Ich verwendete eine umgebaute Canon EOS 400D, bei der der IR-Sperrfilter vor dem Sensor ausgebaut worden ist. Das ist üblicherweise nur bei Aufnahmen von Gasnebeln nützlich, führte aber in diesem Fall zu einem schärferen Bild, verglichen mit den Ergebnissen der 40D.

Als Aufnahmeoptik diente ein Teleskop mit 1200mm Brennweite bei Blende 1:12, belichtet wurde 8 Sekunden lang bei ISO 400.

Auch diese Aufnahme zeigt die totale Mondfinsternis vom 21. Februar 2008. Kurz nach dem Ende der Totalität (4:50 MEZ) liegt ein kleiner Bereich des Mondes bereits im Sonnenlicht. Die Belichtungszeit betrug 6 Sekunden, alle anderen Angeben stimmen mit dem obigen Bild überein.

Dieses Foto zeigt den kompletten Verlauf der totalen Mondfinsternis am 3. März 2007, ebenfalls in der Nähe vom Gardasee in Italien in Form einer extremen Langzeitbelichtung von 3 Stunden und 45 Minuten. Gut ist die Rotverfärbung des total verfinsterten Mondes in der Mitte der hellen Strichspur zu erkennen. Das Bild entstand auf chemischem Film, aber es gibt keinen Grund, eine solche Aufnahme nicht auch mit einer Digitalkamera zu versuchen.

Wiederum eine Aufnahme der Totalität am 3./4. März 2007, entstanden um 0:15 MEZ mit einer Canon EOS 1Ds Mark II und einem 600mm-Fotoobjektiv bei Blende 1:5,6. Die Belichtungszeit betrug 2 Sekunden (Mond) bzw. 60 Sekunden (Sternfeld) bei ISO 400, während die Kamera auf einer astronomischen Montierung nachgeführt wurde. Eine totale Mondfinsternis bietet die seltene Chance, den Vollmond im Umfeld vieler Sterne zu zeigen, die sonst von der Mondhelligkeit überstrahlt werden. Meine ursprünglichen Pläne, hoch aufgelöste Fotos des verfinsterten Mondes zu machen, musste ich verwerfen, weil die Luftunruhe enorm schlecht war und das Bild stark „waberte“. Ich disponierte dann kurz entschlossen um und entschied mich dafür, das Beste aus der Situation zu machen.

Glück im Unglück auch bei dieser Fotografie der partiellen Mondfinsternis am 7. September 2006. Den Aufgang des bereits teilverfinsterten Mondes habe ich noch erwischt, doch schon wenige Minuten nach diesem Foto regnete es in Strömen. Schnell baute ich meine Ausrüstung ab, eine Canon EOS 1Ds Mark II mit einem 300-Millimeter-Objektiv, dessen Brennweite durch einen 2-fach-Teleconverter auf 600 Millimeter verlängert wurde. Die Belichtungszeit betrug 1/6 Sekunde bei ISO 400 und Blende 1:11.

Collage aus Einzelaufnahmen der totalen Mondfinsternis am 9. Januar 2001:

Kaum Beachtung fand diese Halbschattenfinsternis des Mondes in der Nacht vom 14. auf den 15. März 2006. Üblicherweise sind Halbschattenfinsternisse kaum zu bemerken, doch in diesem Fall näherte sich der Mond dem Kernschattenkegel der Erde bis auf 200 Kilometer! Ein Vergleich des unverfinsterten Mondes links (14.3.06, 22:50 MEZ) mit dem Höhepunkt der Finsternis rechts (15.3.06, 0:47 MEZ) zeigt einen deutlichen Helligkeitsabfall an einer Stelle.





Hier noch eine sehenswerte Collage der partiellen Mondfinsternis am 16. August 2008, erstellt von Anthony Ayiomamitis aus Griechenland. Er ordnete diverse Einzelphasen „korrekt“ an, sodass ein größerer Sektor der Kernschattengrenze zu erkennen ist:

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap080820.html