Stellina & Vespera Initialisierung: Wie funktioniert das?

Sie blicken auf den Sternenhimmel von einem Planeten aus, der mit etwa 30 km pro Sekunde um die Sonne kreist. Zusätzlich rotiert die Erde um sich selbst und vollführt eine vollständige Drehung alle 23 Stunden, 56 Minuten und 4 Sekunden.
Daher sind je nach Ihrem Standort sowie Datum und Uhrzeit Ihrer Beobachtung sichtbare Sterne und Sternbilder nicht immer dieselben. Ihre Positionen ändern sich sogar während Ihrer Beobachtung ständig.
Unter diesen Umständen ist es eine echte technische Herausforderung, mit einem Teleskop genau auf einen Stern (oft mit bloßem Auge unsichtbar) zu zielen und seine Bewegung zu verfolgen, um scharfe Bilder aufzunehmen. Ein Teleskop muss streng und präzise eingerichtet werden, wobei Datum und Standortinformationen berücksichtigt werden müssen.

Dieses Zeitraffer-Video zeigt die scheinbare Bewegung der Sterne, die durch die Erdrotation verursacht wird. Die Position der Sterne ändert sich ständig.

Mit einem klassischen Teleskop kann die Einrichtungsprozedur, die erforderlich ist, um voll funktionsfähig zu sein und mit der Aufnahme von Himmelsobjekten zu beginnen, zwischen 30 Minuten und 1 Stunde dauern, selbst für einen erfahrenen Amateurastronomen. Mit Stellina oder Vespera hingegen dauert es nur wenige Minuten und erfordert keine besonderen technischen Fähigkeiten.
Hier ist eine detaillierte Beschreibung des Einrichtungs- und Initialisierungsprozesses der Vaonis-Beobachtungsstationen sowie eine Erklärung, warum der Prozess einfacher und schneller ist als bei einem herkömmlichen Teleskop.

1. Anforderungen für eine erfolgreiche Initialisierung

1.1 Externe Bedingungen

Abgesehen von Sonnenbeobachtungen, die geeignete Filter erfordern, benötigt die Initialisierung der beiden Teleskope für die Nachtbeobachtung einen ausreichend dunklen Himmel und sichtbare Sterne. Es ist nicht notwendig, auf völlige Dunkelheit zu warten. Die Beobachtungsstationen können ab der nautischen Dämmerung initialisiert werden, wenn die Sonne 6° unter dem Horizont steht. Die Initialisierungsdauer von Stellina und Vespera kann jedoch kürzer sein, wenn es eine sehr dunkle Nacht ist.
Der Himmel muss auch klar genug sein. Bei starker Bewölkung kann die Initialisierung fehlschlagen. Unter diesen Bedingungen sind die meisten Beobachtungen ohnehin unmöglich.

Sobald genügend Sterne mit bloßem Auge sichtbar sind, können Sie die Initialisierung von Stellina starten. Falls sie fehlschlägt, warten Sie auf mehr Dunkelheit oder prüfen Sie, ob der anvisierte Himmelsbereich klar ist.

1.2 Ausrichtung des Stativs

Ein ähnlicher Schritt bei der Einrichtung von Stellina und Vespera wie bei einem klassischen Teleskop ist, dass das Stativ horizontal ausgerichtet sein muss. Dies erfolgt manuell durch Verstellen der Länge jedes Beins und Überprüfung der Libelle, sodass die Blase genau in der Mitte des schwarzen Kreises positioniert ist.

Tipp: Betrachten Sie die Libelle von oben, um sicherzugehen, wo sich die Blase befindet. Wenn Sie sie aus einem anderen Winkel betrachten, könnten Sie denken, sie sei gut zentriert, obwohl dies aufgrund der Parallaxe nicht der Fall ist.

Die Libelle von Stellina ermöglicht es, das Teleskop horizontal auszurichten. Diese Einstellung ist für eine effizientere Ausrichtung und Nachführung erforderlich.

2. Was ist die Initialisierung eines Teleskops?

2.1 Warum ist die Initialisierung notwendig?

Der Start von Stellina und Vespera ist viel schneller als bei einem klassischen Teleskop: unter 5 Minuten bei guten Bedingungen gegenüber mehr als 1 Stunde bei klassischer Ausrüstung. Der Hauptgrund ist, dass weniger Handgriffe erforderlich sind. Vor allem ein besonders langer und komplexer Schritt des Prozesses bei einem klassischen Teleskop, der mit Stellina und Vespera vollautomatisch erfolgt, ist die Synchronisation mit der Himmelskugel.

Wie bereits erklärt, ändert sich das Erscheinungsbild des Himmels ständig. Die Verwendung eines Teleskops zur Aufnahme von Bildern des Universums erfordert eine genaue Synchronisation mit der Ausrichtung und Rotation des Himmels. Zeit und geografischer Standort müssen berücksichtigt werden. Die Achse der Montierung muss ebenfalls auf eine bestimmte Weise ausgerichtet sein. Dann kann das Teleskop die Position der Sterne berechnen und seine Motoren aktivieren, um zu zielen und der Führung zu folgen, um zu beobachten.

Bei Stellina und Vespera wird die Himmels-Synchronisation innerhalb von 2 bis 3 Minuten durch einfaches Drücken einer Taste erreicht.

2.2 Stellina / Vespera: automatische Initialisierung mit astrometrischer Kalibrierung

Die Initialisierung von Stellina und Vespera umfasst vier Hauptschritte, die in der Stellinapp verfolgt werden können.

Schritt 1: Geolokalisierung und Zeitsynchronisation

Zunächst müssen die Beobachtungsstationen für den ordnungsgemäßen Betrieb mit der Zeit und der geografischen Position versorgt werden. Diese Informationen werden vom verbundenen Gerät abgerufen, mit dem Sie die Teleskope steuern.
Wenn die Stellinapp anzeigt, dass sie die geografischen Koordinaten Ihres Beobachtungsortes nicht ermitteln kann, verfügt Ihr Smartphone oder Tablet möglicherweise nicht über ein integriertes GPS oder es ist deaktiviert. Sie können Ihre geografischen Koordinaten (Länge und Breite) bei Bedarf manuell eingeben.

Schritt 2: Astrometrische Kalibrierung

Stellina und Vespera müssen ihre Ausrichtung in Bezug auf die Position des Sternenhimmels und den Horizont bestimmen (obwohl die horizontale Ausrichtung manuell mit der Libelle vorgenommen wurde, kann es notwendig sein, sie für eine höhere Genauigkeit zu verbessern).

Um dies zu erreichen, verwenden unsere Stationen die Methode der astrometrischen Kalibrierung, auch bekannt als „Plate-Solving“-Kalibrierung. Dabei wird das vom Teleskop aufgenommene Sternfeld mit einer internen Datenbank verglichen, um die anvisierte Himmelsregion zu identifizieren:

1. Die Beobachtungsstation richtet sich auf einen zufälligen Bereich des Himmels aus.
2. Sie nimmt ein Bild der hellen Sterne auf.
3. Der Bordcomputer analysiert das resultierende Bild, um Muster zu erkennen, die von Sternengruppen gebildet werden.
4. Die Muster werden mit einer internen Datenbank verglichen, um eine Übereinstimmung zu finden und die Zielregion am Himmel zu bestimmen.

Im Falle eines Fehlschlags startet die Beobachtungsstation mit einer anderen Himmelsregion neu. Meistens ist der zweite Versuch erfolgreich. Wolken oder Dunst in der anvisierten Himmelsregion können für das Scheitern verantwortlich sein.

Schritt 3: Aktivierung der Nachführung

Um mit dem Himmel synchron zu bleiben, müssen Stellina und Vespera die scheinbare Bewegung der Sterne, die durch die Erdrotation verursacht wird, verfolgen. Dies geschieht durch kontinuierliche Aktivierung der Motoren an den beiden Achsen des Teleskops (und einer dritten Achse bei Stellina, die auch die Drehung des Sternfelds ausgleicht).

Schritt 4: Fokussierung

Fokussierung besteht darin, die Schärfe des vom Teleskop erzeugten Bildes einzustellen. Dies wird erreicht, indem der Abstand zwischen Linse und Kamera so angepasst wird, dass die Sterne möglichst scharf dargestellt werden.
Eine erfolgreiche Fokussierung ermöglicht es, die maximale Detailgenauigkeit bei Bildern von Galaxien und Nebeln zu erzielen.

Stellina und Vespera verfügen über einen integrierten automatischen Fokussierer. Bis heute ist es das einzige astronomische Verbraucherteleskop weltweit mit dieser Funktion.
Bei herkömmlichen Teleskopen erfolgt die Fokussierung manuell mit verschiedenen Methoden, wie der Verwendung von Bathinov- oder Hartmann-Masken oder der Überprüfung von Beugungsspitzen der Sterne, gegebenenfalls mit spezieller Astronomiesoftware. Der Beobachter ist der endgültige Richter über die Bildschärfe (Fokus).

2.3 Klassisches Teleskop: Polausrichtung

Klassische Teleskope sind oft mit einer parallaktischen Montierung ausgestattet (während Stellina und Vespera eine azimutale Montierung haben). Diese erleichtert die Sternverfolgung, ist aber vor allem erforderlich, um Bilder des Universums aufzunehmen. Bei korrekter Installation ermöglicht die parallaktische Montierung, die scheinbare Rotation des Himmels durch eine langsame und gleichmäßige Bewegung um eine ihrer Achsen zu verfolgen. Sie ist auch notwendig, um die Orientierung des Objekts im Sichtfeld beizubehalten (wesentlich für die Astrofotografie). Stellina und Vespera verfügen über einen Mechanismus zur Kompensation der Feldrotation (optisch bei Stellina und softwarebasiert bei Vespera), um dasselbe Ergebnis wie eine parallaktische Montierung zu erzielen.

Um die Polausrichtung zu erreichen, muss der Beobachter nacheinander auf verschiedene Sterne zielen. Je nach Genauigkeit des Ergebnisses muss er manuell Korrekturen an der Ausrichtung der Polachse der Montierung vornehmen.
Einige Montierungen sind mit einem Sucher in der Polachse ausgestattet, der eine erste grobe Ausrichtung durch Anvisieren des Polarsterns ermöglicht.
Bei herkömmlichen Teleskopen findet keine astrometrische Kalibrierung statt, da sie keine integrierte Kamera und kein Bordcomputersystem zur Bedienung besitzen.

3. Sechs Tipps zur Verkürzung der Initialisierungszeit oder zur Begrenzung von Fehlern?

1. Überprüfen Sie regelmäßig, ob Ihre Singularity-Mobile-Anwendung und das interne Programm des Teleskops auf dem neuesten Stand sind. Besuchen Sie den App Store oder den Google Play Store, um zu prüfen, ob neue Versionen verfügbar sind. Sie können den Vaonis-Newsletter abonnieren, um über Updates und neue Funktionen informiert zu werden.
2. Stellen Sie das Stativ des Teleskops auf einer ebenen, stabilen und rutschfesten Oberfläche auf (vermeiden Sie lockeren Boden oder Sand). Wenn sich die Montierung während Ihrer Beobachtung bewegt, verliert die Kalibrierung ihre Wirksamkeit.
3. Schützen Sie das Teleskop vor Wind.
4. Richten Sie das Stativ so sorgfältig wie möglich mit der Libelle aus.
5. Warten Sie auf ausreichende Dunkelheit, bevor Sie mit der Initialisierung beginnen.
6. Drehen Sie vor Beginn der Initialisierung von Stellina oder Vespera den Teleskopkörper auf seinem Stativ (achten Sie darauf, das Stativ nicht zu bewegen) in Richtung eines Himmelsbereichs, der frei von Hindernissen, Wolken und Streulichtquellen wie Straßenlampen ist. Die Sterne sollten im gewählten Bereich klar sichtbar sein.

Wenn Sie während der Beobachtung feststellen, dass Ihr Teleskop Schwierigkeiten hat, ein neues Objekt genau anzusteuern oder dass Sterne oval statt kreisförmig erscheinen, können Sie das Problem durch einen Neustart der Initialisierung beheben.