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QHY 600M


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Sterne und Weltraum - epaper ⋅ Ausgabe 12/2022 vom 12.11.2022

ASTROFOTOGRAFIE

Artikelbild für den Artikel "QHY 600M" aus der Ausgabe 12/2022 von Sterne und Weltraum. Dieses epaper sofort kaufen oder online lesen mit der Zeitschriften-Flatrate United Kiosk NEWS.

Bildquelle: Sterne und Weltraum, Ausgabe 12/2022

Bei allen, die Himmelsobjekte wie galaktische Nebel und Galaxien gerne fotografieren, lässt der Gedanke an CMOS-Kameras die Herzen höherschlagen, denn gegenüber herkömmlichen CCD-Kameras bieten sie einen entscheidenden Vorteil: Das Ausleserauschen von Kameras mit CMOS-Sensoren ist erheblich geringer, weshalb sie sich für die Fotografie von Deep-Sky-Objekten mit relativ kurzen Belichtungszeiten eignen (siehe SuW 2/2020, S. 72). Dementsprechend gibt es mittlerweile ein beachtliches Angebot unterschiedlicher Modelle. Im Jahr 2020 brachte der chinesische Hersteller QHY zwei neue Produkte auf den Markt, die sich von anderen Astrokameras mit CMOS-Technik hauptsächlich in ihrer Chipgröße und einem 16-Bit-Analog-Digital-Wandler von anderen gängigen Kameras unterscheiden (siehe »Wie viele Bits ergeben ein Bild?«, S. 67). Es handelt sich um das sehr populäre Modell QHY 268 sowie die Kamera ...

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... QHY 600, die der Hersteller selbst als sein Flaggschiff bezeichnet. Sie ist mit einem CMOS-Sensor vom Typ Sony IMX 455 ausgestattet, der 61,17 Megapixel enthält und Aufnahmen im Vollformat (35 × 24 Millimeter) ermöglicht. Diese Kamera wird sowohl mit Farbsensor (QHY 600C) als auch in einer monochromen Version (QHY 600M) angeboten. Letztere habe ich im Frühjahr 2021 erworben und seither ausgiebig erproben können. Im Folgenden möchte ich über meine Erfahrungen berichten.

Neben diversen Zubehörteilen ist für die monochromen Kameras selbstverständlich noch ein Filterrad nötig, damit aus Aufnahmen in unterschiedlichen Spektralbereichen Farbbilder erzeugt werden können (siehe »Kosmischer Nebel im Großformat«). Des Weiteren ist auf Wunsch ein Off-axis guider (kurz OAG) erhältlich, der zum präzisen Nachführen des Teleskops während der Belichtung dient. Ich habe mich für das Gesamtpaket QHY 600M in der Version L entschieden. Hierin enthalten sind ein Filterrad vom

Typ CFW3-L, das insgesamt sieben ungefasste Filter mit einem Durchmesser von jeweils 50,4 Millimetern aufnehmen kann, sowie der von QHY bereitgestellte Off-axis guider OAG-M. Sowohl das Filterrad als auch der OAG werden in verschiedenen Größen und Bauformen angeboten. Um die Übersicht zu behalten empfiehlt es sich, eine ausführliche Kaufberatung in Anspruch zu nehmen. Das von mir genutzte Gerät habe ich bei der Firma astrolumina von Michael Breite mit Sitz in Erkelenz erworben, welche die QHY-Kameras mit dem Firmenzusatz AL verkauft.

Zum Lieferumfang gehören ein passendes 220-Volt-Netzteil zur Stromversorgung sowie ein USB-Kabel (USB 3) für die Datenübertragung von der Kamera zum PC. Entsprechende Anschlüsse befinden sich auf der Rückseite des Kameragehäuses (siehe »Übersichtliche Anordnung«, S. 64). Das Filterrad wird über eine Schwalbenschwanzschiene mit der Kamera verbunden; der elektronische Kontakt erfolgt über ein Kabel, das im Lieferumfang des Filterrades enthalten war. Diverse Adapter sowie Abstandsringe runden das Paket ab – leider wurde kein Transportkoffer mitgeliefert.

CMOS versus CCD

Viele wird nun vermutlich der Preis der Kamera interessieren. Die von mir gewählte Kamera wird derzeit für 4495 Euro angeboten (Stand: Juli 2022). Die Photographic Version ist auch als Paket erhältlich, einschließlich des Filterrads und des Off-axis guiders. Der Paketpreis beträgt aktuell 5795 Euro. Nun werden einige denken, dass es sich dabei nicht gerade um ein Schnäppchen handelt – tatsächlich ist das viel Geld. Allerdings relativiert sich der Preis, wenn man die Alternativen betrachtet. Selbstverständlich bauen auch andere Hersteller den Sensor Sony IMX 455 in ihre Kameras ein; beispielsweise finden sie sich in Produkten der Firmen ZWO ASI und

Touptek. Jedoch unterscheiden sich diese Kameras nur wenig im Preis. Ältere CCD-Kameras mit Chipgrößen von 24 × 36 oder gar 36 × 36 Millimeter kosteten fünfstellige Beträge. Inklusive allen Zubehörs und je nach Hersteller konnte man für eine solche CCD-Kamera durchaus knapp 20 000 Euro ausgeben. Allerdings werden so gut wie keine CCD-Chips mehr in astronomischen Kameras verbaut, weshalb sich die Kosten relativieren: Im Vergleich zu älteren CCD-Kameras mit ähnlichen Chipgrößen ist der Preis der QHY 600 somit eher gering. Hier haben wir einen der größten Vorteile der CMOS-Technologie ausgemacht, nämlich das günstigere Preis-Leistungs-Verhältnis.

Die Kamera, die ich zuletzt verwendet und die mich sehr zufrieden gestellt hatte, war eine Moravian G3-16200. Der darin verwendete CCD-Chip KAF-16200 ist zwar in den Abmessungen kleiner (27 × 22 Millimeter), jedoch wurde er speziell für die Astrofotografie entwickelt. Diese Kamera habe ich veräußert und anschließend mit einem überschaubaren finanziellen Verlust die QHY 600M gekauft. Die kleineren Pixel der QHY 600M – 3,76 Mikrometer im Vergleich zu 6 Mikrometern bei der Moravian – und die 16-Bit-Technologie waren für mich ausschlaggebend. Da ich seit vielen Jahren einen Refraktor vom Typ Takahashi FSQ-106ED APO für meine Großfeldaufnahmen verwende, erschien mir dieser Chip geradezu ideal. Die kleineren Pixel passen besser zu der relativ kurzen Brennweite von 520 Millimetern und ergeben damit einen Abbildungsmaßstab von knapp 1,5 Bogensekunden pro Pixel.

Praktische Handhabung

Die Kamera samt Filterrad und Off-axis guider ließ sich relativ leicht am Takahashi FSQ106 adaptieren. Auf Grund der besonderen optischen Konstruktion die-ses Teleskops ist es nicht nötig, einen speziellen Abstand des Chips hinsichtlich der Korrekturlinse einzuhalten. Sollte jedoch ein Arbeitsabstand von 55 Millimetern erforderlich sein, wie bei vielen anderen Teleskopen üblich, so liegen der Kamera alle nötigen Adapterringe bei, um diesen Wert zu erreichen. Der OAG wird direkt mit dem Filterrad verschraubt. Diese Einheit kann dann mit einem M54-Schraubadapter oder mit einer Zwei-Zoll-Steckhülse versehen werden. Hingegen wird die Kamera über eine Schwalbenschwanzschiene mit dem Filterrad verbunden. Diese Art der Montage bietet zwar den Vorteil, dass sich die Ka-mera in ihrer Ausrichtung drehen lässt; aus Stabilitätsgründen wäre mir hier allerdings eine Verschraubung lieber gewesen. Vor der Montage am Teleskop musste noch das Filterrad bestückt werden. Die hierfür benötigten Kleinteile wie Schrauben und Gummiabdichtungen wurden mitgeliefert.

Die Treibersoftware für den Betrieb der Kamera und des Filterrads muss direkt auf der Seite von QHY heruntergeladen werden. Zwar lag der Kamera eine Mini-CD-ROM mit den passenden Treibern bei – aber zum einen haben nur noch die wenigsten Computer CD-Laufwerke; zum anderen entwickelt sich Treibersoftware heute derart schnell, dass ein direktes Herunterladen die sicherste Lösung ist, um die aktuelle Version zu erhalten. Ich betreibe die Kamera und das Filterrad mit der Aufnahmesoftware N.I.N.A. (Night time imaging ‚n‘ Astronomy), einem Open-Source-Programm (), das über eigene Treiber für die Modelle von QHY verfügt.

Erste Eindrücke und erstes Licht Bei meinen Trockentests war ich sogleich angetan von den Download-Geschwindigkeiten der aufgenommenen Bilder. Von meinen CCD-Kameras war ich es durchaus gewohnt, 10 bis 15 Sekunden auf ein Bild warten zu müssen, und auf Grund der riesigen Dateien der QHY 600 mit ihren 9576 × 6388 Pixeln in 16-Bit-Auflösung und immerhin 120 Megabyte pro Aufnahme hatte ich das Schlimmste befürchtet. Tatsächlich dauert der Transfer bei der QHY 600M jedoch nur wenige Sekunden – sicherlich ein weiterer Vorteil der CMOS-Technologie. Des Weiteren werden sich der interne RAM-Speicher und die hier angewandte USB-3-Technologie positiv bemerkbar machen.

Probeweise erstellte Aufnahmen, bei denen kein Licht von außen auf den Sensor fällt – so genannte Dark Frames –, sowie zusätzliche Dunkelbilder mit der kürzesten Belichtungszeit, welche die Kamera erlaubt (Bias Frames), zeigten keinerlei Verstärkerglühen – ein störender Effekt, der sich bei älteren CMOS-Kameras häufig durch eine Aufhellung an den Bildrändern dieser Dunkelbilder zeigte. Auffällig war nur eine sehr hohe Anzahl an Hotpixeln: Mit solchen Pixeln, die auf dem Bild wie kleine weiße Punkte aussehen, schienen die Aufnahmen regelrecht übersäht zu sein (siehe »Warme Pixel überall«). Bei genauerer Betrachtung handelt es sich aber nicht um »heiße«, sondern nur um »warme« Pixel, denn diese erscheinen nicht völlig weiß. Im fertigen Bild lassen sie sich mit Hilfe von Dark Frames identifizieren und anschließend aus den Himmelsaufnahmen herauskalibrieren – kein Grund zur Sorge also.

Meine ersten Aufnahmen unter dem Sternhimmel erfolgten – wie konnte es auch anders sein – leider in einer Nacht mit Mondlicht. Deshalb habe ich gleich ein Objekt ausgewählt, das ich mit einem schmalbandigen H-Alpha-Filter belichten konnte. Meine Wahl fiel auf den Schmetterlingsnebel IC 1318 im Sternbild Schwan (siehe »Ein erster Versuch«, S. 68). Nachdem ich die zu den Objektaufnahmen passenden Flats und Darks sowie die zu den Flatfield-Aufnahmen passenden Darks (so genannte Flat Darks) erzeugt hatte und die hiermit kalibrierten Objektaufnahmen zu einem Summenbild vereinigt hatte, stellte sich bei mir zunächst eine gewisse Ernüchterung ein: Die von QHY in der Werbung als überragend betonte Empfindlichkeit der Kamera war für mich auf den ersten Blick nicht ersichtlich – zumindest nicht im Vergleich zu den früher von mir genutzten CCD-Kameras. Nun hoffte ich zumindest einen deutlichen Sprung in puncto Auflösung sehen zu können, aber auch das war bei genauerer Betrachtung nicht der Fall.

Weitere Dinge fielen auf, wie etwa die bereits erwähnte hohe Anzahl an Hotpixeln – und leider erscheinen alle Sterne auf dem Bild etwas deformiert. Nach diesen ersten Erfahrungen war ich zugegeben stark verunsichert. Ich verfiel sogar in eine gewisse Panik und bereute den Schritt, meine CCD-Kamera vorschnell verkauft zu haben. Es folgten einige Telefonate mit der Firma astrolumina, und ich suchte Rat bei anderen Besitzern dieser Kamera. War die Kamera vielleicht defekt, oder hatte ich falsche Einstellungen gewählt?

Im Überblick: Die Astrokamera QHY 600M

Die von der chinesischen Firma QHY hergestellte QHY 600 ist eine gekühlte digitale Kamera, die über einen großen, empfindlichen CMOS-Sensor mit niedrigem Ausleserauschen verfügt. Sie wird sowohl mit einem Farbsensor (QHY 600PH-C) als auch in einer monochromen Version (QHY 600PH-M) angeboten. Farbaufnahmen lassen sich mit der monochromen Kamera gewinnen, indem man ein Deep-Sky-Objekt beispielsweise in den Filtern Rot (R), Grün (B) und Blau (B) aufnimmt. Hinzu kommt eine Graustufenaufnahme (Luminanz, L), die das Licht des Objekts im gesamten optischen Spektralbereich erfasst. Diese wird im Computer mit den drei Farbauszügen zu einem LRGB-Komposit vereinigt.

Die monochrome Version ist wiederum in verschiedenen Ausführungen erhältlich: als »Photographic Version«, die einen hochwertigeren Chip enthält, der vor allem für den Dauerbetrieb in professionellen Sternwarten gedacht ist, sowie als »Lite-Version«. Letztere enthält einen Consumer-Grade-Chip und ist in einem kleineren, leichteren Gehäuse verbaut. Dementsprechend ist die Lite-Version etwas preisgünstiger und für Amateurzwecke völlig ausreichend. Zusätzlich gibt es eine Bauform, die speziell für den Einsatz von Teleobjektiven gedacht ist (SBFL-Version). Hierbei wird berücksichtigt, dass der optimale Abstand zwischen dem Objektivanschluss und dem Sensor (Backfokus) deutlich kleiner ist als bei der Fotografie am Teleskop. Seit einiger Zeit ist diese in einer Farbvariante erhältlich. Alle Modellvarianten sind auch als Pro-Version mit Glasfaseranschluss und Wasserkühlung verfügbar.

Technische Daten der QHY 600M, Lite-Version:

Sensor: Sony IMX 455, CMOS

Sensorformat: 35 × 24 Millimeter

Bildauflösung: 61,17 Megapixel (9576 × 6388 Pixel)

Pixelgröße: 3,76 × 3,76 Mikrometer

Datentiefe: 16 Bit

Ausleserauschen (Standardmodus, Gain = 0): etwa 7 Elektronen

Full-well capacity (Standardmodus, Gain = 0): 85 000 Elektronen

Quanteneffizienz: 95 Prozent

Belichtungszeiten: 40 Mikrosekunden bis 3600 Sekunden

Kühlungsleistung: 30 Grad Celsius

Stromversorgung: 220-Volt-Netzteil, im Lieferumfang enthalten

Datenübertragungstechnik: USB 3.0

Preis: QHY 600M, Lite-Version: 4495 Euro (Stand: Juli 2022)

Kurzbeurteilung:

+ enorm hohe Auflösung von mehr als 60 Megapixeln bei sehr großemBildfeld

+ im Vergleich zu älteren CCD-Kameras günstig im Preis

+ geringes Ausleserauschen

+ wertige Verarbeitung

– nicht vollends überzeugende Rotempfindlichkeit

– höchste Ansprüche an Optik und Montierung des genutzten Teleskops

– kein Transportkoffer im Lieferumfang

– fixe Verschraubung der Kamera mit dem Filterrad nicht möglich

Bezugsquelle: Die QHY 600M ist im Astrofachhandel erhältlich. Weitere Informationen: lqy@qhyccd.com,

Verschiedene Ursachen wirken zusammen

Besitzer von CCD-Kameras müssen sich um Einstellungen wie den Verstärkungsfaktor (englisch: gain) des Analog-Digital-Wandlers und den Schwarzwert ihrer Kamera (englisch: offset) kaum Gedanken machen, da diese Parameter vom Hersteller vorgegeben sind. Im Fall der CMOS-Kameras müssen jedoch beide

Wie viele Bits ergeben ein Bild?

Der Analog-Digital-Wandler einer Astrokamera wandelt das elektrische Signal jedes Pixels in einen Zahlenwert um, der dann im finalen Bild einem Grauwert zugeordnet wird. Die Datentiefe einer Kameraelektronik sagt also etwas darüber aus, wie viele unterschiedliche Graustufen dargestellt werden können. So kann eine hypothetische Ein-Bit-Kamera lediglich schwarz und weiß darstellen, also 21 = 2 Werte. Bei einer Zwei-Bit-Kamera sind es vier Graustufen (22 Werte) und bei einer Acht-Bit-Kamera bereits 28, also 256 verschiedene Helligkeitswerte.

Viele digitale Spiegelreflexkameras (DSLR) der älteren Generation, die mit CMOS-Sensoren arbeiten, sowie die allermeisten CMOS-Astrokameras verfügen lediglich über einen Zwölf-Bit-Digitalwandler (4096 Graustufen). Die Gründe für die Verwendung von zwölf Bit sind vielfältig. Zum einen ist hierbei eine geringere Datenmenge zu verarbeiten, was schneller geht und Speicherplatz spart. Zum anderen ist bei vielen Kameras – und hier insbesondere CMOS der älteren Generationen – das Signal nicht sauber genug: Es ist zu verrauscht, um die zusätzlichen vier Bit nutzen zu können. Die älteren CCD-Kameras haben jedoch beinahe ausnahmslos einen 16-Bit-Analog-Digital-Wandler, der eine Darstellung von 65536 Graustufen erlaubt, weil das Rauschen zumindest früher bei den CCDs deutlich geringer war als bei den CMOS-Chips.

Eine höhere Bit-Tiefe ist also nicht automatisch besser – sie ist es nur dann, wenn die Signalqualität des Sensors diese feine Abstufung auch erlaubt. Die hohe Full well capacity der QHY 600 bei gleichzeitig niedrigem Ausleserauschen führt zu einem sehr großen Dynamikbereich, der einen 16-Bit-Analog-Digital-Wandler regelrecht einfordert.

Werte passend eingestellt werden. Zudem bieten viele Modelle unterschiedliche Auslesemodi an, die sich auf die Leistung der Kamera auswirken. QHY hat vier verschiedene Modi vorgesehen, die jeweils ihre technischen Eigenarten aufweisen. Letztlich stellte sich heraus, dass meine Kamera weder defekt war, noch dass ich irgendeine falsche Einstellung gemacht hatte – warum wirkte aber das Bildergeb-nis auf mich so ernüchternd? Betrachten wir einmal die Einflussfaktoren im Detail.

Quanteneffizienz des Sensors: Die Empfindlichkeit einer Kamera wird technisch durch ihre Quanteneffizienz (englisch: quantum efficiency, QE) beschrieben. Sie wird in Prozent angegeben und sagt etwas darüber aus, wie viele der ankommenden Photonen tatsächlich in eine Spannung umgewandelt werden, die dann gemessen und zu einer Bildinformation verarbeitet wird. Die QE ist von der Wellenlänge des auf den Chip treffenden Lichts abhängig. Viele Sensoren erreichen ihre höchste Empfindlichkeit im grünen Spektralbereich – also bei denjenigen Wellenlängen, bei denen auch das Auge am empfindlichsten ist –, und QHY gibt die entsprechende QE mit 95 Prozent an. In dem für uns Astrofotografen interessanten roten Bereich, in dem sich die H-Alpha-Linie des Wasserstoffs befindet, fällt dieser Wert jedoch bereits deutlich ab. Hinzu kommt, dass der Chiphersteller Sony gar keine absoluten Werte für die QE angibt, sondern lediglich relative Werte. Zudem finden sich im Internet verschiedene Aussagen über die wahre Quanteneffizienz der Kamera. Im roten Spektralbereich liegt sie schätzungsweise bei 55 bis 65 Prozent. Bildauflösung: Ebenso wichtig wie die Quanteneffizienz einer Kamera ist die Bildauflösung, die sich aus der Größe ihrer Pixel ergibt. Wegen der relativ kleinen Pixel der QHY 600 macht sich die hohe Bildauflösung des Sensors nur in Himmelsaufnahmen bemerkbar, in denen sehr feine Details vorhanden sind, beispielsweise in den filigranen Strukturen eines Supernova-Überrests, den kleinteiligen Strukturen einer Galaxie oder eines Kugelsternhaufens. Bei einem ausgedehnten, strukturarmen galaktischen Emissionsnebel ist dieser Vorteil hingegen kaum sichtbar. Diese Tatsache lässt sich nutzen, indem man die Kamera im so genannten Binning-Modus betreibt. Hierbei werden mehrere benachbarte Pixel zu einem größeren Bildelement zusammengefasst. Beispielsweise sind es im Fall eines 2 × 2-Binnings vier Pixel, beim 3 × 3-Binning bereits neun Pixel. Hiermit geht zwar ein Verlust an Bildauflösung einher, aber das im größeren Bildelement enthaltene Signal ist entsprechend höher. Dieser Gewinn äußert sich somit in einem höheren Signal-Rausch-Verhältnis: Nach dem Binning erscheint der Emissionsnebel im Bild heller und hebt sich deutlicher vom Hintergrund ab.

Beim 2 × 2-Binning mit der QHY 600 ergibt sich eine Pixelgröße von 7,6 Mikrometern und immerhin eine Bildauflösung von insgesamt 4788 × 3194 Pixeln. Für sehr ausgedehnte Gasnebel ist dies vielleicht die bessere Wahl, und auch bei Aufnahmen mit langen Brennweiten, bei denen sich das Licht eines Objekts infolge der nun höheren Vergrößerung auf eine größere Anzahl von Pixeln des Sensors verteilt, lässt sich so ein Vorteil aus dem Binning ziehen. Die Kombination aus Chipgröße und Pixelgröße ist eine große Herausforderung – und hier trifft die Aussage der Werbung wohl am ehesten zu: Die QHY 600M ist empfindlich!

Justierung der Optik: Die leichteste Verkippung der Kamera, ein Ausreißer in der Nachführung, schlechtes Seeing, aber auch leichte optische Fehler, wirken sich unmittelbar auf die Qualität des aufgenommenen Bildes aus. So musste mein Refraktor Takahashi FSQ-106ED zunächst nachjustiert werden, da die Optik einen leichten Astigmatismus zeigte (siehe »Mit perfekter Optik«). Eine Folgeanschaffung war dann ein stabiler Tilt-Adapter, mit dem man Verkippungen entgegenwirken kann. Letztlich musste ich mir jedoch eingestehen, dass die robuste alte Montierung, die mir jahrelang gute Dienste geleistet hatte, den Anforderungen dieser Kamera nicht gerecht wurde. Diese Feststellung relativierte den vermeintlich günstigen Preis ein wenig – denn wenn die anderen Komponenten der Ausrüstung nicht von höchster Güte sind, wird man mit dieser Kamera wenig Freude haben. Kühlleistung der Kamera: Das temperaturbedingte Rauschen des Sensors lässt sich reduzieren, indem die Kamera gekühlt wird. Die Kühlleistung der QHY 600M wird seitens des Herstellers mit einer Temperaturdifferenz von ΔT = 30 Grad Celsius angegeben: Betreibt man die Kamera beispielsweise bei Raumtemperatur (20 Grad Celsius), so lässt sie sich auf –10 Grad Celsius kühlen, was sie auch mühelos bewältigt. Grundsätzlich sollte man die Kühlleistung immer im Auge behalten; im Dauerbetrieb sollte sie idealerweise 60 bis 70 Prozent nicht überschreiten. Eine merkwürdige Eigenart der Kühlung hat mich anfangs etwas irritiert: Sie startet selbstständig, sobald die QHY 600M mit Strom versorgt wird. Verbindet man die Kamera anschließend mit Hilfe einer Aufnahmesoftware, zeigt die Temperatur bereits einen niedrigeren Wert an, was mich anfangs verwirrte. Grundsätzlich ist eine Kühlung auf beispielsweise –10 Grad Celsius absolut ausreichend: Der Dunkelstrom eines Pixels beträgt bei dieser Temperatur nur noch 0,0045 Elektronen pro Sekunde. Eine weitere Kühlung auf –20 Grad Celsius bringt nur einen vernachlässigbar kleinen Vorteil. Schon ab 0 Grad Celsius abwärts ist der Dunkelstrom nur noch sehr gering. Verschiedene Auslesemodi: Das Ausleserauschen der Kamera ist ebenfalls sehr niedrig, allerdings hängt das auch stark vom gewählten Auslesemodus ab sowie vom eingestellten Gain. Der Hersteller QHY stellt hierzu verschiedene Grafiken zur Verfügung, deren Interpretation jedoch einige Sachkenntnis voraussetzt. Im Folgenden zeige ich einige mögliche Szenarien auf.

Der Standardmodus für Langzeitbelichtungen von Deep-Sky-Objekten – Photographic Mode bei Gain 0 – setzt voraus, dass man jedes Einzelbild mehrere Minuten belichtet. Das Ausleserauschen beträgt dann etwa sieben Elektronen. Die maximale Anzahl von elektrischen Ladungen, die in den einzelnen Halbleiterelementen des Sensors freigesetzt werden kann – die so genannte Full well capacity (FWC) –, liegt dann bei satten 85 000 Elektronen. Somit ist dieser Modus ideal für Aufnahmen relativ heller Deep-

Sky-Objekte. Um das Ausleserauschen zu reduzieren, kann man im Photographic Mode den Gain auf einen Wert von 26 erhöhen. Das Ausleserauschen geht in diesem Fall auf 2,7 Elektronen herunter, jedoch fällt die FWC nun dramatisch ab, auf nur noch 27 000 Elektronen. Diese Betriebsart wird von QHY als guter Ausgangspunkt empfohlen – ein nützlicher Modus für die Fotografie lichtschwacher Deep-Sky-Objekte oder bei der Verwendung von Schmalbandfiltern (siehe SuW 9/2020, S. 62, und S. 16).

Für recht kurze Belichtungszeiten einzelner Bilder von weniger als einer Minute (siehe SuW 2/2020, S. 72) oder bei der Verwendung von Schmalbandfiltern unter sehr dunklem Himmel empfiehlt sich der High-Gain-Modus. In dieser Betriebsart lässt sich bei Gain 56 ein sehr geringes Ausleserauschen von nur noch 1,5 Elektronen erreichen, bei einer FWC von 21 657 Elektronen.

Ein Auslesemodus, bei dem man eine enorm hohe FWC erreichen kann, ist der Super-Full-Well-Modus. Diese Eigenschaft ist bei hellen Deep-Sky-Objekten nützlich, sowie bei Objekten, die einen hohen Dynamikumfang aufweisen, bei- spielsweise der große Orionnebel Messier 42 oder Kugelsternhaufen, deren Helligkeit von der Randzone zum Zentrum hin steil ansteigt. Bei Gain 0 beträgt die FWC 85 000 Elektronen, aber bei Gain 26 immer noch knapp 65 000 Elektronen. Das Ausleserauschen liegt hierbei allerdings konstant oberhalb von sieben Elektronen.

Man erkennt nun das Potenzial der Kamera: Dank der unterschiedlichen Auslesemodi und der Möglichkeit, Bilder im 2 × 2- oder gar 3 × 3-Binning-Modus aufzunehmen, bieten sich insgesamt sehr viele Möglichkeiten – so viele, dass ich sie bei unseren mitteleuropäischen Wetterverhältnissen bislang nicht ausführlich erproben konnte.

Ein Flaggschiff für alle Fälle?

Möglicherweise haben Sie nun den Eindruck gewonnen, dass ich von der Kamera nicht zu 100 Prozent überzeugt bin. Tatsächlich habe ich ab und zu bereut, meine lieb gewonnene CCD-Kamera so eilig verkauft zu haben. Mit der QHY 600M hatte ich zunächst nicht wirklich ein Wow-Erlebnis wie bei anderen Kameras in der Vergangenheit. Nunmuss man aber sauber prüfen, ob diese Unzufriedenheit wirklich begründet ist, oder einfach nur aus falschen Erwartungen resultiert. Darum versuche ich hier – quasi als Fazit – eine sachliche Analyse der bisher gewonnenen Erkenntnisse.

? Die Empfindlichkeit der QHY 600M ist im Licht der H-Alpha-Linie nicht so hoch, wie man gemäß den Werbeaussagen erwarten könnte. Vergleicht man die Quanteneffizienz, insbesondere im roten Spektralbereich, mit älteren CCD-Kameras, ist diese zwar etwas höher, aber eben nicht signifikant. Das sehr geringe Ausleserauschen kann jedoch gewinnbringend sein, insbesondere unter sehr guten Bedingungen oder bei der Verwendung von Schmalbandfiltern.

? Die Kamera stellt auf Grund ihrer Chipgröße und Pixelauflösung höchste Ansprüche an die übrige Ausrüstung. Dementsprechend sollte die optische Qualität des genutzten Teleskops über alle Zweifel erhaben sein. Außerdem muss das Teleskop in der Lage sein, den großen Chip vollends auszuleuchten. Gleiches gilt für die Aufstellung und Montierung. Idealerweise sollte diese Kamera an einem festen Standort in einer Sternwarte betrieben werden, auf einer hochwertigen Montierung. Eine präzise Nachführung der Optik mit Hilfe eines OAGs ist aus meiner Sicht sehr zu empfehlen.

? Die Kamera produziert enorme Datenmengen. Bei der Anschaffung von Festplatten für Ihren Aufnahme- und Bildbearbeitungsrechner sollten Sie des- halb nicht in Einheiten von Gigabyte, sondern von Terabyte denken.

? Die verschiedenen Auslesemodi und die Möglichkeit des Binnings erlauben zahlreiche Kombinationsmöglichkeiten – das Ganze vor dem Hintergrund, dass der Sensor enorm viele und relativ kleine Pixel hat. Hier wird vielleicht das Potenzial der Kamera klar – und ihr Preis im Vergleich zu älteren und vergleichbaren CCD-Kameras hier zum absoluten Pluspunkt!

Zu Recht weist die Firma QHY das Modell 600M als ihr Flaggschiff aus. Abgesehen von der nicht vollends überzeugenden Rotempfindlichkeit sind die Spezifikationen dieser Kamera außerordentlich gut. Anfängern ist jedoch von der Kamera abzuraten, da sie höchste Ansprüche stellt. Wer bereits eine großformatige CCD-Kamera besitzt, sollte sich den Erwerb der QHY 600M gründlich überlegen, denn die Empfindlichkeit der CCDs mit ihren relativ großen Pixeln ist nach wie vor ein Plus dieser Sensoren. Für eine großformatige CMOS-Kamera spricht hingegen ihre Flexibilität in puncto Auflösung. Ich bin mit meinen Erfahrungen längst noch nicht am Ende angelangt. Meine anfängliche Enttäuschung hat sich gelegt, und mittlerweile erfreue ich mich daran, die Möglichkeiten der QHY 600M weiter auszuschöpfen, die sich bei älteren Modellen freilich nicht bieten. Eine meiner jüngsten Aufnahmen mit der QHY 600M wurde zum Astronomy Picture Of The Day (APOD) für den 8. September 2022 gewählt. Es zeigt den Nordamerikanebel NGC 7000. Auch hier überzeugt das große Bildfeld in Kombination mit der hohen Bildauflösung. ?

Dieser Beitrag entstand im Auftrag der Redaktion. Der Autor steht in keiner Geschäftsbeziehung zum Hersteller oder zu Anbietern des beschriebenen Produkts. Der hier wiedergegebene Text bezieht sich auf ein im Astrofachhandel erworbenes Gerät (QHY 600M).

Frank Sackenheim ist Berufsmusiker und lebt in Köln. Seit den 1980er Jahren betreibt er Astrofotografie. Seine Bilder wurden vielfach ausgezeichnet. Er gestaltet lehrreiche Videos rund um die digitale Deep-Sky-Astrofotografie, die er in seinem YouTube-Kanal »Astrophotocologne« veröffentlicht.

Literaturhinweise

Binnewies, S., Sparenberg, R.: Astrofotografie auf der Farm Kiripotib. Sterne und Weltraum 4/2020, S. 78–85 Bresseler, P.: Deep-Sky-Objekte kurz belichtet. Sterne und Weltraum 2/2020, S. 72–77 Bresseler, P., Schröder, K.-P.: Junge Planetarische Nebel im Schwan. Sterne und Weltraum 8/2020, S. 66–70 Sackenheim, F.: Kosmische Nebel: Der Kontrast entscheidet! Sterne und Weltraum 9/2020, S. 62–69

Weblink

Astronomy Picture Of The Day (APOD): Aufnahme des Nordamerikanebels von Frank Sackenheim: