Off Axis Guiding mit einem 14 Zoll Schmidt-Cassegrain: Geräte, Aufbau und Einstellung

Vor knapp einem Jahr habe ich schon einmal versucht mit meinem 14 Zöller Schmidt-Cassegrain und einem Off Axis Guider zu guiden. Das ging aber total in die Hose! Vermutlich lag das an meiner damaligen Kombination aus der CanonEOS1100D, der ZWO ASI 462MC Planetenkamera, dem damaligen 0,63 Reducer und dem kleinem ZWO ASI OFF-Axis-Guider.

Zwar konnte ich noch Tagsüber beide Kameras in den Fokus bringen, aber Nachts fand ich so gut wie keinen Leitstern und falls doch mal einer durchs Bild huschte, war dieser mit einem sehr ausgeprägten Koma versehen. Was zur Folge hatte, dass das Guiding nach wenigen Sekunden abbrach.

Riesig geärgert habe ich mich darüber aber nicht, denn wie gesagt war das nur ein Experiment und ich tat dann das was ich ursprünglich machen wollte. Ich stieg auf ein 80/600 Leitrohr um.

Die Leitrohr-Guiding Geschichte hatte auch Prima funktioniert, bis ich vor kurzem meine alte ALT/Azimut Montierung gegen eine neue Eigenbau parallaktische Montierung getauscht habe. Stand bei der alten Montierung das Leitrohr immer senkrecht über dem Teleskop, kippte es mit der neuen Montierung – je nach Blickrichtung – auf die ein oder andere Seite. Dafür war aber der Kuppelspalt meiner kleinen 2 Meter Sternwarte* nicht ausgelegt und Leitrohr und Teleskop konnten gerade durch den Kuppelspalt hindurchschauen.

Enge Geschichte

Das hatte zur Folge, dass ich während der Aufnahme im Minutentakt die Kuppel nachschieben musste. Ein Umstand der auch beim besten Willen nicht zumutbar war und daher versuchte ich es nochmals mit einem Off-Axis-Guider. Diesmal aber wollte ich nichts dem Zufall überlassen.

Der Pegasus Astro Indigo OAG

Bei der Wahl des Off-Axis-Guider setzte ich auf ein großes Exemplar mit großem Prisma. Ich bin mir ziemlich sicher das der kleine ZWO OAG* von damals, mit seinem kleinen 8x8mm großen Prisma, ein Teil des Problems war.

OAG mit 8×8 Prisma und der Canon EOS 1100D

Der PeagsusAstro Indigo* hingegen besitzt ein 12 x 8mm großes Prisma und bietet eine freie Öffnung von 54mm. Für die Kamera- und Teleskopseitige Fortführung werden anschraubbare Adapter mitgeliefert. Diese „Tiltingplatten“ genannten Adapter besitzen eine M54 und eine M48 Weiterführung. Wenn man wie ich beidseitig mit einem M48 Anschluss weiterfahren möchte, muss noch ein passender Adapter* dazugekauft werden.

Knapper Lieferumfang

Der PegasusAstro Indigo ist komplett aus Aluminium gefertigt und wirkt dadurch sehr hochwertig. Spaltmaße gibt es so gut wie keine. Die Tiltingplatten liegen Plan auf und selbst die abnehmbare „Klemme“ für die Guidingkamera ist spaltfrei auf den Off-Axis-Guider aufgeschraubt. Nichtsdestotrotz wirkt der aus Aluminium gefertigte 1,25 Zoll Anschluss etwas popelig, was zum größten Teil dem Fehlen einer T2 Schraubverbindung liegt. Ein Helical Focuser, wie es der „ZWO Off-Axis-Guider-L*“ besitzt, wäre natürlich auch eine super Sache gewesen. Allerdings erzählte mir PegasusAstro das es bald eine wechselbare alternative mit Helical Focuser geben wird.

PegasusAstro Indigo mit SVBony SV405CC

Um später das Prisma parallel zur Längsseite des Kamerasensors ausrichten zu können, wurden in beide Tiltingplatten Längslöcher eingearbeitet. So kann die Kamera auch im zusammengebauten Zustand ausgerichtet werden.

ZWO ASI 174 MM Mini Mono

Der richtige Off-Axis-Guider ist das eine, die passende Guidingkamera aber das viel wichtigere. Was nutzt einem ein großes Prisma, wenn der Sensor der Guidingkamera nur ein Teil des ankommenden Lichts verarbeiten kann. Aus diesem Grund fiel meine Wahl auf das ZWO ASI 174 MM Mini Mono* mit einem der größten Sensoren auf dem Guidingkamera Markt.

Im Vergleich mit meiner alten ZWO ASI 462MC und seinem 5,6 x 3,2mm großem Sensor, ist der 11,34 x 7,13mm große Sensor der ZWO ASI 174 MM Mini riesig. Die ZWO ASI 120MM Mini Mono mit 4,83 x 3,63mm besitzt sogar noch einen kleineren Sensor als meine ASI 462MC.

li. ZWO ASI 174 Mini Mono – re. ZWO ASI 462 MC

Ein weiterer Vorteil der Mini-Serie ist das 1,25 Zoll schmale Gehäuse. Damit lässt sich die Guidingkamera ohne Adapter direkt in den 1,25″ Okularauszug einschieben. Das minimiert den Arbeitsabstand (Backfocus) auf 8,5mm. Meine alte Planetenkamera inkl. 1,25″ Adapter hat einen Backfocus von etwa 38mm.

li. ZWO ASI 174 Mini Mono – re. ZWO ASI 462 MC

Mit Hilfe der Webseite Astronomy.Tools habe ich mir den Bildausschnitt beider Guidingkameras und der Hauptkamera visuell darstellen lassen. Hier erkennt man deutlich das der Bildausschnitt der ZWO ASI 174 Mini annähernd viermal so groß ist wie der der ZWO ASI 462.

rot = Hauptkamera – grün = 174 Mini – gelb = Planetenkamera

In der Praxis sieht der Unterschied nicht weniger beeindruckend aus. Anhand Nachbars Dachziegeln lässt sich der Unterschied deutlich erkennen.

links ZWO ASI 174 Mini / rechts ZWO ASI 462

Mit einem 0,5 und einem 2 Meter USB-Kable, einem ST4 Kabel, einer 1,25″ Verlängerung, einem M28,5 Adapter, fällt der Lieferumfang recht üppig aus. Eine kleine Bedienungsanleitung gibt es natürlich auch noch.

Technische Daten der ZWO ASI 174 MM Mini Mono

  • Sensortyp: CMOS-Chip (Sony IMX174LLJ/IMX174LQJ)
  • Megapixel: 2,3
  • Auflösung: 1936 x 1216
  • Pixelgröße: 5,86µm
  • Chipgröße: 11,34 x 7,13mm
  • Chip-Diagonale: 13,4mm
  • Quanteneffizienz: 77%
  • Ausleserauschen: 3,5RMS
  • Backfocus: 8,5mm
  • Durchmesser: 36mm
  • Höhe: 61mm
  • Gewicht: 60g

Mit der ZWO ASI 174 MM Mini und dem PegasusAstro Indigo Off-Axis-Guider dürfte ich so das Maximum für meinen zweiten Versuch herausgeholt haben. Der schwierigste Teil, dem Einstellen der richtigen Lichtwege, liegt aber noch vor mir.

Einstellungen des OAG´s

Sicherlich gibt es viele Wege um einen Off-Axis-Guider einzustellen, was aber allen gemein sein dürfte, wäre die Notwendigkeit vieler verschiedener Verlängerungshülsen. In meinem Fall waren das M48 Verlängerungshülsen*.

In der Theorie ist das Einstellen eigentlich ganz einfach! Man muss lediglich darauf achten das die Lichtwege beider Sensoren – also Hauptkamera und Guidingkamera – gleich lang sind. Mehr eigentlich nicht!

Die Praxis ist das aber etwas komplizierter! Vor allem wenn man einen Korrektor oder Reducer besitzt. Hier muss der Lichtweg nicht nur gleich lang sein, sondern auch den richtigen Abstand zum Korrektor bzw. Reducer besitzen.

Wie auch immer, am Ende sollten beide Wege gleich lang sein

Ich habe den Lichtweg der Guidingkamera etwa 5mm kürzer ausfallen lassen als den der Hauptkamera. In der Rechnung habe ich diesen Wert als „Reserve/Spielraum“ angegeben.
Das hat folgende Gründe:

  1. Kann ich zum Schluss durch das herausziehen der Guidingkamera die fehlenden Millimeter wieder gut machen.
  2. Habe ich beim späteren Einstellen des Prismas genügend Spielraum und
  3. Sollte der Lichtweg am Ende bei der Guidingkamera nur 1mm länger sein, müsste ich den Weg der Hauptkamera verlängern und hier sollte unbedingt der geforderte Lichtweg zum Reducer eingehalten werden.

Das wichtigste Maß in meiner Rechnung ist der Arbeitsabstand zum Reducer. Dieser ist vom Hersteller abhängig und wird auch von diesen angegeben. In meinem Fall sollte der Abstand zwischen Reducer und Kamerasensor möglichst 85mm betragen. Was ein relativ gängiger Wert ist.

Lichtwege ausrechnen

Das ausrechnen des Lichtweges ist gar nicht so schwer. Dazu muss nur herausgemessen werden wieviel Millimeter nach Abzug aller notwendigen Bauteile wie Adapter, Filterräder und Off-Axis-Guider, von den 85mm noch übrig sind. Dieser übriggebliebene Wert bestimmt dann das Maß der benötigten Verlängerung.

Die Rechnung sah dann wie folgt aus:

BauteilLichtweg in mm
Kameragehäuse bis Sensor6,5
Kamera-M48 Adapter15
UV-IR Cut Filter10
OAG inkl. aller Adapter21
Reducer selber2
vorhandene Gesamtlänge54,5

Die notwendigen Bauteile benötigen bei mir also eine Länge von 54,5mm. Ziehe ich diesen Wert von den 85mm ab, bleibt ein Restwert von 30,5mm. Ich müsste also irgendwo eine Verlängerung von 30,5mm einschrauben, um den idealen Abstand zum Reducer zu besitzen.

Bevor ich das aber mache, muss ich noch den Lichtweg der Guidingkamera ausrechnen. Dabei gehe ich genauso vor wie mit der Hauptkamera.

BauteilLichtweg in mm
Kameragehäuse8,5
OAG bis Prisma28
Prisma bis OAG-Rand11
Reducer selber2
Reserve/Spielraumca. 5
vorhandene Gesamtlänge54,5

Der Lichtweg zwischen dem Sensor der Guidingkamera und dem Reducer beträgt inklusive meiner 5mm Reserveweg zufälligerweise auch 54,5mm. Ziehe ich diesen Wert von den vorgegebenen 85mm des Reducers ab, bleiben ebenfalls ein Rest von 30,5mm.

In meinem Fall hatte ich also richtig Glück und ich muss nur noch eine 30,5mm Verlängerung zwischen Off-Axis-Guider und Reducer einbringen.

Es könnte aber auch sein das die Werte beider Lichtwege unterschiedlich ausfällt! Dann müssen wir schauen das wir irgendwie beide Lichtwege auf die geforderten 85mm bekommen.
Hierzu merken wir uns folgendes:

  • Bringe ich eine Verlängerungshülse zwischen Off-Axis-Guider und Reducer an, verlängert sich der Lichtweg beider Sensoren.
  • Bringe ich eine Verlängerungshülse zwischen Off-Axis-Guider und Hauptkamera an, verlängert sich der Lichtweg der Hauptkamera
  • Bringe ich eine Verlängerungshülse zwischen Off-Axis-Guider und Guidingkamera an, verlängert sich der Lichtweg der Guidingkamera

Ein Beispiel:
Nehmen wir an die Hauptkamera benötigt eine Verlängerung von 30mm und die Guidingkamera nur 10mm. Hier verlängern wir zuerst den Gesamt-Lichtweg um 10mm, damit die Guidingkamera schonmal den perfekten Abstand zum Reducer besitzt.
Mit dem verlängern des Gesamt-Lichtweg, verkürzt sich auch der Lichtweg der Hauptkamera um 10mm auf nur noch 20mm. Diese fehlenden 20mm werden dann zwischen OAG und Hauptkamera eingebracht um so nur diesen zu verlängern. Am Ende haben dann beide Kameras einen Abstand von 85mm.

Irgendwie müssen beide Lichtwege gleichlang sein.

Zum Schluss sollte man noch schauen das man das Prisma parallel zur Längsseite des Sensors der Hauptkamera liegt. Hierzu lockert man einfach nur die 3 Inbusschrauben der Tiltingplatte und verdreht die Kamera so lange, bis beide Sensoren parallel ausgerichtet sind. Notfalls muss die Tiltingplatte abgeschraubt und versetzt wieder angeschraubt werden.

Prisma einstellen

Kommen wir nun zum Einstellen des Prismas. Das vorhandene Prisma kann in jedem OAG hinein- oder herausgezogen werden. Das ist auch notwendig, da das Prisma so nah wie möglich, aber nicht zu Nah am Kamerasensor liegen sollte. Ist das Prisma zu weit weg, wird nicht genügend Licht zur Guidingkamera umgelenkt. Ist das Prisma zu nah dran, wirft dieser einen Schatten auf die Hauptkamera. Den perfekten Abstand gilt es nun herauszufinden und dazu muss man mit zusammengebauten Off-Axis-Guider und angeschlossener Kamera ans Teleskop.

Glücklicherweise lässt sich diese Einstellung auch Tagsüber durchführen. Dazu lässt man einfach nur das defokussiert Teleskop in einem wolkenbehangenen Himmel, gegen die Hauswand oder durch ein T-Shirt schauen. Ähnlich wie man es auch bei Flats machen würde.

Ich in meinem Fall habe NINA als Aufnahmesoftware benutzt und so eine sehr kurz belichtete Aufnahme gemacht. Hier muss man auch nicht auf irgendein Histogramm schauen, es ist nur wichtig das man den Schatten des Prismas gut erkennen kann. Solltet ihr keine Abschattung erkennen, ist das Prisma vermutlich schon zu weit herausgezogen. Dann müsst ihr es wieder weiter hineinschieben.

deutliche Abschattung durch das Prisma zu erkennen

In meinem Fall ist aber eine deutliche Abschattung am oberen Rand des Bildes zu erkennen, demnach musste ich das Prisma ein klein wenig weiter herausziehen.

Das ist beim PegasusAstro aber gar nicht so einfach! Zwar lässt sich die Klemmschraube des Prismas auch im zusammengebauten Zustand lockern, um aber das Prisma verschieben zu können, muss ich in den OAG greifen können. Das bedeutet ich muss das komplette Paket aus Kamera und Off-Axis-Guider aus dem Teleskop nehmen, den Reducer abschrauben und anschließend das Prisma ein wenig verschieben. Danach das Prisma wieder Festkontern, alles zusammenschrauben und wieder ins Teleskop stecken. Das ist zwar sehr umständlich, aber in der Regel stellt man das Prisma ja nur einmal ein und berührt es nie wieder.

Anschließend wird wieder ein Foto gemacht und nachgeschaut ob sich was getan hat.

Die Abschattung ist deutlich kleiner geworden, aber immer noch zu sehen.
Also verschiebt man das Prisma ein zweites mal und vermutlich ein drittes und viertes mal auch. Bis eben keine Abschattung mehr erkennbar ist.

noch ist eine minimale Abschattung zu erkennen.

Zeitgleich habe ich die Guidingkamera über FireCapture laufen lassen und dabei beobachtet wie die Ausleuchtung des Sensors mit jedem herausziehen kleiner wurde. Dagegen kann man aber leider nichts machen, dass ist vermutlich dem Reducer geschuldet.

Ein kleiner Schatten im Guider

Wenn am Ende auf der Hauptkamera keine Abschattung mehr zu erkennen ist, hat man seine Arbeit soweit erledigt und darf sich auf die erste klare Nacht freuen.

Die ersten Nächte

Es dauerte dann knapp zwei Tage bis eine klare Nacht angekündigt wurde. Leider war diese Nächte um den Vollmond herum, was für meinen Guidingtest aber nicht schlecht war. Sollte nämlich PHD2 auch am aufgehellten Himmel einen Leitstern finden können, dann sicherlich auch in einer Neumondnacht.

Für die ersten Tests fuhr ich nacheinander die Objekte M42, M82 und IC434 an. In allen Gegenden konnte PHD2 sogar genügend Sterne finden um ein Multi-Star-Guiding durchführen zu können. Zwar war auch in der Praxis die Abschattung am oberen Rand der Guidingkamera zu erkennen, aber Sterne auch und das bei beinahe Vollmond.

Einige Tage darauf war wieder eine klare und mondlose Nacht, zumindest bis 23 Uhr. Dennoch war genügend Zeit um ein paar Stunden das Guiding beobachten zu können.

Als Objekt habe ich den offenen Sternhaufen M38 ausgewählt und auch hier fand PHD2 auf Anhieb genügend Sterne für das Multi-Star-Guiding.

Das Guiding lief über 3 Stunden perfekt und Fehlermeldungen gab es in diesem Zeitraum keine. Die zeitlich regelmäßig aufkommenden Ausschläge in der RA-Achse gilt es noch auszumerzen. Das ist aber ein Problem der Montierung und nicht des Off-Axis-Guiders.

Damit ist das Ergebnis deutlich besser als noch bei meinem ersten Versuch vor einem Jahr und mit dem Multi-Star-Guiding sogar besser als erhofft. Es wird sich natürlich noch zeigen müssen ob sich das Multi-Star-Guiding bei jedem Objekt einsetzen lässt, aber selbst wenn nicht! Einen Stern werde ich vermutlich immer finden können.
Es also sehr gut möglich ein Schmidt-Cassegrain über einen Off-Axis-Guider zu guiden. Allerdings ist die Anschaffung mit der ZWO ASI 174 MM Mini Mono* und des PegasusAstro Off-Axis-Guider Indigo* nicht gerade günstig.

CS, Dimi


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2 Gedanken zu „Off Axis Guiding mit einem 14 Zoll Schmidt-Cassegrain: Geräte, Aufbau und Einstellung“

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