Photografie von Mondfinsternisse

Zweitens stellt sich die Frage nach den Belichtungszeiten. Allgemein kann man aus [1] dafür folgende Beziehung entnehmen:

Gl.(3)

t = N2/(C·E)

wobei: N = Brennweite/Objektivdurchmesser C = Konstannte = 120 für Vollmond E = Filmempfindlichkeit in ASA bzw. ISO

Die Größe C hängt vom Phasenwinkel des Mondes ab. Da Mondfinsternisse aber nur bei Vollmond auftreten, sei die Tabelle aus [1] hier nur aus Vollständigkeit wiedergegeben:

Phasenwinkel [°]	Mondalter [Tage]	Cges	CTerminator	Cges gilt nur für die Fotografie des gesammten Mondes CTerminator gilt nur für die Fotografie in der Nähe des Terminators
0	14	120	120
12	13 oder 15	86	86
24	12 oder 16	67	67
37	11 oder 17	52	50
49	10 oder 18	41	38
61	9 oder 19	34	29
73	8 oder 20	29	23
85	7 oder 21	24	17
98	6 oder 22	19	13
110	5 oder 23	16	6
122	4 oder 24	14	7
134	3 oder 25	11	4

So erhält man z.B. für eine Optik mit N=10 (wie "Russentonne" oder C8) auf einem 400ASA Film eine Belichtungszeit für den vollbeleuchteten Vollmond von t=1/480s oder ca. 1/500s. Befindet sich der Mond im Halb- bzw. Kernschatten, so muß man natürlich länger belichten. Die Verlängerungsfaktoren können aus folgender Tabelle entnommen werden:

Stadium der Finsternis	Verlängerungsfaktor	Diese Daten wurden aus [2] entnommen
Volles Mondlicht	1x
Halbschatten	3-6x
am Rand des Kernschatten	300-3000x
Finsternismitte	10000x

Damit ergibt sich bei einem Öffnungsverhältnis von N=10 in der Mitte der Finsternis eine Belichtungszeit von 1/500s x 10000 = 20s auf einem 400ASA-Film. Aber Achtung! Die Formeln liefern nur Richtwerte! Die Helligkeit einer Mondfinsternis hängt seht stark vom Verschmutzungsgrad der oberen Erdatmosphäre ab. Laut [3] wurde die Finsternis im April 1996 als 'mittelhell' klassifiziert. Das andere Extrem soll die Finsternis vom 9./10.12.1992 gewesen sein. Aufgrund von Staubmassen, die der Vulkan Pinatubo in die Atmosphäre gepustet hatte, war die Finsternis 'eine der dunkelsten, die es je gegeben hat'. Der verfinsterte Mond war visuell fast nicht mehr zu erkennen. Sie war einige 100mal heller als die 'helle' Finsternis vom 9.2.1990 (siehe [4]). Die Belichtungszeiten sind für den Fall, daß uns ein Vulkan noch vor der nächsten Finsternis eine Menge Staub in die Luft pustet, nochmals zu verlängern.
Außerdem muß man noch die Höhe des Mondes über den Horizont berücksichtigen (Dunst!). Es kann also nicht schaden, einige Aufnahmen mit doppelter, vierfacher oder achtfacher Belichtungszeit zu machen. Man sollte stets etwas mit der Belichtungszeit spielen. Ein gute Idee ist es, außerdem alle verfügbaren Fachzeitschriften und Bücher nach Photos von Mondfinsternissen zu durchsuchen die dort angegebenen Aufnahmedaten (Öffnungsverhältnis, Brennweite, Filmempfindlichkeit, Belichtungszeit) auf eigene Verhältnisse umzurechnen. Nach dem Motto: "Wie lange hätte ich belichten müssen, wenn ich diese Aufnahme mit meiner Optik auf einem xxx ASA-Film gemacht hätte?" Dazu zwei Hinweise:

1. Verdoppelt man die ASA-Zahl, halbiert sich die Belichtungszeit, siehe Gl.(3)
2. Das Öffnungsverhältnis geht quadratisch in die Belichtungszeit ein, d.h. von z.B. Blende 4 auf 5.6 muß die Belichtungszeit verdoppelt, und von Blende 4 auf Blende 8 vervierfacht werden, siehe Gl.(3)

Bleibt noch zu klären, wann eine Kamera nachgeführt werden muß. Mit N=4 und einer Filmempfindlichkeit von 1600ASA erhält man für die Finsternismitte eine Belichtungszeit von ca. 1s. In dieser Zeit bewegt sich der Mond wegen der Erdrotation um 0.004° = 15''. Mit einer Brennweite von f=200mm wird dieser Winkel 0.0145mm groß auf der Filmebene abgebildet. Davon dürfte man auch bei hochauflösenden Filmen nichts sehen. Gibt man eine maximale Bewegungsunschärfe von 0.03mm vor (genug für grobkörnige, hochempfindliche Filme), so kann man sogar 2s belichten. Wie man leicht sieht, so würde es jetzt in einem Mathelehrbuch heißen, kann die maximale Belichtungszeit, in der der Mond bei gegebener Brennweite f eine bestimmte Strecke S nicht überschreitet, durch folgende Formel ausgerechnet werden:

Gl.(4)

t = 2·arctan(S/(2·f)) / 0.004

mit: t = Belichtungszeit S = maximale Unschärfe f = Brennweite

Die Deklination des Mondes kann vernachlässigt werden.

Aus Formel (4) erhält man nun folgende Tabelle:

f [mm]		t [s]		Maximalbelichtungszeit t bei gegebener Brennweite f und S=0.03mm
50		8
100		4
200		2
300		1.4
400		1
500		0.8
800		0.5
1000		0.4
2000		0.2

Bei einem 1600ASA-Film dürfte 400mm f/4 wohl die längste Brennweite sein, bei der man noch ohne Nachführung auskommt. Nimmt man aber einen 3200ASA-Film, so könnte man sogar noch bei einem Teleskop mit f=800mm f/4 ohne Nachführung auskommen.

Mondfinsternisse bieten die Gelegenheit, die Form des Erdschattens zu dokumentieren. Man macht dazu einfach eine Mehrfachaufnahme, wobei die Kamera an den Sternen nachgeführt wird. Eine solche Aufnahme war z.B. in [5] zu sehen. Wenn man nicht will, daß sich die Mondbilder überlappen, so sollte man die einzelnen Mondbilder in einem Abstand von ca. eine Stunde machen, denn das ist die Zeit, die der Mond braucht, um seinen eigenen Durchmesser relativ zu den Sternen zurückzulegen.

So, das war's was ich zu diesem Thema zu sagen hätte. Bleibt mit noch allen, die letztes Mal Pech hatten, für's nächste Mal mehr Glück zu wünschen.

Clear skys to all of you!


Literatur:

[1] B.Koch, Sternführer 1988, S.72

[2] H.M. Hahn, Astrofotografie als Hobby, S.58

[3] Sterne und Weltraum 8-9/1996, S.652

[4] Sterne und Weltraum 3/1993, S.222f

[5] Sterne und Weltraum 7/1996, S.577f

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