• Was ist ein Iridium-Flare?
• Wie hell ist ein Iridium-Flare?
• Was benötige ich?
• Vorbereitung zu Hause
• Die Aufnahme
• Fehlerquellen
• Bildbearbeitung

Was ist ein Iridium-Flare?

Viele von euch haben sicherlich schon mal nachts verträumt in den Sternenhimmel geschaut und festgestellt, dass es schwache helle Punkte gibt die sich am Himmel bewegen. Diese Punkte sind nicht etwa Sternschnuppen oder Raumschiffe von ET, nein es sind von Menschenhand geschaffene Satelliten. Manche sind weniger hell als andere. Zurzeit befinden sich ca. 18.000 künstliche Objekte im Orbit der Erde.

Iridium ist ein weltumspannendes Satellitenkommunikationssystem welches aus 66 verschiedenen Satelliten besteht. Die Satelliten umkreisen die Erde mit einer Bahnhöhe von ca. 780 - 790km. Jeder Satellit besitzt drei Antennen, den sogenannten "Main Mission Antennas" (kurz MMA) und zwei Solarzellen-Paddel um Energie zu tanken. Die MMAs und die Solar-Pappel reflektieren Licht der Sonne. Wenn die Satelliten in einem günstigen Winkel zum Beobachter stehen, kann dieser für einen kurzen Augenblick das reflektierte Sonnenlicht auf der Erde sehen. Wir nehmen es als einen Punkt am Himmel wahr. Dieser wird immer heller, erreicht sein Maximum an Helligkeit und wird letztendlich wieder dunkler. Wichtig ist noch zu wissen, dass die Satelliten immer senkrecht zur Erdoberfläche stehen. Aufgrund des Winkels der MMAs sind die meisten Iridium-Flares die wir sehen von den MMAs reflektiertes Sonnenlicht. Es ist aber auch möglich, dass ein Flare vom Solarzellen-Panel zu beobachten ist.
Die folgende Grafik soll veranschaulichen wie das Sonnenlicht reflektiert wird.



Das reflektierte Licht bildet einen Lichtkegel auf der Erdoberfläche. Dieser Kegel hat nur wenige Kilometer Durchmesser. Aus diesem Grund ist ein Flare eines Iridium-Satelliten nur in bestimmten Gebieten zu sehen. Je dicht man sich am Zentrum des Lichtkegels befindet, desto heller und intensiver erscheint die Leuchterscheinung am Boden. Die hellsten Iridium-Flares können sogar Schatten werfen.
Der Flare wird von der Erde aus als ein Lichtpunkt an Himmel wahrgenommen. Im Gegensatz zu Sternen bewegt sich der Punkt in einer gleichförmigen Bewegung durch das Sternenmeer. Seine Helligkeit steigt langsam und danach immer schneller werdend an bis ein Maximum erreicht worden ist. Danach sinkt die Helligkeit und der Satellit taucht in den Schatten der Erde ein.
Informationen zu Iridium-Flares gibt es hier.

Wie hell ist ein Iridium-Flare?

Die Helligkeit eines Flares hängt sehr stark vom Ort ab an dem man sich befindet. Wie bereits erwähnt werfen die Antennen kleine Lichtkegel auf die Erdoberfläche.
Die Helligkeit eines kosmischen Objektes wird mit der Einheit "Magnitude" (kurz mag) angegeben. Man spricht von "Scheinbarer Helligkeit", weil diese Helligkeit angibt wie Hell das Objekt für einen Beobachter auf der Erde erscheint. Es ist nicht die tatsächliche Helligkeit des Himmelsobjekts.
Für die Scheinbare Helligkeit gilt: je kleiner der Wert ist, desto heller ist das Objekt.
Mit dem bloßen Auge kann man Objekte am Himmel wahrnehmen die ca. 4-5 mag besitzen. Unter idealen Bedingungen kann man auch Objekte mit der Helligkeit von 6 mag erkennen. Damit man ein Gefühl für die Scheinbare Helligkeit bekommt, habe ich hier man eine kleine Referenztabelle erstellt.

Wie man erkennen kann, ist die maximale Helligkeit für einen Iridium-Flare mit -8 mag angegeben. Solch helle Flares sind aber eher selten und ereignen sich nur ca. einmal pro Woche. Aber auch nicht ganz so helle Lichtblitze sind einen Blick oder ein Foto wert.
Aus Erfahrungen kann ich sagen: Alles was heller als -4 mag ist lohnt sich.

Was benötige ich?

Feierabend, der Himmel ist klar und die Kamera liegt bereit. Warum also nicht mal ein schönes Foto schießen.

Zuerst suchen wir mal zusammen was wir für ein Foto benötigen.

Da wir eine Langzeitbelichtung anfertigen ist es von Vorteil ein lichtstarkes Objektiv besitzen. Aber auch das KIT-Objektiv eignet sich zum Fotografieren von Iridium-Flares. Durch eine lichtstarke Linse erscheinen die Hintergrundsterne und der eigentliche Flare aber deutlich intensiver.
Ich nutze immer das Canon EF-50mm f/1.4 USM. Es bietet die ideale Brennweite, ist scharf und unglaublich lichtstark.
Zwingend notwendig ist auch ein Stativ. Da wir eine Aufnahme über mehrere Sekunden hinweg anfertigen, darf es zu keinen Verwackler kommen, sonst ist die Aufnahme futsch. Wer eine Montierung besitzt sollte diese verwenden. Hier kann man die Aufnahme mehrere Minuten lang belichten lassen.
Um Verwackler von der Hand zu vermeiden, ist ein Kabelauslöser oder ein Fernauslöser ebenfalls dringen zu empfehlen. Schon die kleinste Schwingung verursacht hässliche Verwackler auf dem Foto.

Außerdem wir ein Funkwecker benötigt. Warum?
Der Langwellensender DCF77 welcher in Frankfurt am Main steht, sendet alle paar Sekunden die aktuelle Uhrzeit aus. Ein Iridium-Flare erscheint sekundengenau. Ein Abschätzen der Zeit ist hier kaum möglich ohne eine genau gestellt Uhr zu besitzen.
Meine Funkuhr ist seit geraumer Zeit verschollen. Darum nutze ich das GPS-Signal um eine genaue Uhrzeit zu bekommen. Ich kopple mein GPS-Logger mit dem Handy und erhalte so auch die sekundengenaue Uhrzeit.

Vorbereitungen zu Hause

Wenn wir unser Equipment zusammengesucht haben, geht es ans Eingemachte.
Man kann sich nämlich genau berechnen lassen wann und wo ein Iridium-Flare erscheint. Dafür benötigt man seine Standortkoordinaten.

Es gibt zwei "große" Seiten für die Berechnung von Iridium-Flares:
Haevens Above
Calsky

Ich persönlich bevorzuge Calsky und werde diesen Workshop auch auf diese Seite aufbauen. Calsky bietet viel mehr Möglichkeiten und besitzt eine riesige Satellitendatenbank. Außerdem berechnet die Seite auch andere astronomische Ereignisse wie Sonnenfinsternisse, Kometen oder Planetenbedeckungen.
Des weiten schreibt Calsky: "CalSky ist die einzige Online-Quelle, wo Sie auch die Reflexionen an den Solarpanels berechnen können. Dadurch erhöht sich die Anzahl berechneter heller Flares um rund 50%." (www.casky.com)
Zuerst einmal öffnen wir www.calsky.com und geben unseren Ort an von wo aus wir den Flare fotografieren möchten. Dazu einfach auf die Erdkugel auf der rechten Seite klicken. Die eigene Position wird über eine Google-Karte festgelegt.



Nun können wir weiter auf der Seite surfen ohne unsere Ortsangabe zu verlieren. Um die Ortsangabe dauerhaft zu speichern lohnt sich eine kostenlose Registrierung auf Calsky.
Jetzt wählen wir im Hauptmenü "Satelliten" aus und im Untermenü klicken wir auf "(Iridium) Flares". Hier kann man den gewünschten Zeitraum auswählen. Die Uhrzeit gibt an ab wann die Berechnung durchgeführt werden soll. Die Zeitdauer gibt an für welchen Zeitraum die Berechnung durchgeführt werden soll.
Für mein Beispiel wähle ich den 07. August 2009 00:00 Uhr. Die Zeitspanne beträgt einen Tag.
Wenn man auf "OK" klickt zeigt uns Calsky nun eine Reihe von Iridium-Flares (und auch andere Satelliten) an welche am 07.08.2009 für meine Position sichtbar sind. Darunter sind zwei sehr helle Flares. Um 04:06 Uhr soll Iridium 22 eine Helligkeit von -6,1 mag erreichen. Aber um diese Uhrzeit schlafe ich leider noch.
Der nächste Eintrag sieht schon vielversprechender aus. Iridium 13 erscheint um 22:20 Uhr und ist sogar noch heller!
VOLLTREFFER



Ganz links sehen wir die Uhrzeit wann der Flare seine maximale Helligkeit erreicht. Danach kommt der Name des Satelliten und in der rechten Spalte finden wir viele Zusatzangaben welche bei der Positionsbestimmung helfen sollen. Hier interessiert uns nur die Helligkeitsangabe. -6,9 mag ist ein sehr toller Wert und verspricht eine gelungene Aufnahme. Aber auch das Betrachten des Iridium-Flares mit dem bloßen Auge ist beeindruckend.
Um die Position am Himmel zu bestimmen benutzen wir eine geniale Funktion von Calsky. Calsky hat nämlich eine Sternenkarte in der man sieht wo genau der Iridium-Flare erscheinen wird. Um diese Karte aufzurufen klicken wir einfach auf den Namen des Satelliten (rechts neben der Uhrzeit).
Diese Sternenkarte ist unser wichtigster Anhaltspunkt für die genaue Uhrzeit und für die Position am Himmel.
Wenn man mit der Maus über die Karte fährt, zeigt Calsky alle Namen von wichtigen Himmelsobjekten an. Wir gucken also wo unser Flare erscheint und suchen uns markante Punkte am Himmel. Diese markanten Punkte sind Sternbilder wie der Große Wagen, Orion oder (wie in unserem Fall) das Sternbild Kassiopeia. Es können aber auch Planeten oder der Polarstern als Referenzpunkte verwendet werden. Diese markanten Punkte sollte man aufschreiben oder eine kleine Skizze auf Papier anfertigen. Es ist auch möglich die Karte auszudrucken.

Bitte mit der Maus über das Bild fahren.


Bevor wir das Fenster schließen, ist es noch wichtig die Zeit des Erscheinens zu bestimmen. Die einzelnen Zeitabschnitte des Satelliten werden als Kreise dargestellt. Je größer der Kreis ist, desto heller ist die Erscheinung. In der Karte sehen wir wie die Kreise von Iridium 13 immer größer werden und wieder schrumpfen. Nun fahren wir mit der Maus über die Kreise und suchen den Zeitpunkt heraus, wo der Iridium-Flare kurz vor seinem Ausbruch steht.
WICHTIG: Kreise welche überlappt werden liegen weiter in der Zeit zurück als überlappende Kreise.
Unserer Flare von Iridium 13 wandert von unten-links nach oben-rechts und steht genau um 22:20 Uhr kurz vor seinem Ausbruch.
Diese Zeit schreiben wir uns auf. Außerdem sollten wir noch die Himmelsrichtung notieren. Das ist wichtig um die Position am Himmel zu bestimmen.

Die Aufnahme

Grundsätzlich gilt: Man sollte ca. 15 Minuten bevor der Flare erscheint mit den Vorbereitungen im Freien beginnen.

Zuerst sollte ein schöner Standort für seine Aufnahme gewählt werden. Da ich meine Aufnahmen meistens aus dem Garten heraus anfertige, gibt es für mich viele störende Faktoren. Das sind z.B. Straßenlampen die Streulicht erzeugen oder Äste und Bäume die mir im Weg stehen. Wir benötigen daher einen dunklen, im Schatten liegenden Standort. Man sollte darauf achten, dass der Blick zum Himmel immer frei ist und durch keine Bäume o.ä. verdeckt wird. Wer die Möglichkeit besitzt sollte versuchen sein Motiv aufzupushen indem man z.B. einen Kirchturm mit auf das Motiv packt. Dazu muss der Iridium-Flare aber relativ flach über den Horizont erscheinen.
Hat man den passenden Standort gefunden, gilt es zuerst einmal sein Equipment aufzubauen. Das beinhaltet das Aufstellen des Stativ's oder seiner Montierung. Ich benutze grundsätzlich ein Stativ für meine Aufnahmen. Eine Montierung ist hier aber von großen Vorteil, da diese die Erddrehung ausgleicht längere Belichtungszeiten machbar sind.
Jetzt noch die Kamera auf das Stativ stellen, Objektiv anschrauben und ganz wichtig: Der Fernauslöser muss montiert werden. Ich benutze einen billigen Kabelauslöser aus China. Aber er erfüllt seinen Zweck.

Nun kommen wir zum mit unter schwierigsten Teil der Aktion, dem Auffinden des richtigen Himmelsausschnitts. Hier helfen uns die Himmelsrichtung, ein Kompass, die ausgedruckte Calsky-Karte und die markanten Sterne. Wer sich am Firmament ein wenig auskennt wird es leichter haben als neu absoluter Neuling. Daher hier ein paar Tipps.

Die Himmelsrichtung: Hier hilft uns ein Kompass um die wirklich grobe Himmelsrichtung zu bekommen in der der Flare erscheinen wird. Für Iridium 13 haben wir uns NE (Nord-Ost) notiert. Wie man mit einen Kompass umgeht sollte man normalerweise wissen ;). Wer keinen Kompass besitzt, der kann sich auch am Polarstern orientieren. Der Polarstern liegt immer im Norden.

Markante Sterne: Wenn wir die grobe Himmelsrichtung haben, halten wir nach den markanten Sternen Ausschau. In unseren Fall ist es das Sternbild Kassiopeia. Diese Konstellation ist relativ leicht zu finden. Es gibt Himmelsausschnitte in denen es wirklich schwer ist einen Anhaltspunkt zu finden. Hier hilft nur Suchen, Vergleich und nochmals suchen.

Die Calsky-Karte: Wenn wir unsere Position immer noch nicht gefunden haben an der der Flare erscheinen soll, hilft uns die ausgedruckte Karte. Hier vergleichen wir einfach Stück für Stück den Himmel mit der Karte.

Die Kamera sollte so ausgerichtet werden, dass das Intensitätsmaximum des Iridium-Flares möglichst in der Mitte des Fotos zu sehen ist.
Das Finden des richtigen Himmelsausschnitts kann zu einer zeitaufwendigen Prozedur werden. Vor allem dann, wenn man große Brennweiten benutzt. Je größer die benutzte Brennweite ist, desto genauer muss die Kamera ausgerichtet werden. Man sollte auch bedenken, dass sich die Erde dreht. Also die Sterne wandern aus unserer Sicht. So ist eine ausgerichtete Position nach einer Stunde nicht mehr aktuell.
Um eine Übersichtsaufnahme zu erstellen empfehlen sich Weitwinkelobjektive. Hier kann ein Himmelspanorama eingefangen werden und eventuelle Objekte wie z.B. der erwähnte Kirchenturm können gut auf das Bild platziert werden. Ich bevorzuge aber eher mein 50mm Objektiv. Hier kommt der Flare einfach intensiver rüber. Ich habe aber auch schon Aufnahmen mit 200mm Brennweite angefertigt.
Für Iridium 13 habe ich mich für das gut bewährte 55mm f/1.4 von Canon entschieden.
Da wir ein Stativ benutze und das verwendete Objektiv 50mm Brennweite besitzt, dürfen wir nicht länger als 10 Sekunden lang belichten. Alle Belichtungszeiten über 10 Sekunden, lassen störende Strichspuren entstehen.
Nun aktivieren wir den Manuellen Modus (M auf dem Drehrad) und stellt unsere Kamera ein. Die Betriebsart muss auf "Reihenaufnahme schnell " gestellt werden. Jetzt nimmt die Kameras solange Bilder auf, wie der Auslöser gedrückt wird. Nicht alle Kameras unterstützten diese Speed-Funktion. Aber eine Reihenaufnahme ist definitiv wichtig.
Unsere Kameraeinstellungen sehen jetzt wie folgt aus:

• Modus: M
• Belichtung: 10s
• Blende: f/2.8
• ISO: 500ASA
• Betriebsart:
• Qualität: L + RAW

Jetzt heißt es Testaufnahmen anfertigen. Die Testaufnahmen dienen der Kontrolle für Fokus und der Position. Wir wollen doch keine unscharfen Sterne und er Flare soll auch im Bild erscheinen, nicht außerhalb.
Erst wenn man mit den Testaufnahmen zufrieden ist, sind die Vorbereitungen abgeschlossen.

Wenn die Kamera ausgerichtet ist und man sich sicher ist, dass der Himmelsausschnitt stimmt, bleiben einen meist nur noch wenige Minuten bis der Iridium-Flare erscheint. Hier kommt unser Funkwecker ins Spiel. Wir haben uns die Zeit aufgeschrieben (oder gemerkt) in der der Flare erscheinen soll. Kurz bevor dieser Zeitpunkt eingetroffen ist, drücken wir den Fernauslöser und halten ihn gedrückt. Wir können den Flare nun mit eigenen Augen genießen. Wenn der Iridium-Flare vorüber ist, lassen wir den Auslöser wieder los. Die Reihenaufnahme stoppt.
Das war es eigentlich auch schon. Das Equipment kann abmontiert werden und die Fotos werden auf den PC übertragen.
Unser Ergebnis sind 6 Aufnahmen mit insgesamt 60 Sekunden Belichtungszeit auf denen der Satellit zu sehen ist:

Fehlerquellen

Strichspuraufnahmen Lösung: kürzere Belichtungszeiten Montierung verwenden	Reflektionen in der Linse Lösung: Gegenlichtblende verwenden Lichtquellen am Standort vermeiden
Licht von Straßenlampen Lösung: Standort wechseln Sich in den Schatten (z.B. von einem Baum) stellen	Verwackler durch Vibrationen Lösung: Stativ verwenden einen windstillen Standort suchen
Falscher Fokus (Unschärfe) Lösung: Fokus an einem hellen, entfernten Objekt einstellen (z.B. Mond, heller Stern) Testaufnahmen anfertigen	Falscher Himmelsausschnitt Lösung: Position mit Calsky-Karte vergleichen Testaufnahmen anfertigen
Störende Objekte (Hausdach) Lösung: Standort wechseln

Bildbearbeitung

Nun kommen wir zu einem der wichtigsten Teile, die Bildbearbeitung. Da wir den Iridium-Flare nur stückweise aufgenommen haben, müssen wir diese Bilder jetzt zusammenfügen. Ich benutze für die Bildbearbeitung Adobe Photoshop. Eine Alternative zu Photoshop ist die kostenfreie Bildbearbeitungssoftware GIMP.

Zuerst entwickeln wir unsere RAW-Bilder mit dem RAW-Plugin von Photoshop. Ich habe den Farbbereich leicht ins bläuliche verschoben und die Kontraste zwischen Sterne, Flare und Hintergrund wurden erhöht.
Nachdem alle 6 Aufnahmen von Iridium 13 in Photoshop geladen wurden, kopiert man jede einzelne Aufnahme in ein einziges Dokument. Nun haben wir eine Arbeitsfläche mit 6 Ebenen, jede Ebene ist eine Aufnahme. Wichtig ist, dass die unterste Ebene das Foto ist, auf dem der Flare die größte Helligkeit aufweist. Diese Ebene lassen wir unverändert. Die restlichen Ebenen bekommen den Ebenenstil "Aufhellen".

Unser Foto sieht jetzt wie folgt aus:



Man erkennt eindeutig die Lücken zwischen den einzelnen Aufnahmen. Außerdem entstehen durch die Erdrotation sogenannte Strichspuren. Das ändern wir jetzt.
Zuerst deaktivieren wir einmal alle Ebenen bis auf die 2. Ebene. (1)
Danach wählen wir das "Polygon-Lasso-Werkzeug" (2) und markieren damit die Spur des Satelliten. (3)



Die Auswahl muss jetzt invertiert werden. Entweder wir machen einen Rechtsklick auf die Auswahl und wählen "Auswahl umkehren oder man benutzt die Tastenkombination STRG + SHIFT + I.
Die invertierte Auswahl wird jetzt einfach ganz frech gelöscht: ENTF-Taste!
Diesen Vorgang wiederholen wir mit allen anderen Ebenen, sodass wir am Ende fünf Ebenen besitzen, in denen nur die Satellitenspur zu sehen ist und eine Ebene mit dem Originalbild.
Die Strichspuren sind jetzt verschwunden. Das sieht doch jetzt schon etwas schöner aus.
Als nächsten Schritt markieren wir alle Ebenen bis auf die erste Ebene. Mehrere Ebenen werden markiert indem man STRG gedrückt hält und mit der Maus die Ebene auswählt welche markiert werden soll.



Diese Ebenen werden jetzt zu einer Ebene zusammengefasst. Hierfür machen wir einen Rechtsklick auf die markierten Ebenen und wählen "Auf eine Ebene reduzieren". Damit es schneller geht, benutzen wir die Tastenkombination STRG + E.
Wir besitzen jetzt ein Arbeitsdokument mit zwei Ebenen. Die oberste Ebene habe ich zum Verständnis einmal grün eingefärbt.



Jetzt entfernen wir die Lücken zwischen den Satellitenspuren. Dafür aktivieren wir die 2. Ebene, also die Ebene welche im vorherigen Bild grün eingefärbt ist. Für die dünnen Satellitenspuren benutzen wir das "Kopierstempel-Werkzeug" (1). Mit einem Rechtsklick auf das Areitsdokument wird bestimmt wie groß der Pinseldurchmesser sein soll. (2) Ich habe mich für einen Durchmesser von 40 Pixeln entschieden. Mit gedrückter ALT-Taste wählen wir nun den Bereich aus von wo wir Bildinformationen kopieren wollen. (3) Dieser Bereich muss Teile der Satellitenspur enthalten.



Wenn der Bereich gewählt wurde, kann die ALT-Taste wieder losgelassen werden. Wenn wir jetzt mit der Maus über das Dokument fahren sehen wir wie die Spur von der Maus mitgezogen wird. Wir passen also den Stempel in die Lücne ein, drücken die linke Maustaste und Fahren mit der Maus solange hin und her bis die Lücke geschlossen ist.



So stempels wir alle Lücken weg, bei denen es machbar ist. Es gibt aber noch eine kleine Problemstelle im Foto welche man nicht mit dieser Technik beseitigen kann. Diese Stelle betrifft eine Lücke bei der Intensitätsabnahme vom Iridium-Flare.
Zunächst fassen wir aber mal alle Ebenen zu einer einzigen Ebene zusammen. (STRG + E) Und jetzt zu unserer Problemstelle. Wir suchen uns im Verlauf des Flares eine Stelle heraus welche eine ähnliche Dicke und Intensität wie unsere Problemstelle aufweist. Diese Stelle markieren wir mit dem "Polygon-Lasso-Werkzeug". (1) Ein Rechtsklick auf die Auswahl öffnet das Kontexmenü. Hier erzeugen wir eine neue Ebene indem wir "Ebene durch Kopie" anklicken. Mit einem weiteren Rechtsklick und dem Klick auf "Frei transformieren" können wir die Ebene ziehen, zerren oder vergrößern wie wir wollen. Uns reicht aber der Eintrag "Um 180° drehen" im Kontexmenü völlig aus. (2) Zum Schluss ziehen wir die Ebene einfach an die gewünschte Position. (3) Mit den Pfeiltasten kann pixelgenau bestimmt werden, an welcher Stelle der Grafik-Flicken sitzen soll. Wenn die gewünschte Position erreicht worden ist, bestätigen wir mit ENTER. Und fassen die Ebenen wieder zu einer einzigen Ebene zusammen.



Schon glaubt und keiner mehr, dass diese Aufnahme aus 6 einzelnen Bildern entstanden ist. Zum Schluss kann man das Foto noch etwas aufpeppen indem man beispielsweise die markanten Sterne hervorhebt. Hier habe ich einfach weiche, weiße Punkte mit dem Pinselwerkzeug auf eine neue Ebene gezeichnet. Der Ebenenstil wurde auf "Weiches Licht" gesetzt und die Ebene hat eine Deckkraft von 25%.

Und TADAAA! Nun können wir stolz unser Endergebnis präsentieren.



Viel Spaß beim Nachmachen!