Sternenfotografie-Rechner
Wie lange kannst du Sterne belichten, ohne deutliche Spuren zu bekommen?
Bei der Sternenfotografie möchtest du möglichst viel Licht sammeln. Gleichzeitig dreht sich die Erde während der Aufnahme weiter – und dadurch beginnen Sterne bei längeren Belichtungszeiten als kleine Striche statt als Punkte zu erscheinen.
Mit dem Sternenfotografie-Rechner erhältst du einen praxisnahen Ausgangswert für die maximale Belichtungszeit. Dafür berücksichtigt die vereinfachte NPF-Regel Brennweite, Blende und Sensorauflösung.
Zusätzlich zeigt dir der Rechner die klassische 500er-Regel zum Vergleich.
Warum entstehen bei langen Belichtungszeiten Sternspuren?
Auch wenn der Nachthimmel ruhig erscheint, bewegt er sich aus unserer Perspektive ständig. Ursache dafür ist die Rotation der Erde.
Bei kurzen Belichtungszeiten fällt diese Bewegung im Foto kaum auf. Verlängerst du die Belichtungszeit, legt das Licht eines Sterns während der Aufnahme jedoch eine zunehmend größere Strecke auf dem Sensor zurück.
Aus einem Punkt wird zunächst ein leicht länglicher Stern und bei noch längeren Belichtungen schließlich eine sichtbare Sternspur.
Die entscheidende Frage lautet deshalb:
Wie lange kann ich belichten, bevor diese Bewegung im Foto störend sichtbar wird?
Genau dafür gibt es verschiedene Faustregeln.
Was ist die 500er-Regel?
Die 500er-Regel ist die klassische und besonders einfache Methode zur Abschätzung der Belichtungszeit.
Für Vollformat lautet sie vereinfacht:
500 ÷ Brennweite = Belichtungszeit in Sekunden
Bei einem 20-mm-Objektiv ergibt sich:
500 ÷ 20 = 25 Sekunden
Bei kleineren Sensorformaten wird zusätzlich der Crop-Faktor berücksichtigt.
Ein 20-mm-Objektiv an einer APS-C-Kamera mit Crop-Faktor 1,5 ergibt beispielsweise:
500 ÷ (20 × 1,5) ≈ 16,7 Sekunden
Das ist einfach zu merken – hat aber einen entscheidenden Nachteil.
Warum ist die 500er-Regel heute oft zu großzügig?
Die 500er-Regel stammt aus einer Zeit, in der die heutigen hochauflösenden Digitalsensoren keine Rolle spielten.
Sie berücksichtigt weder die Pixelgröße beziehungsweise Sensorauflösung noch die verwendete Blende.
Gerade bei Kameras mit vielen Megapixeln können deshalb bereits Sternbewegungen sichtbar werden, obwohl die Belichtungszeit laut 500er-Regel noch problemlos möglich sein sollte.
Der Rechner zeigt die 500er-Regel daher bewusst nur als Vergleichswert.
Sie ist weiterhin nützlich, um ein Gefühl für die Größenordnung zu bekommen. Als alleinige Empfehlung für möglichst punktförmige Sterne ist sie jedoch häufig zu ungenau.
Was macht die NPF-Regel anders?
Die NPF-Regel versucht, die mögliche Belichtungszeit genauer abzuschätzen.
Neben der Brennweite berücksichtigt sie auch die Blende und die Pixelgröße des Sensors.
Die Pixelgröße wiederum lässt sich näherungsweise aus Sensorformat und Megapixelzahl bestimmen. Deshalb fragt dich der Rechner zusätzlich nach der Auflösung deiner Kamera.
Das erklärt auch, warum zwei Vollformatkameras mit derselben Brennweite und Blende unterschiedliche Ergebnisse liefern können.
Eine Kamera mit 24 Megapixeln besitzt normalerweise größere Pixel als eine gleich große Sensorfläche mit 60 Megapixeln. Eine kleine Bewegung des Sterns verteilt sich bei der höher auflösenden Kamera schneller über mehrere Pixel und kann dadurch früher sichtbar werden.
Warum braucht der Rechner die Blende?
Ein Stern ist in einem Foto nicht zwangsläufig ein mathematisch perfekter Punkt. Seine Abbildung besitzt eine gewisse Ausdehnung auf dem Sensor.
Die verwendete Blende beeinflusst diese Abbildung und fließt deshalb in die vereinfachte NPF-Berechnung ein.
Das unterscheidet die NPF-Regel ebenfalls von der wesentlich einfacheren 500er-Regel.
Für die Praxis musst du daraus aber keine komplizierten Berechnungen ableiten. Du gibst einfach die tatsächlich verwendete Blende ein – den Rest übernimmt der Rechner.
Warum fragt der Rechner nicht nach ISO?
Die ISO-Einstellung beeinflusst nicht, wie schnell sich ein Stern während der Aufnahme über den Sensor bewegt. Deshalb benötigt der Rechner für die Berechnung nach NPF- und 500er-Regel keine ISO-Angabe.
ISO wird erst interessant, wenn du entscheidest, mit welchen Einstellungen du dein eigentliches Foto aufnehmen möchtest.
Reichen beispielsweise 10 Sekunden bei weit geöffneter Blende nicht für die gewünschte Aufnahme aus, kannst du unter anderem einen höheren ISO-Wert verwenden.
Vereinfacht gesagt:
Die Belichtungszeit begrenzt die Sternbewegung. ISO hilft dir anschließend dabei, eine geeignete Aufnahmehelligkeit beziehungsweise Signalaufzeichnung zu erreichen.
ISO verlängert also nicht die Zeit, in der die Sterne punktförmig bleiben.
Mit welchem ISO-Wert kannst du anfangen?
Wenn du noch wenig Erfahrung mit Sternenfotografie hast, ist ISO 1600 ein brauchbarer Ausgangspunkt für eine erste Testaufnahme.
Ein möglicher Start könnte beispielsweise so aussehen:
Belichtungszeit: vom Rechner ermittelter NPF-Wert
Blende: möglichst weit geöffnet beziehungsweise wie im Rechner eingegeben
ISO: zunächst etwa 1600
Ist die Aufnahme unter deinen Bedingungen noch zu dunkel beziehungsweise das Histogramm sehr weit links, kannst du beispielsweise ISO 3200 ausprobieren.
Das sind bewusst keine festen Regeln. Kameras unterscheiden sich ebenso wie Himmel, Lichtverschmutzung und Motiv. ISO 1600 soll dir deshalb lediglich einen unkomplizierten Startpunkt für die erste Aufnahme geben.
Danach beurteilst du das Ergebnis und passt deine Einstellungen an.
Ist der berechnete NPF-Wert die exakt maximale Belichtungszeit?
Nein – und genau das ist wichtig.
Der errechnete Wert ist ein praxisnaher Ausgangspunkt und keine harte Grenze.
Wie deutlich eine Sternbewegung sichtbar wird, hängt von mehreren Faktoren ab. Dazu gehören unter anderem Brennweite, Sensorauflösung, Blende und die Position der fotografierten Sterne am Himmel.
Hinzu kommt die spätere Betrachtung.
Ein Foto, das verkleinert auf einem Smartphone vollkommen unauffällig aussieht, kann bei einer starken Vergrößerung am Monitor bereits leicht längliche Sterne zeigen.
Deshalb wäre es irreführend, eine berechnete Zeit von beispielsweise 12,5 Sekunden als garantiert exakte Grenze zu verstehen.
Spielt die Position der Sterne am Himmel eine Rolle?
Ja.
Nicht alle Sterne bewegen sich aus unserer Perspektive gleich schnell über den Himmel. In der Nähe des Himmelsäquators ist die scheinbare Bewegung stärker als in Richtung der Himmelspole.
Eine sehr detaillierte Berechnung könnte deshalb zusätzlich berücksichtigen, in welche Himmelsregion du fotografierst.
Für einen unkomplizierten Fotografie-Rechner würde das die Anwendung allerdings deutlich komplizierter machen.
Der hier verwendete NPF-Wert ist deshalb bewusst eine vereinfachte, praxisorientierte Berechnung. Er soll dir einen vernünftigen Ausgangspunkt für deine Aufnahme geben und nicht jede astronomische Variable simulieren.
Ein praktisches Beispiel
Du fotografierst den Sternenhimmel mit einer Vollformatkamera mit 24 Megapixeln, einem 20-mm-Objektiv und Blende f/2.
Die klassische 500er-Regel erlaubt ungefähr:
25 Sekunden
Die vereinfachte NPF-Regel kommt dagegen auf ungefähr:
12,5 Sekunden
Der Unterschied ist erheblich.
Das bedeutet nicht automatisch, dass eine Aufnahme mit 25 Sekunden unbrauchbar wäre. Bei genauer Betrachtung ist aber wesentlich eher mit einer sichtbaren Bewegung der Sterne zu rechnen.
Wenn du möglichst saubere Sterne möchtest, ist der kürzere NPF-Wert deshalb der sinnvollere Ausgangspunkt.
Was solltest du in der Praxis machen?
Nutze den berechneten NPF-Wert als Startpunkt für deine erste Aufnahme.
Zeigt der Rechner beispielsweise 12,5 Sekunden an, kannst du mit etwa 10 bis 13 Sekunden beginnen. Vergrößere anschließend das Foto auf dem Kameradisplay und kontrolliere einen gut sichtbaren Stern.
Erscheint er bereits länglich, verkürzt du die Belichtungszeit etwas.
Sind die Sterne sauber und du möchtest mehr Licht sammeln, kannst du vorsichtig eine etwas längere Zeit ausprobieren.
Der Rechner nimmt dir damit nicht die Entscheidung ab. Er sorgt vielmehr dafür, dass du nicht völlig im Dunkeln anfangen musst – was bei der Sternenfotografie ausnahmsweise sogar ziemlich wörtlich gemeint ist.
Was tun, wenn die Belichtungszeit zu kurz wird?
Bei längeren Brennweiten oder sehr hochauflösenden Kameras können die empfohlenen Zeiten überraschend kurz werden.
Dann fehlen möglicherweise Photonen – und damit Licht.
Statt die Belichtungszeit einfach deutlich über den empfohlenen Wert hinaus zu verlängern, kannst du beispielsweise die Blende weiter öffnen oder die ISO-Empfindlichkeit erhöhen.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, mehrere kürzere Aufnahmen anzufertigen und sie anschließend zu stacken. Dadurch lässt sich das Rauschen reduzieren, ohne für jedes einzelne Foto eine lange Belichtungszeit mit entsprechend deutlicher Sternbewegung verwenden zu müssen.
Für längere Belichtungen mit tatsächlich nachgeführten Sternen kommt schließlich eine astronomische Nachführung beziehungsweise ein Star Tracker ins Spiel.
500er-Regel oder NPF-Regel?
Für eine schnelle Überschlagsrechnung ist die 500er-Regel weiterhin praktisch. Sie benötigt lediglich die Brennweite und gegebenenfalls den Crop-Faktor.
Wenn du mit einer modernen Digitalkamera möglichst punktförmige Sterne aufnehmen möchtest, ist die NPF-Regel jedoch der sinnvollere Ausgangspunkt, weil sie weitere relevante Faktoren berücksichtigt.
Deshalb steht im Rechner der NPF-Wert im Mittelpunkt.
Die 500er-Regel bleibt sichtbar – aber bewusst als Vergleich.
Ein Satz zum Merken
Die berechnete Belichtungszeit ist kein Tempolimit, sondern ein guter Startpunkt.
Beginne beispielsweise mit dem NPF-Wert, einer weit geöffneten Blende und etwa ISO 1600. Mach anschließend eine Testaufnahme, kontrolliere die Sterne vergrößert und passe deine Einstellungen an.
Gerade bei der Sternenfotografie ist diese Kontrolle oft wertvoller als die zweite Nachkommastelle irgendeiner Formel.