Partielle Sonnnenfinsternis 2021 – Livestream




Ereignisse:

Kapitel (freie Sicht):

Zeit Ereignis
11:34 erster Kontakt (Beginn der Finsternis)
12:34 Maximale Bedeckung
13:38 letzter Kontakt (Ende der Finsternis)

Am 10. Juni können wir in Deutschland eine partielle Sonnenfinsternis beobachten. Der Mond schiebt sich vor die Sonne und deckt sie dabei teilweise ab.

Was wird man in Halle von der Sonnenfinsternis sehen können?

Bei der Finsternis am 10. Juni handelt es sich um eine Ringförmige Sonnenfinsternis. Der Mond schiebt sich vor die Sonne, kann sie jedoch nicht komplett abdecken, der sich gerade in einem erdfernen Punkt auf seiner Bahn befindet. Es bleibt ein Sonnenring sichtbar. Jedoch müssten wir nach Kanada, Grönland oder in die Arktis reisen, um den Mond zentral vor der Sonne sehen zu können.

Ringförmige Sonnenfinsternis
Ringförmige Sonnenfinsternis, Bild: Planetarium Kanena

In Halle (Saale) wird der Mond während der maximalen Verfinsterung um 12:34 Uhr nur etwa 12% der Sonnenscheibe bedecken. Vom ersten Kontakt des Mondes um 11:34 Uhr bis zu seinem Austritt 13:37 Uhr vergehen dabei über zwei Stunden. So haben wir genug Zeit, um während der Mittagspause einen kurzen Blick zur Sonne werfen zu können.

Partielle Sonnenfinsternis am 10. Juni 2021 - Maximale Verfinsterung
Maximale Verfinsterung in Halle um 12:34 Uhr, Bild: Planetarium Kanena

Wie kann man eine Sonnenfinsternis gefahrlos beobachten?

Für die Beobachtung der Sonne benötigt man eine spezielle Ausrüstung. Eine Sonnenfinsternisbrille ist hierbei schon für wenige Euro zu haben. Doch es gibt noch weitere Beobachtungsmöglichkeiten.

  • Lochkamera kann sehr leicht selbst hergestellt werden. Dazu benötigt man nicht viel mehr als einen Karton oder eine leere Milchpackung.
  • Sonnenfinsternisbrille ist eine einfache und sichere Methode zu Sonnenbeobachtung.
  • Sonnenteleskope bzw. Teleskope, die mit einem entsprechenden Schutzfilter ausgestattet sind, erlauben eine detailreichere Sicht auf die Sonne und verschiedene Oberflächenerscheinungen, wie Sonnenflecken oder Materieauswürfe.
  • Einige Teleskope eignen sich auch zum Abbilden der Sonne auf einen Projektionsschirm.

Achtung: Andere Hilfsmittel, die scheinbar den selben Zweck erfüllen, wie etwa Schweißerbrillen, Rettungsdecken, rußgeschwärzte Scheiben, CDs oder gar mehrere Sonnenbrillen übereinander sind nicht zu empfehlen. Der sichtbare Anteil des Sonnenlichtes wird so zwar zum Teil gut abgedunkelt, doch die nicht sichtbaren Anteile wie beispielsweise UV-Strahlung werden mitunter nicht ausreichend gefiltert. Diese können zu irreparablen Augenschäden führen.

Wie entsteht eine Sonnenfinsternis?

Der Mond bewegt sich auf seiner Bahn einmal in 29,53 Tagen um die Erde. Dabei durchläuft er seine verschiedenen Phasen: Neumond, zunehmender Mond, Vollmond, abnehmender Mond. Diese Phasen entstehen, da wir je nach Stellung des Mondes zur Sonne nur einen bestimmten Teil des von der Sonne halb erleuchteten Mondes sehen.

Mondphasen und Finsternisse
Mondphasen und Finsternisse

Während der Neumondphase zieht der Mond seine Bahn zwischen Sonne und Erde hindurch, sodass die unbeleuchtete Seite des Mondes zur Erde zeigt. Bedeckt der Mond dabei die Sonne und wirft dabei einen Schatten auf die Erde, können wir eine Finsternis sehen.

Während einer partiellen Sonnenfinsternis bedeckt der Mond die Sonne nur teilweise. Die Sonne wirkt „angeknabbert“.

Wann können wir die nächste totale Sonnenfinsternis sehen?

Die letzte partielle Sonnenfinsternis über Halle am 20. März 2015 ist nun schon sechs Jahre her. Dabei bedeckte der Mond über 70% der Sonne. Auf die Nächste müssen wir nicht so lange warten. Bereits nächstes Jahr am 25. Oktober 2022 schiebt sich der Mond wieder vor die Sonne.
Die nächste totale Sonnenfinsternis in Europa ist am 12. August 2026 beispielsweise in Spanien sichtbar. In Deutschland müssen wir noch bis zum 3. September 2081 auf die nächste totale Finsternis warten.

Happy Focus: scharfstellen mit Motor

Astronomie ist nichts für Warmduscher: entweder muß man in den Sommermonaten ewig warten, bis es halbwegs dunkel ist, oder aber man steht im Winter bei Minusgraden neben dem Rohr. Und mit zitternden Händen das Bild scharf stellen wird zur echten Herausforderung.

Upgrade 2020:

Das war im Februar 2020 Grund genug für mich, an meinem Vixen-Teleskop den Fokusierer zu motorisieren.

Zutaten:

    • Teleskop mit Goto – Montierung ✓
    • Kleinrechner zum Steuern der Montierung (Raspberry Pi) ✓
    • Okular-Kamera ✓
    • (Schritt-)motor ✓
    • Montagewinkel
    • Getriebe
    • Fernsteuer-rechner / Tablet/ Smartphone ✓

Ok, für einen Motorfokus braucht man eigentlich keine Goto-Montierung und auch keine Kamera. Der Rundumschlag sah aber eine komplette Fernsteuerung vor. Das muß ich mal separat erzählen.

Nur soviel schonmal: Für das Okular ist die Wahl auf das Raspberry Pi-Kamera Modul gefallen. Das ist im Nachhinein nicht die ideale Wahl, dennoch ein willkommener Grund, später wieder daran rumzubasteln.

Mechanik

Hrm, da fehlten ein paar der Zutaten – Zeit für den 3D Drucker!

Um den Motor minimalinvasiv am Okularauszug zu fixieren, bot es sich an, die vohandenen Schrauben am Auszug gegen ein paar längere auszutauschen und dort einen Winkel zu montieren.

Verschraubung am Okularauszug
Verschraubung am Okularauszug
3D Modell Montagewinkel

Eines der beiden Antriebsrädchen, an denen man den Auszug verfahren kann, wurde durch ein Kunstoffzahnrad ersetzt.

Motorfokus: Zahnrad
Motorfokus: 3D Modell Zahnrad

Der Schrittmotor (28BYJ48) bekam ebenfalls ein Kunstoffritzel und wurde nun mit seinen beiden Ohren an Langlöcher im richtigen Abstand verschraubt.

Motorfokus: Ritzel
Motorfokus: 3D Modell Ritzel
Getriebe
Getriebe

Warmduscher Astronomie

Das Raspberry Pi steuert nun über eine Treiberplatine den Motor – und das per WLAN!

Die kleine Kamera liefert dabei ein leidlich gutes Bild, das ebenfalls drahtlos übermittelt wird.

Zeit sich also im gut beheizten Zimmer am PC den Mond anzuschaun und nach Bedarf aus der Ferne scharf zu stellen.

„Downgrade“ 2021:

Über ein Jahr später habe ich mich nun doch entschieden, öfter mal wieder selbst durch das Okular zu schauen.

Aber was ist das !?! Ohne Wlan-Fernsteuerung kann man den Motorfokus garnicht bedienen. Da mußte natürlich Abhilfe her.

Jetzt bitte tief durchatmen, es geht ans Eingemachte!

Zutaten:

    • Motortreiber IC: L293D ✓
    • Kleinstrechner/Mikrokontroller zur Motorsteuerung: AT Tiny45 ✓
    • Taster
    • Passende Buchse zum Anstöpseln des Motors
    • Batterien
    • Gehäuse

Tjaja, was man so in der Bastelkiste rumliegen hat..
Für den Rest hieß es jetzt: Shopping !

Solange der Paketbote unterwegs ist, kann man ja schonmal eine Platine entwerfen.

Siegessicher habe ich mit dem Know-How aus der Suchmaschiene meines Vertrauens die Beinchen des Mikrokontrollers mit den Eingängen des Treiber-IC’s verbunden.

Platine fuer Motorfokus
Platine fuer Motorfokus.
Das Layout hat noch Macken !

 Der spottbillige Schrittmotor vom Typ 28BYJ48 ist eigentlich unipolar, d.h. er braucht beim Betrieb keine Umpolung – dank Mittelabgriff an den Spulen. Zur Not tut es aber auch dafür der erwähnte Treiber IC L293D mit umpolender 4-fach H-Brücke. Den gemeinsamen Pol läßt man hald weg.

Schrittmotor 28BYJ–48
Schrittmotor 28BYJ–48

Kopfrechnen

-mein Kontroller hat 8 Beinchen
– 2 brauche ich für die Stromversorgung: Plus und Minus
– 4 Gehen zum Treiber Baustein
– 1 Beinchen ist reserviert fürs Reset

Bleibt noch 1 Beinchen für den Vorwärts- und keins für den Rückwärtsknopf.
Das macht sich nicht gut beim Scharfstellen, immer in die gleiche Richtung zu drehen.

Trick 17

Mit Dioden Logik reicht der eine Pin für beide Taster:

Dioden Logick
Dioden Logick

Beide Taster schalten den Kontroller unter Strom, aber Dank Diode schaltet nur einer eine digitale „1“ an den übrigen Pin. Damit legt der kleine Rechner immer los, sobald Strom da ist und die Drehrichtung wird auch erkannt.

Außerdem ist so alles stromlos wenn gerade nicht scharf gestellt wird, und ich brauche keinen extra Ausschalter.

Programmierung

Zum Programmieren sind ein Paar Drähtchen vorübergehen an die Platine gelötet. Die kommen ab, wenn alles fertig ist.

Und da sind sie auch schon ab
Und da sind sie auch schon ab

Die Arduino IDE hilft mir, ein einfaches Testprogramm auf den kleinen Kontroller zu bringen.

#include <ATTinyCore.h>
#include <util/delay.h>

void setup() {
   DDRB=0xFE; // PB.0= input
}

void loop() {
   PORTB=0x02; _delay_us(500)
   PORTB=0x04; _delay_us(500)
   PORTB=0x08; _delay_us(500)
   PORTB=0x10; _delay_us(500)
}

Also immer schön reihum Beinchen an, Beinchen aus.

Oszilloskop
Oszilloskop

Erster Test

Nachdem die Plantine entworfen, mit Tonerstransfer aufs Kupfer übertragen, geätzt, gebohrt, bestückt, programmiert und ein halbes Wochenende den Bach runter ist, kommt nun der erste Test.

Auf dem Osziloskop zeigen sich wunderbare Signalpulse – bis ich den Motor anschließe. Nichts geht mehr.

Schimpfworte
[zensiert]
Es folgte stundelange Fehlersuche:

  • Verdrahtung stimmt  ..check
  • Netzteil liefert Strom  ..check
  • Platine sieht gut aus  .. check
  • ..

..Auszeit

2 Wochen später

Die Taster sind da und Steckverbinder bzw. Buchsen für den Motor auch.

Taster und Buchsen
Taster und Buchsen

Zeit für eine erneute Fehlersuche – diesmal mit Unterstützung, denn alleine wird man schnell betriebsblind:

  • Treiber Baustein von der Platine runter gelötet
  • IC-Sockel eingebaut
  • frischer Treiber-IC drauf
  • alle Ströme und Spannungen gemessen

Nach 4 Stunden die Erleuchtung! Der Kontroller startete sich ständig neu, weil ich die Abblock-Kondensatoren an den Eingängen der Stromversorgung unterschlagen hatte – schonwieder !!!

Es heißt, aus Fehlern wird man schlauer..

Verpackung

Jetzt, wo endlich alles ging, mußte es auch nett eingepackt werden.

Die bestellten Taster sind schön flach und können elegant im Gehäuse versenkt werden.
Ein paar Abstandhalter tragen die Platine und an der richtige Stelle sitzt das passende Loch für die Motor-Buchse.

3D Modell Gehäuse
3D Modell Gehäuse

Bei Thingiverse fand ich ein gelungenes Batteriefach für 3 AAA-Zellen.

3D Modell Batteriefach
3D Modell Batteriefach

Mit ein paar federnden Batterie-Kontakten aus Draht eingelassen in den Gehäusedeckel ist die Hülle komplett.

3D Modell Deckel
3D Modell Deckel
3D Modell Gehäuse
3D Modell Gehäuse

Jetzt, wo alles fertig ist, bin nicht nur ich Happy!

Happy Motor Focus
Happy Motor Focus

Und wenn es wieder zu kalt wird, steckere ich eben die Funkfernsteuerung an.

Malwettberweb am Astronomietag 2021

Viele große und kleine Künstler haben sich an unserem Malwettbewerb beteiligt. Und wir haben uns auch riesig über die Zuschriften gefreut.

Bei den vielen Zeichnungen mußten wir ganzschön lange sortieren. Doch nun sind wir endlich soweit. Aber schaut selbst!
Sicher staunt ihr genauso wie wir, was für tolle Bilder entstanden sind.

von der gemeinsamen Malfläche

Aliens

Planeten

Raumstationen

Sternbilder

eigene Ideen

 

 

Rundschau am Planetarium

Für alle die es nicht erwarten können, uns zu besuchen, gibt es hier einen ersten Eindruck wie es bei uns aussieht.


Schaut euch ruhig um!

Geheimbotschaften auf dem Mars

Mit der erfolgreichen Landung des Rovers „Perseverance“ am 18.02.2021 ist wieder ein neuer Roboter auf dem roten Planeten auf Forschungsreise geschickt worden.


(Quelle: NASA)

Doch auf dem Landefallschirm enteckten findige Raumfahrtfans ungewöhnliche Muster.

percy_fallschirm
(Quelle:NASA)

Und schon nach wenigen Stunden hat die Internetgemeinschaft den Code entschlüsselt:

„Dare Mighty Things“ lautet die Übersetzung des Binärcodes im Streifenmuster des Schirms.

Für alle, die selbst eine verschlüsselte Botschaft in das Fallschirmmuster zaubern wollen, haben wir hier ein kleines Werkzeug dafür gebastelt.

Probiert es einfach mal aus!





Adventskalender 2020

Jeden Tag gibt es eine neue Überraschung in unserem Adventskalender.

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aber erst nach dem Aufstehen reinschaun 🙂

Drachenfüttern leicht gemacht – Die Mondfinsternis am 21. Januar 2019

Wenn der Mond auf seiner Bahn durch einen der „Drachenpunkte“ wandert, dann bekommen wir eine Sonnen- oder eine Mondfinsternis.
Zum Glück spuckt der „Drache“ den Mond bzw. die Sonne immerwieder aus, so haben wir stets aufs neue Gelegenheit, schöne Fotos davon aufzunehmen.

Diesen Montag war es wieder soweit. Ich fand es mal ganz spannend, das Augenmerk auf den Lauf des Mondes durch den Kernschatten der Erde zu legen.

Die Vergrößerung mit dem Teleskop liefert dabei einen zu kleinen Ausschnitt vom Himmel. Also wurde die Kamera mit einem 300mm Objektiv auf das Teleskop geschnallt, und motorisiert mit dem Mittelpunkt des Kernschattens mitgeführt.

Mondfinsternis am 21.01.2019
Mondfinsternis am 21.01.2019

Die Erddrehung kann man damit schon ausgleichen. Nur leider klappte das bei mir nicht ganz perfekt, denn innerhalb des laaaaaangen Ereignisse driftete das Bild doch ein wenig auf meinen Aufnahmen weg.

Was also tun?

Die Fotos sind schön gleichmäßig durch einen Timer aller 20  Sekunden belichtet, und das nutzen wir aus. Fürs erste könnte man das Bild also bei jedem Schnappschuß ein Stück verschieben. Aber wieviel und wohin? Mit einem kleinen Python-Script und OpenCV  werden die Fotos nacheinander angezeigt und an einer festen Position um einen kleinen Stern eine Markierung eingeblendet.

Markierung zur Driftkorrektur (der kleine rote Kringel ist gemeint)
Markierung zur Driftkorrektur (der kleine rote Kringel ist gemeint)

Anhand dieser Marke konnte ich jetzt mit Versuch und Irrtum ausprobieren, wieviel Verschiebung in X- und Y-Richtung alle 20 Sekunden dafür sorgen, daß der Stern innerhalb meiner Markierung bleibt.

Check – Erstes Problem gelöst!

Jetzt habe ich ebenfalls mittels Probieren einen Kreis so in das nun still stehende Bild gezeichnet, daß die Rundung des Schattens auf dem Mond (beim Ein- und Austritt des Mondes in den bzw. aus dem Kernschatten) zum Kreis passen.

Beginn der Totalität
Beginn der Totalität
Ende der Totalität (man erkennt die nachträgliche Bildverschiebung am schwarzen Rand links und unten)
Ende der Totalität (man erkennt die nachträgliche Bildverschiebung am schwarzen Rand links und unten)

Das ist viel kniffliger als erwartet –  3 Freiheitsgrade: Radius, x-Wert und y-Wert des Mittelpunktes.
Der eingezeichnete Kernschatten ist natürlich nur eine Schätzung, im Ergebnis sieht es aber richtig aus 🙂

Das Schöne an der Methode ist, daß man sie genauso gut auf einem Projektionsschirm durchführen könnte, ganz ohne Hitec.

Nun noch das Datum ins Bild einfügen

Die Kamera speichert in „Exif“-Informationen neben vielen, weniger spannenden Dingen auch Datum und Uhrzeit – wenn man die Uhr richtig gestellt hätte.

Ein kluger Tip hat mich auf die Idee gebracht, mit der „falschen“ Uhrzeit einfach die Internet-Atomuhr abzufotografieren.

Tolle Idee – jetzt weiß ich genau, wieviel ich korrigieren muß.

Mein kleines Script erledigt auch diese Aufgabe und schreibt die Zeit zu jedem einzelnen Bild oben in die Ecke.

Lehren wir die Bilder Laufen

Nun kann man alle Bilder mit VirtualDub zu einem Filmchen verkleben und alles auf sich wirken lassen.

 

Mein Vergleich mit den vorberechneten Eckdaten vom 3. und 4. Kontakt (Ein- und Austritt aus dem Kernschatten) stimmen mich zuversichtlich, keinen Mist gebaut zu haben.

Beginn der totalen Phase (3. Kontakt): 05.41 Uhr MEZ
Maximale Verfinsterung: 06.12 Uhr MEZ
Ende der totalen Phase (4. Kontakt): 06.43 Uhr MEZ

(Quelle: http://www.mofi2019.de)

Was kann man besser machen?

Für alle Besserwisser da draußen: Man kann natürlich noch vieles optimieren.
Die Nachführung wäre mit einem Autoguider sicher genauer. Das nachträgliche Verschieben der Bilder könnte man analog einem Autoguider in Software nachregeln, ganz ohne Rumprobieren. Mein Script hätte auch gleich ein fertiges Video schreiben können. Und die Uhr richtig zustellen, ist immer eine gute Idee. Auch wäre eine mathematische Vorabbetrachtung über den Kernschatten Radius in der Entfernung des Mondes eine deutliche Genauigkeitssteigerung.
Ihr habt natürlich recht – aber es hat so auch echt Spaß gemacht 😉

Ich bin aber dankbar für noch mehr Tips.

Earth-Hour 2017 – Halle schaltet das Licht aus

Nach einer kleinen Panne in der Vergangenheit (2014) hat es heute hervorragend geklappt. Halle schaltet das Licht ab – vom Roten Turm und der Marktkirche.

Die Earth-Hour hat zugeschlagen!

Als die Lichter 21:30 wieder erstrahlten, haben wir dieses mal zugeschaut:

(Danke an Halles Stadtverwaltung für die WebCam auf dem Marktplatz)

Als Sternenfreunde wünschen wir uns natürlich manchmal mehr – bzw. weniger Licht.

Kurz nach 22:00 haben Subway, Galleria, Thalia und NewYorker ihr Licht auch ausgeschaltet – für mehr als eine Stunde. Hier der Vergleich:

Nachtruhe auf dem Markt

Earth-Hour Halle Markt

Trotzdem ein passendes Zeichen zum heutigen Astronomie-Tag der VDS.

Huckepack-DSLR-Halterung fürs Vixen-Teleskop Typ RII4M

Endlich habe ich eine Nachführung für mein Teleskop. Das Vixen RII4M ist ein Spiegelteleskop alá Newton, dh. man schaut senkrecht in den Tubus – also ganz woanders hin, als man mit dem Rohr zielt. Da macht das Suchen kleiner Objekte für den Anfänger erstmal überhaupt keinen Spaß. Zum Glück ist die Montierung paralaktisch, so daß man nicht immer wieder neu suchen muß, falls die Erde sich gerade mal wieder ein Stück gedreht hat.

Vixen - Spiegelteleskop
Vixen – Spiegelteleskop

Aber auch immer wieder nachdrehen nervt. Das erklärt dann wohl den vielen Staub auf dem schönen Teleskop .. und hier kommt die motorisierte Nachführung ins Spiel.

Vixen mit Motor-Nachführung
Vixen mit Motor-Nachführung

Wie es sich gehört wird mit dem Paket aus dem Versandhaus gleich 2 Wochen schlechtes Wetter gratis geliefert (sorry liebe Sternfreunde, es war keine Absicht :P).

Wenn ich aber schon warten muß, kann ich in der Zeit etwas Sinnvolles tun. Ich fummle die Digitale-Spiegelreflex-Kamera ans Rohr!

Mein Maßband zeigt für das Rohr 44,3 cm Umfang an. Dank Schulbildung und Taschenrechner ermittle ich also 14,1 cm Durchmesser.

Damit kann man prächtig eine Schelle formen, die sich zerstörungsfrei um den Tubus schmiegt. Da mir Blech und Schere nicht zur Hand sind, hacke ich die Zahlen in den Computer und erzeuge ein 3D-Modell.

Schelle für das Vixen Teleskop
Schelle für das Vixen Teleskop

der 3D-Drucker macht aus der Idee Realität.

Als nächstes muß die Kamera leicht zu Montieren und zu Lösen sein. Die handelsüblichen Foto-Stative bringen sogenannte Quick-Release-Halterungen mit. Genau sowas will ich auch!

Fotostativ mit Quick-Release-Montierung
Fotostativ mit Quick-Release-Montierung

Mach ich jetzt mein schönes Stativ kaputt oder hole ich mir ein Neues zum zerstören ? Schopping fällt aus, denn es ist Sonntag, also was solls! Her mit dem Internet – da muß doch was möglich sein.

Auf Thingiverse.com finde ich eine der o.g. Halterungen: http://www.thingiverse.com/thing:1219907

Quick-Release-Halterung von Thingiverse.com
Quick-Release-Halterung von Thingiverse.com

Auch dieser Punkt geht an den 3D-Drucker! 2,5 Stunden später hole ich das passgenau Stück Plastik aus dem Drucker.

Jetzt noch zwei Schräubchen A und B, die Schelle C mit Halterung D ganz ohne IKEA -Anleitung verbinden.

Et voilà – es sitzt.

Selbstbau Quick-Release-Montierung Ja, Rosa - Na und ?!
Selbstbau Quick-Release-Montierung

Ja, Rosa – Na und ?!

Halterung für Spielgelreflex-Kamera, huckepack auf dem Vixen-Teleskop
Halterung für Spielgelreflex-Kamera, huckepack auf dem Vixen-Teleskop
Selfie der DSLR auf dem Teleskop
Selfie der DSLR auf dem Teleskop

Jetzt auf gutes Wetter lauern und dann…