Die besten Solarkameras im Vergleich: Vier Astronomiekameras im Test für Hydrogen-Alpha und weißes Licht

Einleitung

Die Wahl einer Kamera für Sonnenfotografie ist subtiler, als die meisten Datenblätter vermuten lassen. Das Ziel hier ist einfach: herauszufinden, welche Kamera am besten zu Teleskopen wie einem 100mm f/7 Hydrogen-Alpha-Refraktor und größeren Refraktoren für weißes Licht passt – sowohl für die volle Sonnenscheibe als auch für Nahaufnahmen von Protuberanzen und Oberflächendetails.

Der Ansatz kombinierte Theorie und Praxistests. Dieselben Kameras wurden über jede Brennweitenkombination hinweg getauscht, mit Barlows bei 1,75x, 2,5x und 4x, wobei volle Scheiben ebenso aufgenommen wurden wie enge Aufnahmen von Protuberanzen und Oberflächenstrukturen. Jede Aufnahme verwendete Sharpcap Pro, eine 16-Bit-SER-Datei, eine Belichtung von 10ms und einen Gain, auf 75 % Histogramm eingestellt (manchmal kürzere Belichtungen bei weißem Licht). AutoStakkert wählte die besten 200 von 2.000 Frames aus, Flats wurden mit einem Daystar-Flatdeckel aufgenommen, und in ImPPG wurden über mehrere Tage mit unterschiedlichem Seeing identische Einstellungen verwendet.

Wie sich Kameraspezifikationen auf die Sonne übersetzen

Die Pixelgröße des Sensors erweist sich als die entscheidende Spezifikation. Die Quanteneffizienz ist bei den gängigen Sonnensensoren ziemlich ähnlich und kein großer Differenzierungsfaktor, und obwohl ein Global Shooter oft gelobt wird, legen die Ergebnisse in der Praxis nahe, dass Rolling Shutter versus Global Shutter weit weniger wichtig ist, als viele behaupten. Die Full-Well-Kapazität however spielt für den Kontrast auf der Sonne tatsächlich eine wichtige Rolle.

Die Abstimmungsregel läuft auf Brennweite geteilt durch Öffnung hinaus, mit dem Ziel eines Sampling-Faktors von dem Dreifachen der Pixelgröße (skaliert nach Wellenlänge: 0,656 Mikrometer für Hydrogen Alpha, 0,54 für weißes Licht). In der Praxis bedeutet das: kleine Pixelgrößen passen zu kleinen Brennweitenverhältnissen, größere Pixelgrößen zu längeren. Ein Sicherheitshinweis gilt immer: Blicken Sie niemals ohne einen geeigneten Sonnenfilter oder ein spezielles Sonnenteleskop in die Sonne, und denken Sie daran, dass ein Hydrogen-Alpha-Etalonfilter kein Sonnenfilter ist.

ZWO ASI174MM (IMX174)

Die ASI174MM ist seit langem ein Favorit für Sonnenarbeiten – und das aus gutem Grund bei hoher Vergrößerung. Bei f/28 mit einem 4x Power Mate war der IMX174 der klare Sieger, genau im Einklang mit der Theorie. Diese Kombination aus f/7-Refraktor, 4x Power Mate und dieser Kamera hat sogar ein Astronomy Picture of the Day hervorgebracht.

Der Haken sind die 5,86-Mikrometer-Pixel, die für einen nativen f/7-Aufbau schlicht zu groß sind. Bei voller Sonnenscheibe in Hydrogen Alpha bei f/7 landete diese Kamera auf dem letzten Platz – nicht aufgrund eines Fehlers der Kamera selbst, sondern weil sie bei niedrigen Brennweitenverhältnissen eine schlechte optische Passung ist. Sie glänzt, wenn ruhiges Seeing hohe Vergrößerung erlaubt, was selten, aber spektakulär ist, wenn es eintritt.

QHY5III174M (IMX174)

Die QHY5III174M verwendet denselben Sony IMX174-Sensor wie das ZWO-Pendant, und im Test verhielten sich beide durchgängig ähnlich. Das ist erwähnenswert: Selbst bei identischen Sensoren aktivieren Kamerahersteller nicht immer dieselben Sensorfunktionen, fügen möglicherweise Speicher hinzu und unterscheiden sich im Formfaktor und bei Extras wie Tilt-Einstellung – Kameras mit gleichem Sensor sind also nicht automatisch identisch.

Wie ihr Schwestermodell landete diese Kamera bei nativem f/7 und mit dem 1,75x-Barlow am Ende oder nahe daran, bei 2,5x im Mittelfeld, und zeigte ihre Stärke bei f/28 mit dem 4x Power Mate. Wenn Ihr Sonnen-Setup mit langen effektiven Brennweitenverhältnissen arbeitet, ist dies die Sensorfamilie, die Sie sich ansehen sollten.

Player One Saturn (IMX533)

Der Player One Saturn, aufgebaut rund um den IMX533, erwies sich als der bequemste Allrounder für Aufnahmen der vollen Scheibe. Mit rund 9 Megapixeln auf einem quadratischen Raster aus 3,76-Mikrometer-Pixeln erfasste er die gesamte Sonne in einer einzigen Belichtung mit Spielraum für die Rahmung von Protuberanzen, und er lieferte durchweg sehr ansprechende Bilder in einem Schritt.

Bei f/7 mit einem 2,5x Power Mate belegte er sowohl in Hydrogen Alpha als auch bei weißem Licht den ersten Platz, im Einklang mit der Theorie. Er bietet außerdem etwa 50 % mehr Full-Well-Kapazität als der IMX290 und die vierfache Auflösung. Seine eine Schwäche: Bei voller Sensorgröße sinkt die Bildrate auf etwa 29 fps, doch diese Kombination lieferte dennoch einige der besten Aufnahmen der vollen Scheibe, da das weitere Sichtfeld und andere Kameraeigenschaften das kompensieren.

Player One Mars-C (IMX290)

Der Mars, basierend auf dem IMX290 mit 2,9-Mikrometer-Pixeln, war der schärfste Performer bei nativem f/7 – genau wie die Theorie vorhersagt. Bei Hydrogen Alpha mit niedriger Vergrößerung belegte er den ersten Platz und lieferte das meiste Detail aller getesteten Kameras. Der Nachteil ist die Bildgestaltung: Eine volle Sonnenscheibe erfordert ein Mosaik aus fünf oder sechs Panels, was langsamer und fehleranfälliger ist als eine einzelne Aufnahme.

Mit dem 1,75x-Barlow belegte er den ersten oder einen knappen zweiten Platz, fiel aber mit steigendem Brennweitenverhältnis zurück und landete bei f/28 auf dem letzten Platz. Erwähnenswert ist auch der integrierte Tilt-Mechanismus von Player One, da die Tilt-Einstellung hilft, Newton-Ringe in Double-Stack-Hydrogen-Alpha-Systemen zu mildern.

Ergebnisse in der Praxis bei jedem Brennweitenverhältnis

Das Muster über Hydrogen Alpha und weißes Licht hinweg war bemerkenswert konsistent. Bei nativem f/7 führte der IMX290, dicht gefolgt vom IMX533 in puncto Komfort bei Einzelaufnahmen, während IMX429 und IMX174 zurücklagen. Bei f/12,25 mit dem 1,75x-Barlow stiegen IMX533 und IMX429 an die Spitze. Bei f/17,5 mit dem 2,5x Power Mate hatte der IMX533 die Nase vorn. Bei f/28 mit dem 4x Power Mate war der IMX174 klar der beste.

Eine Anmerkung zum neueren IMX462: Er teilt mit dem IMX290 Bildrate, Auflösung, Pixelgröße und ADC, mit höherer QE und etwas geringerem Leserauschen, aber einer deutlich kleineren Full Well – etwa fünfmal schlechter. Für die monochrome Sonnenaufnahme, wo sein Nahinfrarot-Vorteil irrelevant ist, kann der IMX290 trotzdem die bessere Wahl sein, obwohl ein direkter Vergleichstest nötig wäre, um das zu bestätigen.

Kaufberatung für Solarkamerainteressenten

Einige Kriterien sind entscheidend. Wählen Sie mono, nicht Farbe, da Hydrogen Alpha eine einzelne Wellenlänge ist und mono bessere Empfindlichkeit und mehr Detail liefert. Stimmen Sie die Pixelgröße auf Ihr Brennweitenverhältnis ab – die wichtigste technische Entscheidung überhaupt. Priorisieren Sie die Bildrate: Halten Sie die Belichtungen bei 10ms oder kürzer, um das Seeing einzufrieren, und zielen Sie wo möglich auf mindestens 60 fps, auch wenn eine langsamere Aufnahme der vollen Scheibe andere Vorzüge haben kann. Kosten sind eine persönliche Sache, aber kaufen Sie die beste Kamera, die Sie sich leisten können.

Hilfreiche Extras sind eine großzügige Full-Well-Kapazität (für Kontrast arguably unverzichtbar), ein quadratischer Sensor, da die Sonne rund ist, und die Abdeckung der vollen Scheibe in einer Aufnahme. Global Shutter versus Rolling Shutter erwies sich in der Praxis als unerheblich, und integrierte Tilt-Unterstützung und Offset-Einstellung sind angenehme Annehmlichkeiten – Player One-Kameras bieten integrierten Tilt.

Über die Kameras hinaus: Ein 540nm-Kontinuumfilter macht bei weißem Licht einen bemerkenswerten Unterschied, ein hochwertiger Herschelkeil schlägt auf einem Refraktor in der Regel einen Front-Broadband-Filter (sowohl Lunt- als auch Baader-Keile sind empfehlenswert), Etalon-Teleskope im Lunt-Stil benötigen keinen UV/IR-Cut-Filter, Flats mit einem Flatdeckel verbessern die Helligkeitsgleichmäßigkeit, und das beste Aufnahmefenster liegt meist kurz nach Sonnenaufgang, bevor die Sonne die Landschaft erhitzt. Gutes Seeing bleibt der wichtigste Faktor überhaupt und übertrifft jede Ausrüstungswahl.

Fazit

Die richtige Solarkamera hängt davon ab, wie Sie fotografieren. Für natives f/7 in Hydrogen Alpha und niedrige Vergrößerungen liefert eine Kamera auf IMX290-Basis das schärfste Detail, wenn Sie Mosaiken für die volle Scheibe akzeptieren. Für Aufnahmen der vollen Scheibe in einer Belichtung und 2,5x-Vergrößerung ist der IMX533 der bequemste starke Performer. Und für hohe Vergrößerung bei exzellentem Seeing bleiben die IMX174-Kameras der Referenzstandard. Die Übereinstimmung von Pixelgröße und Brennweitenverhältnis ist die Lehre, die alles verändert.