Astronomie Oberartikel (Root)

Gehört zu: Astronomie  (this is the root article)

Stand: 2.8.2022

Neue astronomische Beiträge 2022

Neue astronomische Beiträge 2021

Themenstruktur zur Astronomie

Das Thema Astronomie versuche ich in Themengebiete zu strukturienen:

Meine Blog-Artikel zu astronomischen Themen

Es gibt vieles Astronomisches, was man im Internet findet. Ausserdem habe ich als Amateur, der sich ein wenig mit der Astronomie beschäftigt,  einige Informationen in meinem Blog zusammengestellt.

Dazu habe ich vieles in einzelnen Artikeln aufgeschrieben:

Vereine und Institutionen für Amateurastronomie

Links im Internet zu Astronomischen Themen

Links von Hans:

Links von Prof. Dr. Stefan Jordan auf dem ATT 2018

Gesammelte Links

Astrofotografie: Überblick

Gehört zu: Astronomie
Siehe auch: Aufnahmeverfahren – Image Capturing

Astrofotografie

Bei den Astros kann man zwei “Lager” unterscheiden:

  • visuelle
  • fotografische

Ich persönlich möchte meine astronomischen Beobachtungen unbedingt festhalten, sprich als Foto dokumentieren.

Bei der Astrofotografie benötigt man deutlich mehr Technik als für die “nur” visuelle Astronomie.
Technik bedeutet hier: Gerätschaften (meine Geräteliste), Computer-Software (meine Softwareliste) und die zweckmäßige Vorgehensweise (Image Capturung).

Welche Websites können helfen?

Im Internet gibt es viele Quellen, die bei der Astrofotografie helfen können z.B.

Welche Objekte will ich fotografieren?

Da gibt es ganz unterschiedliche Motive/Beobachtungsobjekte:

  • Weitwinkel: Sternbilder, Milchstraße, Strichspuren, Zodikallicht, Erdschattenbogen, Halo-Erscheinungen, Leuchtende Nachtwolken,…
  • Objekte im Sonnensystem, wie Planeten/Kleinplaneten/Mond/Sonne
  • Deep Sky Objekte (“DSO”) Galaxien
  • Deep Sky Objekte: Sternhaufen, Asterismen
  • Deep Sky Objekte: Planetarische Nebel
  • Deep Sky Objekte: Emmissionsnebel, Absoptionsnebel

Wie ziele ich auf mein Beobachtungsobjekt?

Um das Beobachtungsobjekt in das Gesichtsfeld zu bekommen (“Framing”) gibt es verschiedene Methoden:

Wie hell ist das Beobachtungsobjekt?

Wenn es hell ist, kann man sehr kurz belichen

Wenn es dunkel ist, muss man sehr lange belichten

Wenn man lange belichtet, muss man evtl. nachführen, um die Erdrotation zu kompensieren.

Wie groß ist das Beobachtungsobjekt?

Das Beobachtungsobjekt muss in das Gesichtsfeld (Field of View = FoV) passen.

Bei der Astrofotografie macht es keinen Sinn von “Vergrößerung” zu sprechen. Das Bild entsteht auf dem elektronischen Sensor und kann dann in verschiedener Größe angezeigt werden. Wir haben ja kein Okular, mit dem wir das Bild betrachten (visuelle Astronomie). Bei Betrachtung durch ein Okular kann man von einer Vergrößerung sprechen und diese berechnen als f1/f2.

Womit kann ich fotografieren?

Zum Fotografieren benötigt man eine bildgebende Optik (Fotoobjektiv oder Teleskop) und einen bildaufnehmenden Sensor (DSLR oder Astro-Kamera CCD/CMOS).

Als Optiken für die Astrofotografie kommen infrage:

Bei Fotografieren entseht das Bild auf einem sog. Sensor:

  • Fotoapparate (DSLR)
  • Astro-Kameras (CCD/CMOS)

Linse und Sensor müssen zusammenpassen, um die beste Auflösung zu erzielen.

Aufnahmeverfahren (Image Capturing)

Wie gehe ich nun konkret vor beim Fotografieren von astronomischen Objekten? Das habe ich in diesem gesonderten Artikel beschrieben.

Astrofotografie – Überblick und Begriffe

Gehört zu: Astronomie

Mein Einstieg in die Astrofotografie

Als Amateurastronom möchte ich nicht nur visuell beobachten, sondern meine Beobachtungen auch gerne fotografisch festhalten.
Besonders interessant finde ich die Tatsache, dass ich auf einem Foto mehr sehen kann als mit bloßem Auge (dunklere Objekte, Farben,…).

Im Einzelnen habe ich für die Astrofotografie folgendes beschrieben:

  • Liste meiner Geräte (Equipment)
    • Montierung (Stativ etc.)
    • Kamera / Sensor
    • Fernauslöser (Remote Control,…)
    • Optik / Objektiv

 


Astrofotografie: Begriffe – Jargon

Wie häufig bei Spezialgebieten werden auch bei den erfahrenen Amatuerastronomen viele schöne Spezalbegriffe und Abkürzungen verwendet, die ein Einsteiger vielleicht nicht immmer gleich richtig versteht.

  • Lucky Imaging: Um der Luftunruhe ein Schnäppchen zu schlagen, macht man viele sehr kurz belichtete Aufnahmen (etwa 1/100 sec) und verwendet dann die wenigen Aufnahmen mit gutem “Seeing” zum Stacken…
  • Pretty Pictures: Leicht abwerted für “der macht keine wissenschftlichen Fotos”, sondern “nur” etwas, was schön aussieht
  • Tracking: Nachführung (heute meist motorisch in beiden Achsen)
  • Guiding bzw. Autoguiding (verbessertes Tracking)
  • Pointing-Modell  (Goto)
  • DMK: Bestimmte klassische Astro-Kameras
  • ASI: USB-Kameras von der Firma ZW Optical (ZWO)
  • LX200: eine klasssiche Montierung
  • Seeing: Luftunruhe (früher Szintillation genannt)
  • fokal / afokal
  • xyz

———————

Kamera bzw. Sensoren für Astrofotografie

Astrofotografie kann man heutzutage ganz einfach mit “normalen” digitalen Kameras (z.B. Canon, Nikon, Sony, Panasonic u.a.) machen.

Eine sehr niedrige Einstiegschwelle bietet die sog. afokale Fotografie, wo eine Kamera mit ihrem Objektiv direkt hinter das Okular eines Fernrohrs gehalten wird. Klassischerweise verwenden die “Profis” aber die sog. fokale Fotografie, wo der Sensor einer Kamera in die (primäre) Fokalebene eines Fernrohrs plaziert wird.

Weiterhin werden seit einiger Zeit auch kleine Video-Kameras eingesetzt, die aber keinen Bildspeicher haben, sondern ihr Bild immer an einen PC liefern müssen.
Meine “Sensoren“) sind:

Optiken

Als Optiken für die Sony habe ich verschiedene Möglichkeiten (Festbrennweiten mit Adapter auf E-Mount) –> DLSR-Objektive

  • Olympus G.ZUIKO AUTO-S  f=50mm, 1:1,4  (leichtes Tele z.B. für die Große Magellansche Wolke)
  • Vivitar AUTO WIDE-ANGLE f=24mm, 1:2 (Weitwinkel, z.B. für Polarlichter, die Milchstraße etc.)
  • MC Zenitar-M f=16mm, 1:2,8 (Überweitwinkel “FISH-EYE” z.B. für die Perseiden)
  • Asahi Optics Takumar f=135, 1:3,5
  • LidlScope 70/700 “SkyLux”  (z.B. für Sonnenbeobachtung)
  • Russentonne Rubinar f=500, 1:5.6   —> schlechte Qualität –> verkauft
  • und seit dem 1.11.2016 auch noch die sog. “Wundertüte” Beroflex, aber mit f=300mm, 1:4,0

Als Optiken für die Altair GP-CAM habe ich erst einmal:

  • Die mitgelieferte sog. “Meteorlinse”: This is a CS lens f=2.1mm    f/1.6   FOV 150 Grad
  • Eine zusätzlich als Sucher gekaufte f=12mm  f/1.2  FOV 17 x 22 Grad

Fernauslöser – Remote Control – für die Sony NEX-5R

In der Astrofotografie ist es erforderlich die Kamera erschütterungsfrei auszulösen.Das kann mit Hilfe spezieller Gerate (Fernauslöser) oder auch per Software von einem Computer erfolgen.

Außerdem kann es sinnvoll sein auch weitere Funktionen der Kamera per Software “Remote Control” zusteuern.

Fokussierung

Wir müssen das Teleskop bzw. das Foto-Objektiv so einstellen, das der Fokus genau in der Bildebene liegt und die astronomischen Beobachtungsobjekte “scharf” sind.

Astrofotografie für Einsteiger: Wie fokussiere ich mein Bild?

Montierungen – Stative – Nachführung

Zur Nachführung bei der Astrofotografie gibt es viele Möglichkeiten

Auffinden von Beobachtungsobjekten – Sucher

Oft ist es garnicht so einfach das gewünsche Beobachtungsobjekt im Gesichtsfeld von Kamera oder Teleskop einzustellen.

Beobachtungsorte – Lichtverschmutzung

Beobachtungsplanung

Welche Beobachtungsobjekte mit welchem Gerät zu welcher Zeit an welchem Ort?

Astrofotografie für Einsteiger: Welche Objekte kann ich fotografieren?

Bildbearbeitung

  • Stacken
  • Stretchen
  • Farbstich
  • Vignettierung
  • Farbrauschen
  • Gradienten
  • xyz

Meine Artikel zum Thema Astronomie

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Finanzamt: Grundsteuerreform 2022

Gehört zu: Finanzen
Siehe auch: Steuern, Elster

Die Grundsteuerreform 2022

Die Grundsteuer, die jährlich erhoben wird, beruht auf sog. Hebesätzen auf den sog. Einheitswert, welche in Westdeutschland zuletzt 1964 und in der ehemaligen DDR sogar zuletzt 1935 ermittelt wurden.

Das Bundesverfassungsgericht hat im Jahre 2018 festgestellt, dass die bisherige Form der Grudsteuerberechnung verfassungswidrig ist, weil gleichartige Grundstücke unterschiedlich behandelt werden. Dem Gesetzgeber wurde eine Frist bis Ende 2019 gesetzt, die Grundsteuer entsprechend zu reformieren.

Alle Eigentümerinnen und Eigentümer von Grundbesitz müssen im Zeitraum vom 1. Juli 2022 bis 31. Oktober 2022 Erklärungen im Zusammenhang mit der Grundsteuerreform abgeben. Dami soll zunächst eine Neubewertung zum Stichtag 1.1.2022 vorgenommen werden. Die reformierte Grundsteuer soll dann ab 2025 erhoben werden.

In die Berechnung der Grundsteuer fließen künftig nur noch wenige, vergleichsweise einfach zu ermittelnde Parameter ein. Bei der Ermittlung der Grundsteuer für Wohngrundstücke geht es konkret um fünf Parameter:

  • Grundstücksfläche,
  • Bodenrichtwert,
  • Immobilienart,
  • Alter des Gebäudes,
  • Wohn-/Nutzfläche.

Die Erklärung zur Feststellung des Grundsteuerwerts ist bis zum 31. Oktober 2022 abzugeben.

Für einfach gelagerte Sachverhalte (unbebaute Grundstücke, Ein- und Zweifamilienhäuser, Eigentumswohnungen) in Ländern, die bei der Grundsteuer das Bundesmodell anwenden, wird Ihnen unter www.grundsteuererklaerung-fuer-privateigentum.de eine vereinfachte elektronische Übermittlungsmöglichkeit für die Steuererklärung zur Verfügung gestellt.

Die Grundsteuer in Hamburg

Das Bundesland Hamburg hat abweichend vom sog. “Bundesmodell” ein eigenes sog.  „Wohnlagemodell“ entwickelt, bei dem ausschließlich die Fläche einer Immobilie, beziehungsweise eines Grundstücks sowie die Lage berücksichtigt werden. Hierbei wird lediglich nach „normal“ und „gut“ unterschieden.

Immobilien Hamburg: Welche Daten muss ich angeben?

  • Zur Person:
    • Anschrift
    • Steuernummer   (Bescheid oder auch Abbuchung)
  • Zum Grundeigentum (zur Immobilie)
    • die Gemarkung,   (im Geoportal)
    • die Flurstücksnummer,    (im Geoportal)
    • die Fläche des Grundstücks bzw. des Anteils an einem Gemeinschaftsgrundstück,  “Flurstücksfläche” im Geoportal
    • die Grundbuchblatt-Nummer       (z.B. beim Grundbuchamt oder…?)
    • die Wohn- und Nutzflächen der Gebäude (der Immobilie).

Diese Angaben findet man in der Regel in Versicherungsschreiben, Kaufverträgen oder Steuerbescheiden.

Die Hamburger Finanzbehörde hat auf der Webseite www.grundsteuer-hamburg.de alles Wissenswerte zur neuen Grundsteuer zusammengefasst, inklusive Vordrucken, Ausfüllanleitungen und Videos.

Ausfüllen der Erklärung zur Feststellung des Grundsteuerwerts

Link: https://www.hamburg.de/fb/grundsteuer/16201858/daten-fuer-die-erklaerung/

Hinweise und eine Anleitung für das Geoportal (Liegenschaftskataster).

Link: https://www.hamburg.de/fb/grundsteuer/16201858/daten-fuer-die-erklaerung/

 

Fernsehen: Fire TV Stick

Gehört zu: Fernsehen
Siehe auch: Streaming

Der Amazon Fire TV Stick

Dieses von Amazon meistverkaufte  Teil ist ein kleiner “Stick”, ähnlich einem USB-Speicherstick. Allerdings hat er da wo ein normaler USB-Speicherstick seinen USB-Stecker hat, einen etwas anderen Steker, der in einen HDMI-Anschluss passt.

Die eigentliche Zielrichtung dieses FireTV-STicks, ist es Streaming-Dienste auf einem evtl. älteren Fernseher nutzbar zu machen (“Smart TV”).

Was ist der FireTV-Stick?

Der Fire TV Stick besteht insgesamt aus:

  • HDMI-Stecker zur Verbindung mit einem Video/Audio-Player (z.B. Fehrseher, Beamer,…)
  • Micro-USB-Buchse zur Stromversorgung
  • Betriebssystem FireOS, was eine Android-Variante ist
  • WLAN zur Verbindung mit dem Internet (muss natürlich konfiguriert werden)

Das Betriebssystem FireOS stellt verbindet dann mit dem eingestellten heimischen WLAN und kann dann diverse Apps laden, die zum “Fernsehen” bzw. “Streaming” gebraucht werden können.

Mein FireTV-Stick trägt die Bezeichnung “Amazon Fire TV Stick (2. Generation)”.

Die OS-Version ist 5.2.8.9

Apps für FireOS

Live Fernsehen

Zugriff auf Mediatheken

Zugriff auf Streaming-Dienste

Zugriff auf alles mögliche im Internet (z.B. WebBrowser, YouTube)

Was der FireOS-Stick nicht kann

Fernsehsendungen aufnehmen (“recording”) und  zeitversetztes Ferhsehen (“Time-Shift”).

 

Telekom: Vertragslaufzeit

Gehört zu: Telefonieren
Siehe auch: Internet, Fernsehen

Vertragslaufzeiten bei der Telekom

Noch immer arbeitet die Telekom standardmäßig mit Mindestvertragslaufzeiten von 24 Monaten.

Nach Ablauf dieser 24 Monate ist die Telekom dann großzügig: man hat dann eine Kündigungsfrist von 1 Monat.

Der “Trick” der Telekom ist Kunden deren Mindestvertragslaufzeit abgelaufen ist, einen neuen Tarif anzubieten. Der Neue Tarif ist dann günstiger (mehr Leistung, weniger Geld bzw. gleichviel Geld, aber es beginnt eine neue Mindestvertragslauzeit von 24 Monaten.

Also aufgepasst: Laufzeit-Knebelverträge der Telekom sehr gut überlegen…

Astronomie: Elektronischer Canon-Adapter von AstroMechanics

Gehört zu: Astrofotografie
Siehe auch: Foto-Objektive

Stand: 2.8.2022

Elektronischer Canon-Adapter

Ich hatte mir für meine Namibiareise in 2022 ja vorgenommen, Weitwinkelaufnahmen mit meiner neuen Reisemontierung Skywatcher AZ GTi zu machen. Denn ich wollte mal etwas anderes machen als was alle immer machen. Ausserdem sah es so aus, dass in Namibia kein Teleskop für mich frei sein würde.

Ich hatte mit schon ein Canon-Fotoobjektiv EF 50mm, 1:1.8 angeschafft (das “fantastic plasic”), aber ich musste feststellen, dass das manuelle Fokussieren damit sehr problematisch war. Am Ende half ein Klebestreifen…

Bestellung des Adapters AstroMechanics

Ich hatte aber schon vom “Lazy Geek” vom Balkon in Tokio gehört, dass es einen tollen Adapter für Canon-Fotoobjektive mit EF-Bajonett gäbe, der per USB vom Computer aus Fokus und Blende verstellen kann. Das Teil wird von der russischen Firma AstroMechanics hergestellt und verhält sich letztlich wie ein Motorfokusierer, der über ASCOM und z.B. N.I.N.A. gesteuert wird. Ausserdem kann man die Blende ohne einen Canon-Body mitzunehmen einstellen.

Obwohl dieses Teil (Adapter für APS-C M42x0.75) recht teuer ist (230 USD und mehr), wollte ich die Bequemlichkeit (Lazy Geek) doch geniessen und den Adapter bei AstroMechanics bestellen.  Leider konnten die kriegsbedingt nicht liefern. Auch eine Firma aus Finnland (Astro Art) und eine aus Australien (Sidereal Trading) konnte nicht helfen. Schließlich wurde ich bei der japanischen Firma ElectricSheep fündig, die auch der “Lazy Geek”  genannt hatte. Electric Sheep hatte den Adapter auf Lager und wollte auch nach Deutschland liefern; allerdings auf dem Seewege, was ca. zwei Monate dauern sollte. Ich habe dann am 16.4.2022 bei Electric Sheep bestellt und per PayPal (282,44 EUR) bezahlt.

Am 19.4.2022 ging die Sendung in KAWASAKI HIGASHI per Schiff auf die lange Seereise.

Nach langer Wartezeit sah ich in der DHL-Sendungsverfolgung, dass das Teil am 21.6.2022 beim Flughafen Radefeld Leipzig angekommen war. Dort lag es 3 Wochen lang und nichts tat sich im DHL Tracking. Schließlich kam das Teil am 9. Juli 2022 bei mir in Hamburg per DHL an. Ich musste dabei noch Eur 45,82 Zoll und Eur 6,00 Auslagenpauschale bezahlen, denn das Hauptzollamt Dresden hatte dafür noch Zeit und Mühe aufgewendet.

Was leistet der AstroMechanics Adapter?

Zunächst musste ich eine Stand-Alone-Software “CanonEF Desktop Control.zip” und einen ASCOM-Treiber “ASCOM Driver.zip” herunterladen von:

Mit der Stand-Alone-Software kann ich Fokus und Blende per Computer verstellen.

Mit dem ASCOM-Treiber funktioniert das Teil wie ein Motor-Fokussierer z.B. mit N.I.N.A. Ich stelle das Foto-Objektiv dann von “MF” auf “AF” und brauche den Klebestreifen nicht mehr.

Ausserdem kann ich hinten in den Adapter meinen einzelnen 2-Zoll-Filter einschrauben: Astronomik L2 UV-IR Block.

Die zuvor am 5.11.2021 bei Teleskop-Service erworbene Filterschublade ZWO-FD-M42 ist damit überflüssig…

Computer: Microsoft Windows 11

Gehört zu: Windows
Siehe auch: Windows 10

Stand 31.7.2022

Microsoft Windows 11

Windows 11 ist der Nachfolger von Windows 10. Eigentlich sollte nach Aussagen von Microsoft Windows 10 die letzte Version von Windows sein und es also ein Windows 11 gar nicht geben.

Trotzdem wurde Windows 11 im Jahre 2011 von Microsoft angekündigt und es sollte ein kostenloser Wechsel auf Windows 11 möglich sein…

Aus meinen Folien vom 29.11.2021

Bei Windows 10 gab es immer diese schönen Versionen:

  • Großes Funktions-Update im Frühjahr
  • Kleineres Wartungs-Update im Herbst

Die Versionsnamen waren: …,1909, 20H1, 20H2, 21H1

Nun gibt es für Windows 10 eine weitere Version: 21H2

Offizielle Wartung für Windows 10 bis 14. Okt. 2025

Windows 11

Windows 11 gibt es offiziell seit Okt. 2021.

Auch zu Windows 11 gibt es jetzt ein Versions-Update: 21H2…

TPM 2.0 Trusted Platform Modul

Windows 11 benötigt TPM 2.0 (für Windows Hello, BitLocker u.a.)

Feststellen, ob TPM 2.0 unterstützt wird:  Run: tpm.msc

Wenn TPM nicht aktiviert: Im UEFI-BIOS (Firmware) einstellen

UEFI-BIOS:

  • Einstellungen > Update & Security (Sicherheit) > Recovery (Wiederherstellung) > Erweiterter Start

Problembehandlung > Erweiterte Optionen > UEFI-Firmware

Android-Apps unter Windows 11

Wenn man einige Apps vom Telefon (Android) auch mal auf seinem Windows-Computer nutzen will, gibt es einige Hoffnungsstreifen am Horizont:

Bei Windows 11 sollen Im „Windows Store“ auch Android-Apps verfügbar sein (aber sind das nur einige oder alle?).

Bei Windows 10 gibt es sog. „App Player“, die es möglich machen, Android-Apps darunter laufen zu lassen…

Beispiel: „BlueStacks

Änderungen in Windows 11

Das Startmenü ist “entschlackt”

Das Kontextmenü ist “übersichtlicher”

Der Internet Explorer ist ersetzt durch “Chromium Edge”

Windows 11 soll etwas schneller als Windows 10 laufen

Taskleiste nur noch am unteren Bildschirmrand

Ältere CPUs werden nicht mehr unterstützt (z.B. nur Intel ab Generation 8)

TPM 2.0 Chip offiziell erforderlich

Zwang zum Online-Konto (nicht bei Pro-Version)

Windows 11 ist auf PCs/Notebooks, die man jetzt kauft einfach vorinstalliert

Die offizielle Wartung von Windows 10 läuft am 14. Okt. 2025 aus

The Bottom Line

Windows 11 hat zur Zeit eigentlich keine wesentlichen Vorteile. Man braucht also nicht “unruhig” zu werden, wenn man Windows 10 noch weiter nutzt.

Wenn man trotzdem auf Windows 11 umsteigen will, könnte man das mit Expertenhilfe jederzeit tun.

Experten können Windows 11 auch ohne die von Microsoft vorgesehenen Sperren installieren.

Also:

  • Ohne TPM2.0-Modul
  • Ohne Prüfung der CPU
  • Ohne Online-Konto bei Microsoft

Wenn man ein neues Gerät bekommen hat, auf dem Windows 11 bereits vorinstalliert ist, gibt es aber auch keinen zwingenden Grund, auf Windows 10 zurückzugehen.

 

 

Physik: Die Bra-Ket-Notation

Gehört zu: Quantenphysik
Siehe auch: Schrödinger, Komplexe Zahlen, Vektorräume

Stand: 02.08.2022

Die Dirac-Notation

In der Quantenphysik arbeiten wir mit Vektorräumen V über den komplexen Zahlen \(\mathbb{C}\). So einen Vektor

\( \vec{v} \in V \)

scheibt man in der Quantenphysik gern als sog. Ket-Vektor:

\( |v\rangle \)

Dies ist Teil der sog. Bra-Ket-Notation von  Jean Paul Dirac (1902-1984), bei der man sogenannte Bra-Vektoren und Ket-Vektoren hat; zusammen gibt das das Wort “Braket”.

Zu jedem Ket-Vektor definieren wir noch einen sog. Bra-Vektor:

\( \langle v | := \left[ | v \rangle \right]^\dagger = {\left[ | v \rangle \right]^\ast}^T \)

Wobei v* der komplex konjugierte und vT der transponierte Vektor ist. Man nennt das Ganze “hermitisch konjugiert” und schreibt das mit dem hochgestellten Dagger-Symbol.

Bei einem reelen Vektorraum wäre der Bra-Vektor einfach nur der Zeilen-Vektor und der Ket-Vektor der normale Spalten-Vektor.

Zu dieser Bra-Ket-Notation gibt es enorm viele Youtube-Videos. Ein ganz einfaches ist: https://youtu.be/pBh7Xqbh5JQ

Einig sind sich alle Authoren über die Frage, was ein Ket-Vektor ist: eben ein “normaler” Vektor aus unserem Vektorraum V (also ein “Spaltenvektor”:

\( |v\rangle  = \left( \begin{array}{c} v_1 \\\ v_2 \\\ \vdots \\\ v_n  \end{array}\right) \)

Aber was um Himmelswillen ist der dazugehörige Bra-Vektor?

Einfache Gemüter sagen einfach:

\( \langle v|  = \left( \begin{array}{r} v_1^\ast & v_2^\ast & \cdots & v_n^\ast  \end{array}\right) \)

Der etwas nachdenkliche Mathematiker fragt sich:

  • “Konjugiert komplex” ist ja zunächst nur für Skalare (komplexe Zahlen) definiert. Kann man auch zu einem Vektor den konjugiert komplexen bilden?
  • Mit endlichen Dimensionen geht das ja alles so. Aber in der Quantenphysik wird man doch mit Hilberträumen unendlicher Dimension arbeiten. Wie funktionieren diese Konzepte denn da?

Skalarprodukt

MIt HIlfe von Bra-Vektor und Ket-Vektor definieren wir nun ein Skalarprodukt (inneres Produkt):

Das Skalarprodukt der Vektoren v und w schreiben wir als:
\( \langle v | w \rangle \)

Aber wie wird dieses Skalarprodukt berechnet (definiert)?

Dazu wählen wir eine Basis des Vektorraums: \( \{ |b_1\rangle, |b_2\rangle, |b_3\rangle,…\} \). Das geht immer, da jeder Vektorraum eine Basis hat und definieren das Skalarprodukt zunächt für diese Basisvektoren (damit wir eine orthonormale Basis bekommen):

\( \langle b_i | b_j \rangle := \delta_{ij} \)

Mit diesem Skalarprodukt ist die Basis per Konstruktion “orthonormal”.

Wenn wir nun unsere Vektoren v und w als Linearkombination dieser Basisvektoren schreiben:

\( | v \rangle  = \sum{v_i |  b_i \rangle} \)
und
\( | w\rangle = \sum{w_i | b_i \rangle} \)

definieren wir als Skalarprodukt der Vektoren v und w einfach:
\( \langle v | w \rangle := \sum{{v_i}^\ast \cdot w_i}  \)

Nun müssen wir der guten Ordnung halber noch zeigen, dass dieses allgemeine Skalarprodukt tatsächlich eine Erweiterung des für unsere Basisvektoren definierten Skalarprodukts ist. Wir bilden nehmen also zwei Basisvektoren |bi> und |bj> und bilden das Skalarprodukt nach der erweiterten Regel:

Die Komponenten von |bi> sind δij und die Komponenten von |bj> sind δji .
Und damit ist das Skalarprodukt nach erweiterter Definition:

\( \langle b_i |  b_j \rangle = \sum{{\delta_{ij}}^\ast  \delta_{ji} } = \delta_{ij} \)

Was übereinstimmt mit der ursprünglichen Definition des Skalarprodunkts zweier Basisvektoren.

Das so definierte Skalarprodukt ist nicht mehr kommutativ, sondern “hermitisch”; d.h.:

\( \langle v, w \rangle  = \langle w, v \rangle ^\ast \)

Das Skalarprodukt eines Vektors mit sich selbst ist immer reelwertig und “positiv definit”.

Hilbertraum

Ein Hilbertraum ist ein Vektorraum von unendlicher Dimension, der ein Skalarprodukt hat (Prä-Hilbertraum) und vollständig ist.

In der Quantenphysik verwendet man ja immer Hilberträume über den komplexen Zahlen. Die Elemente eines solchen Hilbertraums sind also Vektoren, die wir als Zustände des betrachteten quantenphysikalischen System verstehen. Statt der Wellenfunktion, die den Zustand beschreibt haben wir jetzt einfach einen Vektor \(\vec{v}\), der den Zustand beschreibt.

Um mit dieser Wellenfunktion etwas “netter” umzugehen, hat Jean Paul Dirac (1902-1984) die nach ihm benannte Dirac-Notation erfunden, bei der man sogenannte Bra-Vektoren und Ket-Vektoren hat; zusammen gibt das das Wort “Braket”.

Zunächst schreibt man also ganz normale Vektoren als Ket-Vektoren. Also statt: \( \vec{w} \) schreibt man: \( |w\rangle \). Generell sind Ket-Vektoren “normale” Vektoren aus einem Vektorraum V über \(\mathbb{C}\). Man kann sie sich als “normale” Spaltenvektoren vorstellen.

Ein Bra-Vektor geschrieben \( \langle v|\) ist eine lineare Form \( v: V \to \mathbb{C}\). Bra-Vektoren kann man sich als Zeilenvektoren vorstellen.

So ein Bra \( \langle v|\) kann dann auf einen Ket \( | w \rangle\) angewendet werden, was man schreibt als: \( \langle v|w \rangle \in \mathbb{C} \).

Wenn man so eine lineare Form \( v: V \to \mathbb{C}\) als Zeilenvektor auffasst, dann ist <v | w> das Skalarprodukt (innere Produkt) der beiden Vektoren.

In einer Bra-Ket-Notation verwendet man innerhalb der Notation häufig Kurz-Symbole für den Vektor oder die Linearform. Beispielsweise statt:

\( a  |\Psi_1\rangle + b  |\Psi_2\rangle \\ \)

schreibt man einfach:

\( a  |1\rangle + b  |2\rangle \\ \)

Astronomie: N.I.N.A. Advanced Sequencer

Gehört zu: N.I.N.A.
Siehe auch: APT, SGP, Platesolving mit N.I.N.A.

Stand: 19.7.2022

Der Advanced Sequencer

Seit N.I.N.A’s Version 2.00 gibt es den “Advanced Sequencer”, der den “Simple Sequencer” ablösen soll.

Eine “Sequence” besteht aus sog. “Instructions”.

Solche Instructions sind einzelne Befehle an das angeschlossene Astro-Equipment, wie beispielsweise:

  • Start Guiding
  • Cool Camera
  • Go to Target
  • Take an Exposure
  • Do Autofocus
  • Do Plate Solving
  • Center on Target
  • Change Filter
  • Do Dithering

Die Instructions einer Sequence werden gruppiert in einen Startbereich, einen Target-Bereich und einen Endbereich.

Außerdem kann man mehrere Instructions auch zu einem “Instruction Set” zusammenfassen. So ein “Instruction Set” kann wiederholt durchlaufen werden (mit einer Loop Condition) oder auch nur bedingt angestoßen werden (durch einen sog. Trigger).

Die Beschreibung einer bestimmten Sequence durch detaillierte Instruktionen kann sehr umfangreich werden. Deshalb arbeitet N.I.N.A. mit sog. “Templates” (Vorlagen) für typische Sequences, bei denen dann nur noch wenige Details angepasst werden müssen.

Häufig wird ein und die selbe Sequence eigentlich unverändert auf verschiedene Zielobjekte angewendet. Solche Zielobjekte heissen bei N.I.N.A. “Targets” und haben ausser ihrem Namen eigentlich nur spezifische Koordinaten für den Bildmittelpunkt und einen spezifischen Rotationswinkel. Solche Targets können in N.I.N.A. separat abgespeichert werden und später in eine fertige Sequenz eingefügt werden (per Drag and Drop).

Voraussetzungen für den Advanced Sequencer

Das Teleskop (der ASCOM-Treiber des Teleskops) muss fehlerfrei verbunden sein mit N.I.N.A. Dazu müssen die geografischen Koordinaten des Beobachtungsorts in N.I.N.A. und die im Teleskop-ASCOM-Treiber übereinstimmen. N.I.N.A. kann das “synchronisieren”, was aber nicht immer funktioniert.

Wenn ich die Himmelskoordinaten eines Beobachtungszieles aus meiner Planatariumssoftware übernehmen will, muss diese auch gestartet sein und ich kann dann dort ein Ziel selektieren – sinnvoll ist dabei, dass Datum und Uhrzeit in der Planetariumssoftware richtig eingestellt sind.

In N.I.N.A. sollte das Platesolving richtig eingestellt sein und bei einem Test auch funktionieren.

Erstellen von Targets

Ein “Target” in N.I.N.A. ist ja soetwas wie ein geplanter Bildausschnitt – also bestimmt durch die Koordinaten des Bildmittelpunkts und den Rotationswinkel (bei gegebenem Field of View).

So ein Target kann ich aus dem zugeordneten Planetariumsprogramm in N.I.N.A. übernehmen. In der N.I.N.A.-Version 2.00 wird dabei auch der Rotationswinkel für das Target übernommen. Im Framing-Assistenten kann man sein Target noch verfeinern.

Statt mit zugeordneten Planetariumsprogramm kann man in N.I.N.A. auch direkt den SkyAtlas verwenden und dann mit dem Framing-Assistenten die Feinarbeit machen.

Vom Framing-Assistenten aus kann man dann das Target abspeichern indem man unten auf die Schaltfläche “Add Target to Sequence” klickt. Man kann dann auswählen, ob man den “Simple Sequencer” oder den “Sequencer” (das ist der neue, der “advanced” sequencer) nehmen will.

Targets kann man also im Vorhinein zur Planung erstellen.

Erstellen von Sequences (aus Templates)

Sequences baut man in N.I.N.A. um den Ablauf am Foto-Abend Schritt für Schritt festzulegen.

Da solche Sequences recht länglich werden können und auch immer wieder Gleiches enthalten, verwendet man dafür meistens vorgefertigte Templates.

So eine Sequence kann man dann starten und damit geht dann am Sternenhimmel der automatisierte Ablauf los.

Einbauen von Targets in Sequences

Gleich beim Speichern eines Targets im Framing-Assistenten kann man “Speichern als Sequenz” wählen. Dann fragt der (advanced) Sequencer auch gleich, welches Template man für dieses Target verwenden möchte.

Man kann das auch alles später im Sequencer machen, wenn man vorher gespeicherte Targets verwenden möchte.

Tutorials

YouTube Videos von Philipp Keltenich:

https://www.youtube.com/watch?v=UMKB8sY8v1U

 

 

 

 

Astronomie: Plate Solving mit N.I.N.A.

Gehört zu: Plate Solving
Siehe auch: N.I.N.A., Polar Alignment mit N.I.N.A., N.I.N.A. Advanced Sequencer

Stand: 19.7.2022

Work in Progress

Plate Solving mit N.I.N.A.

N.I.N.A. setzt zum Plate Solving externe Plate-Solving-Software ein. Welche externe Software das sein soll lege ich in den N.I.N.A.-Einstellungen unter “Options -> Plate Solving” fest. Dabei unterscheidet N.I.N.A. zwischen “Plate Solver” und “Blind Solver”.

Da ich in der Vergangenheit sehr gute Erfahrungen mit All Sky Plate Solver gemacht habe, stelle ich den auch in N.I.N.A. ein.

Für den Gebrauch mit N.I.N.A. wird allerdings der Plate Solver ASTAP wärmstens empfohlen. ASTAP werde ich testen und dann später ggf. auf ASTAP umstellen.

Einstellungen für Plate Solving

Die beiden externen Plate Solver für “Blind” und “Near” werden bei N.I.N.A. eingestellt unter: Options -> Plate Solving.
Wichtig für das Plate Solving sind auch die Einstellungen für

  • “Pixel Size”   ( unter Options -> Equipment -> Camera )
  • “Focal Length” (stelle ich in N.I.N.A. ein bei: Options -> Equipment -> Telescope )

Voraussetzungen für Plate Solving mit All Sky Plate Solver

Zunächst muss die Software “All Sky Plate Solver” (ASPS) normal installiert werden.

In ASPS muss die Brennweite der Optik und die Sensor-Größe eingestellt werden, damit die Größe des Field of View (FoV) daraus berechnet werden kann und dann die erforderlichen Index-Dateien für ASPS einmalig heruntergeladen werden können.

Voraussetzungen für Plate Solving mit ASTAP

Zunächst muss die Software “ASTAP” normal installiert werden.

Testen des Plate Solving unter N.I.N.A.

Normalerweise macht man zuerst ein neues Astro-Foto (mit Imaging) und wird danach im Fenster (Pane) “Image” oben rechts auf “Platesolve current Image” klicken.

Man kann auch im Fenster (Pane) namens “Plate Solving” unten auf die Schaltfläche “Play” klicken, dann macht N.I.N.A. gleich ein “Capture image and plate solve”.

Kontrollieren sollte man vorher die für Platesolving relevanten Einstellungen:

  • Name des externen Platesolvers (unter Options -> Plate Solving)
  • Focal Length der Optik mit der das Bild aufgenommen wurde (unter Options -> Equipment -> Telescope)

 

Wofür verwendet N.I.N.A. die Plate Solving Funktion?

Center Target & Rotationswinkel

Meridian Flip

Polar Alignment

Laden eines vorhandenen Fotos in den Framing-Assistenten

 

Astronomie: Polar Alignment mit N.I.N.A.

Gehört zu: Polar Alignment
Siehe auch: N.I.N.A., Polar Alignment mit SharpCap, Plate Solving mit N.I.N.A

Stand: 29.6.2022

Polar Alignment mit N.I.N.A.

Ab der offiziellen Version 2.00 hat N.I.N.A. ein Plugin-System und eines der ersten Plugins ist das sog. “Three Point Polar Alignement”.

Nach der Installation dieses Plugins erscheint es in N.I.N.A. u.a. als neuer Tab “Three Point Polar Alignment” im Image-Fenster unter “Imaging”.

Diese Methode des Polar Alignment hat für mich wichtige Vorteile:

  • Es erfordert kein Guiding Scope und keine Guiding Kamera (im Gegensatz zu SharpCap). Funktioniert also beispielsweise mit der “Haupt-Optik” eines einfachen Star Trackers oder meiner einfachen Reisemontierung AZ-GTi.
  • Es ist kostenlos (im Gegensatz zu SharpCap Pro)
  • Es funktioniert auch ohne freien Blick auf den Himmelspol

Prinzipielle Arbeitsweise

N.I.N.A. macht drei Fotos, beginnend an einem Startpunkt und schwenkt von diesem in Rektaszension nach Osten oder Westen.
Immer wenn ein Foto erfolgreich ge-platesolved wurde, schwenkt N.I.N.A. auf die nächste Foto-Position.
Aus den drei angefahrenen Positionen und den per Platesolving ermittelten “echten” Positionen ermittelt N.I.N.A. dann die Abweichung der Montierung vom Himmelspol (das ist wohl die Methode “Star Offset”).

Nun soll man die Polausrichtung der Montierung entsprechend manuell korrigieren. Zur Hilfestellung geht N.I.N.A. in eine Schleife und macht laufend Fotos, Plave Solving und erneute Berechnung der aktuellen Pol-Abweichung (das dauert immer ein bisschen).

Arbeitsschritte in N.I.N.A.

Wenn wir dies neue Tab “Three Point Polar Alignment” öffnen, haben wir oben zunächst einige Einstellungen:

  • Manual: Off (On)
  • Start from Current Position: On / Off   (oder man gibt die Start-Koordinaten expliziet an)
  • Measure Point Distance: Hier geben wir in Grad an, wieweit sich das Teleskop insgesamt während des “Three Point Polar Alignment” bewegen soll
  • Direction: East / West

Abbildung 1: Beispiel eines Three Point Polar Alignments mit N.I.N.A. und der AZ-GTi

NINA_PolarAlignment

ComputerAcerBaer Windows 11

Gehört zu: Computer
Siehe auch: ComputerFlachmann, ComputerAsusbaer, ComputerThinkbaer, Tablet, Polar Alignment mit SharpCap Pro

Stand: 03.08.2022

Computer AcerBaer

Ersatz für ComputerAsusbaer

Mein ComputerAsusbaer ist schon ein bisschen in die Jahre gekommen:

  • einige Tasten der Tastatur klemmen
  • des geht nur das langsame WLAN
  • kein Bluetooth
  • er arbeitet recht langsam

Als Ersatz habe ich mit im Juni 2022 (auch im Hinblick auf die geplante Astro-Reise nach Namibia) einen neuen Laptop gegönnt.

Datenblatt ComputerAcerBaer

Ich habe im Juni 2022 dieses Gerät gekauft:

  • Acer Swift 3 (SF314-59-50CV)
  • Betriebssystem: Windows 11 Home
  • Bauart: normaler klappbarer Laptop
  • CPU: 11th Gen Intel(R) Core(TM) i5-1135G7 @ 2.40GHz 2.42 GHz (4 Cores, 8 Threads)
  • Memory 8 GB
  • Storage 1 TB SSD: NVMe Micron_2210 MTFDHBA1T0QFD  (Format: M.2)
  • 1 x USB 3.0
  • 1 x USB 2.0
  • 1 x USB 3.1 Type-C Gen. 2 “Thunderbolt”
  • 1 x HDMI
  • Touchpad
  • Headphon Jack 3,5 mm
  • WLAN: Intel Dual Band Wireless-Gigabit-AX, Wi-Fi 6 (802.11 ax/ac/a/b/g/n)
  • Bluetooth: Bluetooth 5.0
  • Kein Ethernet
  • Kein LTE
  • Beleuchtetes Keyboard
  • Fingerabdruck-Scanner
  • Stromversorgung: Externes Netzteil: Chicony 19 V, 3,42 A  (65 W)
  • Preis: 650 Euro

Konfiguration (Inbetriebnahme)