Lucky Imaging – Maximale Auflösung durch das beste Seeing

Lucky Imaging ist eine Aufnahmetechnik in der Astrofotografie, bei der viele Einzelbilder mit sehr kurzen Belichtungszeiten aufgenommen werden. Anschließend werden die besten, „glücklichsten“ Frames ausgewählt und zu einem hochaufgelösten Bild kombiniert. Ziel ist es, die kurzzeitigen Momente besonders ruhiger Luft (gutes Seeing) auszunutzen, um die Erdatmosphäre zu „überlisten“.

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Was ist Lucky Imaging?

Bei normalen Langzeitbelichtungen führen atmosphärische Turbulenzen zu Unschärfen – besonders bei hochauflösender Planeten- oder Mondfotografie. Lucky Imaging vermeidet das, indem es:

• Viele tausend Kurzzeitaufnahmen (z. B. 5–50 ms) aufnimmt

• Per Algorithmus (z. B. Strehlwert, Kontrast, SNR) die besten Frames auswählt

• Diese „lucky shots“ stackt, um Details zu verstärken

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Typische Anwendung

Lucky Imaging wird genutzt bei:

• Planetenfotografie (Jupiter, Saturn, Mars)

• Mondoberfläche (Hochauflösungs-Details)

• Doppelstern-Trennung

• In Kombination mit Farbkameras (z. B. ASI224MC) oder monochrom mit RGB-Filtern

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Technischer Ablauf

1. Aufnahme

• Kamera: schnelle CMOS-Kamera mit hoher Framerate

• Belichtungszeit: 1–30 ms

• Aufnahme: AVI oder SER-Video mit tausenden Einzelbildern

2. Auswahl der besten Frames

• Software: AutoStakkert!, PIPP, FireCapture

• Auswahl z. B. der besten 5–25 % der Frames

3. Stacking & Schärfung

• Stacken der besten Bilder → Rauschreduktion & Detailgewinn

• Nachbearbeitung mit Wavelet-Schärfung (z. B. RegiStax)

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Anforderungen an die Ausrüstung

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Vergleich: Lucky Imaging vs. Langzeitbelichtung

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Beispiel: Jupiter mit Lucky Imaging

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Physikalische Grundlage – Turbulenzzeit τ0\tau_0τ0​

Ein Schlüsselparameter für Lucky Imaging ist die sogenannte Kohärenzzeit (engl. coherence time), die beschreibt, wie lange die Atmosphäre stabil bleibt:

τ0=0,31⋅r0v\tau_0 = 0{,}31 \cdot \frac{r_0}{v}τ0​=0,31⋅vr0​​

• r0r_0r0​: Fried-Parameter (typisch 5–20 cm)

• $v$: Windgeschwindigkeit der turbulenten Schicht

→ Belichtungszeiten sollten kürzer sein als τ0\tau_0τ0​
→ Bei r0=10 cmr_0 = 10 \text{ cm}r0​=10 cm, $v=10\text{ m/s}$: τ0≈3 ms\tau_0 \approx 3 \text{ ms}τ0​≈3 ms

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Vorteile von Lucky Imaging

• Extrem hohe Detailschärfe

• Geringere Anforderungen an Nachführung

• Effektiv bei suboptimalem Seeing

• Kombinierbar mit IR-Pass-Filtern zur Verbesserung der Kontraststabilität

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Grenzen von Lucky Imaging

• Funktioniert nicht bei Deep-Sky-Objekten

• Benötigt sehr hohe Frameraten und Datenvolumen

• Postprocessing ist zeitintensiv

• Stark vom Seeing-Fenster abhängig

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FAQ – Häufige Fragen zu Lucky Imaging

Wie viele Frames sollte man aufnehmen?

Je nach Objekt und Framerate: 5.000–20.000 Frames sind üblich. Die besten 10–30 % ergeben oft das optimale Ergebnis.

Ist Lucky Imaging auch bei Sternen sinnvoll?

Nur bei sehr engen Doppelsternen oder wissenschaftlichen Anwendungen (z. B. Beugungslimit erreichen). Für Einzelsterne eher nicht relevant.

Welche Filter sind sinnvoll?

• IR-Pass-Filter für ruhigeres Bild (besonders bei Jupiter & Saturn)

• UV/IR-Cut-Filter bei Farbkameras zur Vermeidung von Farbfehlern

• RGB-Filtersatz für Monochromkameras

Kann ich Lucky Imaging mit DSLR machen?

Theoretisch möglich, aber praktisch ungeeignet – DSLRs schaffen keine ausreichend hohe Framerate. Besser: CMOS-Astrocam.

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