1st Light mit der QHY600 EB: Erster Erfahrungsbericht

Auschnitt von NGC 7000 - das gesamte Bild in hoher Auflösung finden Sie am Ende des Berichts

Aus der Dunkelheit wurde Licht! … Ein Quantensprung in 36 x 24mm bei 61,1MP?

In den letzten Jahren erfreuen sich Farbkameras immer größerer Beliebtheit. Eine Umkehr des Trends ist nicht zu erwarten. Ein Grund dafür ist die Fähigkeit, bereits mit moderaten Belichtungszeiten schwache Strukturen in Deep-Sky-Objekten zu erfassen. Daran waren die Entwicklungen bei den CMOS-Sensoren und jetzt neu die BSI Sensortechnologie ausschlaggebend beteiligt. Zudem stiegen die Quanteneffizienz (QE) und die Full-Well-Kapazität an, das Rauschen wurde weniger, die Pixel immer kleiner und die Dynamik wuchs beinahe mit jeder neuen Sensorgeneration.

Was passiert, wenn alle diese Entwicklungen in einer neuen Kamera wie der QHY 600M mit einem Schwarzweiß-Sensor das Licht der Sterne erblicken?

Meine Frage: Was ist nun wirklich die neue Referenzkamera?

Was bedeuten all die Begriffe, die die Hersteller mittlerweile verwenden, hervorheben und bewerben oder einfach unter den Teppich kehren, als würden sie gar nicht existieren?
Nun ich muss einen Sprung zurück ins Jahr 2015 / 2016 machen. Damals kaufte ich mir den ersten RASA 11" und verwendete als Kamera eine DSLR: die Nikon D810A. Diese Kombination macht Astronomie wirklich spannend. Es war Wahnsinn, was vom heimatlichen Garten aus in extrem kurzer Belichtungszeit nach 60 bis 90 Minuten zu erfassen war. Das war mein erster Kontakt mit dem Sony CMOS-Zeitalter – und er war sehr viel versprechend!

Ist der Sprung heute im Jahr 2020 ein noch größerer?

Wenn ich all meine Erfahrungen zusammenfasse, will ich absichtlich nicht gewaltig schreiben! (Lesen den Weg, den ich ging, und entscheiden sie es selbst)
Ich habe in den letzten Jahren viele Neuentwicklungen selbst einmal verwendet, aber sicher nicht alles. Zwar war ich vom Prinzip überzeugt, und Richtung und Tendenz der Technik sind klar erkennbar, aber das "AAHHHH - ist des arg!" war bei all diesen Geräten noch nicht dabei. (Arg = österreichisches irre & gut). Auf den Tag wartete ich noch.

QHY600 EB + Baader UFC D 50.4 Filterschieber + Baader UFC Basis, sowie Baader FCCT und QHY163M

Und dann kam der Tag, an dem die QHY600M EB bei mir auf dem Tisch lag – in der Early Bird Version mit der Pro Option. Von der Firma Baader Planetarium kamen dazu die letzten Adapter für meinen RASA 11, um die QHY600M am UFC Filterschieber zu montieren. In den letzten Jahren hab ich vieles mit den RASA 8", RASA 11" und RASA 36cm gemacht. Besonders spannend waren die neuen Baader Ultra Narrowband f2 Highspeed-Filter, obwohl ich kein "Schmalbandler" bin!

Mit dem RASA 8 und dem Baader FCCT + QHY 163M (eine kleine, feine monochrome CMOS-Kamera) wurde es zu meinem Highlight im Sommer 2019. Ich denke, die Kombi macht wirklich sehr viel Freude: M31 Bild in NUR 4,5 Stunden. Hier geht's zur Story.

Warum die QHY600M EB? (Nicht nur weil Vollformat an RASA 11 und 36 funktioniert)

Den IMX455 SONY-Chip kann man auch in günstigerer "Verpackung" bekommen, aber das war für mich nicht das Auswahlkriterium. Entscheidend ist für mich, wer aus diesem Chip das meißte rausholt - und wer mir die hochwertigste Version von diesem Chip liefert. Und nach ausführlichen Recherchen war ich bei der QHY 600 EB gelandet - hier ist ein Industry-Grade-Chip verbaut.

Die Marke QHY kenne ich seit fast 15 Jahren und hatte öfter schon Kontakt damit, mit unterschiedlichen Erfahrungen – und seit über einem Jahr nur mehr sehr gute Erfahrungen gemacht. In den ganzen Jahren des Bestehens konnte QHY Erfahrungen sammeln und die zahlreichen Kameramodelle und deren Elektronik auf das Zusammenspiel mit den Sony-Sensoren optimieren. Dieses Wissen kann man nicht kaufen!

Was erwarte ich mir von der neuen QHY600M EB Kamera?

Dass sie alles besser macht und noch mehr im Einzelbild zeigt, als alle anderen Kameras zuvor! Egal mit welcher Hardware ich sie vergleiche, die ich je in die Finger bekam. Mein Anspruch war nichts geringeres – aber auch nicht mehr.

Grundlegende Vorbereitungen: Dazu musste ich erst alles aus dem Fact-Sheet der QHY-Seite in eine "Was bedeutet das für mich?"-Sprache übersetzen. Also die echten Vorteile herauslesen, die mir am Ende wirklich was bringen – für jede Aufnahme die ich machen werde.

Die QHY600M mit dem Sony IMX455 CMOS-BSI Sensor sollte den ersten Einsatz am RASA 11" (279/620mm f2.2) haben. Spannend war zudem, dass ich erstmals eine Kamera mit 61,1 Megapixeln an ein schnelles f2.2 System schrauben werde – geht denn das? —> (Vorab: Ja, das geht, und zwar richtig gut).

Die interessanten Punkte der QHY600M waren daher für mich:

• QE bei 87% – über einen riesigen Bereich des Spektrums, keine „schön“ Be-Rechnung
• Filterrad über die Kamera anstecken – das war für den ersten Einsatz kein Thema, aber es ist möglich!
• QHY macht zur QHY600M klar, dass die 1GB bzw. 2GB DDR3 Speicher den Chip wirklich sofort auslesen können, im Gegensatz zu praktisch allen anderen anderen Kameras, in denen nur 256MB DDR3 RAM verbaut werden. Das war eines meiner wichtgsten Kriterien, denn ein CMOS BSI wird so lange belichtet, bis er zu 100% ausgelesen ist – ansonsten führt das zu Unregelmäßigkeiten im Bild.
• Der IMX 455 Sensor Grade ist mit Industrie Grade angegeben. Wie ich nach sehr langem Suchen auf der Sony Seite und über verknüpfte Informationen erkannte, kann damit ein besseres Bild erreicht werden im Vergleich zu Consumer Grade Sensoren.
  Mein Ziel war klar: Nach dem Download wollte ich das beste Einzelbild sehen! Die QHY600M sollte viele Jahre meine Kamera bleiben. Nach dem was die Technik (nach dem Stand von heute im Jahr 2020) versprach, würde sie lange Zeit ganz oben auf sein.
• Die Option Extended Dynamic Range (Von allen am Markt angebotenen IMX-455 Modellen kann das nur die QHY600 Serie!), Diese Technologie ist nicht neu und längst erfolgreich im Einsatz – wenn es der Hersteller richtig einsetzen kann. Das Verfahren wird auch von einem anderen, sehr namhafte Hersteller verwenden – dort wird das 12Bit AD Signal dann zu 16Bit addiert. Die QHY 600M ist jetzt schon eine echte 16Bit Kamera – liefert also Dynamik von Kopf bis Fuß oder Licht zu Schatten. Aber, das muss verstanden werden: Extended Dynamik Range (EDR) steigert nicht nur die Dynamik, und die ist gleich der Full Well Kapazität von über 51.000 auf knapp über 80.000 bei 3,76mü kleinen Pixel. Mit dem EDR kann ich auch eine weitere Bandbreite der Gain-Werte verwenden, ohne in die Sättigung zu kommen! So kann ich extrem tiefe Lum- und RGB-Daten gewinnen, mit voller Zeichnung und Details, und extreme Dynamik-Unterscheide in einem Bild darstellen – ohne Tricks und Mogeln.

Das waren natürlich alles vorerst theoretische Überlegungen vor dem ersten First Light. (Lustig, was ich zu dieser Technologie gelesen habe, als ich sie gepostet habe – in Summe lauteten die Antworten dazu: alles Fake)

Im Bin 2x2 werden 18Bit ausgegeben und die Full Well explodiert in Größen, die fast undenkbar waren. Da ich gerne auch mit langen Brennweiten aufnehme, ist die Option Bin 2x2 und dann 7,4mü große Pixel ideal! Das Binning wird im DSO 16Bit Mode wie auch im EDR Mode angeboten – jetzt bekomme ich fast Stress, was probiere ich als nächstes? 🙂

Über die Kühlung habe ich länger nachgedacht – wie kalt soll es denn sein?

Gewonnen hat -10°C. Ich habe bei -20°C einen leichten Vorteil messen können, jedoch zu wenig, als dass ich in den kommenden Sommermonaten die Kühlung mit voller Leitung betreiben wollte.

Treiber und Installation:

Alles auf GO – keine Probleme und läuft seit dem ersten Tag: ASCOM-Plugin in Maxim Dl laden, und los ging es.

Verbunden vorerst mit USB 3.0 / die Glasfaserverbindung habe ich "on hold" gekauft und will die weitere Entwicklung abwarten.
Denn: Glasfaser wird kommen – man kann damit nicht nur eine viel längere Leitung nutzen, sondern ich bekomme damit auch eine wesentlich stabilere Verbindung. USB reagiert bekanntlich auf Wechselwirkungen und Einflüsse von aussen (PC, Einstreuungen...) mit Streifen, Dropouts und allen möglichen und unmöglichen Artefakten. Die höhere Geschwindigkeit der Glasfaser-Verbindung kommt als eine weitere zukünftige Entwicklungsmöglichkeit noch dazu. Damit bin ich auch noch in drei oder fünf Jahren "auf der Höhe der Zeit".

Vorbereitung für die erste Nacht am RASA 11

RASA 11" auf 10micron GM2000 HPS Montierung

Ich nahm Bias und Darks bei -10°C mit 16Bit DSO und dem EDR Modus auf.

Weitere Einstellungen: Download-Geschwindigkeit: Normal // Gain: 26 // Offset: 60
Das Master Dark hat die Neugier auf das, was jetzt "kommen kann“, geweckt und verstärkt. Ich nenne es "Noise Floor“, wenn die maximale Häufung des Rauschen in einem Bereich ist, der kaum die 10ADU Spannweite überschreitet. Was das für die Aufnahme bedeutet? Das schwache Signal wird nicht erst durch das Mitteln vieler Aufnahmen sichtbar, nein: das Einzelbild sollte es bereits zeigen!

Das erste Licht – bislang wurde nur angedeutet, dass ein Sprung bevor steht…

Ich konnte es nicht mehr erwarten, obwohl es zwei Tage vor Vollmond war – aber klares Wetter war bis etwa Mitternacht möglich! Und Dunkelheit ab etwa 22h... Egal – für einen Test und die Kontrolle der Abbildung war es okay.

Anschlüsse:
Ich habe mir zusätzlich ein besseres USB-Kabel gekauft, das im Querschnitt jedoch dicker war. So bekomme ich einen dickeren Spike, und das originale Stromkabel von QHY war etwas wellig und dünner… Also ist der Spike dann dünner und vielleicht nicht ganz scharf. Darum kümmere ich mich die Tage einmal, das war jetzt nicht wichtig. Mir war jedoch wichtig, dass die Kabel um 90° versetzt zueinander ausgerichtet waren.

Die QHY600M hat einen Adapter, der an den UFC Filterschieber geschraubt wird. Die Kamera wird dann über drei Schrauben im Adapter fixiert.

Diese drei Schrauben ermöglichen eine sehr genaue Rotation / Zentrierung der Kamera zum System. Die Flucht des Adapter passt mit dem Kamera Gehäuse sehr gut zusammen. Es ist wichtig, dass die Kamera wirklich in der Mitte des Feldes auf der optischen Achse sitzt. Die Köpfe der drei Schrauben ragten ca. 2-3 mm in den Strahlengang und waren in der ersten Nacht noch original-glänzend. Das war aber auch ihre letzte glänzende Nacht – jetzt sind sie schwarz!

1st Light und fast Vollmond!

Mit dem Baader UFC und der DSLR hatte ich den RASA 11 vor über einem Jahr mit 16,7MP Vollformat justiert. Zu meiner Freude war die Justage auch bei 61,1MP fast gut. Ich musste nur ganz wenig optimieren / justieren, und ich wusste vom RASA 8 und dem FCCT, was wie geschehen muss – und – JA – passt, das lasse ich so!
Der RASA 11“ kann die 61,1MP problemlos abbilden und das bei f2.2 – das ist super! Welche Optik macht das noch so ohne mit der Wimper zu zucken?

Auf meiner Testliste stand ganz weit oben M13, denn ich hatte die Kamera im EDR Modus gestartet. Also nicht erst kennenlernen – NEIN, gleich auf 101% gehen! In der UFC-Filterschublade war der Baader UHC-S in 50,4mm eingesetzt.

Sicherlich kennt jeder, der fotografiert, auch M13. Weil M13 5,8mag hell ist, wählte ich bei fast Vollmond wegen der Lichtstärke von f2.2 des Rasa 11 und der 87% QE der Kamera 120s als Belichtungszeit. Was erwartet man als Ergebnis?

117 Sekunden, 118, 119, 120 – und Download.
Was? Wie? M13 klar aufgelöst, und der Hintergrund bei 3000ADU??? Irre – also 180 Sekunden probieren – da geht doch noch mehr! Also letztlich 300 Sekunden bei f2.2 und UHC-S Filter, und dann bekomme ich einen EDR Download zu sehen, bei dem die hellsten Sterne in M13 gerade an die Sättigung kommen. (Die ADU vom Hintergrund ist jetzt bei rund 7900). Aber er bleibt total aufgelöst und ohne Überbelichtung vom Kern. Im selben Bild sind auch die schwachen Aussenbereiche schon zu sehen – das ist DYNAMIK!

Das nächstes Testobjekt ist Abell 2219. Also 180sec mit UHC-S auf Abell 2219: Check, der Galaxienhaufen ist klar sichtbar und zeigt jetzt schon eine große Anzahl der Galaxien in diesem sehr weit entfernt Haufen.

Und weiter: Draco Dwarf mit 180sec UHC-S. Die hellste Sterne liegen bei etwa oder sogar weniger als 19mag!!! Und das bei fast Vollmond – und das gleiche in Grün wie bei Abell 2219…

Meine Checkliste wäre noch länger gewesen, da ich daneben auch das Verhalten des RASA 11 + UFC testen wollte mit den 61,1MP Auflösung, doch... UND Schluss, hohe Cirrusbewölkung bei fast Vollmond und immer schlechter werdenden Bedingungen bedeuteten leider das Ende der First-Light-Nacht.

Nach diesem Erlebnis, die Bilder waren mir immer noch vor Augen, erschienen die Tage und Nächte, die nun endlich den lang ersehnten Regen brachten, viel länger.

Der Quantensprung – die Nacht vom 17.5. auf den 18.5.2020.

Was habe ich gegenüber der ersten Nacht verändert? Ich bin vom EDR Modus zu DSO 16Bit gewechselt – ich wollte die einfachere 16Bit Dynamik sehen.
Mein Plan war zuerst ABELL 2219 in Lum (je nach Seeing), dann Draco Dwarf in L und / oder RGB, und zum Schluss gegen 2:40h noch schnell ein Blick auf den Nordamerikanebel NGC7000 in H-alpha – der würde dann so hoch am Himmel stehen, um eine Aussage zu ermöglichen. Die Wettervorhersagen waren für die kommende Nacht ebenfalls gut, darum wollte ich einfach spontan entscheiden, was ich mache.

Das Verhalten bei Abell 2219 und beim Draco Dwarf war wie in der First-Light-Nacht – alles lief wie gewohnt. Die Daten sind gesammelt, das Bild werde ich in der Zukunft zeigen.
Aber 300 Sekunden bei H-alpha mit dem neuen Baader 3,5nm Ultra Narrow Band f2 Highspeed Filter, ich konnte richtig zuschauen was ich da für eine Revolution ablichte. Ganz real am PC - ohne Marketing-Blabla: Das ist die Zukunft! Ich kam mir vor als wäre ich wieder 5 Jahre alt, aufregt und noch mehr aufgeregt… ich weiß nicht wie oft ich mir die Daten angesehen habe, und es waren zu wenige in H-alpha, die ich in der Nacht machen konnte.
Also lag der Plan für die kommende dritte Nacht ganz klar vor mir: Erst wird H-alpha und dann noch O-III gemacht… ich will das Bild als Bicolor sehen, denn das Objekt kenne ich wirklich gut.

Daten-Stacking in PixInsight so wie immer.
Die Darks alleine genügen bei der QHY600M, denn wie schon geschrieben sind die Daten extrem glatt! Die Hotpixel kann ich abzählen, und ich habe nur ein Pixel, das die 65535 ADU ganz erreicht – 1 Hotpixel!
Tiefe, Dynamik, Signal und ein unerhebliches Rauschen im Bicolor! Als Gewichtung verwendete ich Rot = H-aplpha (Faktor 1,0) : Grün = (H-alpha x0,5) + (O-III x0,5) : Blau = O-III (Faktor 1,0) Die Bearbeitung war danach ausgerichtet, dass die Dominanz des H-alpha erhalten bleibt und O-III den Stellenwert einnimmt, den es wirklich hat.
Die Bildbearbeitung war spannend und erfolgte in PixInsight und Adobe Photoshop CC 2020. Nach einigen Tagen am PC war die Dynamik des H-alpha-Bildes schlussendlich in der BiColor Version von NGC7000 + IC5070 angekommen.

Der Kontrast ist – ich würde es so beschreiben – grenzenlos genial, bei nur 620mm Brennweite war die Auflösung sehr fein und die Abstufungen der Tonwerte grandios – kein Rauschen, nichts, nur ein Bild! Es wurde keine Art von Rauschreduktion verwendet! Es wurden keine Flats verwendet und kein Bias abgezogen, sondern nur Darks für die Kalibrierung der Einzelbilder (die Kamera war komplett gleich eingestellt) verwendet!

Doch sehen Sie es sich selbst an und denken Sie sich meine Details zum Bild. So ein Ergebnis ist heute mit 75 Minuten BiColor im Ultra Schmalband mit dem Setup wie beschrieben möglich. (Baader Ultra Narrow Band f2 – H-alpha 7x 300s und O-III 8x 300s bei -10°C).

Was jetzt noch kommt? Einfach staunen, Bild anklicken und in hoher Auflösung genießen!

NGC7000 + IC5070 alsBiColor mit RASA 11" + Baader UFC + Baader Ultra-Narrowband f/2 Highspeedfilter (Coming Soon) + QHY600 EB, (c) Christoph Kaltseis

Ihr Christoph Kaltseis

Über den Autor: Christoph Kaltseis

Christoph  ist nicht nur Adobe Photoshop Spezialist und als Nikon Professional für Nikon unterwegs, sondern auch ein erfahrener Astrofotograf. Er gehört zu den Gründern der Central European DeepSky Imaging Conference (www.cedic.at), die seit 2009 regelmäßig alle zwei Jahre in Linz stattfindet.

Neben seiner diversen Projekten hat Christoph mit APF-R (Absolute Point of Focus) in den letzten Jahren einen neuartigen Bildschärfungsprozess entwickelt. Die Prozedur ist dabei nicht immer gleich, sondern wird auf die Kombination von Objektiv und Kamera angepasst. Daher war eine flexible Methode nötig, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.

In seiner Karriere als Astrofotograf hat Christoph auch bereits einige APODs (NASA Astronomy Picture of the Day) erstellt, z.B. die mit APF-R bearbeitete Aufnahme der M33 Galaxie oder das Herz des Orionnebels (M42).