Hallo allesamt,
an der Volkssternwarte München sind uns indirekte Aufnahmen des Apollo 15 Mondlanders gelungen:
Dies gelang uns nur durch massiven Einsatz von Technik und tiefen Griffen in die Trickkiste der Signal- und Bildverarbeitung:
a) Die Aufnahme des Landers selbst ist aufgrund seiner Kleinheit natürlich nicht möglich. Bei sehr flachem Lichteinfall ist jedoch der erzeugte Schlagschatten um ein vielfaches größer als der Lander und wird damit (gerade so) abbildbar. Der Terminator muß also zum Zeitpunkt der Aufnahme die Landing Site überdecken.
Dies war in der Nacht vom 29.03 auf den 30.03 ab ca. 3:00 morgens bis kurz vor Sonnenaufgang der Fall; zugleich war das Wetter in München sehr klar!
b) Ein leistungsfähiges Gerät, in diesem Fall der 80 cm Schmidt Cassegrain der VsW München.
c) Ein eigens entwickeltes Deconvolution Software-Paket, um die Auflösungsgrenze zu "überlisten" (Beschreibung der Methodik siehe im Folgenden).
Durchführung: Mit einer DMK 21AF04 FireWire Kamera wurden viele 10 bis 30 minütige AVIs à 60 Bildern pro Sekunde unkomprimiert aufgenommen. Das ergab eine Datenflut von über 200 GB - notwendig für das Deconvolutionsverfahren und möglich dank günstiger externer Festplatten.
Hier die Grundideen des Deconvolutionsverfahrens im Ansatz:
Grundidee: Die seeingbedingten Bildverzerrungen sind kein Nachteil, sondern können zum Vorteil gereichen: Das System Teleskop - Atmosphäre stellt eine Optik dar, deren vorderstes Frontelement - die Atmosphäre - ständigen Veränderungen unterworfen ist. Anstatt nun einfach die "unverzerrtesten" Bilder herauszusuchen und zu mitteln, werden "geeignet" verzerrte Bilder herausgesucht, nämlich solche, in denen eine Seeingzelle vergrößernd wirkt. Zunächst ermittelt der Computer von einem willkürlich gewählten Bild das Verzerrungsmuster (das Optische Fluß-Vektorfeld)
zu allen anderen Bildern. Unter der Annahme, daß die Verzerrungen statistisch gleichverteilt auftreten, läßt sich ein uverzerrtes Referenzbild, allerdings noch mit geringer Auflösung, erstellen. Dieses dient nun als Maske, um im zweiten Schritt geeignete, also "vergrößernd verzerrte" Bilder herauszusuchen. Auch nicht genau passende Bilder konnten hier noch zurechtgezerrt werden; hier muß ein Tradeoff gefunden werden.Letztlich konnten immerhin etwa 5% der Bilder genutzt werden. Einerseits müssen so viele Bilder wie möglich verwertet werden, da die Bildinformation für das Deconvolutionsverfahren in feinsten Helligkeitsunterschieden verschmiert steckt, andererseits liefern zu stark verzerrte Ausschnitte Artefakte und verschlechtern das Ergebnis wieder.
Am Schluß werden die Bilder gestackt und deconvoluted, wobei durch ein Gradientenabstiegsverfahren immer 20 bis 30 Bilder optimal so überlagert werden, daß die Kontrastfunktion maximiert wird.
Dies gelingt optimal für genau einen Bildpunkt - in zunehmender Entfernung von diesem Bildpunkt wird das Bild unschärfer, wie man auch schön in obiger Aufnahme erkennen kann.
Die genauen Details des Verfahrens sollen hier zu einem anderen Zeitpunkt beschrieben werden und sind Gegenstand einer wissenschaftlichen Veröffentlichung; es handelt sich letztlich um ein sehr rechenintensives, "drizzling-artiges" iteratives Verfahren mit nichtlinearer Optimierung und Deconvolution, bei dem Resultate erst nach etlichen Stunden Rechenzeit anfallen- und das oftmals umsonst, und man muß mit anderen Parametern von vorne beginnen.
Man kann also der Auflösungsgrenze ein Schnippchen schlagen, indem man die Atmosphäre zu einem Teil seines Telekops macht. Wir erwarten jetzt viele Anwendungen dieser Technik; leider ist sie auf recht flächenhelle und strukturierte Objekte begrenzt, also zunächst Sonne und Mond.
Aus unserer Sicht hat sich die Moon-Hoax Diskussion hiermit erübrigt, wenngleich Zweifler auch dieses Bild nicht akzeptieren werden, da immer noch zu wenig erkennbar ist.
Viele Grüße
Julian
