Die Sonnenfinsternis-Blende

Idee, Konstruktion und Ergebnisse eines "mechanischen Radialfilters"
 
Die neue Sonnenfinsternis-Blende (speziell für DV-Camcorder) gibt es hier !

 


Einleitung

Wer zum ersten Male eine Totale Sonnenfinsternis erlebt - und zwar nicht nur bei strömenden Regen wie am 11.8.'99 - dem wird auf den ersten Blick etwas höchst Eigenartiges gewahr. Nicht nur die Stimmung unter den Leuten vor und während der Totalität. Nicht nur die Färbung des Himmels, oder der heranrasende Kernschatten, der nun überhaupt nicht dunkel und bedrohlich wirkt, sondern eher fad rötlich. Nicht die Fliegenden Schatten, die wie die Schlieren der Wasseroberfläche auf dem Boden eines Swimmingpools wirken. Und auch nicht die Art, wie die Himmel kurz vor der Totalität seine Helligkeit auf geradezu überirdische Weise dimmt. Es ist der Anblick der total verfinsterten Sonne selbst, und vor allem ihrer Korona. Deren Form und Reichtum an Strukturen vom Mondrand aus bis in die feinsten Ausläufer der äußeren Bereiche, der Helligkeitsverlauf und vor allem deren enorme Größe überraschen doch ungemein. Besonders wenn man sich zuvor die Vielzahl von Fotos und Videos angeschaut hatte, die bei vorherigen Sofis gemacht wurden. Man hat doch irgendwie erwartet, daß die Korona in etwa dem in Natura entsprechen würde, was auch auf den Fotos und den Videos zu sehen war.

Aber dem ist bei weitem nicht so. Die Fotos und Videos stellen allesamt leider nur einen bescheidenen Abglanz der Sonnenfinsternis dar. Warum das so ist und welche Möglichkeiten es gibt, die Fotos nachzubearbeiten stelle ich kurz vor. Den Hauptteil bildet meine Idee des "Mechanischen Radialfilters". Und deren Feuertaufe wird dann am 21. Juni 2001 sein, während der Totalen Sonnenfinsternis im südlichen Afrika, zu der ich nach Sambia fliegen werde.
 

Die gewöhnliche Darstellung der Korona auf Film

Der Kontrastumfang der Korona von mehr als 1 : 10000 ist so enorm, daß kein Film diesen auch nur annähernd wiedergeben kann. Es wird daher in der Literatur - von anderen SoFi Beobachtern - empfohlen, bei der Fotografie der Protuberanzen und der Korona eine Belichtungsreihe aufzunehmen. Diese Empfehlungen habe ich auch bei meiner ersten Totalen Sonnenfinsternis am 11. August 1999 berücksichtigt. Wir waren in Ungarn am Balaton.

Vier Aufnahmen meiner Belichtungsreihe, deren Belichtungszeiten 1/1000, 1/250, 1/60, 1/15, 1/4 dann 1 Sekunde und 3, 7 sowie 12 Sekunden lauten, habe ich hier einmal aufgelistet, zusammen mit dem was auf den jeweiligen Fotos zu sehen ist und was nicht:
 
1/1000 Sekunde

Die Chromosphäre und die Protuberanzen sind hier gut zu erkennen, doch die innerste Korona tritt nur schemenhaft hervor.

 1/60 Sekunde

Die innere Korona ist jetzt gut ausbelichtet, die Protuberanzen aber werden von ihr bereits stark überstrahlt.
Von der äußeren Korona ist bisher noch nichts zu erkennen.

 1/4 Sekunde

Nun taucht so langsam die äußere Korona auf
Die innere Korona hingegen ist schon weitaus überbelichtet.
Die Protuberanzen sind so gut wie nicht mehr zu erkennen - aber deren Überstrahlung hinein in die dunkle Mondscheibe.

 3 Sekunden

Die innere Korona ist jetzt hoffnungslos ausgebrannt, aber dafür zeigen sich die Strukturen der äußeren Korona. Die für diese Verhältnisse extrem hellen Protuberanzen bewirken eine deutliche Aufhellung des vergleichsweise dunklen Mondes.

Die Aufnahmen wurden mit einem Maksutov Teleobjektiv mit 1000 mm f/10 auf Kodak Ektachrome 64 gemacht.
Es zeigt sich auch hier - wie sollte es auch anders zu erwarten sein - daß es unmöglich war, Protuberanzen, innere und äußere Korona auf ein einziges Bild zu bannen.

Warum das so ist, läßt sich an diesem Diagramm gut erkennen. Dargestellt ist die Gradationskurve eines Diafilmes in Abhängigkeit von der den Film beleuchtenden Intensität. Die wahre Intensität eines Objektes kann durch den Film nur bedingt gut wiedergegeben werden. Die chemisch aktive Schicht kann nämlich nur einen gewissen Helligkeitsumfang darstellen - abhängig von der optischen Dichte des unbelichteten Filmes (Grundschleier), von der Empfindlichkeit und von der optischen Dichte des total ausbelichteten Filmes ("ausgebrannter" Film). Der optimale "Arbeitsbereich" ist hellgrau dargestellt. Die Projektion des Arbeitsbereiches auf den Kontrastumfang der Korona zeigt, wie enttäuschend wenig Kontrast von der Korona eigentlich nur wiedergegeben werden kann. Da die Helligkeit der Korona mit zunehmendem Abstand von der Sonnenoberflächen abnimmt, kann der Film somit auch nur einen bestimmten Bereich der Korona abbilden. Alle anderen Bereiche werden unter- bzw. überbelichtet. Je nach Belichtungszeit liegt der "Arbeitsbereich" des Filmes dann zum Beispiel in der inneren oder der äußeren Korona.

Bei Videoaufnahmen lassen sich bei fest eingestellter Belichtungszeit und Blende sogar noch weniger Details darstellen. Der CCD Chip ist dem chemischen Film in Puncto Kontrastumfang und Farbtreue zu Zeit noch unterlegen.

Einen schwachen Vorteil bietet ein s/w Film. Mit allerlei Dunkelkammerarbeit kann man einem solchen Film einen Kontrastumfang von etwa 1 : 1000 entlocken.
Das menschliche Auge hingegen hat einen enormen Wahrnehmungsbereich - ca. 15 Größenordnungen (1 : 1.000.000.000.000.000) - und kann daher die kaum mehr als 4 Größenordnungen (1 : 10.000) der Korona exzellent wahrnehmen! Nehmen wir noch den Kontrastumfang der Protuberanzen hinzu und auch noch den der äußersten Korona, die unter irdischen Bedingungen gerade noch erkannt werden kann - die liegt so in etwa bei einem Abstand von 5 bis 10 Sonnenradien, je nach Sonnenaktivität und Dunkelheit der Finsternis - so erhalten wir einen Kontrastumfang aller beobachtbaren Phänomene der Totalen Sonnenfinsternis von gut 4,5 Größenordnungen (ca. 1 : 30.000). Das bedeutet bei der Fotografie, man müßte eine Belichtungsreihe von z. B. 1/1000 Sekunde bis 30 Sekunden aufnehmen. Die 30 Sekunden sind dann aber nur bei wirklich "dunklem" Himmel, also bei einer langen Totalität sinnvoll.
 

Eine Möglichkeit: Digitale Nachbearbeitung der Aufnahmen

Macht man bei einer Sonnenfinsternis dann eine Belichtungsreihe, pickt sich die besten Aufnahmen mit den verschiedensten Belichtungszeiten heraus, und digitalisiert diese, so läßt sich mit einer gehörigen Portion Arbeit aus den Filetstücken der Einzelbilder ein Komposit erstellen.

Hier sind drei Ergebnisse zu sehen, die dem wahren Aussehen der Korona ein ordentliches Stück näher kommen. Aber der Arbeitsaufwand hierfür ist wirklich nicht zu unterschätzen: Von den jeweiligen Einzelbildern werden nur die gut ausbelichteten Bereiche der Korona verwendet. Die Bildinformationen der kurz belichteten Aufnahmen werden für die Darstellung der inneren Korona benutzt. Nach außen hin arbeitet man sich dann mittels radialen Filtern (bei nichtradialsymmetrischen Helligkeitsverläufen muß dementsprechend auch nichtradialsymmetrisch gefiltert werden, was die ganze Sache noch schwieriger macht) und Verwendung der immer länger belichteten Aufnahmen vor. Das komplizierte hierbei ist die genaue Anpassung der verschiedenen Rohbilder aufeinander. Man will ja keine Helligkeits- und Farbstufen in das Komposit einbauen. Auch muß ein Kompromiß zwischen der nach außen hin abnehmende Helligkeit und dem Kontrast der Strukturen gefunden werden. Wählt man den Helligkeitsabfall zu flach, so wird auch der Kontrast zwischen den Strukturen bei verschiedenen Radien zu flach. Wählt man den Helligkeitsabfall zu stark, so überstrahlt die innere Korona wieder, während die äußere dann wieder kaum zu Vorschein kommt.
Auch zeigen die auf dem Bildschirm dargestellten Aufnahmen niemals eine solche Brillianz und einen derartigen Kontrast, wie die an die Leinwand projizierten Dias.
 

Eine andere Möglichkeit: Aufnahmen mit Radialfilter

Also muß eine Möglichkeit gefunden werden, das digital nachbearbeitete Bild wieder in Form des Dias zu verwenden. Man kann mit speziellen Diabelichtern das geschaffene Komposit wieder auf einen Diafilm bannen, aber auch bei dieser Prozedur gehen nochmals Farbbrillianz und Kontrast verloren. Die Erzeugung eines digitalen Komposits gipfelt also bei dessen Darstellung auf dem Bildschirm. Besser geht's mit dieser Methode halt nicht.

Will man jedoch nicht auf die Vorzüge des Dias verzichten, so kann man bereits bei der Aufnahme der Sonnenfinsternis die Filterwirkung eines Radialfilters (radialer Gradientenfilter) sich zu Nutze machen. Die Transmission eines solchen Filters ist in der Mitte am geringsten, während sie zum Rand hin in nahezu beliebiger mathematischer Weise zunimmt. Man muß im Prinzip also nur einen Filter verwenden, mit einem Transmissionsverlauf mehr oder weniger umgekehrt proportional zum Helligkeitsverlauf der Korona. Exakt umgekehrt proportional darf die Transmission natürlich nicht sein, sonst erscheint auf dem Bild dann eine innen wie außen gleichmäßig helle Korona, und das sieht dann sehr unnatürlich aus. Mit einem Transmissionsverlauf von 1 : 1000 und weniger fährt man eigentlich ganz gut.

Jetzt aber zu den Besonderheiten: Zum einen ist so ein Filter nicht ganz einfach herzustellen und nicht gerade billig. Der Filter muß innerhalb der Kamera in der Nähe des Filmes (im Optimalfall auf dem Film) angebracht werden. Je größer nämlich der Abstand zu Filmebene ist, umso mehr büßt der Filter seine radialselektierende Transmission ein, da dann ja ein größerer Querschnitt des Strahlenkegels vom Objektiv den Filter trifft, und dieser dann mehr wie ein gewöhnliches Dämmglas wirkt. Das mach ihn auch für Kameras mit CCD Chips sehr ungeeignet, man kommt dort einfach nicht dicht genug an den Chip heran. Bei einigen alten Modellen mit nur einem Chip würde das mit etwas Bastelei zu bewerkstelligen sein, aber bei den heutigen 3-Chip Kameras mit Stahlenteiler ist dies dann nicht mehr möglich.
Der zweite, kleinere Nachteil des Radialfilters besteht darin, daß man mit ihm genau auf die Korona "zielen" muß. Kommen nämlich Transmissionsverlauf des Filters und die Projektion der Korona auf den Filter nicht zur Deckung, dann wird sozusagen der falsche Bereich der Korona ausgefiltert. Eine Art Zielfernrohr parallel zur Kamera ist also hierbei von Nöten.
Der dritte Nachteil ist der, daß die Korona nun vor allem im Sonnenfleckenminimum alles andere als einen gleichmäßigen radialen Helligkeitsverlauf besitzt. Entweder man paßt dann bei der Herstellung des Filters die Transmission darauf an - was äußerst kompliziert, wenn nicht unmöglich ist. Danach müßte auch während der Aufnahme der zusätzliche nichtradialsymmetrische Transmissionsverlauf und der nichtradialsymmetrische Helligkeitsverlauf der Korona aufeinander abgestimmt werden. Das heißt, der Filter darf sich gegenüber der Korona nicht "verdrehen".

Oder man ignoriert das Ganze und benutzt den normalen Radialfilter wie auf dieser Aufnahme der Sonnenfinsternis vom 26. Februar 1998 zu sehen ist. Der anisotrope Helligkeitsverlauf dieser Minimumskorona kommt hier - mit gewisser Ironie gesprochen - sehr gut zur Geltung.

Und hier sind wir schon beim entscheidenden Nachteil. Wie zu sehen ist, wirkt das Foto ziemlich unscharf und flau. Das liegt zum einen an der Brechkraft des Filters (ein Filter im nichtparallelen Strahlengang verändert immer den Schärfepunkt des Objektives) aber zum überwiegenden Teil an der Lichtstreuung im Filter.
Aufgedampfte Metallionen übernehmen nämlich die Filterwirkung. Jedes Atom verhält sich dann bei Lichteinfall wie ein Streuzentrum - das einfallende Licht wird nicht nur absorbiert, sondern auch rayleighartig gestreut und verteilt sich somit über den ganzen Film - der Kontrast des Bildes wird gehörig in die Knie gezwungen.

Die "Williams College Eclipse Expedition" kombiniert(e) die digitale Nachbearbeitung und die Radialfiltermethode und machte 1999 in Rumänien mehrere Aufnahmen mit ihrer "Newkirk" Kamera, und diese Komposits können sich wirklich sehen lassen!

Meine Lösung - Mechanisches Abblenden

Kann ich denn nicht die Vorzüge des Radialfilters benutzen, und dessen Nachteile irgendwie ausschalten? Dann stelle ich folgende Bedingungen an diesen vorerst noch imaginären Filter:

Der Filter darf so gut wie kein Licht streuen. Ein beschichteter Verlaufsfilter ist somit ungeeignet. Eine Blende hingegen streut allenfalls an ihren Kanten ein wenig Licht.

Die Blende muß eine charakteristische Form besitzen und / oder ihre Größe zeitlich verändern können um die innere Korona bei einer beliebigen Belichtungszeit lange genug abdecken zu können, während die äußere Korona dementsprechend weniger abgeblendet werden darf.

Die Blende soll ihre Arbeit kontinuierlich verrichten. Das heißt deren Funktion darf nicht an den Anfang und / oder das Ende der Belichtung gekoppelt sein und auch nicht die Dauer oder den Zeitpunkt der Belichtung bestimmen.

Treten mechanischen Schwingungen auf, dann müssen diese so weit reduziert werden, bis die Bildqualität nicht mehr darunter leidet.

Die Blende sollte sich nicht in der Nähe der Filmebene, am besten außerhalb des Fotoapparates befinden. Ein umfangreicher Umbau an der Kamera wäre sonst die Folge.
 

Der Helligkeitsverlauf der Korona

Damit die Blende ihre Arbeit möglichst perfekt verrichten kann, muß ich die Form und die Funktion der Blende natürlich mathematisch auch möglichst exakt beschreiben. Und um dies zu können, muß auch der Helligkeitsverlauf der Korona exakt beschrieben werden. An dem orientiert sich dann ja letztendlich der ganze mechanische Aufbau.

Alle Dias der SoFi '99 habe ich an die Wand projiziert und die Korona ausgemessen. Hierbei kam es mir vor allem darauf an, bei welcher Belichtungszeit welcher Bereich der Korona über- und unterbelichtet, und welcher optimal ausbelichtet war. Mein Ziel ist, die Helligkeit der Korona bei verschiedenen Abständen zu bestimmen. Den Abstand gebe ich in Mondradien an. Da der Mondradius kaum ein paar Prozent größer als der Sonnenradius ist, macht das keinen großen Unterschied; außerdem dient dieser auf den Dias als exzellentes Einheitsmaß: Mondradius = 1,00.
Wichtig: Hier gilt als scheinbarer Mondradius der vom 11. August 1999. Der war an diesem Tag 16,05 Bogenminuten.

Nun ist die Helligkeitsverteilung der Korona nie ganz radialsymmetrisch - auch wenn einige Beobachter meinten, die 99er SoFi glänzte durch eine ganz besonders gleichmäßige und "runde" Korona:

Wie hier zu sehen ist, fällt entlang der roten Linie die Helligkeit schneller ab, als entlang der blauen - und das ist ja schließlich die Quintessenz der Nichtradialsymmetrie. Nehmen wir mal an, diese beiden Meßlinien stellen deren Extremwerte dar. Anders gesprochen bedeutet das:
 
Belichtungszeit 1/4 Sekunde: Korona überbelichtet Korona optimal belichtet Korona unterbelichtet
Rote Linie 1,00 bis 1,27 Mondradien 1,27 bis 1,83 Mondradien ab 1,83 Mondradien
Blaue Linie 1,00 bis 1,61 Mondradien 1,61 bis 2,28 Mondradien ab 2,28 Mondradien

Selbstverständlich wurden diese Extremwerte anhand von mehr als nur zwei Meßlinien ermittelt. Letztendlich heiß das nichts anderes als:
 
Die Korona ist auf jeden Fall überbelichtet  Die Korona ist teilweise über- und teilweise optimal belichtet Die Korona ist auf jeden Fall optimal belichtet Die Korona ist teilweise optimal und teilweise unterbelichtet Die Korona ist auf jeden Fall unterbelichtet
1,0 bis 1,27 Mondradien 1,27 bis 1,61 Mondradien 1,61 bis 1,83 Mondradien 1,83 bis 2,28 Mondradien ab 2,28 Mondradien

Diese Daten trage ich in ein Diagramm ein: Den Logarithmus der Belichtungszeit gegen den Mondradius. Zwei gelbe und ein grüner Balken entsprechen den Mondradien, bei denen jeweils die Korona optimal und teilweise über- und optimal belichtet bzw. unter- und optimal belichtet ist. Nehme ich jetzt die restlichen Daten meiner Belichtungsreihe (1/1000, 1/250, 1/60, 1/15, 1 Sekunde, 3, 7 und 12 Sekunden) und trage diese ebenfalls ein, so ergibt sich schließlich folgende Grafik:

Betrachten wir nur die grünen Balken, in denen der Film aufgrund der Optimalbelichtung im linearen Arbeitsbereich sich befindet (siehe 1. Grafik), und bedenken, daß die reziproke Belichtungszeit der wahren Helligkeit der Korona entspricht, so stellt die Mitte der grünen Balken ziemlich gut den Helligkeitsverlauf der Korona dar.

Die Grafik zeigt ja nichts anderes als den Helligkeitsverlauf der Korona am 11. August 1999 - also eine typische Maximumskorona. Bei einer Minimumskorona würden die grünen Balken wesentlich schmaler sein, während die gelben Balken zu beiden Seiten überproportional breiter wären. Na warum wohl..?
 

Nur eine Formel - rein empirisch

Eine tiefergehende mathematische Beschreibung der Helligkeit der Korona benötige ich nicht. Aber wohl eine Beschreibung für die "Form" der Blende, die sich ausschließlich an dieser Grafik orientiert.

Die Blende soll doch folgendes bewirken: Die Korona muß so weit abgeblendet werden, daß innere und äußerer Korona möglichst optimal belichtet werden. Allerdings soll nach dem Abblenden die innere Korona immer noch heller erscheinen als die äußere - aber so daß kein wesentlicher Teil der inneren Korona überbelichtet und kein wesentlicher Teil der äußeren Korona unterbelichtet sein darf. Das heißt der Transmissionsverlauf der Blende darf nicht ganz exakt proportional zum Helligkeitsverlauf der Korona sein. Um die eben angesprochene Bedingung zu gewährleisten, muß die Transmission des Filters im Bereich der inneren Korona etwas stärker und im Bereich der äußeren Korona etwas schwächer sein. Übertragen auf den Helligkeitsverlauf habe ich mich für folgenden Transmissionsverlauf der Blende entschieden (die schwarze Kurve im Diagramm):

Hier ist zu sehen, daß die innere Korona nach dem Abblenden immer noch relativ hell, teilweise auch etwas überbelichtet erscheinen wird, während die äußere gut ausbelichtet, wenn auch nicht mehr ganz so hell erscheinen wird. Nur so ist eine möglichst reale Darstellung des Helligkeitsverlaufes gegeben - eine Darstellung die in etwa dem visuellen Eindruck entspricht.

Der Transmissionsverlauf wird dadurch beschrieben, indem der Radius in Abhängigkeit der Belichtungszeit dargestellt wird. Ja gut, eleganter wäre zwar die Belichtungszeit in Abhängigkeit des Radius darzustellen, aber aufgrund einer Idee von mir, die letztendlich die endgültige Form der Blende bestimmen sollte, ergibt sich nun folgende - alleinige - Formel:

Die maximale Belichtungszeit soll bei 8 Sekunden liegen, diese werden dann bei einem Abstand von 3,26 Mondradien erreicht.
Ausgehend von der maximalen Belichtungszeit habe ich dann ein BASIC Programm die Radius-Belichtungszeit-Wertepaare errechnen lassen. Zudem wurde noch die entsprechende Optische Dichte der Blende bei dem jeweiligen Radius ermittelt. Die Optische Dichte ist der dekadische Logarithmus der reziproken Transmission. Und diese ist nichts anderes als das Verhältnis von jeweiliger Belichtungszeit zur maximalen Belichtungszeit. Dieses Verhältnis ist in der 3. Spalte angegeben. Teilt man das Verhältnis durch 100% so erhält man wieder die Transmission.

Radius R in   Belichtungs-  Belichtungs-  Optische
Mondradien    zeit in Sek.  zeit in %     Dichte

 1.0545       .0156         .195          2.71
 1.0843       .0185         .232          2.63
 1.1150       .0220         .276          2.56
 1.1465       .0262         .328          2.48
 1.1789       .0312         .390          2.41
 1.2123       .0371         .464          2.33
 1.2467       .0441         .552          2.26
 1.2821       .0525         .656          2.18
 1.3186       .0625         .781          2.11
 1.3562       .0743         .929          2.03
 1.3949       .0883         1.10          1.96
 1.4348       .1051         1.31          1.88
 1.4760       .125          1.56          1.81
 1.5185       .1486         1.85          1.73
 1.5624       .1767         2.20          1.66
 1.6077       .2102         2.62          1.58
 1.6546       .25           3.12          1.51
 1.7032       .2973         3.71          1.43
 1.7535       .3535         4.41          1.36
 1.8056       .4204         5.25          1.28
 1.8598       .5            6.25          1.20
 1.9161       .5946         7.43          1.13
 1.9747       .7071         8.83          1.05
 2.0359       .8408         10.5          .979
 2.1          1             12.5          .903
 2.1670       1.189         14.8          .830
 2.2375       1.414         17.6          .754
 2.3118       1.681         21.0          .678
 2.3904       2             25            .602
 2.4737       2.378         29.7          .527
 2.5624       2.828         35.3          .452
 2.6572       3.363         42.0          .377
 2.7590       4             50            .301
 2.8688       4.756         59.4          .226
 2.9878       5.656         70.7          .151
 3.1173       6.727         84.0          .076
 3.2592       8             100           0

Ich habe mich weiterhin dazu entschlossen, die Belichtungszeit in Mondnähe nicht unter etwa 1/60 Sekunde fallen zu lassen (nach der Tabelle exakt 1/64 Sekunde). Das bedeutet letztendlich, daß die Formel nur den Transmissionsverlauf von 1,06 bis 3,26 Mondradien angibt. Dementsprechend steigt die Optische Dichte im Bereich des Mondrandes nicht über 2,71. Diese maximale Dichte soll sich noch ca. 0,1 Mondradien nach innen fortsetzen ehe dann der Mond ganz abgeblendet wird (im unteren Diagramm ist das am linken Plateau zu erkennen). Schließlich will in der Praxis ja noch ein bißchen Spielraum haben, falls die Blendenmechanik mal nicht ganz exakt läuft, oder ich mit der Blende mal nicht so genau auf den Mond "ziele" - siehe Abschnitt über Aufnahmen mit Radialfilter.

Ein Detail gilt es noch zu beachten. Bei 3,26 Mondradien geht die Dichtefunktion noch relativ steil gegen null. Eigentlich sollte sie sich um diesen Bereich herum sehr "flach" gegen null nähern. Zumindest soll dort die Steigung gegen null gehen - noch ist sie am Rand der Blende kleiner als null. Beim Bau der Blende muß ich das noch berücksichtigen, indem der äußere Rand der Blende dann auf geeignete Weise "ausgefranst" wird.

Die Konstruktion

Meine Idee, bei der die Blende mit einem Schlag Form und Funktion annahm, war folgende:

Nehmen wir an, eine Filmebene wird völlig gleichmäßig ausgeleuchtet. Bruchteile eines Millimeters vor dem Film wird eine runde Scheibe positioniert, die den Film aber nicht berührt, und deren Achse senkrecht auf der Filmebene steht. Die Scheibe beginnt schnell um ihre Achse zu rotieren...

Es macht natürlich keinen Unterschied, ob sich die Kreisscheibe dreht oder nicht: Der Kreis, der von ihr bedeckt wird, empfängt kein Licht.

Was passiert, wenn jetzt ein 90° Sektor (bis auf den inneren Ring - der in den unteren Bildern als gestrichelter Kreis eingezeichnet ist) herausgeschnitten wird? Ganz einfach. Bei rotierender Blende wird im innersten Bereich wiederum kein Licht durchgelassen - dort ist die Transmission gleich null. Im größten Bereich der Blende beträgt jedoch die Transmission 25%, da ja auch ein 25%-Stück der Blende entfernt wurde:

Eine solche rotierende Blende kann auch als Filter mit konstanter 25%-Transmission (bis auf den innersten Kreis - was es damit auf sich hat, dazu gleich) angesehen werden.

In der zweiten Blende ist die Transmission im inneren Kreis zwar wieder null, von dessen Rand an bis zum Rand der Blende jedoch steigt die Transmission stetig aber nicht linear von 0 bis 25% an. Na wenn das nicht an einen einfachen Radialfilter erinnert!

Bei der dritten Blende steigt die Transmission bis auf zwei Sprünge stetig von 0 auf 50% an.

Wird die Blende in einer Art Herzform geschliffen, dann kann man eine stetige (und je nach Form nicht notwendigerweise lineare) Transmission von 0 bis 100% erreichen - ein hervorragender Radialfilter ist soeben aus der Taufe gehoben!

Projiziere ich jetzt durch ein Objektiv die Korona auf die Blende, und entspricht die Größe des Mondes der Größe des gestrichelten Kreises (der Mond kann getrost schwarz bleiben), dann kann eine geeignete Blende mit nichtlinearem Transmissionsverlauf von 0 bis 100% die Korona optimal - das heißt so wie im vorherigen Abschnitt angegeben - abblenden. Na perfekt!

Damit sind auf einen Schlag die ersten drei Punkte aus dem Kapitel "Mechanisches Abblenden" erfüllt. Den fünften Punkt kann ich später teilweise aufgeben.
 

Die Russentonne

Bei der Fotografie der 99er Sonnenfinsternis hat sie schon sehr gute Dienste geleistet - die Russentonne - das 1000 mm Maksutov Spiegel-Teleobjektiv.
Und bei der 2001er SoFi soll sie wieder mit dabei sein. Allerdings in leicht abgewandelter Form...
 

Mittelformat ist besser !

Bis es so weit ist, muß ich noch ein Problem lösen, den fünften Punkt aus "Mechanisches Abblenden". Denn ich habe mich für die Aufnahme der Korona auf Mittelformat (56 x 56 mm) entschieden, auch wenn das Maksutov-Tele das Mittelformat nicht ganz ausleuchtet:

Eine Mittelformatkassette der Kiev-88 Kamera soll die Kleinbildkamera ersetzen:

Damit entfällt der Umbau an einer Kamera und ich benötige dann nur noch ein "Verbindungsstück" zwischen Filmkassette und Russentonne, welches die gesamte Mechanik für die Blende aufnehmen muß.

Und dann ist noch folgendes zu beachten: Die Russentonne besitzt einen Fokusring mit Entfernungsskala. Diese Skala ist für eine Kleinbildkamera mit M42 Anschluß und so mit fest definiertem Abstand von der Filmebene zum Kamera-Bajonett eingestellt. Bei dieser Einstellung liegt der Fokus 45 mm hinter dem Bajonett. Dreht man den Fokusring, verschiebt sich die Korrekturplatte (inklusive Fangspiegel) des Objektivs, und somit verschiebt sich der Fokus. Das benötigte Verbindungsstück, welches die Blendenmechanik aufnimmt wird fast unvermeidlich länger als 45 mm werden. Natürlich muß dann auch der Fokus um deutlich mehr als die 45 mm nach hinten verlegt werden - durch stärkeres Verschieben der Korrekturplatte. Damit ändert sich aber auch die effektive Brennweite des Objektives. Nach meinen ersten Schätzungen vergrößert sich die Brennweite von 1000 mm auf über 1220 mm - bei einer geschätzten Länge des Verbindungsstückes von etwa 95 mm. Und dann würde bei Kleinbild noch weniger von der äußeren Korona zu sehen sein.
 

Eine Vorrichtung in der optischen Achse ?

Es läßt sich nicht vermeiden, daß die Achse der Blende und die optische Achse des Objektivs genau aufeinander liegen werden. Platz ist in der kleinsten Hütte, und da der innere Bereich der Blende ohnehin den Mond abdecken wird, stört die Achse dort keinesfalls.

Hier im Bild sind nun die Filmkassette, die Blende (nur als Kreisscheibe dargestellt) mit Achse, das Verbindungsstück und die Russentonne zu sehen.

Diese Verstrebungen zwischen Kassette und Objektiv stellen natürlich noch nicht das non plus ultra dar. Die Achse muß zudem in dieser Position gehalten werden. Vielleicht durch zwei dünne Lager? Gut, aber diese dürfen dann nicht zu dick sein, um kein Licht abzublenden, welches von der Korona stammt. Außerdem müssen die Lager wiederum fixiert werden. Dies geschieht am besten durch jeweils zwei extrem dünne Drähte, die kreuzweise angeordnet werden.

Bevor ich das entscheidende Problem lösen sollte, wie ich denn nun die Achse in Rotation bringe, mußte ich mir ein Bild davon machen, wieviel freier Raum in der optischen Achse zur Verfügung stand.

Nach meinen ersten Schätzungen sollte der Brennpunkt des Objektives weiter nach hinten verlegt werden. Damit vergrößert sich die Brennweite auf etwa 1220 mm. Kleiner wird die Brennweite auf keinen Fall! Die freie Öffnung der Russentonne beträgt genau 100 mm. Der Mond erscheint am 21. Juni 2001 dann als 32,5 Bogenminuten große Scheibe vor der Sonne - und auf dem Film somit als 11,53 mm kleines Scheibchen. Alles Licht, das von der Korona - also ab 1,00 Mondradien stammt - darf durch kein einziges Bauteil im Strahlengang abgeschattet werden - mit Ausnahme der Haltedrähte. Das bedeutet, es steht mir auf der Filmebene ein Bereich von weniger als 11,53 mm zur Verfügung, denn es soll noch ein bißchen Spielraum vorhanden sein. Die Blende soll nämlich in einem Bereich ab etwa 0,9 Mondradien an funktionieren.

Je weiter ich mich von der Filmebene Richtung Objektiv entferne, umso größer wird der Lichtkegel des Objektivs, und umso kleiner der noch verbleibende freie Raum (grün eingezeichnet):

Berücksichtige ich den Bereich von nur 0,9 Mondradien dann bleibt ein Kegel von nur 10,3 mm Durchmesser und etwa 113 mm Länge, in dem die gesamte Blendenmechanik Platz finden muß! Das sind die Achse, zwei Lager und vor allem der Antrieb! An die Achse müssen außerdem noch zwei Ringe angebracht werden, die dicht an einem der beiden Lager anliegen, damit die Achse nicht längs durch die Lager hindurchrutscht.

Das Herzstück - Die Blende

Die letzten Kapitel waren unvermeidlich etwas lang geraten. Ab jetzt geht's schneller voran:

Die herzförmigen Blende (siehe Kapitel "Die Konstruktion") ...

...besticht durch simpelste Mathematik:

T(min) ist wie in den oberen Kapiteln angegeben 1/64 Sekunde, T(max) wird bei 8 Sekunden liegen. Also ergibt sich für alle obigen Terme ein Wert von 1/512. Nehmen wir mal die Daten vom 21. Juni 2001: Der Mond steht dann 32,5 Bogenminuten große Scheibe vor der Sonne - wird auf dem Film somit als mit 5,765 mm Radius (das ist dann R(Mond)) kleines Scheibchen auf dem Film abgebildet - bei einer vorläufig angenommenen Brennweite von 1220 mm. Alle Werte in den letzten Term eingesetzt ergibt dann für b(min) einen Wert von 0,07 mm!!! Dazu später...
 

Kardioiden und andere Kurven

Im Stile dieser Herzkurve (Kardioide) - gut gut, es ist keine exakte Kardioide; jene wird nämlich durch r = a ( 1 + cos j ) beschrieben - sollte ich eigentlich die Blende bauen. Allerdings hat die Kardioide ein Nachteil, es müssen vom zentralen 0,07 mm schmalen Spalt aus zwei Bögen (der nach recht und der nach links) bearbeitet werden. Anders sieht das bei folgender Form aus:

Hier ist nur ein senkrechter Schnitt vonnöten; und auch nur ein Bogen muß bearbeitet werden. Ansonsten hat sich an der bescheidenen Mathematik der Blende nichts geändert.
 

Wieviele Blenden ?

Über einen längeren Zeitraum hinweg (von Herbst 2000 bis Frühling 2001) habe ich mit dem Gedanken gespielt, die benötigte optische Dichte auf zwei Blenden zu verteilen. Man rechne das mal zum Spaß anhand der oberen Formeln durch: Pro Blende ergibt sich dann:

Maximale optische Dichte: 1,355 - die Werte für die optische Dichte in der weit oben angegebenen Tabelle müssen einfach nur durch 2 dividiert werden - dementsprechend ergeben sich die äquivalenten Belichtungszeiten und deren Verhältnisse, indem bei den Werten der Spalte "Belichtungszeit in %" einfach die Quadratwurzel gezogen wird.

Die minimale Spaltbreite der Blende beträgt dann statt 0,07 mm nun satte 1,601 mm, und das war eigentlich der entscheidende Umstand, der mich an die Idee der zwei Blenden band, denn lange hatte ich keine Eingebung, wie ich einen Schnitt von nur 0,07 mm durchführen sollte. Aber aufgrund der Notwendigkeit einer noch komplizierteren Antriebsmechanik (später sollte ich noch sehen, daß meine erste Idee der Antriebsmechanik die Konstruktion mittels zwei Blenden nahezu unmöglich machte) ließ ich diese Möglichkeit schließlich fallen. Denn die zwei Blenden sollten sich dann gezwungenermaßen gegenläufig drehen, und dies auch mit einem Drehzahlverhältnis von deutlich weniger als rund 22 : 23 (dies ergibt sich aus 11,53*p/1,601 : 1+ 11,53*p/1,601), also vielleicht 220 : 221 ! Und damit dieses Verhältnis ausgeschöpft wird, benötigen die Blenden bei einer Belichtungszeit von 8 Sekunden eine Drehzahl von 28 Umdrehungen pro Sekunde! Unmöglich - wie sich allerdings erst Ende Mai 2001 herausstellen sollte. Aber solang brauchte ich nicht zu warten. Die Entscheidung nur eine Blende zu bauen fiel, als ich eine Möglichkeit ersann, einen solch feinen Schnitt von nur 0,07 mm zu bewerkstelligen. Und das war noch lange vor Mai.
 

Das Material

Also diese Frage hatte sich schnell erübrigt. Messingblech von 0,2mm Dicke. Gibt's in jedem schnöden Bastlerladen. Oder beim Sonnenfinsternisblendenspezialhandel :-)
 

Die Brennweite bestimmt alles

Hier muß ich zeitlich mal einen Sprung machen. Denn zuerst hatte ich das Chassis für die Blende gebaut. Und zwar noch im Herbst 2000. Und das war gut so. Denn die Länge des Chassis bestimmte letztendlich die Brennweite der gesamten SoFi-Kamera. Ein Ausmessen des Bildes der Sonne, die auf ein Pergament am hinteren Ende des Chassis fiel, genau dort, wo später die Filmebene sich befinden sollte, und natürlich ein Vergleich der an jenem Tage scheinbaren Größe der Sonnenscheibe mit der Größe der Mondscheibe am 21. Juni 2001 brachte das Ergebnis. Die Kamera hat eine Brennweite von 1252 mm. Und der Mond am 21. Juni 2001 wird sich dann als Scheibchen von 5,93 mm Radius auf dem Film wiederfinden. Tja, das war der einzige Wert, der für die Blende noch benötigt wurde.

Also die erste Schätzung von 1220 mm Brennweite war recht gut. Und die 5,93 mm müssen nur noch mit den Werten der oben angegebenen Tabelle multipliziert werden. Der Schnitt wird von 0,9 Mondradien bei einer Breite von 0,07 mm beginnen, sich dann bis 1,05 Mondradien auf 0,077 mm aufgeweitet haben und dann gemäß der  empirische Formel sich weiter fortsetzen. Bis die Blende dann bei 19,32 mm Radius - also 3,26 Mondradien - endet. Und so sieht sie dann aus:

Ein Schnitt von nur 0,07 mm ?

Den feinen Spalt von 0,07 mm Stärke werde ich auf folgende Weise erstellen:


 

Bohren, schleifen und abschrägen

Los ging es, indem ich mit einem spitzen Zirkel alle Daten in der oberen Tabelle auf das blank polierte Messingblech auftrug. Alle notwendigen Zwischenwerte wurden so gut das möglich war interpoliert. Eine kleine Lupe tat hier gute Dienste. Im Bereich des zukünftigen Spaltes war das natürlich irgendwann kaum mehr möglich. Hier habe ich den Verlauf des "Bogens" ebenfalls so gut das möglich war extrapoliert. Die aufgezeichnete Blende hatte die Form wie links im Bild oben dargestellt.

Dann wurden mit einem 0,4mm Bohrer entlang des Randes der Blende etliche und dann immer mehr Löcher gebohrt. Eine Heidenarbeit! Beim kleinen Blecheinsatz bin ich nur an dessem oberen Bogen so verfahren.

Der Rest bestand ja aus drei geraden Rändern, und die ließen sich mit einem scharfen Teppichmesser (!) aus dem Messingblech herausschneiden. Alle Kanten wurden dann zunächst mit 1000er Schleifpapier glattgeschliffen, und daraufhin die relevanten Kanten abgeschrägt (dies sind die oben angegebenen "bearbeiteten Flächen"), und zwar zur Rückseite der Blende hin abfallend. Dies soll bewirken, das sich auf der Kante so möglichst wenig Licht streut. Bei der zusammengesetzten Blende sieht das dann im Bereich des Spaltes - bei dem Aufgrund der hellen inneren Korona dann das meiste Licht hindurchfällt - so aus:


 

Wie kontrolliere ich die Maße ?

Zunächst habe ich mir eine Zeichnung im Maßstab 20:1 des Bereiches um den Spalt angefertigt, also des mittleren oberen Teiles der Blende. Und dann mußte ich nur noch die Silhouette der Blende mit der Zeichnung zu Deckung bringen, um im Falle eines Falles den Bogen noch durch einen Schliff zu korrigieren. Natürlich konnte ich das nur bewerkstelligen, als der kleine Blecheinsatz noch nicht an der Blende befestigt war. Schließlich ging es ja nur um die Korrektur des Bogen, also dessen Krümmung. Die Breite des Spaltes sollte dann separat eingestellt werden.

Also erst einmal die Kontrolle des Bogens im unteren Bereich: Hier kommt es nämlich auf ca. einen fünfzigstel Millimeter an! Es macht dann schon einen Unterschied, ob der Bogen so bemessen wird, so daß der Spalt 0,09 oder vielleicht nur 0,05 mm Breit sein wird.

Und wie kontrolliere ich die Krümmung des Bogens? Ganz einfach. Die Blende paßte nämlich sehr gut in einen Kleinbild Diarahmen. Und sogleich konnte ich die Blende auf meine Zeichnung projizieren. Und was für ein Glück! Wie durch ein Wunder paßte die Krümmung der Blende mit der Zeichnung überein!

Im weiteren Verlauf der Krümmung (so ab 1,5 Mondradien) ist aufgrund der immer größer werdenden Spaltbreite natürlich nicht mehr diese Präzision von 1/50 mm nötig. Es macht beispielsweise kaum einen Unterschied mehr, ob bei 1,5 Mondradien der Spalt dort 0,95 oder 0,99 mm breit sein wird.
 

Schwärzen

Bevor ich die Blende zusammensetzen konnte, mußten alle Teile geschwärzt werden. Würde ich das tun, nachdem ich die Blende zusammengesetzt hätte, so würde der Spalt bei Benutzung von gewöhnlichem Kameralack durch die Adhäsion des Lösungsmittels im Lack einfach zulaufen.

Weiteres hatte zudem nicht funktioniert: Das Schwärzen von Messing mittels Schwefelwasserstoff. Das Kupfer im Messing sollte sich mit dem Schwefel zu schwarzem Kupfersulfid verbinden. Das klapp zwar, aber ich hatte kein Schwefelwasserstoff zur Verfügung. Aber wer hat den schon gerne bei sich zu Hause?

Es blieb mir nur der Kameralack.

Nach der Lackierung hatte ich die drei Teile der Blende (die "Prä-Blende", der kleine Blecheinsatz und das Verbindungsstück), sowie ein Halteröhrchen auf der optischen Achse von 2,1 mm Innendurchmesser, 3 mm Außendurchmesser und 16 mm Länge mit Epoxidharz zusammengeklebt, und während der 2 Stunden des Aushärtens mit dem Diaprojektor die Spaltbreite auf 0,07 mm justiert. Dies ist geschehen im Mai 2001.

Dieses Halteröhrchen war so bemessen, daß letztendlich die Blende sich genau 1 mm vor der Filmebene wiederfinden würde.

Die Aufhängung

Einige Wochen bevor die Blende fertig wurde (aber erst nachdem ich das Chassis vollendet hatte) habe ich mich an die Erstellung der Gestelles für die Aufhängung der Blende und deren Mechanik gemacht.

Aus Messingwinkeln und Messingstreifen habe ich das Gestell von 70 x 70 mm Größe und 72 mm Länge gefertigt:

Durch dessen Mitte verläuft dann die optische Achse und somit auch jene Achse, auf der die Blende rotierend wird.

Gut, die Achse besteht aus 2 mm dünnem Stahl, den es als Meterware ebenfalls im Bastelladen gab. Als weiteres habe ich noch Messingrohr mit 2,1 mm Innendurchmesser und 3 mm Außendurchmesser (daraus werden dann die Lager), sowie 0,3 mm Federstahldraht (die zukünftigen Haltedrähte) mir besorgt.

Alles findet in folgender Zusammenstellung seinen Platz:

In der Mitte ist die Achse, um deren hinteren Ende sich das eine Lager befindet, in dessen Rückseite sich die Haltedrähte kreuzen. Das vordere Lager wird von einem Halteblock fixiert, durch dessen Seiten ebenfalls die Haltedrähte verlaufen. Was hier nicht mit eingezeichnet ist, ist daß die Haltedrähte, nachdem sie die Streben durchstoßen, an dessen Außenseiten um 90° abgewinkelt werden, und durch je eine kleine M3 Schraube + Unterlegscheibe fixiert werden. Die eingezeichneten Löcher (die befinden sich in allen 8 Streben) sind mit M3 Gewinde versehen. Später wird dort von außerhalb des zukünftigen Chassis eine Schraube hineingeschraubt, die dann die Streben nach außen hin leicht konvex verbiegt. Somit können dann die Haltedrähte unter Spannung gesetzt werden.

Auf das vordere Ende der Achse wird später die Blende fest aufgesetzt.

Der Antrieb

Gut und schön, aber von selbst dreht sich die Blende halt nicht, und außerdem kann die Achse noch nach vorne herausrutschen.

Im Kapitel "Eine Vorrichtung in der optischen Achse"  habe ich angemerkt, daß mir als freier Raum im Bereich der optischen Achse ein Kegel von 10,3 mm Durchmesser und 113 mm Länge zu Verfügung steht. Das hintere Lager streift mit dessen Rückseite fast diesen Kegel, nach weiter vorne hin hat noch ein klein wenig zusätzliche Mechanik Platz.

Ein Motor müßte winzig sein, der auf die Achse passen sollte!

Idee 1: Die Turbine als Antrieb

Das Problem schien ich im ersten Augenblick schnell gelöst zu haben: Ein Flügelrad (als eine Art Windrad mit Flügeln, deren Flächen parallel zu optischen Achse stehen) könnte auf der Achse seinen Platz finden. Vom Chassis aus würde dann eine Luftzuleitung, die als Düse endet bis in den Bereich des Metallgestelles führen.

Das Problem war - also ich habe das wirklich ausprobiert - daß die Gleitreibung in den Lagern so hoch war, so daß ein ganz gehöriger Luftstrom notwendig war, um das Flügelrad anzutreiben. Und einen Kompressor mochte ich nicht mit nach Sambia mitnehmen!

Hätte ich meine Idee mit den zwei gegeneinander rotierenden Blenden verwirklicht, hätte ich natürlich auch zwei Flügelräder benötigt. Das erste sitzt fest auf der Achse und treibt die eine Blende an. Die Zweite Blende sitzt freilaufend auf der Achse und mit ihr ist dann nur das zweite Flügelrad verbunden. Da dann beide auch noch gegenseitig rotieren sollen, kann man sich ja vorstellen, wieviel Reibung nun es zu überwinden gilt.

Außerdem ist ein Luftstrom in einem optischen Gerät etwas, das unbedingt vermieden werden sollte! Und zudem kann so unglaublich leicht Staub ins Innere eindringen.

Idee 2: Das Zahnrad als Antrieb

Das klappt! Allerdings muß das Zahnrad, das auf der Achse sitzt im Bereich des Lichtweges "möglichst transparent" sein. Gewiß, aus optischem planparallelem Glas ließe sich so etwas herstellen. Aber es ging auch einfacher:

Die Haltedrähte sind aus 0,4 mm Messingdraht (das ist stabil genug!) , der Ring ist aus dem gleiche Messingblech wie die Blende gefertigt und die "Zähne" - bei meinem Zahnrad sind es 28 - bestehen ebenfalls aus dem Messingdraht - es mußte halt alles ziemlich leicht sein. Der Durchmesser beträgt 62 mm. Das Zahnrad paßte gerade so in das Chassis und zwischen die Winkel der Haltevorrichtung.

Von der Seite betrachtet finden sich zu guter letzt folgende Dinge auf der Achse wieder:

Alle diese Dinge - mit Ausnahme der Haltedrähte für beide Lager und für das Zahnrad - haben im dem oben erwähnten Kegel von 10,3 mm x 113 mm Platz. Der Stellring und das mit der Blende verbundene vordere Röhrchen sorgen dafür, daß die Achse nicht durch die Lager hindurchrutscht.

Diese Zahnrad wird durch eine zweites selbstgebautes Zahnrad angetrieben, welches sich auf der Innenseite des Chassis befindet - mit seiner Achse senkrecht zur optischen Achse. Jenes Zahnrad wird durch einen kleinen 3 V Getriebemotor aus einem alten Fotoapparat angetrieben. Obwohl ich den Motor mit einer kleinen 9 V Batterie betrieb, machte die Blende infolge des Übersetzungsverhältnisses nur etwa eine Umdrehung pro Sekunde.

Das Chassis

Erst jetzt komme ich zum Außenskelett der Sofikamera. Und das, obwohl ich jenes Gehäuse schon vor der Blende, der Aufhängung und dem Antrieb gebaut hatte.

Was tut einer, der keine Fräsmaschine hat, um beispielsweise sich aus Alu einen soliden Rahmen für die Kamera zu bauen? Trotzdem bauen - aber aus Pertinax! Und das sollte sich letztendlich als fast genau so stabil erweisen.

Der Kasten rechts umschließ dann das Messinggestell - im nächsten Bild mal einzeln dargestellt:

Zurück zum Bild des gesamten Chassis. Das linke obere Ende des rechten Kastens wird dann direkt an die Russentonne angeschlossen. Im Gegenzug wird in die rechte untere Aussparung dann die Filmkassette eingesetzt.

Der lange Tubus auf der linken Seite nimmt später das Zielfernrohr auf.
 

Ein Zielfernrohr wird benötigt

Wie bei "Aufnahmen mit Radialfilter" beschrieben, ist ein Zielfernrohr parallel zur optischen Achse der Kamera von Nöten, um letztendlich mit dem Filter auf der optischen Achse genau auf die Sonne (pardon, den Mond) zu zielen.

Eine achromatische Linse mit 320 mm Brennweite in einer justierbaren Halterung wir an der Vorderseite des langen Tubus befestigt. Das Licht wird daraufhin am hinteren Ende des Tubus' durch einen Planspiegel nach oben hin umgelenkt und fällt dann durch ein 25 mm Kellner-Okular.
 

Zielkreuze selbst geschnitzt

Sind dann die optischen Achsen des Zielfernrohres und der Kamera parallel zueinander - und wie ich das bewerkstellige, steht weiter unten - muß ich nur noch während der Totalen Sonnenfinsternis die "schwarze Sonne" genau in der Mitte des Gesichtsfeldes des Okulars halten, und kann sogleich die Aufnahme(n) starten.

Einfacher läßt sich das "in-der-Mitte-des-Gesichtsfeldes-halten" bewerkstelligen, indem ein Zielkreuz in der Brennebene der Linse plaziert wird. Sieht man ein scharfes Bild der Sonne (oder Mond, Korona etc.) im Okular, so befindet sich die Brennebene genau in der Ebene der Feldblende des Okulars. Und genau auf die Feldblende muß dann das Zielkreuz zum Liegen kommen.

In der Optik werden auf kleine Plättchen optischen Glases die gewünschten Meßlinien, Kreise, Nonien, Maßzahlen etc. aufgeätzt. Diese Methode übersteigt jedoch die technischen Möglichkeiten meines Haushaltes. Aber ein Fotoapparat kann durchaus der Projektor sein, mit dem eine optische Maske (bei mir ist es ein Bild auf dem Computermonitor) auf das Glasplättchen (ich begnüge mich mit einem Diafilm) projiziert wird. Das chemische Ätzen übernimmt dann ein Fotolabor, indem der Diafilm dann ganz einfach entwickelt wird.

Folgendes Zielkreuz habe ich unter Linux mit dem Programm XFig gezeichnet und dann mehrmals abfotografiert, wobei ich mit dem Fotoapparat mal mehr, mal weniger nah an den Bildschirm herangegangen bin:

Schließlich soll am 21. Juni 2001 der Mond genau so groß im Okular zu sehen sein, wie der mittlere Ring dieses Zielkreuzes. Ist das dann der Fall, so kann ich vor und zum Teil noch während der partiellen Phase der Finsternis den inneren Ring zentrisch über der Sonnenscheibe halten. Während der Totalen Phase wird dann der äußere Ring zentrisch über der inneren Korona gehalten.

Also, ich hatte ein Dia mit dem Abbild einer weiße Zeichenebene auf dem Monitor, die im Dia dann natürlich relativ transparent erscheint, und in der Mitte ein etwa 3,2 mm kleines Zielkreuz. Das Dia habe ich dann rund ums Zielkreuz ausgeschnitten und in das Okular auf die Feldblende geklebt, welche sich glücklicherweise heraus- und hereinschrauben ließe, sodaß ich das Bild des Zielkreuzes im Okular ordentlich scharfstellen konnte. Danach wurde die Feldblende mit 2-Komponentenkleber im Okular befestigt. Denn würde die Feldblende wackeln, so wackelt auch das Zielkreuz, und die Zielgenauigkeit ist hinüber.

Die doppelte Linie dient mir zur Erinnerung, in welcher Richtung im Okular denn Norden, also "oben" ist. Das ist gut zu wissen, denn bei einer parallaktischen Montierung - und auf so eine wird dann die Kamera aufgesetzt - erleichtert das ungemein die Nachführung, also letztendlich auch das genaue Zielen auf Sonne und Korona.
 

Teile eines Mikroskops

Einige Teile eines alten Mikroskops schwirrten bei mir noch in einem Schubfach herum. Unter ihnen war auch eine Beleuchtungseinheit, und diese wurde von einem verstellbaren Exzenter getragen. Das war genau das, was ich gesucht hatte! Die Kondensorlinsen habe ich abgeschraubt und die Exzentereinheit kurzerhand abgesägt. Autsch! Aber ich hatte ja insgesamt drei identische Beleuchtungseinheiten... Und die beiden anderen erfreuen sich immer noch bester "Gesundheit".

Die freie Öffnung des Exzenters war nur einen halben Millimeter größer als der Durchmesser des Okularstutzens (1 1/4 Zoll = 31,8 mm). Und somit konnte ich das Okular mit drei M4 Schrauben im Exzenter fixieren.

Der Exzenter wurde zuletzt auf dem Chassis mit vier Schrauben befestigt.

Der Anschluß der Filmkassette

Die Auflagefläche der Filmkassette auf dem Chassis habe ich zunächst mit schwarzem Karton ausgekleidet. Es wäre nämlich fatal, wenn zwischen Kassette und Chassis Licht eindringen würde. Die Kassette wurde dann in die knapp gehaltene Aussparung am Chassis eingesetzt und von deren Rückseite mit einem Pertinaxrahmen, der mit vier Bolzen befestigt wurde, fest ans Chassis angedrückt, wie hier im Bild zu sehen:

Das Pertinax hatte ich außen weiß lackiert, im Gegensatz zu Innenseite, die einen mattschwarzen Anstrich bekommen hatte. Im Bild ist zu sehen, wie die rechte Seitenwand noch geöffnet ist. Im Moment halten nur zwei provisorische Bolzen den Andruckrahmen (das weiße Teil links unten). In der Mitte oben (also hinter der linken Seitenwand) ist gerade noch der Motor zu erkennen, der das Zahnrad bewegt, welches dann das Zahnrad auf der Achse antreiben wird. Durch die  vier schwarzen Löcher auf der oberen Wand (vier weitere befinden sich auch noch auf der unteren Wand) wird mittels M3 Schrauben das Gestell im Innern fixiert. Mit den zwei kleinen Schrauben in der Mitte der oberen Wand, parallel zur optischen Achse (auf jeder der vier Seiten kommen zwei solchen Schrauben) werden dann die Streben des Gestells im Innern leicht nach außen gezogen, um die Haltedrähte zu straffen.

Die Repetierung

Das schöne an der Filmkassette ist, das man den Film von Hand weitertransportieren kann. Hierzu wird ein Halbring an der Seite weggeklappt (im oberen Bild ebenfalls zu sehen: es ist das sichelförmige Gebilde an der rechten unteren Seite der Filmkassette). Eine und eine viertel Umdrehung und der Rollfilm hat sich ein Bild weiter bewegt. An sich nichts besonderes, aber ich wollte diesen Weitertransport motorisieren, aus Sorge, ich könnte beim manuellen Weitertransport so sehr an der Kamera und an der Montierung rütteln, daß die Justage darunter leidet. Im weiteren Verlauf des Baues, und vor allem durch die immer knapper werdende Zeit ließ ich diese Möglichkeit jedoch fallen. Und es sollte sich zeigen, daß der manuelle Filmtransport die Justage in keiner Weise beeinträchtigt.

Und wie wird die Sofikamera ausgelöst? Nun, ich werde einfach den Deckel von der Russentonne vorsichtig abnehmen und nach beispielsweise 8 Sekunden wieder vorsichtig daraufsetzen. Und auch das sollte perfekt funktionieren.
 

Sonnenfilterfolie

Die wurde natürlich dringendst benötigt. Und zwar kommt die Folie in eine einfache Papphalterung, die vor das Objektiv des Zielfernrohres gesetzt wird, um die Sonne während der partiellen Phase betrachten zu können. Die Papphalterung wird einfach nur aufgesetzt, um sie nämlich während der Totalität schnell vom Objektiv entfernen zu können. Jetzt habe ich aber genug Eulen nach Athen getragen!

Kleine Korrekturen

Unter der Grafik mit dem Verlauf der optischen Dichte hatte ich angemerkt, daß die optische Dichte im Bereich von 3,26 Mondradien noch relativ steil gegen null geht. Um diesen "Sprung" in der optischen Dichte zu "glätten", erhielt die Blende noch einen spitzen "Auslauf" bis ca. 4 Mondradien:

Die Zeit wird knapp - Ende Mai 2001

Die oben beschriebenen Prozeduren beim Zusammenbau wurden dann unter zunehmenden Zeitdruck in die Tat umgesetzt:
 


Der Abstand der Blende von der Filmebene - es sollten 1 mm sein - paßte sehr genau.
 


Die Rückwand der Russentonne ließ sich nämlich abschrauben. Vier Löcher wurden hineingebohrt, Schrauben von innen hindurchgesteckt und mit ihnen eine Andruckrahmen im Innern des Pertinaxkastens festgehalten. Dann wurde die Rückwand samt Chassis wieder auf die Russentonne aufgeschraubt, und fertig!

Das Chassis des Zielfernrohres ließ sich nämlich separat an das Chassis der Blende anschrauben.

Alles auf die GP-Montierung

Eine Aluplatte hatte ich schon Jahre vorher in den Schwalbenschwanz der GP Montierung eingesetzt. Auf jene wurde die Sofikamera festgeschraubt, und zwar mit drei Schrauben, von denen die eine - eine Zollschraube - direkt die Russentonne hielt, während die anderen beiden - ganz gewöhnliche metrische Schrauben - das Chassis hielten.

Filmwahl

Zwei Rollfilme hatte ich mir schon Wochen vorher vorsorglich gekauft - viele Fotoläden haben die passenden Rollfilme nun mal meist nicht vorrätig. Der Kodak Ektachrome 64 Professional hatte in der Kleinbildversion mir bei der 99er Finsternis schon sehr gute Dienste geleistet. Und dieser Film als Rollfilm sollte nun seinen Weg nach Sambia antreten.

Kein Testlauf - Der 5. und 6. Juni 2001

Soweit, sogut. Der Flug nach Sambia sollte am 6. Juni um 18.30 Uhr von Hannover (über London-Gatwick) nach Lusaka gehen.

Vom 1. Juni bis zum 5. fand in Violau (bei Augsburg) die alljährliche "Planeten- und Kometentagung" der VdS statt. Die konnte ich mir natürlich nicht entgehen lassen - wissentlich, daß die Sofikamera noch nicht fertig war! Außerdem waren in Violau auch noch einige Sambiareisende zugegen. Nach der Tagung würden wir am 5. Juni morgens zurückfahren, und dann hätte ich Zeit bis zum 6. kurz nach Mittag. Gegen 15 Uhr sollten wir nach Hannover fahren. Außerdem mußte ich noch alle Sachen packen!

Wir fuhren aber schon am 4. abends zurück, verpaßten also somit das höchst empfehlenswerte Violauer Abschlußfest. Aber ich sollte noch fast jede Sekunde bis zur Fahrt nach Hannover mit dem Bau beschäftigt sein!

Wieder in Bielefeld, in der Nacht vom 4. auf den 5. Juni mußte ich dann das Chassis wieder auseinandernehmen, denn das Zahnrad mußte ja noch auf der Achse fixiert werden, sprich, mit Epoxidharz aufgeklebt werden. Ja, ja, das Gestell mußte ein drittes mal auseinandergebaut werden! Und bis dann das Epoxidharz fest geworden ist, vergehen ca. 24 Stunden!

Der 5. Juni war geradezu katastrophal:
 


Ein immenses Problem konnte ich allerdings nicht mehr lösen: Die der Filmebene zugewandten Haltedrähte waren als schwaches unscharfes Schattenkreuz auf der Mattscheibe zu sehen. Es war mir unmöglich, in der verbleibenden Zeit noch irgendeinen Umbau vorzunehmen. Die Drähte werden also leider unvermeidbar auf dem Dia zu sehen sein. Aber vielleicht nehm' ich ja später noch ein Flatfield auf :-)
 


Damit endete der 5. Juni.

6. Juni 2001:
 


Dann war es 13 Uhr und die Sonne kam so langsam heraus. Die Sofikamera allerdings nicht mehr.
Kurz nach drei ging's ab nach Hannover zum Flughafen...
 

Premiere in Sambia - Die Totale Sonnenfinsternis vom 21. Juni 2001

Viel zu sehen und zu lesen von unserer Reise gibt es auf folgenden Seiten:
 


Ich beginne mal mit dem 21. Juni.

Der Tag im Kafue Nation Park bricht für uns noch vor Sonnenaufgang an: Zwölf Leute aus unserer vierzehnköpfigen Gruppe plus zwei einheimische Guards, die uns von der Zambian Wildlife Administration für die Zeit in Kafue begleiten, brechen in der Dämmerung zu einer kleinen Tour auf - in der Hoffnung, an jenem Morgen vielleicht etwas Großwild vor die Linse zu bekommen. Die Busangaplains, in denen wir unser (jetzt in den frühen Morgenstunden noch mit Eis bedecktes) Zeltlager aufgeschlagen hatten, sollten eigentlich vor Elefanten, Büffeln, Kudus, Löwen etc. nur so überquellen.

Aber an jenem Morgen ließen sich "nur" ein paar Marabus erspähen; und aus gut 5 km Ferne Löwengebrüll vernehmen. Ich bin während jener Tour von zwei Stunden schon mit dem Aufbau der Montierung und der Sofikamera beschäftigt gewesen. Denn die optischen Achsen des Zielfernrohres und der Russentonne waren seit dem 6. Juni noch immer nicht besser als einen halben Sonnendurchmesser genau zueinander justiert. Wer weiß, wie viel Zeit die Justierung in Anspruch nehmen würde? Glücklicherweise hatte die Kamera die Schüttelei auf Sambias Straßen und Wegen heil überstanden.

Also, bereits kurz nach Sonnenaufgang war auch die Gegengewichtsflasche mit Sand gefüllt, die, und der Batteriepack an der Gegengewichtsstange befestigt, und die Sofikamera saß fest auf der Montierung, welche lustig vor sich hin summte, denn ich wollte die Montierung erst mal ein wenig einscheinern. Die 14°02' Süd, auf denen wir uns befanden (wir waren ca. 5 km nördlich der Zentrallinie im äußersten Nordwesten des Kafue Parks), ließen sich halt mit dem bescheidenen Winkelmesser an der Polhöhenwiege der Montierung nicht so genau einstellen.

Beim Aufbau hatte ich wohl Glück, denn viel gab es nicht mehr zum Einscheinern; die Montierung lief hervorragend. Also konnte ich jetzt die Sonne, die sich inzwischen über dem nahegelegenen Wald erhob, durch die Russentonne auf die Mattscheibe fallen lassen, während die Blende lief. Die Montierung wurde so nachgeführt, daß von der Sonnenscheibe nur noch ein schmaler Ring auf der Mattscheibe zu sehen war. Und nun mußte ich nur noch die Exzentereinheit am Zielfernrohr so einstellen, daß die Sonne auch dort genau zentrisch in den Ringen sich befand. Noch war glücklicherweise nur 1/3 Sonnendurchmesser außerhalb, also drehte ich an den beiden Stellschrauben des Exzenters und fuhr das Zielkreuz auf die Sonne, bis an dessen mechanische Grenze, und die Sonne war immer noch nicht zentrisch! Vom ersten Schrecken erholt, dachte ich an die Halterung für die Linse, die ja eine gröbere Justage ermöglichte. Unglücklicherweise war ich mit deren Justage ebenfalls schon fast an deren mechanische Grenze vorgestoßen, die ich eigentlich hoffte, noch ein wenig zu überschreiten. Und das ging, aber ich mußte mich von vier der insgesamt sechs Halteschrauben trennen. Ein wenig nachjustiert, ein wenig die restlichen zwei Schrauben fester angezogen - und das Zielkreuz war immer noch ein viertel Sonnendurchmesser außerhalb der Sonnenscheibe!

Tja, an sich war damit der Ofen aus. Diese zwei Justagemöglichkeiten waren die einzigen, die ich zur Verfügung hatte. Doch ein kleiner "Fehler" beim Bau des Chassis sollte mir helfen. Zur Zeit der Konstruktion des Chassis hatte ich mich nämlich geärgert, die Auflagefläche für die Filmkassette und die Rückwand, an der der 90° Umlenkspiegel für das Zielfernrohr angebracht war, nicht aus einem Stück gefertigt zu haben. Somit war also der Umlenkspiegel ebenfalls über die Rückwand "justierbar" geworden. Dessen Chassisrückwand schraubte ich nun fast ab, und konnte feststellen, daß wenn ich sie ein wenig (so etwa 1 1/2 Millimeter) nach hinten neigte, die Sonne nun zentrisch im Zielkreuz zu sehen war. Glück gehabt! Das Abstandsstück von etwa 2 mm Dicke übernahm ein abgeschnittenes Stück eines Kabelbinders, die ich in großen Zahl mitgenommen hatte, um den Batteriepack und die Gegengewichtsflasche an der Gegengewichtsstange festzuzurren.

Als ich damit fertig war, konnte ich die Justierung mittels der zwei Stellschrauben am Exzenter perfekt abschließen, und sogleich kamen unsere zwölf Leute von ihrer kleinen Tour zurück. Na dann kann die Finsternis ja beginnen!

Bis zum Mittag prüfte ich noch einige Male die Justierung. Dabei mußte ich den Exzenter aus mir später noch klarwerdenden Gründen zu Beginn noch einmal nachgestellt werden. Nach dem Mittag wurde die Montierung dann umgeschwenkt. Die Justierung paßte immer noch. Gegen 15:06 Uhr Ortszeit sollte die Totalität beginnen. Also habe ich so gegen ein Uhr nochmal die Genauigkeit der Nachführung nachgeprüft. Aber die Montierung lief immer noch nahezu perfekt. Etwa eine halbe Stunde vor dem zweiten Kontakt dachte ich, es wäre doch eine gute Idee, die Justierung der Blende mal wieder zu überprüfen - naja sicher ist sicher. Seltsam, wieder mußte ich den Exzenter leicht nachjustieren!

Einige Minuten vor der Totalität wurde es dann von anderer Seite her noch spannender: In den Busangaplains, sowie weit verteilt im gesamten Kafue National Park und darüber hinaus, waren kleine lokale Wildfeuer am qualmen. Ein Brandherd befand sich etwa zehn Kilometer nordöstlich von uns, und dessen Rauchfahne zog mit zunehmendem Maße immer dichter an die sich stetig verfinsternde Sonne heran. Noch lag sie gut 20° unterhalb der Sonne. Aber glücklicherweise schien sie dort auf absehbare Zeit auch zu bleiben.

Faszinierend wäre es natürlich gewesen, die afrikanische Tierwelt während der Zeit der Totalität zu beobachten. Die einzigen "Studienobjekte" waren leider nur die Moskitos, welche von der zunehmenden "Dämmerung" ziemlich angestachelt wurden. Zum Glück hatten wir uns vorsorglich mal wieder mit Autan eingenebelt.

Unseren beiden Guards legten wir nahe, sich mit ihren Sofibrillen einen guten Beobachtungsplatz aufzusuchen. Wir vierzehn Leute hatten uns nämlich vorsorglich um und zwischen unseren Zelten und Autos verteilt; ebenso vorsorglich hatten etliche von uns ihr Areal um ihr Instrumentarium herum vom hohen Elefantengras befreit. Wir Leute mit den Stativen und "High tech" Ausrüstungen hatten uns meist einige Meter weiter aufgebaut. Mein Stativ fand bereits am frühen Morgen seinen Platz gut dreißig Meter von unseren sonneneinwärts parkenden Autos entfernt. Zur Linken baute Andreas Zimmermann (von ihm habe ich mir noch ein 8x20 Fernglas für die visuelle Beobachtung der Finsternis geliehen) sein Maksutov auf der GP-DX auf. Ein klein wenig weiter hatte Mathias Straube ein "Coronado" H-a Teleskop und die Canon XL-1 lange vor dem ersten Kontakt in Position. Gut zwanzig Meter in deren Rücken nahm Gerd Schmitz die ganze Szenerie mit seiner Sony DV und mit dem Nikon 300er auf. So weit ich mich erinnern kann, war rechts neben den Wagen bei den Zelten Mirko Nitschke am Vorbereiten. Bernd Brinkmann hatte sich mit 1000mm, 500mm und 8mm knapp links neben den Autos auf die Lauer gelegt. Manja Hempelt kletterte kurz vor der Totalität auf die Dachreling eines Wagens, von dort konnte man wohl exzellent den Schatten herannahen sehen. Hans Jürgen Leidt wollte die gesamte Finsternis mit seinem Canon 16x50 Fernglas mit Bildstabilisator beobachten - ohne Zweifel der beste Weg, die kommenden 3 Minuten 46 Sekunden zu genießen! Daniel Fischer war ganz mutig, und hatte links neben den Wagen gleich zwei Kleinbildkameras für eine Russentonne und eine weiter DV Kamera auf die Sonne und später dann auf ein weißes Laken gerichtet, um auch fliegende Schatten aufzunehmen. Zu seiner Rechten stand Robert Meiss, der zudem während der partiellen Phase die Sonnensichel mit Okularprojektion betrachtete - eine heutzutage schon fast verlorengegangene Art der Beobachtung. Markus & Monika saßen in Campingstühlen weiter links bei ihrer DV Kamera auf einem Mini Stativ. Tom Pfleger hatte einen Astroscan (das ist dieser Newton Reflektor in Form einer Thermoskanne) aufgepflanzt. Und Georg Dittié, der sich vor den Zelten plaziert hatte, machte mit seiner Canon XL-1 auf einer mit Klebeband umwickelten GP Montierung Aufnahmen mit Teleobjektiv. Die beiden Guards warteten dicht neben meiner Montierung (auch nachdem ich darauf hinwies, daß ich im Zuge einer Fehlfunktion meiner Sofiblende für nichts garantieren könne) auf die Dinge, die sich gleich am Himmel abspielen sollten.

Und wieder das gleiche Schauspiel wie bei der 99er Finsternis: Der Himmel ließ die Dämmerung mit zunehmender Geschwindigkeit über uns hereinbrechen. Doch im Gegensatz von vor zwei Jahren konnten wir mit einem Male ganz deutlich und in den herrlichsten Rot- bis Grautönen den herannahenden Kernschatten wahrnehmen. Als dieser noch als schmales Band am westlichen Horizont zu erblicken war, da erst bemerkten wir Jupiter wie er 7° südöstlich der Sonne strahlte. Einen Augenblick zuvor rief Mathias, er könne angeblich schon die innerste Korona wahrnehmen, wenn er nur die bereits extrem schmale aber noch brennend helle Sonnensichel mit dem Daumen abdeckte. Leider konnte ich das (wohl auch wegen meiner Gedanken, die sich im Moment mehr um die Sofikamera drehten) nicht bestätigen. Dafür war mein Ruf nach der geglückten "Entdeckung" Jupiters wiederum mein Verdienst. Fast hätte ich vergessen, den Film in der Filmkassette ein Bild vorzuspulen, denn nur der Deckel auf der Russentonne hielt das Licht vom Eindringen in die Kamera ab. Schließlich war ich der Ansicht, daß es jetzt dunkel genug sei, um einen unbelichteten Teil des Films in Position vor die Blende zu bringen. Außerdem plapperte ich die Guards hin und wieder mit englischen Erklärungen über die augenblicklichen Erscheinungen am Himmel zu, und teilweise beäugte ich zahlreiche Momente lang die Kamera, die da still und stumm (!) sich in Richtung Sonne streckte.

Vom anfliegenden Kernschatten machte ich kurz noch drei Fotos mit 28 mm Brennweite, das letzte mit ganz offener Blende und 1/2 Sekunde Belichtungszeit. Dann blieb die Kleinbildkamera erstmal neben der Montierung liegen.

Bernd betrachtete während dieser Zeit seinen digitalen Zeitgeber wohl immer aus dem Augenwinkel heraus, denn er gab uns stetige Hinweise auf die noch verbleibenden Minuten und dann Sekunden bis zum Zweiten Kontakt. Der sich nähernde Kernschatten verstärkte sich noch in seiner Färbung und nahm auch ein wenig an Dunkelheit zu. Allerdings schien mir der Himmel im Vergleich zu '99 kurz vor dem Zweiten Kontakt nicht ganz so tiefbläulich, dafür hingegen färbte sich der West- und später auch der gesamte Horizont ringsherum ganz außergewöhnlich intensiv.

Gerade war die Helligkeit so weit abgesunken, wie während der 99er Totalität, da leuchtete die Sonnensichel immer noch geradezu unverfroren vom Himmel herab. Die "Dämmerung" schien jetzt scheinbar zum Stillstand gekommen zu sein, aber noch immer brannte da ein Stückchen unbedeckte Photosphäre. Die Zeit bis zum Zweiten Kontakt schien sich zumindest für mich ewig hinzuziehen. Also deckte ich den Rest Sonnenscheibe gleich nochmal mit dem Daumen ab und in der Tat war die innere Korona schon deutlich zu erkennen. Und mit einem Schlag war die Finsternis da! Ah, welch ein Anblick, denn 1999 hatte ich unglücklicherweise genau beim Zweiten Kontakt die Belichtungszeit auf meiner Kleinbildkamera eingestellt. Soweit, sogut. Aber jetzt galt meine volle Aufmerksamkeit (leider und glücklicherweise) erst einmal der Sofikamera.

Mit einem kurzen Handgriff flog der Sonnenfilter vom Zielfernrohr; gleich darauf schaute ich hindurch und konnte neben dem Zielkreuz - ein etwas störender, aber auch sehr beruhigender Anblick - die wunderbare innere Korona und eine riesige und etliche kleinere Protuberanzen erblicken. Zu dieser Freude mischte sich zugleich die angenehme Erkenntnis, daß das Zielkreuz genau zentrisch in der inneren Korona zum Liegen kam.

So, ein unbelichtete Stückchen Film befand sich schon vor der Blende, und ich wollte grade den Deckel vorsichtig abnehmen um das erste Foto zu starten. Aber die Blende war ja noch gar nicht am rotieren! Die 9V Batterie lag noch auf der stummen Kamera neben ihrer Klemmvorrichtung, welche den Motor mit Strom versorgen sollte. Schnell drückte ich die Kontakte an die Batterie und das Gerattere der beiden Zahnräder sollte wie erwartet das einzige Indiz für die sich drehende Blende sein. Sicherheitshalber schaute ich nochmal durch das Zielfernrohr - alles bestens! Vorsichtig nahm ich den Deckel vom Objektiv, schaute (zum zweiten Mal seit dem Zweiten Kontakt) auf die verfinsterte Sonne, und nach drei Sekunden bedeckte der Deckel wieder das Objektiv. Das erste Foto war im Kasten!

Das nächste Foto wurde 7 Sekunden lang, dann kam eine 12 sekündige Belichtung, 5 Sekunden, 17 Sekunden und eine Aufnahme von einer Sekunde beendete meine Belichtungsreihe. Natürlich habe ich nach jeder Aufnahme wenn es nötig war, das Zielkreuz auf die Korona zentriert, aber mehr als ein paar kleinste Korrekturen waren nicht vonnöten. Diese rührten vornehmlich vom Aufbau der Montierung. Das Weitertransportieren des Filmes und das Ab- und Aufsetzen des Deckels machte sich in der Justage also kaum bemerkbar.

Es war (und ist auch heute noch) schwer abzuschätzen, aber diese Aufnahmen nahmen mit Sicherheit weniger als die Hälfte der Totalität in Anspruch. Mit Beendigung der letzten Aufnahme klemmte ich sofort die Batterie ab, transportierte den Film um etwas mehr als ein Bild weiter, und genoß nochmal den Blick durch das Zielfernrohr. Dann machte ich die Guards aufmerksam, daß sie jetzt mal durch das Zielfernrohr blicken können. Mit bloßem Auge und mit deutlich mehr Ruhe betrachtete ich jetzt die Korona. Im Vergleich zu 99er Finsternis schien sie mir nur etwa 2/3 so groß und durch die - von vielen Leute gezählten und nach einhelliger Meinung - 7 großen Streamer auch weniger "stachelig" (stachelig deshalb, weil viele die 1999er Korona aufgrund ihrer Größe und Struktur mit einem Seeigel verglichen). Der Himmel war auch während der Totalität nur wenig dunkler als 1999 und leider mangelte es auch etwas an jener tiefblau-violetten Färbung und dieser immensen Farbsättigung, welche damals für uns auch ein großes Faszinosum war. Dafür war der Horizont umso farbenreicher und intensiver - so sehr, wie seit der indischen Finsternis 1995 nicht mehr.

Die riesige Protuberanz befand sich etwa auf 2 Uhr. Und die innere Korona war vor allem um jene Protuberanz ganz ausgesprochen hell. Sogleich nahm ich das kleine 8x20 Fernglas zur Hand und bewunderte sämtliche Strukturen der sich darbietenden Finsternis. Diese Art der Beobachtung kam leider 1999 viel zu kurz. Und außerdem hatte ich den Eindruck, daß trotzt der 3 Minuten 46 Sekunden (immerhin genau halb so lang wie die längstmögliche auf der Erde zu beobachtende Sonnenfinsternis) diese Sonnenfinsternis extrem lange andauerte.
 

So sieht das Ergebnis aus

Viel gibt es noch zu erzählen. Eine Sache war jedoch von ganz besonderer (persönlicher) Wichtigkeit: Wenige Minuten nach der Finsternis erkannte ich endlich den Grund, warum ich den Exzenter mehrere Male nachjustieren mußte: Der Hauptspiegel des Maksutov rutsche ein wenig (ca. 0,2 mm) in dessen Halterung, und zwar lateral. Das bedeutet, daß nach der letzten Justage des Exzenters - nämlich eine viertel Stunde vor der Totalität - der Hauptspiegel sich noch verschoben haben könnte, und somit wäre die gesamte Justage und alle Fotos hinüber!

Es sollte sich aber zeigen, daß der Hauptspiegel vor der letzten Justage bereits am unteren Ende auf seiner Halterung auflag, und deshalb war die Justage am Ende optimal. Welch ein Glück!

Zurück aus Sambia (Freitag, 29. Juni) brachte ich den Film gleich zum Entwickeln, und am nächsten Tag waren die Dias fertig. Die 17 Sekunden Aufnahme ist die einzige, die halbwegs etwas zeigt:

Was zum Teufel war da passiert?!!
Das die Haltedrähte unvermeidlich zu sehen sein werden, hatte ich leider erst einen Tag vor dem Abflug bemerkt. Die gesamte Korona ist viel zu stark durch die Blende weggefiltert worden. Ich hatte nicht damit gerechnet, daß die Korona knapp zwei Jahre nach der 99er Finsternis um ein solches Maß schwächer geworden ist, daß eine komplette Anpassung der Blende an diesen Umstand nötig wäre. Meine Überlegungen, die schwächer werdende Korona durch eine längere Belichtungszeit zu kompensieren, hatten leider nicht den Erfolg. Aber auch der Helligkeitsabfall in der Korona hat zugenommen, denn die innerste Korona ist zum Großteil noch relativ gut belichtet, aber die äußere wird im Vergleich dazu zu stark abgeblendet. Dennoch war die Filterwirkung der Blende im gesamten Bereich zu stark, wie die dunklen Bereiche in der inneren Korona (vor allem zwischen 2 und 5 Uhr) zeigen.

Durch die lange Belichtungszeit ist der Bereich des Filmes, welcher nicht oder wenig von der Blende überstrichen wurde, aufgehellt. Das ist der bläuliche Kranz, der ab 2,5 Sonnenradien zu sehen ist.

Man hat zudem den Eindruck, daß die Kamera nicht genau auf die Korona gezielt hat, da der obere Teil der Korona deutlicher als alle anderen Teile zum Vorschein kommen, aber das liegt in Wirklichkeit an der inneren Korona selbst, die in diesem Bereich wirklich extrem hell war.

Was weiterhin zu sehen ist, sind Artefakte, nämlich solche in Form der Blende selbst. Diese treten vor allem in der inneren Korona auf. Die Blende lief nämlich aufgrund des Antriebs durch die Zahnräder nicht gleichmäßig rund, sondern "ruckelte" bei ihrer Rotation. Dadurch überstrich der innerste Spalt der Blende verschiedene Bereiche der inneren Korona verschieden schnell und somit entstanden Regionen, in denen die innere Korona unterschiedlich lange belichtet wurde.

Die Blende streute vor allem im Bereich der inneren Korona noch unerhört viel Licht.

Die Krümmung des Bogens der Blende wies noch leichte Krümmungstoleranzen auf, die durch die Kontrasteigenschaften des Filmes verstärkt wurden, und sich als konzentrische Ringe vor allem in der äußeren Korona bemerkbar machen. Das sind jene "Unstetigkeitsstellen" welche ich im Kapitel "Digitale Nachbearbeitung der Aufnahmen" beschrieben habe.

Die Haltedrähte erzeugen einen doppelten Schatten. Das liegt schlicht und ergreifend an der zentralen Obstruktion des Maksutov.

Die große Protuberanz projiziert sich genau auf den senkrechten Haltedraht. Dadurch entstand leider ein rötlicher waagerechter Reflex in etwa auf 2 Uhr im bläulichen Ring. Das war einfach nur Pech!

Aus Email Listen gab es einige Stimmen zu diesem Ergebnis und zu meiner gesamten Internetseite:

Betreff:
        Ein Kommentar zu Deiner Webseite ...
 Datum:
        Tue, 31 Jul 2001 14:29:17 +0200 (MET DST)
    Von:
        Daniel Fischer <dfischer@astro.uni-bonn.de>
     An:
        sischka@mathematik.Uni-Bielefeld.DE

... kam gerade ueber eine internationale Mailingliste herein:

Date: Tue, 31 Jul 2001 04:55:23 -0700 (PDT)
From: Richard Bareford <bareford@yahoo.com>
To: SOLARECLIPSES@AULA.COM

Even if you can't read German this is amazing!  A
lot of "sturm und drang" for apparently small
result.  But I take it this was a first attempt
and the technique will be refined.

One can't help but wonder, however, about the
enormous effort put into this mechanical approach
to the problem.  When a few minutes at the
computer can produce such spectacular results as
obtained by Carlos, Espenak and others, Sischka's
concept does seems a might obsessive.</