Seeing ist nicht Ihr Problem: Astrowetter mit dem Smartphone lesen

Fünf farbige Zeilen und eine Entscheidung, die bis neun Uhr abends fallen muss: Auto packen oder zu Hause bleiben. Astrowetter-Apps reihen Bewölkung, Seeing, Transparenz, Feuchte und Wind aneinander, und wer vom Teleskop kommt, weiß längst, welche Zeile zuerst dran ist. Beim Smartphone auf dem Stativ verschiebt sich diese Reihenfolge erheblich. Ausgerechnet der Wert, den fast alle als Erstes nachschlagen, geht Sie am wenigsten an.

Das Seeing misst ein Detail, das Sie gar nicht haben

Seeing ist die Unruhe der Atmosphäre: Luftpakete unterschiedlicher Temperatur lenken das Sternlicht um winzige Beträge ab und ändern diese Beträge zehnmal pro Sekunde. Genau das lässt Sterne mit bloßem Auge funkeln. Gemessen wird es in Bogensekunden, also darin, wie weit das Bild eines Punktes verschmiert wird, und für Amateure liegt die übliche Spanne zwischen zwei und vier Bogensekunden. Das reicht, um einem Teleskop den größten Teil der Auflösung zu nehmen, die seine Optik hergeben würde. Zwei historische Skalen sind bis heute in Gebrauch: die von Pickering, von 1 bis 10, wobei ab 8 von hervorragenden Bedingungen die Rede ist, und die von Antoniadi, von I bis V. Beide entstanden für Leute, die Planeten durch ein Okular betrachten.

Und nun Ihr Bildfeld. Die Hauptweitwinkelkamera eines Smartphones, ungefähr 24 Millimeter Kleinbildäquivalent, deckt rund 74 Grad in der Waagerechten ab: verteilt auf viertausend Pixel ergibt das knapp siebzig Bogensekunden pro Pixel. Ein Seeing von zwei Bogensekunden verschiebt einen Stern um ein Dreißigstel Pixel. Eine katastrophale Nacht mit fünf Bogensekunden um ein Dreizehntel. Die Störung ist real, und sie liegt so tief unter der Pixelgröße begraben, dass kein Vergleich zweier Aufnahmen sie Ihnen je zeigen wird.

Gewicht bekommt die Seeing-Zeile wieder, sobald das Telefon nicht mehr allein schaut. Am Okular eines Teleskops, in afokaler Aufnahme, mit Jupiter über drei Pixel, wird der Abbildungsmaßstab hundertmal feiner, und dann entscheidet die brodelnde Luft alles. Auf dem Stativ, Weitwinkel gen Süden, lesen Sie diese Zeile aus reiner Neugier.

Die Transparenz ist die Zeile, die entscheidet

Transparenz ist eine andere Größe. Sie beschreibt, wie viel Sternlicht durch eine bereits wolkenfreie Atmosphäre bis zum Boden kommt, und Astro-Vorhersagen berechnen sie vor allem aus dem gesamten Wasserdampf in der Luftsäule über Ihnen. Ein Himmel kann gleichzeitig wolkenlos und miserabel sein: dichter Dunst, keine einzige Wolke, und der normale Wetterbericht meldet freundlich «heiter».

Die Zahlen zeigen die Größenordnung. Bei wirklich sauberer Luft kostet die atmosphärische Extinktion im Zenit auf Meereshöhe etwa 0,16 Magnituden, und ein Stern dreißig Grad über dem Horizont verliert 0,32, weil sein Licht die doppelte Luftmenge durchquert: 74 Prozent der Helligkeit bleiben übrig. Das ist der bestmögliche Fall, Lehrbuchluft. Kommen Feuchte, Feinstaub und die Reste einer Hitzewelle dazu, wächst der Verlust, ohne dass das Auge etwas merkt, denn das Auge gewöhnt sich an alles.

Wer mit dem Smartphone stapelt, kassiert bei schlechter Transparenz gleich zwei Schäden. Dem Motiv wird Signal entzogen, und zugleich verwandelt sich jede Straßenlaterne unten im Tal in eine diffuse Fläche, die den Himmelshintergrund anhebt. Heraus kommt jenes flache Grau, das auch nach dreihundert Bildern unverändert dasteht: Die Mittelung tilgt zufälliges Rauschen, ein angehobener Hintergrund dagegen ist echtes, von Bild zu Bild stabiles Signal, und die Arithmetik des Stacks summiert ihn genauso gewissenhaft wie die Sterne. Galaxien und Nebel sind kontrastarme Objekte und brauchen überdurchschnittliche Transparenz, um überhaupt aufzutauchen. Dem Mond ist die Sache beinahe egal.

Die Wolken, die der Wetterbericht «heiter» nennt

Cirren sind der Gegner, den niemand kommen sieht. Hoch, dünn, im Dunkeln meist unsichtbar, bis ein heller Stern anfängt, einen Hof zu tragen, und in der gewöhnlichen Vorhersage verschwinden sie hinter dem Wort «heiter». Im Stack melden sie sich dann pünktlich zurück: aufgeblähte Sterne, ein wellenförmig steigender Hintergrund, verlorener Kontrast.

Dieses Problem hat einen anerkannten Vater. Im Jahr 2000 baute Allan Rahill, Meteorologe am Canadian Meteorological Centre und Hobbyastronom, auf dem GEM-Modell des Zentrums eine Bewölkungsvorhersage eigens für die Astronomie auf, mit besonderem Augenmerk auf die Bildung von Cirren, und ergänzte sie in den Folgejahren um Prognosen für Transparenz und Seeing. 2001 nahm Attilla Danko dessen Hunderte Karten und presste sie auf ein Pixel pro Stunde zusammen, in Zeilen angeordnet: das sind die Clear Sky Charts, die viele bis heute aufrufen. Die Logik dieser Zeilen gilt für jede App, die Sie bevorzugen, denn fast alle veröffentlichen dieselben Größen.

Der Wind, auf den es ankommt, weht in Brusthöhe

Astro-Vorhersagen widmen der Höhe viel Aufmerksamkeit. Meteoblue etwa kennzeichnet Jetstream-Geschwindigkeiten über 35 Meter pro Sekunde und unter 5 als ungünstig und markiert Problemschichten, in denen der Temperaturgradient ein halbes Grad je hundert Meter übersteigt. Für lange Brennweiten sind das wertvolle Angaben. Für Sie sind sie Beiwerk.

Der Wind, der Ihnen den Abend ruiniert, weht am Boden gegen das Stativ. Bei acht Sekunden Belichtung verschiebt eine Böe das gesamte Bildfeld, und verwackelt ist am Ende auch das Dorf hinten im Tal. Die Diagnose ist leicht, denn Vibrationsspuren zeigen von Aufnahme zu Aufnahme in verschiedene Richtungen, während die Erddrehung lauter parallele Striche gleicher Länge zieht. Mittelsäule unten lassen, Tasche darunter hängen, eine Mauer oder das Auto als Windschutz: drei Handgriffe, die mehr wert sind als jede Einstellung. Verwackelte Bilder fliegen vor dem Stapeln raus, denn eine einzige unruhige Aufnahme in einem Mittel aus zweihundert verdirbt alle anderen mit.

Der Taupunkt kommt nicht überraschend

Der Taupunkt ist die Temperatur, bei der die Luft hundert Prozent relative Feuchte erreicht. Unter klarem, windstillem Himmel strahlt der Boden die ganze Nacht Wärme ab, die Oberflächentemperaturen sinken, und sobald sie unter den Taupunkt fallen, schlägt sich Wasser auf allem nieder, was da ist: Windschutzscheibe, Stativbeine, Handylinse. Ausgerechnet die klare Nacht, die Sie überzeugt hat hinauszufahren, kühlt am schnellsten aus.

In der Stundenvorhersage laufen zwei Kurven, Temperatur und Taupunkt. Sobald sie sich annähern, tickt eine Uhr, und nach unserer Erfahrung sollten Sie ab zwei Grad Abstand vorbereitet sein. Alle weiteren Gegenmaßnahmen, vom Akku, der in der Kälte einbricht, bis zur improvisierten Taukappe, stehen hier.

Der Mond gehört auch zum Wetter

Der Vollmond kommt auf eine scheinbare Helligkeit von etwa minus 12,7 mag, genug, um die Milchstraße an jedem Standort der Erde zu ertränken. Keine App führt ihn unter den Wetterbedingungen, in der Praxis verhält er sich aber exakt so: eine Lichtquelle am Himmel, die sich von Stunde zu Stunde nach veröffentlichtem Fahrplan ändert.

Nützlich sind die Uhrzeiten, weniger die Phase. Ein letztes Viertel, das um eins aufgeht, lässt Ihnen gleich nach der Dämmerung drei bis vier Stunden sauberen Himmel. Eine Sichel, die um halb elf untergeht, schenkt Ihnen die ganze zweite Nachthälfte. Zur Phase kommt die astronomische Dämmerung, die endet, wenn die Sonne achtzehn Grad unter den Horizont sinkt: davor bleibt der Himmelshintergrund angehoben und schwache Ziele bleiben darin ersoffen. Nördlich von 48,5 Grad Breite, also fast überall in Deutschland, gibt die Geometrie Ende Juni gar nichts mehr her: Die Sonne sinkt nie tief genug, und die astronomische Nacht fällt für einige Wochen schlicht aus dem Kalender.

Die richtige Reihenfolge der Zeilen

Zuerst die Bewölkung, eine Ja-Nein-Bedingung, die die Diskussion beendet. Dann die Transparenz, die entscheidet, ob der Abend den Nebeln gehört oder dem Mond und den Sternbildern. Dann das Mondfenster, um zu wissen, welche Stunden etwas taugen. Dann der Bodenwind und der Abstand zwischen Temperatur und Taupunkt, die festlegen, wie lange Sie draußen durchhalten. Das Seeing zuletzt, und nur, wenn Sie das Telefon an diesem Abend ans Teleskop halten.

Einen Vorteil hat das schwere Gerät nicht: Wer Hunderte kurzer Aufnahmen stapelt, setzt nie alles auf eine einzige zwanzigminütige Belichtung. Ein Abend, der zu sechzig Prozent taugt, bleibt ein brauchbarer Abend, weil die verdorbenen Bilder aussortiert werden und der Rest sich trotzdem summiert. Die Vorhersage entscheidet nichts für Sie. Sie sagt Ihnen, welche Stunden der Nacht das Benzin wert sind und welche Sie besser verschlafen.