Jupiter ist drei Pixel breit: Planeten mit dem Smartphone fotografieren

Das Fünffach-Tele wirkt wie dafür gemacht. Den hellsten Punkt des Abends anvisieren, Fokus sperren, auslösen. Auf dem Display erscheint eine weiße Kugel, überstrahlt, glatt wie eine Murmel. Sie haben Jupiter fotografiert, im engsten Wortsinn. Vom Planeten ist nichts übrig: keine Bänder, kein Mondschatten, nicht einmal die Abplattung an den Polen, die auf jeder Zeichnung aus dem neunzehnten Jahrhundert zu sehen ist. Diesmal sind Rauschen und Stadthimmel unschuldig. Schuld ist eine Zahl, und die schaut man sich am besten sofort an.

Ein Planet ist viel kleiner, als er sich anfühlt

Die NASA-Datenblätter geben dem Mond einen mittleren scheinbaren Durchmesser in Opposition von 1896 Bogensekunden, gut ein halbes Grad. Jupiter, der Riese, kommt unter denselben Bedingungen auf 46,9 und pendelt über den Zyklus der Oppositionen zwischen 50,1 und 30,5. Saturn liegt zwischen 14,5 und 19,9, mit 18,8 als Oppositionswert. Mars erreicht 25,6 nur dann, wenn die Begegnung zu den guten gehört, und steht die meiste Zeit bei einem Drittel davon. Venus führt die Tabelle mit 66,1 an, ausgerechnet dann, wenn sie eine hauchdünne Sichel dicht neben der Sonne ist.

Rechnen Sie das Verhältnis aus, und Ihr Objektiv ist plötzlich nicht mehr das Problem: Der größte Planet passt vierzigmal in den Mond. Saturn holt sich über die Ringe etwas zurück, deren Außenkante bei rund 2,25 Planetenradien liegt, sodass das ganze System in guten Nächten etwas über vierzig Bogensekunden einnimmt. Wir bewegen uns trotzdem in einer Größenordnung, die das bloße Auge unter „Stern“ ablegen würde.

Drei Pixel, und das war es

Jetzt der Maßstab Ihres Sensors. Eine 12-Megapixel-Datei ist 4032 Pixel breit, was auf ein Kleinbildformat übertragen 8,9 Mikrometer pro Pixel ergibt. In der Bildmitte deckt ein Pixel das 206265-Fache dieses Rasters geteilt durch die äquivalente Brennweite ab, und beim Tele mit 120 Millimetern Äquivalent kommen dabei 15,3 Bogensekunden pro Pixel heraus.

Der Rest rechnet sich von selbst. Jupiter belegt im besten Fall drei Pixel. Die Saturnscheibe knapp mehr als eins, die Ringe knapp weniger als drei. Mars bekommt in der günstigsten Opposition Ihres Lebens anderthalb Pixel. Der Mond dagegen breitet sich durch dasselbe Objektiv über hundertzwanzig Pixel aus, und genau deshalb gelingt der Mond mit dem Handy, während die Planeten Punkte bleiben. Die volle Auflösung verdoppelt jede Zahl und ändert am Urteil nichts. Sechs Pixel bleiben sechs Pixel.

Hier fehlt nicht das Licht, hier fehlt der Maßstab

Alles, was Ihnen der Deep Sky beigebracht hat, legen Sie für eine Nacht beiseite. Bei einem Nebel ist das Signal dünn, und gewonnen wird durch Ansammeln: kurze Aufnahmen, Hunderte davon, gestapelt, bis das Rauschen zurückweicht. Ein Planet spielt eine völlig andere Liga. Er steht im vollen Sonnenlicht, er ist nah, und im Teleskopfeld benimmt er sich wie eine Straßenlaterne. Die Belichtung fällt auf Sekundenbruchteile, die Empfindlichkeit geht zurück auf den Basiswert, das Rauschen ist nicht mehr die Hauptfigur des Abends. Der Gegner wechselt, und mit ihm das Handwerk.

Das Handy schaut ins Okular

Maßstab lässt sich nur gewinnen, indem man dem Handy eine Optik vorschaltet, die ihn bereits hat. Das nennt sich afokale Aufnahme: Teleskop und Okular erzeugen ein Bild im Unendlichen, das Handyobjektiv betrachtet es wie eine ferne Landschaft, und die Vergrößerung ist schlicht die Teleskopbrennweite geteilt durch die des Okulars. Ein Refraktor mit 1000 Millimetern und ein Zehn-Millimeter-Okular ergeben hundertfache Vergrößerung. Ihr Pixelmaßstab teilt sich durch hundert, von 15,3 Bogensekunden auf 0,15. Jupiter springt von drei Pixeln auf über dreihundert.

Bevor Sie das kürzeste Okular im Katalog bestellen, zwei Bremsen. Die erste ist die Beugung, die allein von der Öffnung abhängt und ungefähr 1,22 mal Wellenlänge geteilt durch Durchmesser beträgt: Bei 550 Nanometern trennt ein Hundert-Millimeter-Teleskop Details im Abstand von rund 1,4 Bogensekunden. Damit stehen quer über Jupiters siebenundvierzig Bogensekunden etwa dreißig unterscheidbare Details, und zwei Pixel pro Detail reichen aus, um sie festzuhalten. Eine hundert Pixel breite Scheibe enthält bereits alles, was die Optik hergibt; tausend Pixel vergrößern nur die Leere. Die zweite Bremse ist die Austrittspupille, also Öffnung geteilt durch Vergrößerung: Sie muss in die Eintrittspupille des Handyobjektivs passen, und die misst wenige Millimeter. Unter etwa zwanzigfacher Vergrößerung ist das Bündel zu breit, und die Ecken laufen zu.

Bleibt der langweilige Teil, der über die Nacht entscheidet. Die Achse des Handyobjektivs muss auf Bruchteile eines Millimeters genau auf der Okularachse sitzen und dort bleiben, während der Planet durchs Feld wandert. Freihand ist das eine Lotterie, die Sie fast immer verlieren. Ein starrer Halter mit drei unabhängigen Verstellungen wiegt hier schwerer als jedes andere Stück Ausrüstung.

Die Luft richtet mehr Schaden an als ein heller Himmel

Ihr Hundert-Millimeter-Teleskop verspricht 1,4 Bogensekunden Auflösung. Ob Sie die bekommen, entscheidet die Atmosphäre. Die ESO misst am Paranal, einem der besten Standorte des Planeten, ein mittleres Seeing um 0,64 Bogensekunden und bewertet jene sechzehn Prozent der Nächte als außergewöhnlich, die unter eine halbe Bogensekunde fallen. Das ist die Obergrenze der Menschheit, erreicht auf 2600 Metern in der Atacama. Von Ihrem Balkon aus, über Dächern, die die Tageshitze zurückgeben, kocht Jupiter wie eine Münze am Grund eines Schwimmbeckens.

Daraus entstand die Technik, die Planetenfotografen seit zwanzig Jahren einsetzen und die dem Handy erstaunlich gut liegt: Man filmt. Sechzig Bilder pro Sekunde über zwei Minuten ergeben siebentausend Aufnahmen des Planeten, jede in sechzehn Tausendstelsekunden eingefroren, schneller als das Zittern der Luft. Ein paar Hundert davon haben den Moment erwischt, in dem sich die Luftsäule über Ihnen beruhigt hat. Die Software erkennt sie, wirft den Rest weg und stapelt nur die besten. Lucky Imaging ist Live Stacking von hinten gelesen: Dort behält man alles, um Licht zu sammeln, hier entsorgt man neunzig Prozent, um Schärfe zu sammeln.

Zwei Minuten, dann hat Jupiter sich gedreht

Da läuft eine Uhr, von der niemand spricht. Jupiter dreht sich in 9,9 Stunden einmal um sich selbst, der kürzeste Tag im Sonnensystem. In drei Minuten wandert seine Oberfläche um 1,8 Grad Länge, was in der Scheibenmitte drei Viertel einer Bogensekunde scheinbarer Verschiebung bedeutet: unter dem Seeing einer normalen Nacht, also unsichtbar. Bei sechs Minuten sieht die Sache anders aus, und der Große Rote Fleck zieht sich entlang seines Breitenkreises in die Länge. Zwei bis drei Minuten Video sind die ehrliche Obergrenze für Jupiter. Saturn dreht sich langsamer und zeigt weniger Feinstruktur, ist also nachsichtig; Mars mit seinen gut vierundzwanzig Stunden pro Umdrehung lässt Ihnen alle Zeit.

Was am Ende wirklich mitkommt

Nach steigender Schwierigkeit. Jupiters zwei Äquatorbänder und die vier Galileischen Monde holt eine Achtzig-Millimeter-Öffnung in einer mittelmäßigen Nacht heraus, und dieses Ergebnis bekehrt mehr Leute zur Planetenfotografie als alles andere. Die von der Scheibe abgesetzten Saturnringe folgen kurz darauf; die Cassinische Teilung verlangt ruhige Luft und mindestens hundertzwanzig Millimeter. Die Marspolkappe zeigt sich nur in den guten Oppositionen, die alle zwei Jahre und zwei Monate wiederkehren und keineswegs gleichwertig sind. Venus liefert eine Phase und sonst nichts, womit sie gleichzeitig das leichteste und das langweiligste Ziel der Liste ist. Merkur, tief am Horizont im schlechtesten Teil der Atmosphäre, gehört den Abonnenten der Frustration.

Der eigentliche Sprung ist kein optischer, sondern ein kategorialer. Im Deep Sky kämpft man mit Geduld gegen die Dunkelheit; bei den Planeten kämpft man mit Tempo gegen die Luft. Dasselbe Handy, dieselbe Nacht, zwei Tätigkeiten ohne jede Ähnlichkeit. Und wenn die Luft so stark zittert, dass die Sterne mit bloßem Auge tanzen, bleibt ein zweitausend Bogensekunden großes Ziel, dem das alles herzlich egal ist: Halten Sie auf den Mond und retten Sie den Abend.