Weltraumfotografie

mini|400px|Pillars of Creation (dt. Säulen der Schöpfung) im Adlernebel (Falschfarbendarstellung) aufgenommen von Hubble im Jahr 1995.

Die Weltraumfotografie bezieht sich auf Aufnahmen im oder in den Weltraum. Die Objekte sind überwiegend astronomische Objekte und werden von der Erde aus, von Satelliten oder von Raumfahrzeugen aus aufgenommen.

Die Objekte reichen von Galaxien, Sternen, Planeten, Asteroiden, Kometen bis hin zu Phänomen wie Sonnenfinsternisse oder dem Polarlicht.

Unter astronomisch-wissenschaftlichen Gesichtspunkten dient die Weltraumfotografie der Forschung der Entwicklung des Universums, seiner Phänomene, wie schwarze Löcher oder Dunkle Energie, aber auch der Forschung nach erdähnlichen Himmelskörpern. Sie findet aber auch eine Reihe von Anwendungen in den Geowissenschaften, wie z. B. Geologie, Archäologie, Meteorologie, Glaziologie oder Klimatologie bis hin zu Biowissenschaften.

Mit den Möglichkeiten der Digitalfotografie wurde die Weltraumfotografie auch zu einem unter Amateurfotografen beliebten Genre. Populär sind z. B. „Astroscapes“, eine Kombination der Weltraumfotografie und der Landschaftsfotografie.

Da das menschliche Auge Weltraumobjekte nur sehr lichtschwach, klein und nahezu farblos sehen kann erschließt die Weltraumfotografie viele Details, die der Mensch so nicht sehen kann.

Mehrere Bilder des Genres haben unsere Sicht auf die Erde, den blauen Planeten, wesentlich verändert. Ikonographische Bilder wie Earthrise (1968), Blue Marble (1972) oder Pale Blue Dot (1990) wurden zu Sinnbildern des Umweltschutzes und gaben unter anderem Impulse für die noch junge Umweltfotografie. Weitere ikonografische Bilder lieferte das Weltraumteleskop Hubble, wie Pillars of Creation (1995).

Anwendungsgebiete Überblick mini|400px|Sternenbahnen als Langzeitbelichtungen

Astrofotografie Kartografie, Geodäsie und Geoinformatik mittels Fernerkundungssatelliten Fernerkundung mittels Fernerkundungssatelliten im Rahmen der Geowissenschaften, wie z. B. Geologie, Archäologie, Meteorologie, Glaziologie oder Klimatologie und Biowissenschaften Dokumentationen mittels Fernerkundungssatelliten und Raumfahrzeugen Künstlerische Fotografie.

Je nach Ansatz oder Aufgabe ergeben sich andere Stile der fotografischen Darstellung.

Aufgaben der Astrowissenschaften In der Astrofotografie geht es oft um den Deep Sky, d. h. Objekte wie Galaxien, die sehr groß oder sehr weit entfernt sind. Die Spezialkameras der Astronomie werden Astrografen genannt. Sie ermöglichen es, auf Fotoplatten große Felder des Sternhimmels zu erfassen und

astrometrische Positionsbestimmungen durchzuführen (Sternörter, Eigenbewegungen), die Helligkeiten vieler Sterne exakt auszumessen (siehe Fotometrie), oder die Spektren von Sternen und anderen Objekten zu untersuchen (Spektrografie). Durch eine verlässliche Archivierung können auch nach Jahrzehnten neu entdeckte Himmelskörper aufgefunden und Phänomene erneut ausgemessen werden.

Aufgaben in der Kartografie, Geodäsie und Geoinformatik Kartografie der Erde Die üblichen, von Flugzeugen aus geschossenen Luftaufnahmen, für die Übernahme in die Kartografie und Vermessung, können mit Hilfe von Satellitenaufnahmen preisgünstiger, genauer und schneller erfolgen. Der heutige Detaillierungsgrad liegt bei bis zu 30 × 30 cm. Oft können Daten direkt in die Aktualisierung der topografischen Karten oder für Vermessungsaufgaben eingezogen werden.

Kartografie anderer Himmelsobjekte Die im Rahmen des Apollo-Programmes vom Mond gemachten Fotos wurden als Grundlage der Kartografie des Mondes herangezogen. Ebenso dient die Weltraumfotografie auch für die Kartografie von Planeten.

Aufgaben in den Geo- und Biowissenschaften In den Geowissenschaften nimmt die Fotografie der Erde einen wichtigen Stellenwert ein. Mit ihr gelingt es Phänomene, die am Boden schwer zu erkunden sind, darzustellen. Ein Beispiel aus der Satellitengeodäsie ist die Aufnahme von Sedimentablagerungen an der Amazonas-Mündung, die das Space Shuttle im Jahre 1992 machte. Anwendungen finden sich in der Geologie, Archäologie, Meteorologie (wie Stratosphärenwolken) oder Klimatologie und darüber hinaus in den Biowissenschaften.

Aufgaben der militärischen Fernaufklärung Die Beobachtung der Erde erfolgt auch unter militärischen Gesichtspunkten und im Rahmen der geografischen Spionage. So entstand die Fernaufklärung historisch für die militärische Nutzung.

Künstlerische Fotografie mini|400px|Astroscapes: Rotationsaufnahme Die künstlerische Fotografie kann auch mit Objekten des Weltalls gestaltet werden. Eine mögliche Anwendung ist das Festhalten von Rotationsbewegungen der Erde durch Langzeitbelichtungen. Ein wesentliches Genre ist die Astroscapes, eine Kombination der Weltraumfotografie und der Landschaftsfotografie. Stilistisch werden Weltraum und Erde in Bezug gesetzt.

Objekte und Beispiele aus der Raumfahrt Objekte Die Objekte reichen von Galaxien, Sternen, Planeten, Asteroiden, Kometen bis hin zu Phänomen wie Sonnenfinsternisse oder dem Polarlicht.

Beispiele aus der Raumfahrt Hubble-Teleskop Das Hubble-Weltraumteleskop (Hubble Space Telescope (HST)) wurde am 24. April 1990 an Bord eines Space Shuttles ins All gebracht. Die Mission gilt als beispielloser Erfolg: Das Observatorium hat nicht nur Wissenschaftlern eine Flut neuer Daten beschert, sondern auch in der breiten Öffentlichkeit ein neues Bild des Weltalls entstehen lassen. Nach Angaben von ESA und NASA hat das Teleskop bislang rund 570.000 Bilder von 30.000 Himmelskörpern zur Erde gefunkt (Stand 2010). Von den 5 Instrumenten von Hubble sind drei fotografisch ausgelegt:

Advanced Camera for Surveys (ACS) Wide Field Camera 3 (WFC3) Infrarot-Kamera.

Das Optische System von Hubble wird als Optical Telescope Assembly, kurz OTA, bezeichnet. Die fotografische Auswertung des Hubble Deep Field, einem Feld von ca. 265.000 Galaxien, welches 1995, 2003, 2004, und 2012 aufgenommen wurde, soll z. B. Erkenntnisse zum frühen Universums bieten. Ein berühmtes Bild von Hubble ist Pillars of Creation (1995).

Der wesentliche Vorteil einer solchen Weltraumbeobachtung aus dem Orbit heraus, ist die Ausschaltung von Störgrößen auf der Erde, wie Luftpartikel, Wetter oder Lichtkontaminationen.

Apollo-Programm mini|400px|Earthrise: 24. Dezember 1968: Das erste Bild des Erdaufgangs über dem Mondhorizont, aufgenommen von Bill Anders

Zu großer Berühmtheit gelangten schwedische Hasselblad-Kameras vor allem durch ihre Verwendung im Apollo-Programm der USA, aber nicht nur dort. Hasselblad hat die Mittelformatfotografie zwar nicht erfunden, wird jedoch aufgrund der hohen Akzeptanz häufig synonym verwendet. Hasselblad-Kameras dienten auf zahlreichen NASA-Missionen der fotografischen Dokumentation, so beispielsweise 1962 eine Hasselblad 500 C in der Mercury (Walter Schirra), 1966 eine Hasselblad SWC in der Gemini 9, 1969 bei der ersten Mondlandung eine Hasselblad 500 EL/70 (Apollo 11), 1975 eine Hasselblad 500 EL/M bei dem Apollo-Sojus-Projekt sowie 1998 fünf Hasselblad 553 ELS auf der Discovery.

Earthrise (englisch ‚Erdaufgang‘) ist der Name des NASA-Fotos AS8-14-2383HR, aufgenommen von William Anders, S. 16–18. während des Fluges von Apollo 8. Das Bild wurde am 24. Dezember 1968 während der vierten von zehn geplanten Umkreisungen des MondsZimmermann: Genesis. The Story of Apollo 8. S. 171. mit einer Hasselblad-500-Kamera, Brennweite 250 mm, fotografiert.Apollo Image Atlas – AS08-14-2383. 2012 auf lpi.usra.edu, abgerufen am 8. Oktober 2018. Das Time Magazine nahm Earthrise in seine Auswahl der „100 einflussreichsten Fotografien der Geschichte“ auf., 100photos.time.com, abgerufen: 22. November 2018. Zur Begründung schrieben die Kuratoren: „Das Bild ist unser erster farbiger Blick auf die Erde von außerhalb und es hat zur Entstehung der Umweltbewegung beigetragen.“ Außerdem habe „Earthrise“ den Menschen gezeigt, dass es der Menschheit in einem kalten und gefährlichen Kosmos doch „sehr gut“ gehe. Das Foto gehört zu den am häufigsten reproduzierten Fotos aller Zeiten. Aufgrund der Wirkung spricht man von einem ikonographischen Bild oder auch einer fotografischen Reliquie.

Für die erste Mondlandungsmission von Apollo 11 wurde eine silberlackierte Lunar Surface Camera (LSC), eine modifizierte Hasselblad Data Camera HDC-500, mitgenommen. Als Optik diente ein Zeiss Biogon 60 mm ƒ/5,6 Objektiv aus Deutschland. Durch den symmetrischen Aufbau des Objektivs wurden Verzeichnung und alle anderen Bildfehler korrigiert: Gerade Linien blieben gerade, die Bilder sind detailreich und scharf bis in die Ecken. Die LSC verfügte über ein 70 mm Filmmagazin. Für die Mission wurde ein speziell konfektionierter dünner Kodak-Film eingelegt, was 200 Aufnahmen pro Magazin ermöglichte. Es wurden Aufnahmen mit Negativfilmen und Dias gemacht. Das Bild von Buzz Aldrin, aufgenommen von Neil Armstrong, ist im Original ein Farbdia.

In dieser LSC-Kamera wurden Réseaugitter verbaut, welche jeder Aufnahme optisch sichtbare Kreuze hinzufügten. Damit wollte man photogrammetrische Messungen, wie das Mondlandegebiet präzise zu kartographieren, auf Grundlage der Filme ermöglichen. Neil Armstrong nahm alle Fotoaufnahmen auf der Mondoberfläche mit der LSC in der Hand oder auf der Brust montiert auf. Für Aufnahmen aus dem Inneren der Mondlandefähre Eagle gab es eine zweite Hasselblad in schwarz. Die Optik war ein lichtstarkes Zeiss Planar 80 mm ƒ/2,8 Objektiv. Mit der dritten HEC-Kamera fotografierte Michael Collins an Bord des Kommandomoduls, welches in der Mondumlaufbahn verblieb. Auch alle weiteren NASA-Missionen hatten Hasselblad-Kameras an Bord. mini|400px|Neil Armstrong spiegelt sich im Visier seines Kollegen Buzz Aldrin, während er diesen mit seiner Hasselblad 500 EL fotografiert

Bis 2012 ging man davon aus, dass die beiden Hasselblads an Bord der Eagle auf dem Mond verblieben waren, weil man für den Rückflug zur Erde Gewicht sparen wollte – so die Anweisung der NASA. Allerdings fand die Witwe von Neil Armstrong nach dessen Tod einen weißen Beutel im Schrank des Verstorbenen. Darin befand sich die Kamera, die Armstrong auf dem Mond benutzt hatte. Armstrong hatte sie mitgenommen und ordnungsgemäß über Funk „zehn Pfund diverse Ausrüstung“ angegeben. Dies war wichtig, damit die Ingenieure mit den zusätzlichen 4,5 Kilogramm Gewicht die Flugbahn bei der Rückkehr zur Erde korrekt berechnen konnten. Die Witwe schenkte 2012 die Hasselblad dem Smithsonian-Museum in Washington, D.C.

Im Jahr 2005 forschte die NASA nach den Originalaufnahmen, die Buzz Aldrin und Neil Armstrong mit Apollo 11 gemacht haben, denn sie waren verschwunden. Dick Nafzger von der NASA räumte nach drei Jahren ein, dass die Suche nicht erfolgreich war.

mini|400px|Blue Marble, aufgenommen von Apollo 17 am 7. Dezember 1972 Ein Foto des Apollo-Programms, welches sehr viele Menschen kennen, ist „Blue Marble“, die blaue Murmel. Es wurde von Apollo 17 auf dem Weg zum Mond, mit Blick auf Afrika und den Indischen Ozean, aufgenommen. Das Foto trägt die offizielle Bezeichnung AS17-148-22727. Es wurde von Harrison Schmitt am 7. Dezember 1972 um 10:39 UTC mit einer 70-Millimeter-Hasselblad-Mittelformatkamera und einem Zeiss-80-Millimeter-Festbrennweite-Objektiv aufgenommen. Blue Marble war nicht einmal das erste Vollbild des Planeten Erde, denn Satelliten hatten schon zuvor ein Vollbild geliefert.

Voyager 1 Am 14. Februar 1990 nahm die Raumsonde Voyager 1 die Erde als winzigen Teil der Milchstraße aus einer Entfernung von 6,4 Milliarden Kilometern auf. Das Bild trägt den Titel „Pale Blue Dot“. Es zeigt, ebenfalls ikonographisches Bild, die Erde als winzigen Punkt („Dot“). Der Wissenschaftler Carl Sagan kommentierte 1994 das Bild mit den Worten: „Look again at that dot, That’s here. That’s home. That’s us.“

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