Einleitung
Gibt es in eurer Schule eine Foto-AG? Wenn ja: prima! Wenn nicht: höchste Zeit eine zu gründen! Denn hier kommen die ultimativen Foto-Tipps für dich und deine Mitschüler bzw. Mitschülerinnen. Dabei geht es erstens um Fotos, die ihr selbst aufnehmen könnt – beispielsweise vom Mond oder auch von der Internationalen Raumstation ISS, die man ab und zu als hellen Punkt am Himmel sehen kann. Zweitens wollen wir aber auch allen, die keine eigene Kamera oder kein Smartphone haben, ein paar spannende Hinweise geben – und zwar auf interessante Webseiten, auf denen ihr faszinierende Bilder aus dem Weltraum findet. Das sind unter anderem Aufnahmen vom Mars, die gerade mal wenige Stunden alt sind, oder auch Satellitenbilder, auf denen man die Sonne fast live und in verschiedenen Wellenlängen sieht. Das Tolle daran: Ihr könnt diese Aufnahmen nicht nur einfach bestaunen, sondern auch selbst bearbeiten und so eure eigenen Weltraum-Bilder erzeugen. Und dann machen wir noch einen Abstecher in die Tiefen des Universums und schauen uns Aufnahmen an, die ferne Sterne und andere Galaxien außerhalb unserer eigenen Galaxie, der Milchstraße, zeigen. Ach ja, fast vergessen: In einer ganz besonderen Online-Galerie könnt ihr einige Millionen Bilder durchsuchen, die Astronautinnen und Astronauten von unserem eigenen Planeten gemacht haben – und da findet ihr vielleicht sogar Aufnahmen von der Gegend, in der ihr wohnt. Aber der Reihe nach …
Die ISS sehen und fotografieren
Fangen wir mit den Tipps fürs eigene Fotografieren an. Ein Smartphone mit Kamera ist heutzutage fast schon nichts Besonderes mehr. Die meisten Geräte liefern sogar recht gute Bilder. Wer darüber hinaus eine „richtige“ Kamera oder sogar ein Teleskop hat, kann damit natürlich noch mehr machen und zum Beispiel den Nachthimmel fotografieren und weit ins All schauen. Aber so oder so: Ein spannendes Motiv aus dem Weltraum ist gar nicht mal so weit entfernt und lässt sich auch mit Smartphone gut „einfangen“. Die Rede ist von der Internationalen Raumstation ISS. Sie umkreist die Erde in etwa 400 Kilometern Höhe. Und manchmal – wenn einige Bedingungen zusammenkommen – sieht man sie mit bloßem Auge als hellen Punkt über den Himmel ziehen und kann interessante Fotos machen. Warum die ISS so hell „leuchtet“? Nun, sie leuchtet nicht selbst, sondern wird von der Sonne angestrahlt. Gleichzeitig muss der Himmel dunkel genug sein, damit sie sich davon abhebt (Sterne erkennt man tagsüber ja auch nicht). Meistens ist das abends nach Sonnenuntergang oder früh morgens der Fall – im Sommer auch manchmal ganze Nächte durch mehrmals hintereinander (sie braucht etwa 90 Minuten für eine Umrundung der Erde). Wenn die ISS dann über deinen Standort fliegt, siehst du sie ein paar Minuten lang wie einen sehr hellen „Stern“ – oft auch heller als alle Sterne!
Sie taucht dabei im Westen auf und fliegt innerhalb weniger Minuten in östliche Richtung. Die genauen Zeiten solcher sichtbaren Überflüge geben verschiedene Apps an – darunter auch unsere eigene DLR_next App . Nimmt man die ISS nur mit einer kurzen Belichtungszeit auf, sieht man auf dem Bild logischerweise auch nur einen hellen Punkt – ganz nett, aber da geht noch mehr. Spektakulärer sind Langzeitbelichtungen (etwa 30 Sekunden oder noch länger) mit Stativ: Da verwandelt sich der „Punkt“ durch die Bewegung der ISS in einen hellen Leuchtstreifen am Himmel. Denn der Lichtpunkt verändert ja während der Belichtungszeit seine Position und zeichnet so einen „Strich“ aufs Bild. Noch besser wird die Aufnahme, wenn man ein interessantes Motiv im Vordergrund hat – also irgendein schönes Bauwerk, einen Kirchturm oder ein paar Bäume. Das sollte man natürlich vorher planen, um die Station und den Vordergrund in den Bildausschnitt zu bekommen.
Wer bei solchen Langzeitbelichtungen anschließend die Sterne auf dem Bild genauer betrachtet, wird übrigens einen interessanten Effekt erkennen: Die Sterne ziehen ebenfalls kleine Spuren über den Himmel. Natürlich sind es nicht die Sterne, die sich da alle in dieselbe Richtung bewegen. Sondern es ist die Erdrotation, die für diesen Effekt sorgt. Die Erde dreht sich bekanntlich in 24 Stunden einmal um die eigene Achse. Und deine Kamera dreht sich in dieser Zeit mit der Erdkugel mit. Da genügt selbst eine Belichtungszeit von einer halben Minute, um aus den Sternen, die eigentlich wie kleine Punkte am Nachthimmel stehen, dünne Striche zu machen. Wer noch länger belichtet oder mehrere Aufnahmen nacheinander macht und kombiniert, erhält sogar Bilder, auf denen der ganze Himmel aus Kreisen zu bestehen scheint. Diese Aufnahmen mit sogenannten „Star Trails“ (also Sternenspuren) sind aber schon eher etwas für Fortgeschrittene und dafür braucht man auch spezielle Programme zur Bildbearbeitung.
Bilder vom Mond und vom „Goldenen Henkel“
Jetzt zu einem anderen Weltraum-Motiv, das auch ganz ohne spezielle Programme funktioniert: zu unserem Mond. Schon mit einem Smartphone lassen sich da stimmungsvolle Bilder machen – etwa wenn der Mond zwischen den Wolken hervorschaut oder wenn er dicht überm Horizont steht. Solche „Stimmungsbilder“ haben den Vorteil, dass sie auch ohne Teleobjektiv oder Teleskop schöne Ergebnisse bringen.
Mit entsprechenden Kameras und Teleobjektiven mit Zoomfaktor kann man unseren Trabanten auch noch näher heranholen und sogar einzelne Krater erkennen. Viele Leute glauben, dass Vollmond fürs Fotografieren am besten geeignet ist. Klar, das kann schöne Bilder ergeben. Aber es hat auch einen Nachteil: Gerade bei Vollmond strahlt die Sonne die erdzugewandte Seite des Mondes so an, dass die Krater und Gebirge keine Schatten werfen. Denn dann scheint die Sonne ja genau aus unserer „irdischen“ Richtung auf den Mond und nicht von der Seite – und dann entstehen eben keine Schatten. Kontrastreicher und oft spannender sind Aufnahmen zu anderen Mondphasen, also etwa bei Halbmond, wenn das Sonnenlicht seitlich auf den Mond trifft. Dann zeichnen sich die Krater und Berge an ihrem Schattenwurf viel besser ab.
Dabei kommt es zu einem bestimmten Zeitpunkt – nämlich immer 10 oder 11 Tage nach Neumond, wenn der Mond also langsam wieder zunimmt – zu einem besonderen Effekt: Da zeigt sich für wenige Stunden der sogenannte „Goldene Henkel“. Das sind Berge, die dann schon vom Sonnenlicht gestreift werden, während die Ebene drumherum noch im Dunkeln liegt – und das halbkreisförmige Gebirge hat dann etwas Ähnlichkeit mit dem Henkel an einem Topf.
Und noch eine interessante Sache: Wenn der Mond nur als dünne Sichel am Himmel steht und ein Großteil der Seite, die zur Erde zeigt, dunkel ist, kann man das auf zweierlei Art im Foto festhalten: entweder mit einer kurzen Belichtung – dann sieht man eben die wunderschöne Sichel. Oder man belichtet absichtlich länger als nötig. Bei solchen Überbelichtungen wird das Foto heller und man erkennt, dass selbst die dunkle Seite noch etwas Licht abbekommt und nicht völlig schwarz ist. Woran das liegt? Es sind die Sonnenstrahlen, die auf die Erde treffen, von unserem Planeten zum Mond gespiegelt – man sagt „reflektiert“ werden – und von dort wieder zu uns gelangen.
Vom Mond gibt es natürlich noch viele andere Aufnahmen – auch ganz aus der Nähe. Hier findest du dazu einige spannende Links. Dabei geht es um Bilder, die eine Sonde aufgenommen hat, die den Mond umkreist. Die Fotos zeigen sogar die Spuren der Astronauten, die vor etwa 50 Jahren im Apollo-Programm auf der Mondoberfläche gelandet sind. Insgesamt waren ja damals zwölf Menschen auf dem Mond – immer zwei zusammen. Viele Fotos aus diesen Apollo-Flügen selbst findest du in unserem Flickr-Album – das ist so etwas wie eine Best-of-Auswahl – oder auch auf dieser Webseite.
Und wenn du den Mond noch näher betrachten willst: Hier kannst du dir Mondgestein, das die Apollo-Astronauten eingesammelt und zur Erde gebracht haben, unter dem Mikroskop ansehen. Besonders schön sind dabei die bunten Aufnahmen, in denen das eigentlich graue Mondgestein in schillernd bunten Farben erscheint. Das sind Bilder, die mit speziellen Mikroskopen – sogenannten Polarisationsmikroskopen – aufgenommen wurden. An den verschiedenen Farben können Fachleute erkennen, aus welchen chemischen Elementen das Gestein besteht. Und dazu gibt es eine spannende Geschichte. Denn bei der Untersuchung des Mondgesteins hat man festgestellt: Es ist zwar nicht völlig dasselbe Gestein wie auf der Erde. Aber es ist doch sehr ähnlich, sodass man heute davon ausgeht, dass der Mond einmal ein Teil der Erde war. Als unser Planet noch sehr jung war, kam es zu einem Zusammenstoß mit einem anderen Planeten – und dabei wurde jede Menge Materie aus unserem Planeten herausgeschlagen. Erst waren das unzählige Trümmer, die um die Erde kreisten – und nach und nach zogen sich diese Brocken gegenseitig an und formten schließlich den Mond. Und zu den Mikroskop-Aufnahmen noch ein Hinweis zum Mitmachen: Unser DLR_School_Lab Jena bietet Onlinekurse für Schulklassen oder für Gruppen von Schülerinnen und Schülern an, bei denen ihr lernt, wie man ein Smartphone in ein Mikroskop verwandeln kann. Da nehmt ihr zwar kein Mondgestein auf, aber auch ein Salatblatt oder ein Haar sieht richtig spannend aus.
Mit diesen Links zu den ganzen Mond-Fotos sind wir auch schon bei den Webseiten mit Bildern angekommen, die von Satelliten, automatischen Rovern und auch von Astronauten aufgenommen wurden. Hier also unsere Lieblings-Links aus dem Weltraum!
Die Sonne live und in Farbe
Die Sonne strahlt nicht nur Wärme und Licht aus, sondern auch den sogenannten Sonnenwind. Das ist ein Strom von geladenen Teilchen, vor denen uns aber das Magnetfeld der Erde schützt. Allerdings: Nach starken Ausbrüchen auf der Sonne kann sich dieser Sonnenwind zu einem „Sturm“ verstärken und dann sogar Kraftwerke beschädigen. Es ist also wichtig, die Sonne zu beobachten – zum Beispiel um Kraftwerke rechtzeitig abzuschalten, sodass es eben nicht zu solchen Schäden kommt. Ein Satellit, der die Sonne rund um die Uhr beobachtet, heißt SDO. Er liefert im Abstand von wenigen Minuten Livebilder der Sonne – und zwar in verschiedenen Wellenlängen. Wenn du genauer wissen willst, was es mit diesen Wellenlängen auf sich hat, schau in unserem Lernmodul Licht nach. Kurz gesagt ist es so ähnlich wie bei einem Regenbogen: Das weiße Licht der Sonne wird in seine einzelnen Farben zerlegt – und dann sieht die Sonne mal rot oder gelb oder grün oder blau aus. Die SDO-Bilder findest du hier. Du wirst sofort erkennen, dass sie je nach Wellenlänge verschiedene Farben haben. Jede Farbe steht für einen anderen Bereich des Lichtspektrums und zeigt auch unterschiedliche Einzelheiten: Manche lassen Sonnenflecken gut erkennen, andere die Korona (also den Bereich um die Sonne herum), wieder andere die Eruptionen, bei denen manchmal Materie weit ins All geschleudert wird.
Es gibt auf der Seite auch Darstellungen, bei denen mehrere Aufnahmen verschiedener Wellenlängen kombiniert wurden. So etwas kannst du übrigens auch selbst machen: Auf dieser Seite lassen sich einzelne Bilder kombinieren und sogar so aneinanderreihen, dass dabei Movies entstehen.
Noch eine Anmerkung, weil wir oben geschrieben haben, dass die Bilder „live“ sind. So ganz stimmt das nicht. Das Licht braucht etwas mehr als acht Minuten, bis es von der Sonne auf der Erde angekommen ist. So lange ist ein Lichtstrahl – mit der Lichtgeschwindigkeit von 300.000 Kilometern pro Sekunde – bis zu uns unterwegs. Denn immerhin ist die Erde etwa 150 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt. Das mit der Lichtgeschwindigkeit werdet ihr sicher später noch in der Oberstufe lernen. Jedenfalls zeigt ein Bild des Satelliten die Sonne so, wie sie vor rund 8 Minuten aussah. Der Satellit umkreist die Erde in 36.000 Kilometern Höhe (verglichen mit der riesigen Entfernung zur Sonne ist er also praktisch genauso weit von ihr weg wie wir). Von dort funkt er alle 10 Minuten ein neues Bild zur Erde. Also sind die Bilder nicht ganz „live“, aber eben „fast“. Fachleute sprechen von „Nahe-Echtzeit“. Und noch ein letztes Wort zu Bildern der Sonne: Macht niemals mit der eigenen Kamera ein Bild der Sonne! Das geht nur mit speziellen Astro-Filtern oder -Folien. Ohne diesen Schutz kann die Kamera kaputt gehen oder schlimmstenfalls beim Blick durch den Sucher sogar das Auge sehr schwer verletzt werden. Also: Sonnenbilder sind wirklich nur etwas für Satelliten oder für absolute Experten bzw Expertinnen, die wissen, wie man diese Filter einsetzt.
Das gilt auch für ein ganz seltenes Ereignis, nämlich für eine Sonnenfinsternis (die man ja auch nur mit Schutzbrille betrachten darf). Dabei verdeckt der Mond die Sonne – mal ganz und mal nur teilweise. Zwar kommt es ein- oder zweimal pro Jahr zu einer Sonnenfinsternis – aber da der Schatten des Mondes nur über einen kleinen Teil der Erde wandert, sieht man das dann nur in bestimmten Regionen der Erde. Hier eine Liste der Sonnenfinsternisse des 21. Jahrhunderts.
Der Mars: Aktuelle Bilder und 3D-Ansichten
Von der Sonne machen wir mal einen großen Sprung zum Mars. Dort sind ja in den letzten Jahren mehrere Rover gelandet – also automatische Fahrzeuge, die von der Erde aus ferngesteuert werden. Im Jahr 2012 war das der Rover Curiosity (vorher schon andere Rover wie Sojourner, Spirit und Opportunity) und zuletzt der Hightech-Rover Perseverance, der am 18. Februar 2021 auf der Marsoberfläche aufsetzte. Die Bilder, die diese Rover zur Erde funken, werden auf mehreren Webseiten veröffentlicht – unter anderem hier. Ganz frisch sind dabei die Aufnahmen auf dieser Seite zum Perseverance-Rover und auf einer ähnlichen Curiosity-Seite: Da siehst du manchmal sogar ein Bild, das erst wenige Stunden alt ist. Viele Leute staunen, wenn sie diese Bilder betrachten: „Wow! So sieht es also gerade auf einem anderen Planeten aus!“ Übrigens: Manchmal macht der Rover mehrere Einzelbilder, die am Rand zusammenpassen. Mit einfachen Bildverarbeitungsprogrammen kann man diese Fotos zu einem Panorama „zusammenpuzzeln“. Kleiner Hinweis noch: Viele Bilder sind nur Schwarzweiß-Aufnahmen, weil sie den Bodenteams im Kontrollzentrum zur Navigation der Rover dienen – und da braucht man keine Farbaufnahmen, die immer auch größeren Dateiumfang haben. Schließlich müssen die Bilder ja immer auch zur Erde gefunkt werden. Aber es gibt auch viele Farbbilder, die den Fachleuten wichtige Aufschlüsse über die Bodenbeschaffenheit geben. Eine Auswahl haben wir in einem Album auf unserer Flickr-Seite zusammengestellt (mit Bildern von Sonden, die den Mars aus der Höhe aufnehmen).
Und gleich noch ein paar weitere „Wow-Tipps“ zum Thema Mars: Hier haben wir einige Aufnahmen zusammengestellt, die eine deutsche Kamera aufgenommen hat: Sie umkreist den Mars auf einer europäischen Sonde namens Mars Express. Die Bilder zeigen den Mars sogar in 3D. Um den Stereoeffekt sehen zu können, brauchst du allerdings eine Rot-grün-Brille. Ganz ohne Spezialbrille kannst du dir die Filme ansehen, die unsere Fachleute aus den Daten erstellt haben. Diese Movies sehen aus, als ob da ein Flugzeug im Tiefflug über die Oberfläche geflogen ist. Tatsächlich wurden die Aufnahmen aber aus mehreren hundert Kilometern Höhe gemacht und dann in diese Perspektive umgerechnet.
Es gibt auch noch andere Bildergalerien zum Mars und auch zu anderen Planeten wie Jupiter oder Saturn. Eine Webseite, die sehr, sehr viele dieser Bilder beinhaltet, ist das „Photojournal“ der NASA, das du hier durchstöbern kannst.
Das Weltraum-Teleskop Hubble
So, jetzt verlassen wir sogar das Sonnensystem und schauen schnell noch weiter hinaus ins Universum. Ganz faszinierende Bilder, bei denen man aus dem Staunen nicht mehr rauskommt, hat das Weltraum-Teleskop Hubble aufgenommen. Die Bildergalerie findest du hier. Die Aufnahmen zeigen Sterne in unserer eigenen Galaxie, der Milchstraße, aber auch andere Galaxien, die aus Millionen und Milliarden von Sternen bestehen. Dabei sehen wir diese Himmelsobjekte nicht so, wie sie gerade sind, sondern so, wie sie vor langer Zeit waren. Erinnerst du dich an die Sache mit der Lichtgeschwindigkeit und der Sonne? Von der Sonne braucht ein Lichtstrahl etwas mehr als 8 Minuten bis zu uns. Vom nächsten Stern, Proxima Centauri, ist das Licht schon über 4 Jahre bis zu uns unterwegs. Und das ist noch gar nichts! Von anderen Sternen ist benötigt es Tausende von Jahren, bis wir es sehen. Manche Sterne gibt es vielleicht gar nicht mehr – und wir sehen nur noch das Licht, das sie damals ausgesandt haben. Andere Sterne sind inzwischen entstanden – aber das Licht ist noch nicht bei uns eingetroffen, sodass wir sie nicht erkennen. Und ferne Galaxien sind manchmal Millionen oder sogar mehrere Milliarden Lichtjahre entfernt. Ein Bild des Hubble-Teleskops ist dabei besonders erwähnenswert: Es zeigt Galaxien, die etwa 13 Milliarden Lichtjahre weit weg sind. Das ist der weiteste Blick, den wir Menschen je ins Universum getan haben. Faszinierend, oder?
Millionen Bilder der Erde: Findest du deine Stadt?
Nach diesem Flug durchs Universum machen wir uns auf die Heimreise zu unserem Blauen Planeten. Und auch den schauen wir uns nochmal aus dem Weltraum an – und zwar so wie Astronautinnen und Astronauten ihn sehen. Hier ist eine Bildergalerie, die mehrere Millionen Aufnahmen der Erde beinhaltet – alle von Raumfahrerinnen und Raumfahrern aufgenommen, entweder bei früheren Flügen oder in den letzten 20 Jahren aus der Internationalen Raumstation ISS. Du kannst diese Bildergalerie mit verschiedenen Such-Möglichkeiten durchstöbern. Dazu noch zwei Tipps:
Auf der Suche-Seite kannst du oben ein Land oder eine Stadt eingeben und dann findest du vielleicht auch Aufnahmen von deiner Stadt oder deinem letzten Urlaubsort oder einer anderen Region der Erde, die dich interessiert (kleinere Städte findet man da natürlich nicht, sondern dann gibt man die nächste Großstadt ein). Die Suchmaschine funktioniert so: Die NASA guckt bei allen Bildern nach, welche Gegend sie zeigen, und die Städte- oder Ländernamen werden dann den Fotos in einem digitalen Katalog zugeordnet, sodass man sie mit der Stichwortsuche findet. Aber das dauert eine ganze Weile, denn fast täglich kommen neue Bilder hinzu. Wenn du diese neusten Bilder ansehen willst, die in den letzten Tagen oder Wochen von der Erde entstanden sind, musst du selbst herausfinden, was sie zeigen. Das kann ein spannendes „Geo-Quiz“ werden und geht so: Du findest die neusten Aufnahmen auf der Suche-Seite weiter unten in der Rubrik „Uncataloged Image Search“. Zu jedem Foto gibt es eine Menge Daten wie den Aufnahmezeitpunkt, die Bahnhöhe der ISS und vieles mehr. Und auf der entsprechenden Seite ist auch eine Weltkarte mit der Markierung, über welchem Punkt der Erde das Bild entstanden ist. Diese Angabe kann dir helfen, die Küsten oder Gebirge oder Städte zu identifizieren, die da zu sehen sind.
Quiz
Weil wir eben von einem Geo-Quiz gesprochen haben: Du kannst ja mal eines für eure Klasse vorbereiten: Um es dir und allen anderen nicht zu kompliziert zu machen, wählst du da am besten aus dem Erde-Album auf unserer Flickr-Seite ein paar Bilder aus – und zwar solche, bei denen man tatsächlich erkennen kann, welche Stadt oder Region da zu sehen ist. Hier mal ein paar Vorschläge – du kannst aber natürlich auch ganz andere Bilder nehmen.
So, damit sind wir wieder auf der Erde angekommen und auch am Ende unserer Foto-Tour. Wir hoffen, dass dir der eine oder andere Tipp oder Link gefällt und wünschen dir viel Spaß! Vielleicht hast du selbst Lust aufs Fotografieren bekommen, vielleicht gründet ihr wirklich eine Foto-AG oder ihr habt schon eine an eurer Schule und du machst da mit. Für die Astro-Fotografie gibt es natürlich auch viele Sternwarten oder Astronomie-Vereine, bei denen man sich erkundigen und vielleicht auch mitmachen kann.
Ach ja, fast vergessen: Falls du geschickt im Basteln und Tüfteln bist oder wenn ihr das mal in der Schule als kleines Projekt machen wollt: Man kann auch mit wenigen Mitteln eine eigene Kamera bauen. Und zwar eine Lochkamera. Was das genau ist und wie das geht, erfährst du hier.
