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Sterne: Weißt Du, wie viel Sternlein stehen?

Leute, die Raumfahrt für einen großen Schwindel halten, beißen sich ja oft an der Tatsache fest, dass in Fotos aus dem Weltraum selten Sterne zu sehen sind. Das Argument ist wenig überzeugend, denn wären die unzähligen Fotos der NASA und anderer Raumfahrtorganisationen gefälscht, hätte man ja leicht einen Sternenhimmel einziehen können, aber woran liegt es wirklich, dass der Himmel in solchen Bildern durchweg dunkel und leer ist?

Sterne: Weißt Du, wie viel Sternlein stehen?
Die mit Hasselblad-Kameras auf Rollfilm aufgenommenen Fotos der Apollo-Astronauten zeigen einen Himmel ohne Sterne. Warum? (Bild: NASA)

Die einfachste Antwort wäre: Weil diese Aufnahmen am Tag entstanden waren und man am Tage nicht viele Sterne sieht. Die Verwunderung über den fehlenden Sternenhimmel rührt ja daher, dass der Himmel über dem Mond schwarz ist, und das kennen wir nur vom Nachthimmel. Tag und Nacht hat aber nichts damit zu tun, ob der Himmel blau oder schwarz ist, sondern hängt allein vom Sonnenstand ab: So lange die Sonne über dem Horizont steht, ist es Tag, ansonsten Nacht. Alle Apollo-Missionen sind an Orten gelandet, an denen es auf dem Mond gerade Tag war – bei Nacht hätten die Astronauten nicht viel sehen können und Neil Armstrongs manuelle Landung der Mondfähre von Apollo 11 wäre unmöglich gewesen. Einen hellen Himmel sieht man nur auf Planeten mit einer Atmosphäre, die das Sonnenlicht streut. Auf der Erde ist das ein blauer Himmel, während der Himmel über dem Mars eher gelblich ist, aber da der Mond keine Atmosphäre hat, bleibt sein Himmel auch am Tage schwarz.

Sterne: Weißt Du, wie viel Sternlein stehen?
Der Himmel über dem Mars ist am Tage hell, weil auch seine sehr dünne Atmosphäre das Sonnenlicht streut. (Bild: NASA)

Nun ist es nicht so, dass wir am Tage überhaupt keine Himmelskörper außer der Sonne sehen könnten. Der Mond ist oft am blauen Himmel zu sehen, und wenn man darauf achtet, findet man auch den relativ hellen Planeten Venus. Um helle Sterne wir den Sirius oder auch den Polarstern auszumachen, muss man aber schon sehr genau wissen, wo man sie zu suchen hat. Auf dem Mond wäre das leichter, weil kein Streulicht den Kontrast mindert – es gibt dort selbst am Tage keine Lichtverschmutzung.

Falls Neil Armstrong und „Buzz“ Aldrin bei ihrem Mondaufenthalt vor 50 Jahren die Gelegenheit hatten, in den Himmel zu schauen – was unwahrscheinlich ist, da sie sich nur zweieinhalb Stunden außerhalb der Landefähre aufhielten und ein vollgepacktes Programm zu absolvieren hatten –, dann hätten sie theoretisch durchaus Sterne sehen können. Allerdings hätten sie sich dazu von der Sonne abwenden und sich etwa eine halbe Stunde Zeit für die Dunkeladaptation nehmen müssen. Da ihre Augen aber an das grelle Sonnenlicht angepasst waren, in dem sie arbeiteten, werden ihnen die Sterne verborgen geblieben sein. Dasselbe gilt für die Kameras, die für eine korrekte Belichtung der Mondoberfläche eingestellt waren.

Tatsächlich können wir das auch hier auf der Erde nachvollziehen, wenn wir nachts den Mond fotografieren. Wer das zum ersten Mal versucht, macht meist den Fehler, eine lange Belichtungszeit und einen hohen ISO-Wert zu wählen, aber damit bleibt vom Mond nur ein überstrahlter Lichtfleck übrig. Auf dem Mond ist es Tag, und darauf müssen wir die Belichtung abstimmen – mit etwa 1/250 Sekunde und einem niedrigen ISO-Wert kommt man zu Ergebnissen, die auch Details der Mondoberfläche erkennen lassen. Sterne sind dann aber nicht mehr zu finden, denn deren Licht ist viel schwächer als das Mondlicht. Zwischen dem Vollmond und der Venus liegen rund 10 EV und verglichen mit Sirius sogar 15 EV, und daher müssen wir uns entscheiden, ob wir den Mond oder die Sterne fotografieren wollen. Ein Bild, das einen detailreich abgebildeten Mond am Sternenhimmel zeigt, kann nur eine Montage aus zwei unterschiedlichen Belichtungen sein.

Die Apollo-Astronauten haben die Belichtung auf die Lichtverhältnisse auf dem Mond abgestimmt, weshalb ihre Fotos keine Sterne zeigen. Ähnliches gilt auch für andere Fotos aus dem Weltraum, etwa aus der Raumstation ISS. Diese Bilder sind meist auf die von der Sonne beschienene Erde belichtet, und in das Bild ragende Teile der ISS selbst erscheinen oft dunkel, weil sie im Schatten liegen und nicht von der Sonne, sondern allein von dem von der Erde reflektierten Licht beleuchtet werden. Dennoch gibt es auch Aufnahmen aus der ISS, die Sterne zeigen. Diese sind generell bei Nacht entstanden, und man erkennt am stärkeren Rauschen, dass ein hoher ISO-Wert, oder an Wischspuren, dass eine lange Belichtungszeit gewählt wurde. Prinzipiell wären solche Aufnahme zwar auch am Tage möglich, aber dann würde das von Modulen der ISS reflektierte Licht stören.

Sterne: Weißt Du, wie viel Sternlein stehen?
Bei Nacht kann man von der ISS aus auch Strichspuren der Sterne mit einer Langzeitbelichtung aufnehmen. (Bild: NASA)
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Michael J. Hußmann

Michael J. Hußmann gilt als führender Experte für die Technik von Kameras und Objektiven im deutschsprachigen Raum. Er hat Informatik und Linguistik studiert und für einige Jahre als Wissenschaftler im Bereich der Künstlichen Intelligenz gearbeitet.

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