Vor drei Jahren berichtete das Linux Magazin zum ersten Mal über XEphem. Seit der damals vorliegenden Version 3.0 hatte sich jahrelang nichts Wesentliches verändert. Die neue Version 3.4 bringt dagegen deutlich mehr Funktionalität.

Das Astronomie-Programm XEphem ist sehr leistungsfähig und wird zudem als Open Source vertrieben. Das bedeutet auch, dass diese Software vielen Linux-Distributionen von vornherein beiliegt und nur noch installiert werden muss [1]. Die neue, stark verbesserte Version 3.4 ist per Download erhältlich, aber auch auf einer CD-ROM zusammen mit einem gedruckten Handbuch für 79 US-Dollar plus Versandkosten. Man bekommt das ganze Paket innerhalb weniger Tage zugeschickt.

Der Vorteil der CD-ROM-Version besteht in der Vielzahl von Katalogen, die aus Platzgründen in den gängigen Linux-Distributionen nicht enthalten sind. Natürlich könnte man diese Kataloge auch über das Internet downloaden, aber das würde länger dauern, als es der eigene Geduldsfaden gut findet. Ein weiterer Vorteil der CD-ROM-Bestellung liegt darin, dass man den eifrigen Entwickler einer wundervollen Software unterstützt und über Neuigkeiten informiert wird, auch wenn eine neue Version vorliegt.

Das Sourcecode-Paket der neuen Version ( xephem-3.4.tar.gz) lässt sich von [2] herunterladen und auf einem SuSE-7.0-System ohne Probleme kompilieren. Man sollte allerdings die Lesstif-Bibliotheken samt Headerdateien installiert haben, denn XEphem basiert auf Motif oder dem entsprechenden freien Clone.

XEphem 3.4 einrichten: Die neuen Features

Wer XEphem schon in der Vorgängerversion benutzte, auf den wartet nach dem Kompilieren eine kleine Überraschung: Found 3.2.3 – expect 3.4 lautet die knappe Fehlermeldung, die den Start verhindert. Ursache dafür ist die in /usr/lib/X11/app-defaults liegende Konfigurationsdatei von XEphem, die die Ressourcen des Programms beim Start verwaltet. Hier ist die neue Versionsnummer explizit zu ändern, dann startet das Programm wie erwartet.

Auf den ersten Blick erscheint 3.4 allerdings nur ziemlich mäßig erneuert. Zum Beispiel machen die Fonts einen klareren Eindruck als in früheren Versionen. Aber bereits ein Klick auf die Menüeinträge lässt fast überall ein paar neue Funktionen erkennen. Der wichtigste Fortschritt offenbart sich jedoch erst in der erweiterten Funktionalität.

Software für Hobby-Astronomen sollte auf mehreren Gebieten Hilfestellung anbieten: Am wichtigsten dürfte für den Astronomen die Möglichkeit sein, aktuelle Sternkarten anzusehen und auszudrucken. Natürlich gibt es dafür auch Kartenwerke, aber die haben einen entscheidenden Nachteil: Sie zeigen lediglich Objekte an, die mit relativ festen Koordinaten am Himmel stehen. Daneben gibt es jedoch Himmelskörper, die ihre Position rasch verändern.

Diese Ephimeriden (Bahnkurven) berechnen, das ist eine der Hauptaufgaben astronomischer Hilfsprogramme – und sie hat XEphem auch seinen Namen gegeben. XEphem zeichnet die aktuelle Position von Planeten, Kometen, Asteroiden, Fixsternen, Nebeln und ähnlichen Objekten in eine aktuelle Sternkarte ein und zeigt sie unter dem Menüpunkt View | Sky View an.

Diese Sternkarte hat gegenüber den gedruckten Exemplaren zwei Vorteile: Erstens enthält sie schnell wandernde Himmelsobjekte wie Planeten oder Kometen und lässt sich zweitens auch exakt für einen bestimmten Standort und für eine bestimmte Zeit berechnen. Für die Wandervögel unter den Astronomen sind diese Features ein Muss.

XEphem 3.4 zeigt in seinem neuen Sky-View-Fenster eine Reihe von Knöpfen an, die die Funktionalität von XEphem zwar nicht verändern, aber die auch bisher schon angebotenen Darstellungsoptionen nun besser zugänglich machen. Ein Druck auf den Knopf mit dem Gittersymbol – und ein Koordinatengitter wird ein- beziehungsweise ausgeblendet. Gleiches gilt für die Namen der Sterne oder die Sternbilder. Je nach Wunsch kann sich der Betrachter also eine Sternkarte ausdrucken oder ansehen, die exakt die Himmelssicht (ohne Hilfsobjekte wie Namen oder Sternbilder) enthält, und parallel dazu eine Himmelssicht mit Hilfsobjekten. Vor allem für Astronomie-Anfänger eine große Hilfe, um sich am Nachthimmel zu orientieren.

Ein weiterer Vorteil der Standort-spezifischen Kartenberechnung mit XEphem: Je nach Standort und dessen Lichtverschmutzung sieht man am Nachthimmel mehr oder weniger helle Sterne, die in Leuchtklassen eingeteilt sind. In einer Großstadt wird das Hintergrundlicht nur die hellsten Sterne erkennen lassen, weitab von Großstädten auf dem Lande ist dagegen die ganze funkelnde Sternenpracht sichtbar. Für Anfänger ist es deshalb nützlich, nicht zu viele Informationen auf der Karte auszudrucken und sich auf jene Sterne zu beschränken, die auch tatsächlich sichtbar sind. Folglich erlaubt es XEphem, per Knopfdruck am linken Rand die Helligkeit auszuwählen, bei der ein Stern noch angezeigt werden soll.

Es versteht sich schon fast von selbst, dass bei längerer Dauer der Himmelsbeobachtung die Rechneruhr dazu herangezogen werden kann, die Sternkarte automatisch abzugleichen. Das geschieht durch einen Druck auf den Update-Knopf.

Freunde der Planetenbeobachtung werden die neuen Darstellungsmöglichkeiten für die Trabanten zu schätzen wissen. Mars ist nunmehr in einem großformatigen Bild genauer zu betrachten, das man außerdem mit einer Lupe abtasten kann. Auch Jupiter ist mit seiner Wolkenstruktur klar zu erkennen.

Beliebte Objekte für Hobby-Astronomen sind die großen Planeten Jupiter, Saturn und Uranus mit ihren vielen Monden. Schon einfache Teleskope erlauben die direkte Beobachtung dieser Himmelskörper. Parallel dazu kann man in der XEphem-Ansicht eines Planeten die Monde anklicken und ihre Namen und Eigenschaften ablesen. Es ist während einer Beobachtung damit auch ganz leicht, im Okular des Teleskops die Objektzuordnung vorzunehmen.

Die Lichtkurve von OMI CET 0214-03 wird mit Daten aus dem Internet von XEphem dargestellt.

Auch die Bahnkurven astronomischer Objekte lassen sich mit Hilfe von XEphem plotten.

Night at a glance bietet eine schnelle Übersicht dafür, welche Planeten wo und wann zu sehen sind.

Mehr Komfort

Bisher wurden alle Einstellungen in einer lokalen oder globalen Einstellungsdatei namens XEphem gespeichert. In der neuen Version lassen sich alle Einstellungen auf Knopfdruck speichern. Auch XEphem hat also endlich den Stand erreicht, ohne den andere Programme schon lange nicht mehr auskommen.

Eine der wichtigsten Einstellungen ist die fürs Netzwerk, denn XEphem gestattet es, astronomische Objekte direkt aus Internet-Datenbanken zu laden und anzuzeigen. Das ist dann besonders interessant, wenn man mit starker Vergrößerung (geringem Bildwinkel) an ein Objekt heranzoomt und jene dann sichtbaren Sterne geringer Helligkeit angezeigt bekommen möchte, die möglicherweise in den vorhandenen Katalogen nicht enthalten sind. Vor allem für die Benutzer der einigen Distributionen beiliegenden XEphem-Versionen ohne Katalog ist das eine sehr bequeme Möglichkeit, doch noch schnell an den jetzt gerade interessanten Hintergrund zu kommen.

Wie bisher funktioniert die Internet-Verbindung auch über Firewalls mit Proxyserver. Solche Konfigurationen sind heute häufig in Schulen anzutreffen, weshalb sich XEphem auch als virtuelles Schulplanetarium eignet. Sehr bequem ist auch die Möglichkeit, den Bildausschnitt mit der Maus zu wählen und dann durch Klick auf den +-Knopf hineinzuzoomen. Bei automatischer Anpassung der Sternenhelligkeit tauchen jetzt auch die lichtschwachen Objekte aus den gewählten Datenbanken auf. Die Anwahl der Datenbanken mit den darzustellenden Objekten wird jetzt in einem neuen Formular auch übersichtlicher dargestellt.

Die Eyepiece-Markierung, die den Bildwinkel anzeigt, unter dem sich der Himmel beim Blick durch das Okular anbietet, ist in der neuen Version 3.4 als Telrad-Sucher möglich. (Hinweis für Linux-Freaks ohne Astronomie-Kenntnisse: Telrad ist ein weit verbreitetes Suchersystem für das schnelle Auffinden astronomischer Objekte in einem Teleskop.)

Die American Association of Variable Star Observers (AAVSO) bietet im Internet die Daten zur Darstellung von Lichtkurven veränderlicher Sterne an. Mit XEphem 3.4 lässt sich direkt darauf zugreifen, eine funktionierende Internet-Verbindung vorausgesetzt. Ein Druck auf Get Curve – wenige Minuten später ist die Lichtkurve da, falls sie verfügbar ist. Eine weitere Verbesserung: XEphem zeigte bisher den Aufbau der Internet-Verbindung lediglich durch ein Fenster mit einem Abbruch-Knopf an. Nun folgt ein weiteres Fenster, in dem der Downloadstatus angezeigt wird.

Ein sehr schönes neues Feature ist auch die Grafik Night at a glance. Sie zeigt in einem Zeitfenster, welche großen Objekte (also die Planeten) wann, wo, wie lange am Himmel sichtbar sind. Der Blick auf das Sonnensystem (Menüpunkt View | Solar system) hat nicht nur an Darstellungsmöglichkeiten gewonnen, er profitiert auch von der überarbeiteten Ansicht mit besser lesbarer Schrift. Nach wie vor sind die Animationen eine sehenswerte Angelegenheit.

Das verbesserte XEphem-Standardfenster Sky View. Man erkennt oben die Einstellknöpfe für einzelne Objektgruppen, die gezeigt oder versteckt werden sollen. Links ist die Knopfreihe für die Veränderung der Darstellung zu sehen.

Kanada? Mit XEphem und SETI Außerirdische suchen

Wahrscheinlich verstehen nur Hannoveraner diesen Witz: Demnach hat Kanada von einem Hannoveraner seinen Namen bekommen. Der unerwartete Taufpate habe – gleich beim ersten Landgang – neugierig gefragt: “Kaana da?” Na ja, ein Bayer hätte “Koana do?” gesagt – die Anglo- und Franco-Canadiens haben auch noch eigenen Mythen.

Die Namensfindung der Amerikaner für manche Weltraum-Projekte ist nüchterner: Sie kürzen einfach ab, aus “Search for Extra Terrestrical Intelligence” wird SETI (Suche nach außerirdischer Intelligenz). Wer sich an diesem Projekt beteiligen möchte, der findet unter [3] die dafür notwendige Client-Software. XEphem 3.4 stellt ein Fenster zur Verfügung, das mit dem installierten SETI@home-Client zusammenarbeitet und seine Protokolldateien ausliest.

Der Mars in verbesserter detailreicher Darstellung.

Mehr als nur Bitmaps – das Datenformat FITS

In der Astronomie werden Bilder nicht einfach als Bitmaps ausgetauscht, jedenfalls nicht, wenn es um ernsthafte Bildinformation geht. Vielmehr wird den Bildern eine astronomische Hintergrundinformation mitgegeben, die XEphem ausliest und bei der Darstellung der Bilder berücksichtigt.

Das verwendete Bildformat heißt FITS (Flexible Image Transport System). Mit ihm können die Bilder ins Sky-View-Fenster geladen werden, die Zusatzinformation erscheint in der RA-DEC-Darstellung (Rektaszension-Deklination) mit den entsprechenden Skalenrändern. Je nach Darstellungswunsch lassen sich damit in das Realbild des Objekts zum Beispiel die Namen oder Sternbilder aus den Datenbanken einblenden. Neu ist zudem die Möglichkeit, die Bilder rasch zu bearbeiten, etwa den Kontrast und die Helligkeit zu verändern oder die Negativdarstellung zu wählen, die oftmals leichter Strukturen erkennen lässt.

Teleskope werden von Motoren gesteuert, die ihre beiden Achsen drehen, auf denen das eigentliche Fernrohr ruht. Bei einer äquatorialen Montierung benötigt man einen Motor, der das Teleskop entgegengesetzt zur Erdrotation um die so genannte Rektaszensionsachse dreht und damit das Untersuchungsobjekt im Okular hält. Ein zweiter Motor für die Deklinationsachse ermöglicht das motorisch gesteuerte Aufsuchen eines Objekts. Verfügt ein Teleskop über beide Motoren, dann kann es durch entsprechende Motorsteuerung jedes astronomische Objekt anfahren.

Die Erdansicht zeigt Europa mit dem Beobachtungsort Hannover (weißes Kreuz) – gerade eingetaucht in die Nacht.

XEphem dreht Fernrohre – Unterstützung für Robotic Telescopes

Einer der großen Vorteile von XEphem ist es, für solche Roboterteleskope eine Steuerung anzubieten. Das Prinzip beruht darauf, dass XEphem in eine Pufferdatei die Koordinaten des Himmelsobjekts schreibt, ein zweites Programm liest unabhängig von XEphem diese Pufferdatei aus, um das Teleskop zu steuern.

Dieser Mechanismus ist genial einfach, weil er für den Programmierer von XEphem einfach nur die Ausgabe einer Ascii-Datei bedeutet. Der Programmierer der konkreten Teleskopsteuerung muss lediglich dafür sorgen, die Ascii-Datei einzulesen und gegebenenfalls an das Teleskop zu übergeben, falls dieses Gerät in der Lage ist, die in Ascii gemeldeten Koordinaten zu übernehmen. Andernfalls ist ein hoher sensorischer und aktorischer Aufwand nötig, um dem Computer die derzeitige Achsenstellung mitzuteilen und die Motoren anzusteuern.

Ein Teleskop, das eine einfache Ansteuerung ermöglicht, ist das von der Firma MEADE gelieferte Teleskop mit der Bezeichnung LX200. Für dieses Gerät lag schon früher ein Programm zur Ansteuerung bereit – jetzt ist es Bestandteil von XEphem 3.4. Man kann also im Detail studieren, wie man mit Hilfe des LX200 und XEphem ein robotisches Teleskop herstellen kann. Kommerzielle Produkte dieser Kategorie sind um ein Vielfaches teurer, enthalten aber auch nicht mehr als einen Computer mit einer Objektdatenbank, und die ist noch dazu im Regelfall in ein EPROM eingebrannt und deshalb nicht so einfach zu erweitern.

Das Sonnensystem mit den äußeren Planeten. Dargestellt ist die Spur während eines Jahres.

Das Hauptfenster von XEphem scheint fast unverändert. Neue Funktionen entdeckt man erst nach dem Öffnen der Menüs.

Ein FITS-Bild im Fenster Sky View. Man erkennt, dass die Koordinaten des Fensters gelten. Je nach Bedarf können auch Objekte aus Datenbanken hinzugefügt werden. Die Negativdarstellung garantiert die Erkennbarkeit auch feiner Strukturen im Nebel.

Warnung

Zum Schluss noch eine Warnung: Die geöffneten Fenster sollte man stets über den Menüpunkt Control | Close schließen. Der Klick auf den Schließen-Knopf in der oberen rechten Ecke des Fensters führt nämlich zum Einfrieren des Fensters. Da hilft dann nur noch ein Neustart von XEphem. Das Problem tritt nur auf, wenn XEphem gegen die Lesstif-Bibliothek gelinkt wird.

Laut Auskunft des Autors von XEphem, Elwood Downey, gibt es bei Verwendung von Open Motif wesentlich weniger Probleme dieser Art. Auf seiner Website äußert sich Downey auch dazu, warum er sein Programm nicht auf modernere Toolkits portiert. Er führt hauptsächlich die Reife von Motif an und die hohe Verfügbarkeit auf allen erdenklichen Plattformen. Die Zeit, die eine Portierung kosten würde, sei außerdem sinnvoller für das Einfügen neuer astronomischer Funktionen angelegt. Nicht zuletzt mag Downey Motif einfach – dagegen lässt sich wenig sagen.

Fazit

Mit XEphem 3.4 sind viele kleine Macken früherer Versionen beseitigt. Für Hobby-Astronomen ist es ein tolles Programm mit unglaublich vielen Optionen. Auch die Zeit bis zur nächsten Beobachtung des Nachthimmels vergeht wie im Fluge: In der CD-ROM-Version samt Handbuch und den vielen Datenbanken auf CD-ROM ist so viel Material enthalten, dass eine gründliche Vorbereitung auf die Beobachtungsnacht möglich ist.

Aktuelle Sternkarten lassen sich einfach ausdrucken. Die Betrachtung von FITS-Bildern ist nunmehr viel einfacher und anschaulicher geworden, weil Datenbankobjekte jederzeit in die Ansicht einblendbar sind. Auch die Ansichten der Planeten haben gewonnen. Endlich sind auch die Einstellungen per Knopfdruck abspeicherbar. Besonders beeindruckend ist die Möglichkeit der Teleskopsteuerung über das Programm. Zwar wird bisher nur die Steuerung für ein einziges Modell angeboten, doch es bleibt zu hoffen, dass sich weitere Teleskopbesitzer dieses hervorragenden Programms bedienen – und dann eine Steuersoftware für ihr spezielles Gerät schreiben.

Die Internet-Anbindung von XEphem ist vorbildlich und funktioniert auch über den Proxyserver eines Netzwerks, wie er beispielsweise an Schulen sehr häufig installiert ist. XEphem wird damit zum astronomischen Observatorium für den heimischen PC, aber im Netzwerk der astronomischen Institute dieser Welt. ( uwo)