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Teleskope


Hier habe ich einige Grundlagen zu Teleskopen erläutert. Es gibt verschiedene Systeme, die alle ihre Vor- und Nachteile haben. Allerdings bin ich kein Freund dieser elendigen Teleskop- und Okulardiskussionen. Ich habe ein Spiegelteleskop nach Newton mit einer Öffnung von 20 cm und dazu einige orthoskopische Okulare mit 1,25 Zoll Anschluß. Gerade für hochwertige Okulare, und dazu noch solche mit 2 Zoll Anschluß, kann man sehr viel Geld ausgeben (bis zu vierstellige Eurobeträge!).



Linsenteleskope (Refraktoren)

Hier dient eine Sammellinse als Objektiv. Sie bündelt das einfallende Licht in einem Brennpunkt und erzeugt ein auf dem Kopf stehendes Bild. Mit einer zweiten Linse - dem sogenannten Okular - wird das Bild vergrößert.


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Prinzip Refraktor
© Mario Lehwald


Genau genommen gilt der Brennpunkt nur für eine exakte Wellenlänge. Rotes (langwelliges) Licht hat einen geringfügig anderen Brennpunkt als blaues (kurzwelliges) Licht. Die beiden Brennpunkte liegen nicht exakt übereinander was zu Unschärfen und Farbverzerrungen im Bild führt. Um diesen Fehler zu beheben fertigt man Objektivlinsen heute aus mehreren Einzellinsen an, die so aufeinander abgestimmt sind, das der Brennpunkt für alle Farben exakt gleich ist. Dadurch wird der Refraktor zu einem hochwertigem Instrument mit sehr guten Kontrast und Abbildungsschärfe.

Refraktoren haben normalerweise lange Brennweiten, also kleine Öffnungsverhältnisse von etwa 1 zu 8 bis 1 zu 20. Lange Objektivbrennweiten erzielen in Verbindung mit Okularen von mittlerer bis kurzer Brennweite eine hohe Vergrößerung. Dazu kommt ihre hochwertige Abbildungsqualität. Wer überwiegend Sonne, Mond und Planeten beobachten möchte, sollte sich einen guten Refraktor zulegen.



Spiegelteleskope (Reflektoren)

Beim Reflektor dient als Objektiv ein großer Hohlspiegel, der das Licht so reflektiert, daß es ebenfalls in einem Brennpunkt gebündelt wird. Das reflektierte Licht wird von einem Fangspiegel seitlich aus dem Tubus hinausgelenkt und hier mittels eines Okulars vergrößert. Diese Bauart nennt man auch Newton-Spiegel oder Newton-Reflektor


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Prinzip Reflektor
© Mario Lehwald


Im Gegensatz zu Refraktoren sind Reflektoren völlig farbfehlerfrei; nur bei den Okularen können je nach Qualität noch gewisse Farbfehler auftreten.

Kontrast und Abbildungsschärfe sind allerdings geringer als bei einem gleichgroßen Refraktor. Dafür läßt sich mit einem Reflektor bei gleichem Preis eine größere Öffnung erzielen. Daher sind Reflektoren, besonders welche mit großen Öffnungsverhältnissen von z. B. 1 zu 4 oder 1 zu 5, zur Beobachtung lichtschwacher Objekte bei schwachen Vergrößerungen geeignet. Wer also bevorzugt lichtschwache Nebelobjekte unter dunklem Himmel beobachten möchte, sollte sich einen lichtstarken Reflektor zulegen.

Ich besitze selber ein Spiegelteleskop nach Newton mit 20 cm Öffnung und 1200 Millimeter Brennweite, das ohne Nachführung als Dobson montiert ist. Mit einem Öffnungsverhältnis von 1 zu 6 ein ist dieses Teleskop ein gutes Allroundinstrument sowohl für die Beobachtung schwacher Nebelobjekte unter dunklem Himmel, als auch für die Beobachtung von Sonne, Mond und Planeten.


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Der 8-Zoll Dobson des Autors
© Mario Lehwald



Schmidt-Cassegrain-Systeme

Kernstück ist hier wie beim Reflektor ebenfalls ein reflektierender Hohlspiegel, der sphärisch geformt und in der Mitte durchbohrt ist. Dieser Spiegel wirft das einfallende Licht zunächst auf einen Fangspiegel. Dieser wirft das Licht wieder zurück in Richtung Hauptspiegel, wo es dann durch die Bohrung austritt. Hinter der Bohrung befindet sich das Okular. Durch diese Brechung des Strahlenganges im Rohr (Tubus) erreicht man eine kurze Baulänge. Damit werden diese Geräte kompakt und handlich.


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Prinzip Schmidt-Cassegrain
© Mario Lehwald


Auf der Vorderseite des Tubus befindet sich noch eine sogenannte Schmidtplatte. Das ist eine speziell geschliffene Glasplatte, die den Strahlengang etwas korrigiert um die Abbildung zu verbessern. Dadurch wird eine sogenannte komafreie Abbildung erreicht.

Von der Firma Meade gibt es eine spezielle Form des Schmidt-Cassegrain Teleskops, die als ACF (Advanced Coma Free) bezeichnet wird. Hier ist der Fangspiegel hyperbolisch geformt.


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Ein 12 Zoll ACF von der Firma Meade
© Mario Lehwald


Schmidt-Cassegrain-Teleskope haben meist längere Brennweiten und daher kleine Öffnungsverhältnisse, ähnlich wie Refraktoren. Andererseits lassen sich auch große Öffnungen von z. B. 20 cm bei kurzer Baulänge und damit guter Handlichkeit erzielen, womit diese Instrumente auch recht lichtstark werden. Schmidt-Cassegrains sind gute Allrounder und sowohl zur Beobachtung von Sonne, Mond und Planeten, als auch für schwache Nebelobjekte geeignet.





Ritchey-Chretien-Cassegrain Teleskop

Das Ritchey-Chretien-Cassegrain Teleskop, auch RC-Teleskop genannt, ist ähnlich wie das Schmidt-Cassegrain-Teleskop aufgebaut, nur sind hier der Hauptspiegel sowie der Fangspiegel hyperbolisch geformt. Dadurch wird eine komafreie Abbildung auch ohne Schmidtplatte vor dem Tubus erreicht.


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Prinzip Ritchey-Chretien-Cassegrain
© Mario Lehwald


Da das Bildfeld bei diesem Teleskoptyp nicht eben ist, wird für fotografische Anwendungen eine spezielle Linse dicht in den Fokus gesetzt. Beispiele für ein RC-Teleskop sind das Hubble-Space-Telescope sowie das Very Large Telescope auf dem Mount Paranal in Chile.



Schiefspiegler nach Anton Kutter

Hier wird das Licht über zwei Fangspiegel reflektiert, bevor es das Okular erreicht. Dadurch liegt das Okular am hinteren Ende des Teleskops. Schiefspiegler haben meist kleine Öffnungsverhältnisse und gestatten dadurch hohe Vergrößerungen. Weil sie im Gegensatz zu Reflektoren nach Newton oder Schmidt-Cassegrain Teleskopen keinen Fangspiegel im Strahlengang haben, wird die volle Öffnung wirksam.


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Prinzip Schiefspiegler
© Mario Lehwald


Schiefspiegler haben kontrastreiche Bilder und eignen sich daher besonders zur Beobachtung von Sonne, Mond und Planeten. Aber auch die Beobachtung lichtschwacher Objekte ist mit ihnen erfolgreich, weil sie keinen Fangspiegel im Strahlengang haben und so die volle Öffnung genutzt werden kann!

Allerdings braucht man bei Schiefspieglern wegen der meist langen Brennweiten sehr langbrennweitige Okulare, um schwache Vergrößerungen zu erzielen. Diese langbrennweitigen Okulare sind leider auch recht teuer.



Öffnungsverhältnis

Als Öffnungsverhältnis bezeichnet man das Verhältnis von der Brennweite zum Durchmesser eines Objektivs. Es wird errechnet, indem man die Objektivbrennweite in Millimetern durch den Objektivdurchmesser in Millimetern teilt:

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Ein Teleskop mit 60 mm Objektivdurchmesser und 900 mm Brennweite hat ein Öffnungsverhältnis von 1 zu 15. Dies ist ein kleines Öffnungsverhältnis. Große Öffnungsverhältnisse von z. B. 1 zu 5 oder 1 zu 4 ergeben zwar eine hohe Lichtstärke, aber auch eine stärkere Randunschärfe und schlechtere Abbildungsqualität.



Auflösungsvermögen

Dies ist die wichtigste Eigenschaft eines Teleskops. Es bestimmt die Fähigkeit, zwei sehr eng beeinander befindliche Objekte noch getrennt darzustellen. Dies bezeichnet man als Auflösungsvermögen oder Trennschärfe. Man gibt sie in Bogensekunden an:

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Ein Teleskop mit 8 cm Objektivdurchmesser hat ein Auflösungsvermögen von 1,4 Bogensekunden und eines mit 20 cm Objektivdurchmesser von nur 0,6 Bogensekunden! Da das Auflösungsvermögen alleine vom Objektivdurchmesser abhängt, sieht man schon das die Vergrößerung völlig unwichtig für das Leistungsvermögen eines Teleskops ist! Der errechnete Wert wird allerdings nur erreicht, wenn die Optik eines Teleskopes hochwertig und einwandfrei und die Luft absolut ruhig ist! Man sollte aber beachten, daß unsere Atmosphäre kaum ein Auflösungsvermögen von unter einer Bogensekunde zuläßt.



Vergrößerung

Die Vergrößerung eines Teleskops errechnet sich, indem man die Objektivbrennweite in Millimetern durch die Okularbrennweite in Millimetern teilt:

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Bei 1200 mm Brennweite ergibt ein Okular mit 40 mm Brennweite eine 30fache Vergrößerung!



Maximale Vergrößerung

Viel Unsinn wird oft bei den maximalen Vergrößerungen getrieben. Die optische Leistung eines Teleskops ist neben der Qualität der Linsen ausschließlich vom Durchmesser des Objektivs und damit von seinem Auflösungsvermögen abhängig! Selbst bei gleicher Vergrößerung zeigt ein Teleskop mit größerem Objektiv immer mehr Einzelheiten. Die maximale sinnvolle Vergrößerungen beträgt etwa das doppelte des Objektivdurchmessers in Millimetern:

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An einem Linsenteleskop mit 6 cm Objektivdurchmesser ist also eine 120fache Vergrößerung das allerhöchste! Eine weitere Steigerung der Vergrößerung macht das Bild schnell lichtschwach und unscharf. Jeder Beobachter wird am Anfang schnell dahinterkommen, daß geringe bis mittlere Vergrößerungen die schärfsten und besten Bilder ergeben! Welche Vergrößerung letztlich eingesetzt werden kann, hängt bei weitem auch von der Ruhe der Luft ab!



Minimale Vergrößerung

Mit immer kleinerer Vergrößerung wird die Austrittspupille aus dem Okular immer größer. Da sich die Pupille des menschlichen Auge bei völliger Dunkelanpassung auf maximal 6 bis 7 mm ausweiten kann, gibt es hier eine Grenze:

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An einen Teleskop mit einem Objektivdurchmesser von 200 mm sollte man zumindest eine 33fache Vergrößerung einsetzen. Wird die Vergrößerung geringer, so wird die Austrittspupille aus dem Okular größer als der Pupillendurchmesser des Auges, womit nicht mehr alles Licht ins Auge gelangt.

© Copyright: 1998-2017 Mario Lehwald
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