Astronomie.me

Einführung

Wie fängt man am Besten mit dem Hobby Astronomie an?

Wozu benötigt man ein Teleskop?

Refraktor oder Spiegelteleskop (Newton/Dobson)?

Welche Größe sollte das Teleskop haben?

Vor- und Nachteile zwischen Refraktor und Spiegel

Nur visuell Beobachten oder auch Fotografieren?

 

Wie fängt man am Besten (nicht) an!

So lässt sich die Frage einfacher beantworten. Man möchte zu Anfang nicht zu viel Geld ausgeben- nachher gefällt einem das Hobby nicht und da möchte man den "Schaden" möglichst begrenzen. Aus diesem Grunde habe viele Astroshops, genau für diesen Fall, Teleskope im Angebot. Teleskope mit Montierung, alles komplett für ca. 300€. Da ist dann später die Enttäuschung schon vorprogrammiert. Das Objektiv hat einen ausgeprägten Farbfehler, die Montierung wackelt und die Okulare taugen meistens auch nicht viel. Beobachtet man mit so einem Gerät, macht das keinen Spass. Wegen dem Farbfehler, den viele preiswerte Refraktoren haben, wird dann sehr oft zu Spiegelteleskopen geraten. Für den gleichen Preis bekommt man ein größeres Teleskop (größere Öffnung) ohne Farbfehler, hat dann aber wieder andere "Baustellen".

Es gibt mehre Möglichkeiten richtig anzufangen:

• Man geht zu einem Astronomie-Verein und lässt sich beraten. Der Vorteil ist, dass man meistens mehrere Ansprechpartner hat und man gut beraten wird. Kleiner Nachteil, man ist meistens an Öffnungszeiten und anderen Dingen gebunden.
• Man kennt jemanden, der ein Teleskop besitzt und fragt. Möglichst noch in der Nähe wäre das natürlich ideal. Auch wenn kein schönes "Astrowetter" ist kann man sich doch gut informieren und auch mal ein Teleskop live erleben.
• Man geht in ein Astrogeschäft und lässt sich beraten. Das ist halt immer so eine Sache, die Verkäufer sind ja nicht (nur) zum Spass da und wollen natürlich etwas verkaufen. Allerdings sind die Geschäfte auch an zufriedenen Kunden interessiert und wollen in der Zukunft auch noch etwas verkaufen. Mit dem Kauf eines Teleskopes ist es ja meistens nicht getan.

Es gibt natürlich noch mehr Möglichkeiten, bei den drei genannten hat man aber immer die Chance, ein Teleskop in Natura zu sehen und auch zu Testen. Viele Menschen erschrecken sich auch erst einmal, wenn sie ein Teleskop in voller Größe sehen.

 

Wozu benötigt man ein Teleskop?

Der erste Blick durch ein Teleskop in den Sternhimmel ist meistens ernüchternd. Selbst in einem fehlerfreien Teleskop mit hoher Vergrößerung bleiben die Sterne helle Punkte.
Noch größer wird die Enttäuschung sein, wenn man zu große Erwartungen an das zu erwartende Seherlebnis stellt. Im Gedächtnis sind vielleicht noch die vielen schönen Astrofotos, die man überall zu sehen bekommt. Wenn man nicht gerade mit einem großen Parabolspiegel beobachtet, bleiben selbst die Paradeobjekte wie der Andromedanebel (M31) oder der Orionnebel (M42) meist nur blasse Nebel ohne Farbe.

 

Also- wofür benötigt man nun ein Teleskop? Die kleine Einführung mit ein paar Hinweisen und Informationen zu verschiedenen Teleskopen soll den Einstieg in die Astronomie ein bisschen erleichtern. Ich kann nur einen ganz groben Überblick geben, es gibt Bücher und das Internet, wo man sich genauer informieren kann.

Funktion

Die beiden Hauptaufgaben eines Teleskops sind:
1. Lichtsammeln und
2. Vergrößern

Unsere Pupille im Auge hat im besten Fall einen Durchmesser von 7mm. Nimmt man ein normales Teleskop, das gerne von Anfängern in der Astronomie genommen wird mit 70mm Objektivdurchmesser und einer Brennweite von 700mm, so hat man schon die hundertfache Lichtsammelfläche.

Wir berechnen mal ein paar Daten mit diesem Teleskop.
Das Teleskop Objektivdurchmesser =70mm, Brennweite =700mm hat ein Öffnungsverhältnis von F=10.
Öffnungsverhältnis = Objektivdurchmesser 70mm / Brennweite 700mm = 1/10
Der Kehrwert davon ist die Blende F=10. Das müssen wir uns vorstellen wie die Blendenangabe auf den Foto-Objektiven.

Lichtsammelvermögen
Um das gesammelte Licht von unserem Objektiv in unser Auge zu bekommen, darf die Austrittspupille des Okulars maximal so groß sein wie die Pupille in unserm Auge (=7mm).
Die Austrittspupille errechnet sich zu:
Austrittspupille= Objektivdurchmesser / Vergrößerung (und umgestellt Vergrößerung):
Vergrößerung= Objektivdurchmesser 70mm / Austrittspupille 7mm = 10fach
Mit einer 10fachen Vergrößerung hätten wir eine Austrittspupille von 7mm
Die passende Okularbrennweite für eine 10fache Vergrößerung errechnet sich durch:
Vergrößerung = Brennweite Objektiv 700mm / Brennweite Okular
und umgestellt auf Brennweite Okular:
Brennweite Okular= Brennweite Objektiv 700 / Vergrößerung 10 = 70mm
Mit einem Okular mit 70mm Brennweite hätten wir eine Austrittspupille von 7mm. Ein 70mm Okular werden wir wahrscheinlich nicht bekommen. Handelsübliche, langbrennweitige Okulare gehen meistens bis zu einer Brennweite von 40mm. Damit hätten wir dann eine Vergrößerung von
700mm / 40mm = 17,5fach und eine Austrittspupille von
70mm / 17,5 = 4mm
Man muss bedenken, dass nur Kleinkinder eine große Augenpupille haben und die Pupille mit zunehmenden Alter kleiner wird. Eine Pupille von 4mm entspricht bei einem Menschen mittleren bis hohen Alters noch einem guten Wert.

Vergrößerung:
Die Vergrößerung berechnet sich durch:
Brennweite Teleskop 700mm / Brennweite Okular
Verwenden wir ein Okular mit 7mm Brennweite ergibt sich eine Vergrößerung: Brennweite Teleskop 700mm / Brennweite Okular 7mm = 100fach
was auch schon fast der Maximalvergrößerung für so ein Teleskop entspricht.

Mond im Okular bei 100x Vergrößerung

Refraktor- oder Spiegelteleskop?

Beide Teleskoptypen unterscheiden sich in ihrer Arbeitsweise.

Bei einem Linsenteleskop (Refraktor) sammelt eine Linse (Objektiv) das Licht und bündelt es im Brennpunkt. Das Bild wird mit einer weiteren Linse (Okular) angeschaut. Natürlich ist das Objektiv keine einzelne Linse sondern ein Achromat. Eine einfache Linse würde das Licht, ähnlich wie bei einem Glasprisma, in die einzelnen Spektralfarben zerlegen und das Bild wäre unscharf und bunt. Auch können weitere Linsenfehler mit einer einzelnen Linse nicht korrigiert werden. Ein Achromat besteht aus zwei unterschiedlichen Glassorten, die den Farbfehler (chromatische Aberration) und andere optische Fehler beheben. Noch besser sind Apochromate (Kurzbezeichnung Apo) korrigiert, bei denen eine dritte Linse für noch mehr Korrektur sorgt und sich eine (fast) farbfreie Abbildung ergibt. Entsprechend teuer sind diese Apo-Objektive, vor allem bei steigendem Durchmesser. Es ist eine hohe Kunst, einen Achromat so zu berechnen und zu fertigen, dass er eine fast farbfreie Abbildung liefert. Diese Berechnungen gehören zu den gut gehüteten Betriebsgeheimnissen der optischen Industrie und werden nicht veröffentlicht. Als die Chinesen anfingen, ihre Refraktoren preisgünstig auf den Mark zu bringen, hatten die Objektive alle einen sehr starken Farbfehler. Viele Amateurastronomen störten sich aber nicht an diesem Farbfehler. Die Refraktoren waren preisgünstig und fast jeder konnte sich nun so ein Instrument leisten .In Wikipedia wurde geschrieben: Fraunhofer-Achromate haben einen Farbfehler- und jeder konnte das aus eigener Erfahrung auch bestätigen. Fraunhofer-Achromate sind nicht verkittete Achromate, bei denen der Luftabstand zwischen den beiden Linsen als zusätzliches Korrekturglied genutzt wird. Natürlich haben die Chinesen inzwischen dazugelernt- aus allen Industriebereichen ist ja sehr viel Wissen und Knowhow in Richtung China abgeflossen und die heutigen Achromate sind besser als die in der Vergangenheit.

Aus Marketinggründen heißen die verbesserten Achromate heute z.B. SD-Apo, ED-Apo, Halbapochromat oder zweilinsiger Apochromat usw. Ein SD-Apo oder ED-Apo ist besser als ein normales FH-Objektiv (aus chinesischer Fertigung) von damals. Gerne wird auch auf die Verwendung von Sondergläsern hingewiesen, die eine noch bessere Korrektur ermöglichen sollen. Auf die Berechnung von Objektiven wird so gut wie nie hingewiesen. Es scheint so, als ob nur die verwendeten Glassorten Einfluss auf die optische Leistung hätten.
Ich habe selber fast 15 Jahre in der Entwicklung und Konstruktion gearbeitet. Ein gutes Objektiv wird von einem erfahrenen Optischen Rechner gerechnet und die Toleranzen und die Fertigung müssen genau abgestimmt sein. Nach der Fertigung werden die geometrische- und die optische Achse in einem Laserzentrierautomaten genau zur Deckung gebracht. Nach dem Zusammenbau werden die Achromate in der Optik-Kontrolle genau auf ihre optischen Daten überprüft. Wegen dieser aufwendigen Fertigung können die Achromate nicht preiswert sein. Wenn man sich die Fraunhofer Achromate (mit Luftabstand) aus Fernost ansieht, habe diese oft am Fassungsrand Zentrierschrauben zum "selbst zentrieren"... ist doch nett.

Stelle man sich einen optischen Rechner wie einen Koch vor. Ein Spitzenkoch kann mit gewöhnlichen Zutaten ein 5 Sterne Menü zaubern, ein gewöhnlicher Koch kann die besten Zutaten der Welt nehmen, aber es wird kein Spitzenmenü dabei herauskommen.

Hier mal ein Beispiel, beide Objektive gleich groß und gleiche Brennweite. Christbaukugel in 100m Entfernung, Ausschnittvergrößerung, regnerischer Tag ohne viel Kontraste.
Auf dem linken Bild ein FH-Achromat chinesischer Fertigung mit 100mm Durchmesser (4") und auf dem rechten Bild ein FH-Achromat aus (guter) deutscher Fertigung.

 

Spiegelteleskop

Bei einem Spiegelteleskop reflektiert ein Hohlspiegel (sphärisch oder parabolisch) das Licht und bündelt es im Brennpunkt. Da der Spiegel das einfallende Licht zur Öffnung reflektiert muss es durch einen Fangspiegel aus dem Tubus nach außen gelenkt werden. Dort sitzt dann das Okular (oder die Kamera). Da das Licht durch kein optisches Medium (Glas) muss, entsteht bei der Reflektion auch keine Aufspaltung des Lichts in die Spektralfarben. Das ist der große Vorteil eines Spiegelteleskops. Durch die parabolische Form des Spiegels werden die Abbildungsleistung gegenüber einem sphärischen Spiegel verbessert. Man sollte aber bedenken das alle Spiegel Koma haben, gerade wenn man fotografieren möchte. Für Spiegelteleskope gibt es dafür Komakorrektoren.

Leichter herzustellen sind sphärische Hohlspiegel, darum findet man sie meist in preiswerten Teleskopen wieder.

Weil der Fangspiegel beim Spiegelteleskop im Strahlengang sitzt, hat es etwas weniger Kontrast (Obstruktion). Aus diesem Grunde machen kleine Spiegelteleskope auch weniger Sinn. Einigermaßen brauchbare Spiegelteleskope fangen bei 114mm Durchmesser an, beliebt sind 150mm Durchmesser und oft in Astronomie-Foren werden Spiegelteleskope mit 200mm empfohlen. Man sollte auf das Öffnungsverhältnis (Durchmesser/Brennweite) achten. Ein Öffnungsverhältnis von 1/6 ist relativ entspannt und man kann eine Vielzahl von Okularen nutzen. Je größer das Öffnungsverhältnis wird (in Richtung 1/4) desto schräger fallen die Lichtstrahlen in das Okular und je mehr muss man auf die richtige Okularwahl achten. Spiegel mit großem Öffnungsverhältnis lassen sich schwerer kollimieren als Spiegel mit moderaten Öffnungsverhältnissen.

Es gibt unterschiedliche Spiegelteleskop-Bauarten, hier die wichtigsten.

• Newton
• Dobson
• SC (Schmidt-Cassegrain)
• Maksutov

Ein Newton Teleskop hat einen Hauptspiegel und einen Fangspiegel. Beide Spiegel sind in einem meist geschlossenem Tubus untergebracht und auf einer paralaktischen- oder azimutalen Montierung montiert.

Das Dobson Teleskop hat die gleiche Bauart wie ein Newton, nur ist der Tubus einfach in einer Holzkiste gelagert. Bei größeren Spiegeln wird oft auch eine offene Bauweise bevorzugt (Truss), die man relativ schnell auf- und abbauen kann (für den Transport).

Ein SC (Schmidt-Cassegrain) hat eine sphärischen, konkaven Hauptspiegel und einen konvexen Fangspiegel. Der Fangspiegel sitzt mittig in einer Schmidt-Platte (daher auch der Name) und reflektiert das Licht zurück zum Hauptspiegel. Der Hauptspiegel hat in der Mitte eine große Bohrung, durch die das reflektierte Licht vom Fangspiegel austritt. An dieser Stelle sitzt dann das Okular oder die Kamera. Die Schmidt-Platte hat zwei Funktionen: 1. Trägt sie den Fangspiegel und 2. hat sie zudem noch eine korrigierende, optische Wirkung. Durch die Kombination konkaver Hauptspiegel und konvexer Fangspiegel können lange Brennweiten bei kurzer Baulänge realisiert werden.

Das Maksutov Teleskop ähnelt dem SC (Schmidt-Cassegrain) Teleskop. Es hat
einen sphärischen, konkaven Hauptspiegel und einen konvexen Fangspiegel. Anders als bei einem SC, ist der Fangspiegel auf der Rückseite einer meniskusförmigen Linse aufgedampft. Die meniskusförmige Linse korrigiert ebenfalls die sphärischen Fehler des Hauptspiegels. Das reflektierte Licht vom Fangspiegel tritt durch eine große Bohrung in der Mitte des Hauptspiegels aus. Dort sitzt dann das Okular oder die Kamera. Durch die meniskusförmige Linse sind Maksutov Teleskope mit großem Durchmesser seltener anzutreffen und wenn dann teuer

Zusammenfassung

Ob Refraktor oder Spiegelteleskop, jedes Teleskop hat seinen eigenen "Himmel", wie man so schön sagt. Man sucht sich ein Teleskop nach seinem Einsatzzweck aus. Will man in der Hauptsache Deep Sky beobachten, also lichtschwache Nebel und Galaxien, ist ein kleiner Aporefraktor nicht die beste Wahl. Ebenso würde ich für die Sonnenbeobachtung kein großes Dobsonteleskop wählen. Hat man nur einen schmalen Balkon als Beobachtungsplatz, kann ein Dobson auch ungünstig in der Handhabung sein. Natürlich spielen auch persönliche Vorlieben eine große Rolle. Manche Amateurastronomen möchten ihr Teleskop samt Montierung nehmen, aufstellen und Beobachten (Grab and Go). Anderen macht es nichts aus einen schweren Dobson zum Beobachtungsplatz zu karren, aufzubauen, warten bis der Spiegel ausgekühlt ist, eventuell die Kollimation der Spiegel zu Überprüfen und dann hoffen, dass der Himmel nicht schon zugezogen ist.
Zu dem SC (Schmidt-Cassegrain) Teleskop möchte ich noch ein paar Erfahrungen mitteilen. Ich habe zwei CS mit 11" (280mm) Durchmesser. Ich schaffe es noch alleine, die Teleskope auf die Montierung zu wuchten. Bei einer anderen Bauart würde man ein Teleskop dieser Größe nicht mehr handhaben können. Die beiden C11 kommen so gut wie nie zum Einsatz, weil dazu die Bedingungen stimmen müssen. Nicht nur vom Seeing her, damit ich die bessere Auflösung der C11 auch nutzen kann- es liegt meistens an den Temperaturschwankungen. Wenn abends die Temperatur fällt kommt in den meisten Fällen das C11 mit der Temperaturanpassung nicht hinterher. Nicht nur, dass der Fokus wegläuft- das ganze Bild ist unbrauchbar. Isoliert habe ich ein C11 auch, das Problem bleibt aber bestehen (wenn auch nicht mehr ganz so schlimm).

Ich stelle mal die Vor- und Nachteile zwischen Refraktor und Spiegel gegenüber.

Refraktor	Spiegel (Newton)
Ein Refraktor hat keine Bauteile in seinem Strahlengang und dadurch einen besseren Kontrast und eine bessere Auflösung als ein gleichgroßes Spiegelteleskop	Bauartbedingt ist bei einem Spiegelteleskop ein Fangspiegel im Strahlengang. Dadurch ist der Kontrast und die Auflösung etwas schwächer als bei einem gleichgroßen Refraktor
Justagestabil, eine Kollimation ist nur selten in Ausnahmefällen nötig	Spiegelteleskope müssen öfter Kollimiert werden. Gerade Anfänger tun sich damit gelegentlich schwer
meist größerer Fokusbereich als ein Spiegelteleskop. Dadurch sehr gut für die Fotografie einsetzbar.	Allgemein ist der Fokusbereich, bedingt durch die Bauart etwas kleiner. Zum Fotografieren gibt es extra dafür ausgelegte "Fotonewton"
Schnell einsetzbar (Grab and Go)	Der Spiegel bei einem Newton muss an die Umgebungstemperatur angepasst sein.
Kein "Tubusseeing"	Der Tubus ist bei einem Newton an der Eintrittsöffnung offen. Dadurch gibt es das "Tubusseeing" durch Luftturbolenzen im Inneren
Gut korrigierte Refraktoren (Aporefraktoren) sind teuer. Ab ca. 80mm aufwärts wachsen die Kosten drastisch. Über 6" Öffnung (150mm) sind die Aporefraktoren für normale Anwender nicht mehr erschwinglich	Bei einem Spiegelteleskop fängt es ab 6" Öffnung (150mm) erst richtig an, Spaß zu machen. Viele Anfänger fangen gleich mit einem 8" Spiegel (200mm) an. Die Kosten dafür liegen ungefähr bei einem gutem 80mm Aporefraktor.
Kleine bis mittlere Refraktoren können auf einer paralaktischen Montierung nachgeführt werden	Spiegelteleskope mit 8" Durchmesser benötigen schon eine stabile Montierung. Aus diesem Grunde sind Dobsonteleskope sehr beliebt
	außerhalb der optischen Achse Koma

 

Welche Größe sollte das Teleskop haben?

Entscheidet man sich für ein Spiegelteleskop sollte man nicht unter 6" (150mm) Spiegeldurchmesser anfangen. Empfohlen werden daher auch gleich 8" (200mm) Spiegel, weil sie das Beste Preis / Leistungsverhältnis haben. Vor einem Kauf würde ich mir aber immer mal so ein 8" Newtonteleskop in natura anschauen. Das ist nämlich schon ein ganz schöner "Brummer".

Bei einem Refraktorteleskop sollte man statt auf die Größe mehr auf die Qualität des Objektives achten. Ich würde lieber einen guten 80mm ED Refraktor nehmen als einen mittelmäßigen 100mm Fraunhofer Achromat. In letzter Zeit kommen auch immer mehr gute 4" (100mm) ED Refraktoren aus China an. Allerdings ist die Größe von einem 4" Refraktor mit passender Montierung auch nicht zu unterschätzen.

Mein Favorit für den Anfang ist immer noch ein ED80 Refraktor mit 600mm Brennweite. Der wird noch auf einer "normalen", kleineren paralaktischen Montierung getragen und hat schon eine hohe Abbildungsleistung. Das Schönste ist, man kann ihn gleich als "Grab und Go" nehmen und ist im Nu bereit zum Beobachten. Viele Amateurastronomen haben neben ihren großen Teleskopen meistens noch kleinere Teleskope für verschiedene Anwendungen (z.B. Fotografie). Oft sind die Bedingungen so schlecht, dass sich der Aufbau von einem großen Teleskop nicht lohnt. So ein kleiner "Grab and Go" ist aber schnell mal aufgebaut. Darum ist die Anschaffung von einem hochwertigen, kleinen Teleskop nie verkehrt. Es gilt der alten Spruch: Das beste Teleskop ist das, welches man am häufigsten benutzt.

Nur visuell Beobachten oder auch Fotografieren?

Amateurastronomen mit einem Refraktor haben bei dieser Frage meistens keine Probleme. Es muss nur ein Adapter für die vorhandene Kamera besorgt werden und dann kann es losgehen. Spezielle Mond- und Planetenkameras haben meist einen passenden Anschluss. Entweder lassen sie sich anstatt des Okulars einsetzen und / oder haben einen passenden Gewindeanschluss (z.B. T2 = M42x0,75). Wenn man einen Refraktor kauft, sollte man auf die Tubuslänge achten. Es besteht leider die Unsitte, Refraktortuben sehr kurz (zu kurz) herzustellen. Man kommt dann nur mit Verlängerungshülsen in den Fokus.

Newtonteleskope werden in verschiedenen Ausführungen angeboten. Da gibt es die "normalen" visuellen Newton-Teleskope mit kleinem Fangspiegel und geringerer Obstruktion (höhere Auflösung, besserer Kontrast) und die sogenannten Fotonewtons. Bei einem Fotonewton sitzt der Fangspiegel näher am Hauptspiegel. Dadurch kommt der Fokus etwas mehr aus dem Tubus heraus und eine DSLR kann angeschlossen werden. Nachteilig ist, das zum Beobachten mit Okular oder das Filmen mit einer Mond- oder Planetenkamera Verlängerungshülsen benutzt werden müssen.