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Welches Teleskop?

Optische Systeme

Ich möchte an dieser Stelle nicht detailliert auf die einzelnen optischen Systeme eingehen, sondern nur bestimmte Aspekte hervorheben, und begründen warum meines Erachtens das Newton-Teleskop das absolut beste System darstellt.

Refraktor

Das "Linsenfernrohr" hat bei Feldstechern und im Sucherbereich seine Berechtigung. Bei 3 Zoll (80 mm Öffnung) ist es das in jeder Beziehung überlegene System, ab spätestens 5 Zoll besteht kaum mehr ein rationales Kosten/Nutzen-Verhältnis. Für bezahlbare, 2-linsige Systeme wie z.B. den Fraunhofer, gilt grundsätzlich, daß

mit zunehmender Öffnung
mit zunehmender Kurzbrennweitigkeit

der Farbfehler jeweils expotentiell steigt. Deshalb ist ein einfaches Fraunhofer-System mit niedriger Vergrößerung zu benutzen oder langbrennweitig auszulegen, als 3,1" f/12, 4" f/15, 6" f/20 etc., ansonsten werden bei hoher Vergrößerung ausgeprägte Farbfehler sichtbar. Während 4" f/15 funktioniert, bildet ein 8" f/15 extrem farbig ab. Mit teuren Synthetik-Gläsern und 3-linsigem Aufbau ist heute ein relativ kurzbrennweitiges Öffnungsverhältnis auch bei 4" bis 8" Öffnung möglich, wobei im Vergleich zum langbrennweitigen Layout mit althergebrachten Gläsern keine wesentliche Verbesserung der Abbildungsqualität entsteht, sondern sehr viel für eine deutlich kürzere Baulänge bezahlt wird. Die Kurzbrennweitigkeit läßt natürlich sehr große Gesichtsfelder zu, wobei sich die Frage stellt, ob bei diesen kleinen Vergrößerungen nicht viel billigere Halbapochromate den gleichen Zweck erfüllen. Bis maximal 6 Zoll Öffnung ist der Refraktor das ideale System, wenn die damit verbundenen Kosten absolut keine Rolle spielen.

Schmidt-Cassegrain (SC)

Das SC ist in vieler Hinsicht ein Kompromiß mit Vor- und Nachteilen. Die SC Optik ist sehr kompakt, kein anderes System bietet eine derart kurze Baulänge pro Öffnung. Eine Öffnung von 8 Zoll (20 cm) läßt sich einfach und komfortabel handhaben, sehr preiswert parallaktisch montieren, und bietet im Vergleich zu 4 Zoll (10 cm) doppeltes Auflösungsvermögen und 4-fache Lichtstärke. (Oder, wie wir vorhin gesehen haben, 4-fache Licht-Sammelfläche und vielleicht nur die doppelte Lichtleistung). Mit rund 40% Obstruktion (bezogen auf den Durchmesser!) kann jedoch keine Optik eine brauchbare Kontrastschärfe für die visuelle Beobachtung liefern. Genauer, ein egal wie perfektes SC mit 8" Öffnung und 40% Obstruktion kann maximal die Kontrastleistung eines 4,8" Refraktors liefern. Hinzu kommt die Fehlertoleranz eines Systems. Das SC hat insgesamt min. 5 optische Flächen, Schmidtplatte vorn und hinten, Hauptspiegel, Fangspiegel, Zenithspiegel. Um die Auflösung eines Newton zu erreichen, müßte das SC ungefähr doppelt so gute Oberflächen haben. Die oft zitierte Aussage, ein SC sei wegen seiner langen Brennweite besonders für Planeten geeignet, ist blanker Unsinn. In der Praxis erreicht ein Durchschnitts-SC am Planeten nicht mal die Leistung eines halb so großen Durchschnitts-Refraktors. Auch die Gabelmontierung ist ein Kompromiß zugunsten angenehmer Bedienung, der visuell noch akzeptabel ist, fotografisch jedoch nicht das, was man sich an Stabilität wünscht. Für das Schmidt-Cassegrain sprechen Kompaktheit, Transportabilität und angenehme Bedienung, ebeno der durch Massenproduktion ermöglichte, sehr günstige Preis. Wer absolute Stabilität oder eine perfekte Optik sucht, hat sicherlich andere Alternativen. Ein weiterer Vorteil des SC erweist sich als Pferdefuß. Das Fokussieren erfolgt durch Verschieben des Hauptspiegels, was ein feststehendes Okular und eine extrem variable Plazierung des Brennpunktes ergibt. Damit ist das SC flexibler als jedes andere System, und kommt mit praktisch jedem Zubehör zurecht. Der Nachteil liegt ist dieser mechanischen Bewegung innerhalb der justierten Optik. Der Hauptspiegel selbst sitzt auf der Verschiebemechanik und ist unjustierbar. Der Kunde kann zwar den Fangspiegel justieren. Falls der Hauptspiegel am Fangspiegel vorbeizielt, ist diese Justierung jedoch mehr oder weniger sinnlos. Das SC ist also überwiegend kraft Produktionstoleranz justiert, und kann vom Kunden nicht nachjustiert werden. Bei präziser Einzelfertigung mit entsprechender Qualitätskontrolle ist dies kein Problem, ansonsten besteht die Gefahr einer sehr breiten qualitativen Streuung, für den Kunden ist es dann vom Glück oder Pech abhängig, inwieweit sein Gerät scharfzustellen ist.

Maksutov

Für das Maksutov gilt prinzipiell das gleiche wie für`s Schmidt-Cassegrain.

Cassegrain & Ritchey-Chretien

Der überwiegende Einsatz des Cassegrain, genau genommen des zum Cassegrain zählenden, optisch abgewandelten Ritchey-Chretien, bei professionellen Großteleskopen verleitet zu der Annahme, dies seien die bestmöglichen Optiken. Wie bei allen Optiken handelt es sich beim Cassegrain um einen Kompromiß. Der Hauptvorteil im Vergleich zum Newton liegt in der deutlich kürzeren Baulänge, was bei Großteleskopen zum entscheidenden Faktor wird. Daneben bietet das Cassegrain den Einblick von unten, was ab einem gewissen Durchmesser auch einiges für sich hat. Mit Ausnahme dieser Faktoren bieten die Cassegrain gegenüber dem Newton kaum einen Vorteil, sondern sind im Gegenteil hinsichtlich Bauaufwand, Justierung und Kosten deutlich unterlegen. Die für ein Cassegrain angestrebten Konstruktionsziele, kurze Baulänge, kleine Obstruktion, flache Brennebene und zugänglicher Brennpunkt, sind gegenläufig, d.h. nicht alle auf einmal zu verwirklichen. Aus diesem Grund gibt es fotografisch optimierte Ritchey-Chretien und visuell optimierte "klassische" Cassegrain. Bei anderen Cassegrain-Derivaten wie z.B. Dall-Kirkham oder Pressmann-Camichel wird eigentlich nur ein geringerer Bauaufwand bei deutlichen optischen Abstrichen bezweckt.

Richey-Chretien

Das Richey-Chretien-System besteht aus einem hyperboloiden Hauptspiegel und einem hyperboloiden Fangspiegel. Durch diese Spiegelformen hat es kein Koma, d.h. es produziert immer runde Sternbilder, die mit zunehmendem Abstand von der optischen Achse zwar durch Astigmatismus deutlich größer werden, aber auch in sehr großem Abstand von der optischen Achse immer noch kreisrund bleiben. Aus genau diesem Grund wird es bei dem meisten Großteleskopen eingesetzt. Für den fotografischen Einsatz ist das Ritchey-Chretien sehr gut geeignet. Mit der typischen f/3 x3 = f/9 Konfiguration (Hauptspiegel f/3, Fangspiegel x3, Gesamtsystem f/9) bietet es, auf Kosten einer für Fotografie unbeachtlichen 35-40% Obstruktion, ein relativ großes Gesichtsfeld und eine relativ wenig gekrümmte Brennebene.

Cassegrain

Das Cassegrain System besteht aus paraboloidem Hauptspiegel und hyperboloidem Fangspiegel. Es produziert Coma, das in etwa einem Newton mit gleichem Öffnungsverhältnis entspricht, hat im Vergleich zum Newton jedoch ein stärker gekrümmtes Bildfeld. Durch die typische f/4 x4 = f/16 Konfiguration bietet es eine für die kompakte Bauweise relativ kleine Obstruktion von knapp 30%, die zwar bei weitem nicht die Kontrastschärfe eines visuell optimierten Newton mit 15-20% Obstruktion zuläßt, aber immerhin im Grenzbereich zu brauchbarer Kontrastschärfe liegt und diesbezüglich weitaus besser zur visuellen Beobachtung kontrastschwacher Objekte geeignet ist als das Ritchey-Chretien oder Schmidt-Cassegrain. Die im Vergleich zum Ritchey-Chretien stärker gekrümmte Brennebene ist für die visuelle Beobachtung belanglos. Im Vergleich zum handelsüblichen Schmidt-Cassegrain sind Ritchey und klassisches Cassegrain deutlich überlegen. Die Krümmung der Brennebene verstärkt sich mit zunehmendem Vergrößerungsfaktor des Fangspiegels (bei gleichem Öffnungsverhältnis). Im Vergleich zum Schmidt-Cassegrain (f/2 x5 = f/10) weist das Cassegrain (f/4 x4= f/16) ein deutlich ebeneres und das Ritchey-Chretien (f/3 x3 = f/9) ein wesentlich ebeneres Bildfeld auf. Beim Schmidt-Cassegrain müßten 4 optisch wirksame Oberflächen perfekt gearbeitet sein, ebenso perfekt justiert. Daneben bietet das SC zwar den Vorteil einer nahezu beliebigen Plazierung des Brennpunktes hinter dem feststehenden Okular-Anschluß, das Verschieben des Hauptspiegels wiederspricht aber dem Faktum, daß auch eine Schmidt-Cassegrain Optik nur einen optimalen Abstand zwischen Haupt- u. Fangspiegel hat. Neben der Oberflächenqualität bieten die Cassegrain und Ritchey-Chretien Systeme den Vorteil, daß nur 2 optische Flächen vorhanden sind. Durch "feste" Montage von Haupt- und Fangspiegel wird immer der optimale Abstand zwischen beiden Spiegeln benutzt, ebenso können die Systeme voll justierbar gebaut werden.

Newton

Isaak Newton, dessen Physik auch heute noch weitgehend gilt, verdanken wir ein optisches Prinzip, das meines Erachtens bis hin zur Schwindelfreiheit des Beobachters auch heute noch das absolut Beste darstellt. Der Hauptvorteil des Newton Teleskopes besteht in seiner Primitivität, die man auch als genial einfach bezeichnen könnte. Das Newton hat eine einzige optisch wirksame Komponente, den paraboloiden Hauptspiegel. In der Praxis bedeutet dies, daß weniger optische Flächen perfekt sein müssen, was ohnehin schwer genug ist. Der im Newton integrierte Fangspiegel stellt hinsichtlich der Oberflächengenauigkeit keine zusätzliche Belastung dar, da er bei Refraktoren und Schmidt-Cassegrain in Form des Zenithspiegels zusätzlich eingesetzt wird. Ein Newton läßt sich also auch in der Praxis bezahlbar, groß und annähernd perfekt gestalten. Sehr große Gesichtsfelder lassen sich mit dem Newton einfach erzielen. F/6 zählt bereits zu langbrennweitig, mit selbst fotografisch akzeptablem Koma. Ab 8" f/6 kann visuell die Obstruktion unter 20% gehalten werden, und damit wird die Kontrastleistung eines guten Refraktors gleicher Öffnung möglich, ebenso wird die visuelle Kontrastschärfe eines theoretisch idealen 6,5" Refraktors erreicht. Leider bringt ein Newton nicht zwingend perfekte Bildqualität, das genial einfache Newton Prinzip wird sehr oft mißbraucht, um selbst mit billigstmöglichem Schrott noch eine wahrnehmbare Abbildung zu produzieren. Unter dieser Prämisse entstehen massenhaft kleine Newton Teleskope mit über 30% Obstruktion, auch gibt es etliche Anbieter, die ihr Sortiment im absoluten Billigbereich mit sehr fragwürdigen Newtons abrunden.

Dobson Teleskope

Ein Newton Teleskop auf azimutaler Montierung, wie es bereits Texereau als "Standardteleskop" vorschlägt, wird heute üblicherweise als Dobson-Teleskop bezeichnet. Es gibt kein System, daß annähernd so viel Seherlebnis für`s Geld liefert wie ein gutes Dobson.

Wenn Sie in San Francisco von einem älteren Herrn mit schulterlangem, weißen Haar zum Beobachten der Sonne aufgefordert werden, hier und jetzt, mitten auf dem Gehsteig, dann begegnen Sie mit ziemlicher Sicherheit einer lebenden Legende: John Dobson. Nicht nur mit seinen "Gehsteig Astronomen" hat er einen großen Beitrag zur volkstümlichen Astronomie geleistet. Anfangs mußte er, als Mönch, heimlich, ohne Geld, aus Müll sein Teleskop bauen, so einfach wie möglich, mit einer für den Einsatz unfaßbar großen Öffnung. In den USA fand das sofort großen Anklang, und Dobsonian Telescopes beherrschten fortan jede der zahlreichen Star Parties.

Die von John Dobson aus der Not geborene Verwendung von Müll ist auch heute noch Quintessenz einer bestimmten Richtung der Dobsomanie. Kommerziell gefertigte, komplette Teleskope zu absoluten Tiefstpreisen machen es einem Amateur fast unmöglich, nicht zunächst mal dieses Qualitätsspektrum des Dobsonismus kennenzulernen. Die Billigpreise werden nur möglich, wenn wirklich überall eingespart wird. Mit rostigen Schrauben und kompostierbarem Sono-Tubus kann man noch leben. Wenn jedoch selbst das Spiegelglas nichts taugt wird`s bitter. Überraschenderweise sorgen selbst diese "ruckeligen" Dobsons dafür, daß sich viele für ein weiteres Dobs interessieren, diesmal mit richtiger Optik, und dem unbedingten Parallaktismus abschwören.

Bei den Dobson-Teleskopen wird die genial einfache Newton Optik einfach genial montiert, genauso, wie man heutzutage alle Großteleskope montiert: azimutal. Das Teleskopgewicht übt keine Hebelkraft aus, es gibt kaum Ansatz für Schwingungen. Schwerkraft und Gewicht sind kein schwingendes Problem, sondern stabilisierendes Element.

Die Montierung besteht aus einer Holzkiste mit einem Drehteller am Boden, der Newton-Tubus liegt obenauf und läßt sich in einer Achse kippen. Die Azimutal- oder Panorama-Montierung hat gegenüber der häufig unbedingt geforderten parallaktischen Montierung nur den Nachteil, daß keine Astrofotografie möglich ist. Das Investitionsrisiko begrenzt sich auf den Wert der Holzkiste, der Newton-Tubus paßt problemlos auf eine parallaktische Montierung. Ebenso kann heute selbst ein Dobson computergesteuert motorisch nachgeführt werden. Allerdings habe ich bis heute nur wenige visuelle Beobachter kennengelernt, die nicht beim rein manuell betriebenem Dobson geblieben sind.

Für die visuelle Beobachtung ist eine funktionsfähige Dobson-Montierung optimal. Sie ist unschlagbar billig, was viel Geld für ein perfektes, großes Newton übrigläßt. Der Montierungs-Selbstbau ist problemlos möglich. Ein Dobson ist auch sehr stabil und kinderleicht zu benutzen. Zur "Montage" wird der Newton-Tubus einfach in die Dobson-Montierung gelegt – fertig. Bis zu 12 Zoll oder 20 Zoll Öffnung (je nach Bauweise, Gitterrohr. etc.) schafft das eine Person problemlos. In 10 Minuten ist ein komplettes Gitterrohr Dobson aufgebaut, ganz gemütlich, incl. Ausladen, Schwätzchen, Okulare herrichten, usw.

Ein gutes Dobson-Teleskop ist in jeder Position perfekt ausbalanciert. Man kann den Tubus jederzeit loslassen; er bleibt in jeder Position stehen, auch beim Okularwechsel, ohne daß man irgendetwas festklemmt. Beim Beobachten hält man sich einfach am Tubus fest und zieht das Teleskop quer durch beide Achsen mit.

Mit den heute von uns verwendeten, perfektionierten Dobson-Montierungen, ist die Nachführung von Hand problemlos. Mein Limit liegt bei 660-fach, primär allerdings durch das Einblickverhalten der Okulare bedingt. Andere sind in der Lage, ihre Augen in ein 2,8 mm Ortho zu pressen, um so gut 1000-fach zu benutzen - die Füße einen Meter vom Boden weg, 160 kg von Hand nachgeführt. Es muß ja nicht in Arbeit ausarten, deshalb spechteln wir und unsere Gäste meistens ganz entspannt mit 125-fach bis 400-fach. Das kann jeder beim ersten Mal, sofern klargestellt wurde, daß der Beobachter selbst nachführt. Das frei bewegliche Dobson kann direkt scharfgestellt werden, ohne daß man das Ausschwingen irgendwelcher Vibrationen abwarten muß.

Für den Dobsonauten bedeutet das Dobson keinerlei Einschränkung, sondern eher Befreiung von lästigem, unnützen Ballast - beim Transport, beim Aufbau, und ganz besonders bei der Beobachtung. Mit etwas Dobson-Training empfindet man selbst das Hervorkramen einer bereits verdrahteten Handsteuerbox als lästig, es ist einfach viel angenehmer, das Objekt selbst in die Bildmitte zu schubsen. Für mich gibt es keinen schöneren, direkteren Weg zu den Himmelsobjekten.

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