Teleskope für Hobby-Astronome

Man könnte sagen, dass das Gebiet der Optik durch die Neugier der Menschheit an den Sternen und Welten außerhalb unserer eigenen entstanden ist. Der Bau von Fernrohren ist eine der ältesten Anwendungen der Optik und wird seit vielen Jahrhunderten praktiziert. Im letzten Jahrhundert hat die Zahl der Hobby-Teleskopbauer zugenommen, da die optischen Elemente für die Öffentlichkeit immer leichter zugänglich wurden. Der Bau eines Teleskops kann ziemlich einfach sein, und viele Hobby-Astronomen haben erfolgreich Teleskope gebaut, aber der erste Schritt in dieses Hobby kann auch schwierig und entmutigend sein. Teleskope beruhen auf dem Prinzip der Winkelvergrößerung. Die Systeme ermöglichen die Betrachtung weit entfernter Objekte, da sie den Winkelbereich eines Objekts in einen für den Betrachter größeren Bereich umwandeln können. Hierzu müssen Elemente mit bestimmter optischer Brechkraft zusammengebracht werden, die dann den Winkelbereich verändern. Auch wenn es den Anschein hat, dass dies eine gewisse Komplexität mit sich bringt, ist der Grundaufbau relativ simpel und macht so auch den Bau eines Teleskops an sich recht einfach.

Abbildung 1: Bild der Spiralgalaxie M83, aufgenommen mit dem Hubble-Weltraumteleskop.¹

Grundlagen eines Teleskops

Bevor Sie mit dem Bau eines Teleskops beginnen, müssen Sie mehrere Faktoren berücksichtigen. Wie bei allen Dingen müssen auch beim Bau eines Teleskops Kompromisse eingegangen werden, z. B. hinsichtlich der Transportierbarkeit, dem Budget und der Qualität. Die Transportierbarkeit ist wichtig, da viele Hobby-Astronomen unterwegs sind, um die besten Beobachtungsplätze für die Sternbeobachtung zu finden. Das Budget wirkt sich natürlich auf die Qualität der Teleskopelemente aus und diese kann relativ sein, da unterschiedliche Teleskope für unterschiedliche Aufgaben besser oder schlechter geeignet sind. Bevor man sich also in dieses Hobby stürzt, ist es wichtig, all diese Überlegungen zu verstehen und richtig einzuordnen. Es kann leicht passieren, dass man sich in unnötige Details verstrickt, wenn nicht für alle drei Parameter eine Grenze gesetzt wird.

Nach diesen Basisüberlegungen ist es wichtig, die grundlegenden Konzepte von Teleskopen besser zu verstehen. Es ist unendlich viel schwieriger, den Typ des zu bauenden Teleskops und die dazugehörigen Parameter einzugrenzen, wenn man diese Konzepte nicht versteht. Es werden verschiedene Arten von Teleskopen vorgestellt, um Anfängern eine fundierte Entscheidung zu ermöglichen. Weiter unten werden Produktlisten gezeigt, die bei der Auswahl der richtigen Komponenten für das ideale Teleskop helfen. Obwohl die unten vorgeschlagenen Teile von Edmund Optics stammen, sind viele Komponenten für den Bau eines Teleskops besser über den Hobby-Bedarf zu beziehen, der sich auf solche Teile spezialisiert hat.

Brennweite und Vergrößerung spielen eine Schlüsselrolle bei der Erstellung und optimalen Nutzung eines Teleskops und müssen daher verstanden werden, bevor man sich mit dem Teleskopbau beschäftigt. Des Weiteren gibt es neben diesen beiden wichtigen Aspekten noch weitere Themen, über die nicht so oft gesprochen wird, die aber ebenfalls untersucht werden müssen.

Grundlegende Konzepte

Die Linse, die dem betrachteten Objekt am nächsten ist, wird als Objektivlinse bezeichnet; diese Linse erzeugt zusammen mit dem Okular ein Bild. Die Brennweite dient zur Bestimmung der Vergrößerung und der Blendenzahl des Systems. Eine höhere Vergrößerung kann mit demselben Okular und einer längeren Brennweite der Objektivlinse erzielt werden. Um die Vergrößerung eines Teleskops zu berechnen, teilen Sie einfach die Brennweite der Objektivlinse durch die Brennweite des Okulars (unten als Bildlinse bezeichnet).

Abbildung 2: Darstellung der Vergrößerung eines einfachen Teleskopsystems, das aus zwei Linsen besteht.

Die Vergrößerung sorgt dafür, dass das Objekt von Interesse größer erscheint, als es tatsächlich ist. Die Winkelvergrößerung vergrößert den Winkel des einfallenden Lichts aus der Sicht des Betrachters im Bildraum und lässt das Bild größer erscheinen. Daraus könnte geschlossen werden, dass einfach eine Linse mit einer längeren Brennweite in das System eingebaut werden muss, um eine höhere Vergrößerung zu erreichen. Hier kommt allerdings der Aspekt der Transportierbarkeit ins Spiel. Ein Teleskop mit einer längeren Brennweite wird in den meisten Fällen länger, damit das Licht fokussiert werden kann und ein längeres Teleskop führt im Allgemeinen zu einem weniger tragbaren System. Einige Teleskope umgehen dieses Problem durch eine Faltung des optischen Pfads, hieraus ergeben sich jedoch weitere Komplexitäten, die später bei der Betrachtung bestimmter Teleskoptypen behandelt werden.

Ein gängiger Spruch in der Welt des Teleskopbaus lautet: "Apertur ist König". Der Grund hierfür ist, dass eine größere Blende mehr Licht von dem betrachteten Objekt aufnehmen kann; dies führt zu einem helleren Bild und erleichtert die Betrachtung. Ein weiterer Grund ist z. B. die Auflösung. In Anbetracht der Tatsache, dass die meisten Teleskope beugungsbegrenzt sind, bedeutet eine größere Öffnung einen höheren Kontrast und eine bessere Auflösung. Dies führt dazu, dass die Apertur eines Teleskops als Maß für die Qualität von Teleskopen angesehen wird. Man sollte jedoch vorsichtig sein, da Teleskope mit großer Öffnung ebenso wie Teleskope mit längerer Brennweite nicht gut transportierbar sind. Ein Spiegelteleskop mit einem Optikdurchmesser von 12 Zoll mag eine wunderbare Idee für Lichtsammel- und Auflösungszwecke sein, aber der Transport eines Teleskoptubus mit 12 Zoll Durchmesser wird unglaublich schwierig. Wie bei der Brennweite muss daher auch die Aperturgröße sorgfältig geprüft werden.

Weitere Überlegungen

Brennweite, Vergrößerung und Öffnung sind zwar wichtige Grundbegriffe für Teleskope, aber es gibt noch weitere Begriffe, die verstanden werden müssen, bevor man in den Himmel blicken kann. Um den Nachthimmel in vollem Umfang zu erleben, müssen verschiedene Parameter wie Auflösung, astronomisches Seeing und Austrittspupillenöffnung berücksichtigt werden.

Auflösung

Typische optische Systeme werden am häufigsten anhand ihrer Auflösung bewertet. Auch wenn dies für Hobby-Astronomen, die sich eher mit den Kosten, der Größe, dem Verhältnis zwischen Öffnung und Brennweite und der Art des Teleskops befassen, nicht so relevant ist, spielt es doch eine Rolle in der Astronomie und ist als Konzept wichtig zu verstehen. Die Auflösung steht in direktem Zusammenhang mit der optischen Leistung und bestimmt die Größe der vom System erkannten Details. Stellen wir uns zwei Sterne oder Punktquellen vor, die nebeneinander liegen. Je näher die Sterne beieinanderliegen, desto mehr hängt die Fähigkeit des optischen Systems sie klar zu unterscheiden mit der Auflösung des Systems zusammen. Die nachstehende Grafik hilft, dieses Konzept zu veranschaulichen.

Abbildung 3: Wenn die Bilder von zwei Punktquellen näher beieinander liegen als das minimal auflösbare Detail oder Rayleigh-Kriterium, verschmelzen sie miteinander und werden unauflösbar.

In der obigen Abbildung sind die beiden Punkte und die entsprechenden Spitzen die repräsentativen Bilder von zwei Punktquellen. Würden sich die Punkte im obigen optischen System näher kommen als das Rayleigh-Kriterium bzw. das minimal auflösbare Detail und somit eine höhere Frequenz oder mehr Linienpaare pro Millimeter aufweisen, wären die beiden Punkte unauflösbar. An diesem Beispiel lässt sich erkennen, wie wichtig die Auflösung ist. Sterne oder andere Lichtpunkte, die von einem Himmelsobjekt ausgehen, lassen sich mit einer zu geringen Auflösung nicht voneinander unterscheiden. Dies mindert natürlich den Spaß an der Sternenbeobachtung, da der Zweck eines Teleskops ja darin besteht, scharfe Bilder von Himmelsobjekten zu liefern.

Astronomisches Seeing

Das astronomische Seeing ist ein Konzept, das atmosphärische Bedingungen und Ungleichmäßigkeiten beschreibt. Die optische Leistung hängt stark von dem Medium ab, durch das das Licht übertragen wird. Da das Licht die Atmosphäre durchqueren muss, um die Linsen eines Teleskops auf der Erde zu erreichen, wirken sich die Dicke und die Gleichmäßigkeit der Atmosphäre stark auf die Auflösung des Teleskops aus. Eine der einfachsten Möglichkeiten, um das Konzept des astronomischen Seeings zu verstehen, ist die Vorstellung von kleinen, gleichförmigen Bereichen der Atmosphäre, den sogenannten isoplanatischen Feldern. Die Felder bestehen nur kurzzeitig (in der Größenordnung von 1/10 Sekunde), da sie vom Wind über das Bildfeld geblasen werden. Weil sich das vom Licht durchquerte Medium aufgrund der Felder ständig verändert, entsteht eine Leistungsminderung des optischen Systems. Dies ist der Hauptgrund dafür, dass die Tragbarkeit ein entscheidender Faktor bei der Herstellung eines Teleskops ist. Es gibt geografische Regionen, die aufgrund ihrer Umgebung und geografischen Gegebenheiten ein wesentlich besseres astronomisches Seeing aufweisen. Daher ist es unglaublich wichtig, dass Sie Ihr Teleskop an einen Ort mit besserem Seeing transportieren können. Der Aspekt des astronomischen Seeings fällt bei größeren Objektiven noch mehr ins Gewicht. Diese haben zwar eine bessere Abbildungsleistung, aber eine schlechte Transportierbarkeit. Ein tragbares Teleskop zu haben, das man an einen Ort mit besserem Seeing mitnehmen kann, ist viel vorteilhafter als ein großes Objektivteleskop an einem Ort, an dem das Seeing die Leistung erheblich beeinträchtigt. Die folgende Abbildung zeigt, dass die Bildqualität vom Verhältnis Objektivdurchmesser D zur Größe des isoplanatischen Feldes abhängt, wobei r₀ der Radius des Feldes ist, das einen Einfluss hat, während es sich im Sichtfeld des optischen Systems befindet.

Abbildung 4: Betrachtet man die Beugungsmuster von Punktquellen als Funktion des Objektivdurchmessers (D) geteilt durch die Größe des isoplanatischen Feldes (r₀), so zeigt sich, dass größere Objektive unter schlechten Seeing-Bedingungen einen größeren Qualitätsabfall aufweisen.

Bildfeld

Der nächste wichtige Aspekt ist das Bildfeld. Es gibt kein einziges Teleskop, das für die gesamte Bandbreite der Sternbeobachtung geeignet ist. Das Bildfeld spielt eine wichtige Rolle, da verschiedene optische Systeme unterschiedlich große Objekte betrachten können. Ein System, das speziell für die Beobachtung von Doppelsternsystemen oder Planeten ausgelegt ist, kann beispielsweise ein sehr enges Bildfeld mit hoher Vergrößerung haben, während ein System, das für die Beobachtung von Nebeln ausgelegt ist, ein viel größeres Bildfeld und möglicherweise eine geringere Vergrößerung haben muss. Glücklicherweise können Bildfeld und Vergrößerung durch die Verwendung verschiedener Okulare verändert werden. In der Tat ist es üblich, dass Sternbeobachter mehrere Okulare mit unterschiedlichen Brennweiten besitzen, um die Vergrößerung des Systems und das Bildfeld zu variieren. Das Okular wirkt sich auch auf die Austrittsapertur des Teleskops aus, die eine ebenso wichtige Rolle bei der Bildbetrachtung spielt. Nachstehend finden Sie eine Tabelle mit den verschiedenen Beziehungen zwischen Blendenzahl, Vergrößerung, Austrittspupillendurchmesser und Objektivdurchmesser.

Tabelle 1:  Wichtige Überlegungen/Spezifikationen für den Teleskopbau.

In Tabelle 1 sind verschiedene Okularbrennweiten mit jeweils unterschiedlichen Blendenzahlen für bestimmte Pupillendurchmesser aufgeführt. Die Brennweite des Okulars kann mit der folgenden Gleichung berechnet werden:

In der obigen Gleichung ist $ \small{\text{BW}_{\text{Okular}}} $ die Okularbrennweite, $ \small{D_{\text{Pupille}}} $ der Austrittspupillendurchmesser und $ \small{ f / \#} $ die Blendenzahl.

Der zweite Teil von Tabelle 1 zeigt die Beziehung zwischen Objektivdurchmesser $ \left( \small{D _{\text{Obj.}}} \right) $, Pupillengröße und Vergrößerung. Die folgende Gleichung gilt für den zweiten Teil der Tabelle, in dem  $  \small{D _{\text{Obj.}}} $ der Durchmesser des Teleskopobjektivs ist, $ \small{\text{MP}} $ die Vergrößerung und $  \small{D _{\text{Pupille}}} $ der Pupillendurchmesser des Teleskops:

Diese Information ist besonders wichtig für die Wahl der richtigen Teleskop-Spezifikationen, da verschiedene Austrittspupillendurchmesser und Vergrößerungen für die Betrachtung bestimmter Objekte idealer sind. Im Allgemeinen ist eine Austrittspupille mit einem Durchmesser von 4-5 mm ideal für schwach leuchtende Objekte, von 2-2,5 mm für den allgemeinen Gebrauch und von 0,5-1 mm für Objekte, die man besser mit starker Vergrößerung betrachtet, wie z. B. Planeten. Der richtige Austrittspupillendurchmesser zeigt dann die verschiedenen Vergrößerungen, die bei einem bestimmten Objektivdurchmesser möglich sind, wie in Tabelle 1 dargestellt.

Arten von Teleskopen

Nach den wichtigen Überlegungen zum Bau eines Teleskops, werden jetzt Teleskoptypen näher betrachtet. Es gibt zwei Hauptkategorien von Teleskopen: spiegelnde oder brechende Teleskope. Nachfolgend finden Sie Erklärungen und Vorschläge für Materiallisten mit Komponenten von Edmund Optics^® für jeden Teleskoptyp.

Brechende oder refraktive Teleskope

Refraktive Teleskope waren die ersten Teleskope, die erfunden wurden. Zu dieser Zeit waren Brillen bereits leicht erhältlich, und wenn zwei Brillengläser mit unterschiedlicher optischer Stärke zusammengesetzt werden, entsteht ein refraktives Teleskop. Im Laufe der Zeit hat sich das Design weiterentwickelt, aber das Konzept ist dasselbe geblieben. Die Objektivlinse ist die erste Linse im Teleskop und hat in der Regel sowohl einen großen Durchmesser als auch eine große Brennweite. Der große Durchmesser wird wegen seiner Lichtsammelfähigkeit verwendet, die große Brennweite ermöglicht eine hohe Vergrößerung. Bei diesen Elementen ist es wichtig mit sehr präzisen Linsen zu arbeiten, die wenig bis gar keine Abbildungsfehler aufweisen, insbesondere in Bezug auf die Farben. Nach dem Objektiv kommt das Okular, das für das afokale System verwendet wird, das in allen Teleskopen zu finden ist. Wie bereits erwähnt, werden verschiedene Okulare für die Betrachtung unterschiedlicher astronomischer Körper verwendet. Nachstehend finden Sie ein allgemeines Diagramm zum Aufbau eines refraktiven Teleskops.

Es gibt zwei Kategorien von refraktiven Teleskopen: Kepler-Teleskope und Galilei-Teleskope. Ein keplersches Teleskop besteht aus Linsen mit positiven Brennweiten, deren Abstand der Summe der Brennweiten entspricht (Abbildung 5).

Abbildung 5: Refraktives Kepler-Teleskop mit zwei positiven Linsen.

Ein Galilei-Teleskop besteht aus einer Positiv- und einer Negativlinse, die durch die Summe ihrer Brennweiten getrennt sind (Abbildung 6). Da eine Linse jedoch eine Zerstreuungslinse ist, ist der Abstand zwischen den beiden Linsen wesentlich kleiner als beim keplerschen Aufbau. Während die Verwendung der effektiven Brennweite der beiden Linsen eine gute Näherung für die Gesamtlänge bietet, ergibt die Verwendung der hinteren Brennweite die exaktere Länge.

Abbildung 6: Refraktives Galilei-Teleskop, bestehend aus einer Negativ- und einer Positivlinse.

Einige Vorteile von refraktiven Teleskopen sind:

• Das geschlossene Gehäuse schützt das System vor Umwelteinflüssen und Temperaturschwankungen.
• Brechende Elemente haben in der Regel ein höheres Auflösungsvermögen.
• Sie sind einfacher zu bauen und auszurichten.
• Sie sind so konstruiert, dass es keine Abschattungen des optischen Pfads gibt.
• Es muss nur eine minimale Ausrichtung vorgenommen werden.
• Größere Öffnungsverhältnisse (Brennweite geteilt durch Aperturgröße, auch als Blendenzahl bezeichnet) ermöglichen in der Regel die Verwendung einfacherer Okulare mit einem weiter entfernten Brennpunkt.

Refraktive Teleskope weisen allerdings auch einige Nachteile auf:

• Große, achromatische Brechungselemente/Objektive sind sehr teuer.
  • Der Preis wird unglaublich hoch, sobald man die Schwelle von fünf Zoll Durchmesser überschreitet, und er steigt hinter dieser Schwelle weiter an.
• Die Teleskope sind in der Regel sehr lang, da sie eine lange Brennweite haben und der optische Pfad nicht gefaltet werden kann.
• Brechende Elemente haben chromatische Aberrationen.

Nachfolgend finden Sie eine Liste mit verschiedenen Teleskopaufbauten und Produkten von Edmund Optics^®, die unserer Meinung nach ideal für den Bau eines Teleskops sind. Die erste Liste enthält nur die optischen Elemente, die für den Bau des Teleskops erforderlich sind, und überlässt die Montage dem Teleskopbauer. Dies ermöglicht es ihm, das Teleskop an seine eigenen Bedürfnisse anzupassen, was für Anfänger im Teleskopbau wichtig sein kann. Halterungen können durch 3D-Druck erstellt oder von Anbietern gekauft werden, die sich auf die Montage von Teleskopen spezialisiert haben.

Die zweite Liste bietet verschiedene Möglichkeiten für die Montage der optischen Elemente und ist eine vollständigere Liste, wenn es darum geht ein funktionierendes Teleskop von Grund auf aufzubauen. Die angegebenen Montageoptionen sind allerdings keine speziell auf Teleskope zugeschnittenen Möglichkeiten, da Edmund Optics keine speziellen Produkte für die Teleskopmontage mehr anbietet. Es gibt auch einige Teile, die Edmund Optics nicht liefern kann, da das Unternehmen mittlerweile eher auf Präzisionsoptiken für die Industrie als auf spezielle Teile für den Hobbybereich spezialisiert ist. Diese Komponenten können allerdings leicht von Drittanbietern bezogen werden.

Liste der optischen Komponenten

Achromatisches Kepler-Teleskop 2,5"

Aus diesen Teilen ergeben sich die folgenden Spezifikationen:

Achromatisches Kepler-Teleskop 3"

Aus diesen Teilen ergeben sich die folgenden Spezifikationen:

Achromatisches Kepler-Teleskop 4"

Aus diesen Teilen ergeben sich die folgenden Spezifikationen:

Optische Komponenten und Montagemöglichkeiten

Die Liste unten enthält eine vollständigere Sammlung von Komponenten mit möglichen Befestigungslösungen für die oben genannten optischen Elemente. Diese Montagemöglichkeiten unterscheiden sich ein wenig von herkömmlichen Teleskopmontagen, da die meisten Teleskope in einem typischen "Tubussystem" geliefert werden, das unerwünschte Lichtquellen daran hindert, in das optische System einzudringen und das Bild des Objekts stark zu beeinträchtigen. Die Liste unten beinhaltet keine Tubus-Komponenten, aber es dürfte nicht allzu schwierig sein, einen Tubus zu finden, in den die unten aufgeführten Teile eingebaut werden können. Wenn keine geeigneten Montagelösungen verfügbar sind, können kundenspezifische Lösungen mittels 3D-Druck oder 80/20-Schienen konstruiert werden.

Achromatisches Kepler-Teleskop 2,5“:

Achromatisches Kepler-Teleskop 3"

Achromatisches Kepler-Teleskop 4"

Die gelisteten Komponenten ermöglichen es dem Teleskopbauer, ein Teleskop auf einer Montageschiene zu bauen. Wie bereits erwähnt, wäre es höchstwahrscheinlich von Vorteil, wenn alle Komponenten von einem Tubus umgeben wären, um den Lichteinfall auf das System von außen zu kontrollieren. Dies würde auch dazu beitragen, das System widerstandsfähiger gegen Temperaturschwankungen zu machen. Wichtig ist auch der Einsatz eines Stativs, das in vielen verschiedenen Geschäften erhältlich ist. Über die optischen Schienen kann das System problemlos auf einem Stativ mit ¼-20-Gewinde montiert werden. So hätte der Teleskopbauer ein komplettes System, mit dem er die Sterne betrachten könnte.

Reflektierende Teleskope

Spiegelteleskope bestehen hauptsächlich aus einem großen Primärspiegel und einem kleineren Sekundärspiegel. Das Okular wird dann in ähnlicher Weise wie beim refraktiven Teleskop eingesetzt. Die folgende Liste enthält nur optische Elemente. Es sind keine Montageoptionen angegeben, da die Montage der Spiegel für ein Spiegelteleskop sehr kompliziert ist. Der Primärspiegel ist so konstruiert, dass er den optischen Pfad auf sich selbst zurücklenkt. Hier wird dann der Sekundärspiegel verwendet, der sich im zurückgelenkten Strahlengang befindet. Auf diese Weise kann der Betrachter das Bild von der Seite des Teleskops aus sehen, ohne dass das gesamte Bild verdeckt wird, wenn er vor dem Teleskop steht. Die nachstehende Abbildung verdeutlicht dieses Prinzip. Der Aufbau wird auch als Newton-Teleskop bezeichnet.

Abbildung 7: Schematische Darstellung eines Newton-Spiegelteleskops.

Auch wenn diese Anordnung des Sekundärspiegels noch so praktisch ist, führt sie doch zu Problemen, da der Sekundärspiegel und seine Halterung den mittleren Teil des Primärspiegels verdecken. Aus diesem Grund werden die Halterungen für den Sekundärspiegel so klein wie möglich gehalten. Da es sich um ein Spiegelteleskop handelt, unterscheiden sich seine Anwendungen und Verwendungszwecke von denen der refraktiven Teleskope.

Einige Vorteile von Spiegelteleskopen sind:

• Es kann einfacher ein größerer Spiegel eingebaut werden, um mehr Licht zu sammeln.
• Es gibt weniger chromatische Aberrationen. Die einzige chromatische Aberration wird durch das Okular verursacht.
• Die erforderlichen optischen Komponenten sind kostengünstiger.
• Sie können aufgrund ihrer kürzeren Länge und der Möglichkeit, sie wegen des gefalteten Strahlengangs auseinanderzubauen, besser transportiert werden.
• Es ist einfacher, Spiegel von Hand zu schleifen als eine refraktive Linse von Hand herzustellen, was zu den niedrigeren Kosten führt.

Spiegelteleskope weisen aber auch einige Nachteile auf:

• Sie haben in der Regel eine geringere Abbildungsleistung.
• Die Kollimation muss bei jeder Verwendung dieser Geräte neu eingestellt werden.
• Bei einer offenen Bauweise sind sie anfälliger für Umwelteinflüsse und Temperaturschwankungen.

Da Edmund Optics wenige für Teleskope passende Montagekomponenten anbietet, sind die Montageoptionen für Primär- und Sekundärspiegel nicht aufgeführt.

Die Halterung für den Sekundärspiegel von Edmund Optics würde eine Abschattung verursachen und die optische Leistung des Systems beeinträchtigen.

Auf Empfehlungen für Okularhalterungen wurde aus ähnlichen Gründen verzichtet. Da es keine passende Halterung für den Sekundärspiegel gibt, ist es auch schwierig, eine Halterung für das Okular vorzuschlagen, da es von der Position und dem Aufbau der Sekundärspiegelhalterung abhängig ist. Die unten aufgeführte Liste optischer Elemente erfordert, dass der Teleskopbauer entweder seine eigenen Montagekomponenten herstellt (was durch 3D-Druck oder die Verwendung von 80/20-Schienen recht einfach möglich ist) oder sie von Drittanbietern bezieht.

Newton-Teleskop 6“

Aus diesen Teilen ergeben sich die folgenden Spezifikationen:

Newton-Teleskop 8“

Aus diesen Teilen ergeben sich die folgenden Spezifikationen:

Ausrichtung und Kollimation

Sobald ein Teleskop zusammengebaut ist, muss es ausgerichtet und kollimiert werden. Dies geschieht in der Regel durch eine Sichtprüfung, insbesondere bei Teleskopen, die bei jedem Gebrauch neu ausgerichtet und kollimiert werden müssen, wie z. B. die Newton-Spiegelteleskope (auch Dobson-Teleskope genannt). Es gibt viele Methoden zur visuellen Kollimation von Teleskopen, und es würde zu lange dauern, sie alle zu beschreiben. Es gibt jedoch zahlreiche Anleitungen hierzu im Web, z. B. diesen Artikel von astonomy.com aus dem Jahr 2019, diese Anleitung von Gary Seronik aus dem Jahr 2011 und diesen Leitfaden von OZSCOPES. Wir empfehlen, diese Anleitungen vor dem Zusammenbau des Teleskops zu lesen und zu verstehen, damit die beste optische Leistung erreicht werden kann. Die Ausrichtung richtet sich in der Regel nach bestimmten Merkmalen der verschiedenen optischen Elemente. Eine Ausrichtungsmethode besteht beispielsweise darin, ein kleines Kreuz auf die Mitte des Objektivspiegels zu setzen, um ihn auf den Sekundärspiegel und dann auf das Okular auszurichten.

Montage

Es wurde bereits erwähnt, dass ein Stativ erforderlich ist, um das eigentliche Teleskop zu befestigen. Teleskope sollten nicht auf dem Boden stehen, sodass eine Befestigungslösung gefunden werden muss. Edmund Optics bietet diese Lösungen zwar nicht an, aber wir möchten hier die wichtigsten Typen vorstellen, die für die Montage des Teleskops in Frage kommen.

Azimutale Montierung

Eine der beliebtesten Montierungen für den Hobby-Astronom ist die azimutale Montierung. Das Teleskop wird auf eine Drehplattform gesetzt, um das Bildfeld über den Himmel bewegen zu können. Bei der Drehung handelt es sich im Wesentlichen um die Einstellung der horizontalen Achse. Gleichzeitig kann das Bildfeld nach oben oder unten gerichtet werden, sodass der Betrachter astronomische Objekte in allen Himmelsbereichen sehen kann und eine vertikale oder azimutale Einstellung ermöglicht wird.

Abbildung 8: Schema der azimutalen Montierung

Azimutale Montierungen sind einfach zu bauen und daher bei Hobby-Astronomen sehr beliebt. Dobson-Teleskope sind Spiegelteleskope auf einer azimutalen Montierung und ebenfalls sehr beliebt, da sie preiswert, einfach zu bauen und für Anfänger geeignet sind. Der größte Nachteil der azimutalen Montierung ist, dass der Betrachter sowohl die horizontale als auch die vertikale Achse der Montierung einstellen muss, um Objekte am Himmel betrachten und verfolgen zu können.

Gabelmontierung

Eine weitere gängige Befestigung ist die Gabelmontierung. Es handelt sich um eine zweiarmige Halterung, jeder Arm wird auf einer Seite des Teleskops befestigt, das in der Regel von einem Tubus umgeben ist. Die vertikale Rotation der einen und die horizontale Rotation der anderen Achse entspricht in etwa dem Prinzip des azimutalen Aufbaus. Allerdings ist bei dieser Halterung eine Rotationsmöglichkeit im Allgemeinen "verkeilt". Die Keile werden verwendet, um das Teleskop so auszurichten, dass es bei horizontaler Drehung dem betrachteten astronomischen Objekt weiter folgt. Dies geschieht durch die Einstellung des Teleskopwinkels in Bezug auf die longitudinale Position des Betrachters. Dadurch kann der Betrachter das Teleskop in einem Winkel drehen, der den Sternen am Himmel folgt, ohne die Höhe oder die azimutale Position zu verändern. Der Keil verursacht sozusagen, dass die Rotation des Teleskops die Bewegung der Erde nachahmt, sodass das Teleskop automatisch dem Weg der Sterne über den Himmel folgt. Das Teleskop wird zwischen den beiden "Gabelzinken" der Montierung befestigt.

Sowohl Gabelmontierung als auch azimutale Montierung können verkeilt werden, es ist allerdings viel einfacher eine Gabelmontierung zu verkeilen. Das Hinzufügen eines Keils zu einer selbstgebauten azimutalen Montierung wäre relativ komplex. Halterungen von kommerziellen Teleskopen sind häufig Gabelmontierungen mit "Go-to"-Funktion, die durch Eingabe von Koordinaten in die grafische Benutzeroberfläche (GUI) auf einen bestimmten astronomischen Körper ausgerichtet werden können und ihn auf seinem Weg über den Himmel verfolgen können. Dieser Aufbau ist allerdings zu komplex, um hier ausführlich behandelt zu werden.

Zusammenfassung

Unter Berücksichtigung aller oben genannten Informationen sollte es für einen Anfänger möglich sein, die notwendigen Komponenten für den Bau eines Teleskops zu bestimmen. Die hier erläuterten Konzepte sollten genügend Informationen liefern, um eine fundierte Entscheidung über die Art des zu bauenden Teleskops und die benötigten Teile zu treffen. Die Produktlisten geben eine Vorstellung von den benötigten optischen Elementen und Halterungen. Es kann sein, dass der erste Versuch, ein Teleskop zu bauen, nicht zu einer optimalen Leistung führt, aber das Lernen ist natürlich Teil des Prozesses und des Spaßes am Astronomie-Hobby.

Es ist wichtig zu beachten, dass kein einziges Teleskop alle Zwecke erfüllen kann, die ein Anfänger erreichen möchte. Es ist sehr gut möglich und wahrscheinlich, dass ein Amateur mit zunehmender Erfahrung und Kenntnis mehrere verschiedene Teleskope für unterschiedliche Zwecke in Betracht zieht. Das alles gehört dazu, wenn es darum geht die astronomischen Objekte in unserem Universum zu betrachten. Die Grenzen dieses Hobbys sind so weit wie das Universum selbst!

Tabelle 2 fasst die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale zwischen den verschiedenen Typen von Hobby-Teleskopen zusammen.

Tabelle 2: Zusammenfassung Teleskopbau

Literatur

1. NASA (2021). Image and Video Library. https://images.nasa.gov/

Weiterführende Informationen

• Bildgebende Systeme auf dem Mars-Rover Perseverance
• Auflösung
• Laserstrahlaufweiter
• Understanding Optical Lens Geometries