Teleskoparten

Teleskoparten

In der Astronomie wird zwischen Refraktoren (Linsenteleskope) und Reflektoren (Spiegelteleskope) unterschieden, wobei es bei beiden Varianten noch Untervarianten gibt.

 

Refraktoren:

Eine einfache und preiswerte Form eines Refraktors ist ein Achromat. Hier wird das Licht über zwei Linsen fokussiert.


Schematischer Aufbau eines Refraktors [https://www.bresser.de]

Darstellung eines Refraktors [
Tamasflex, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons]

 

Da Licht durch Glasflächen spektral aufgespalten wird (unterschiedlich Brechung der Wellenlängen), treffen die verschiedenen Wellenlängen nicht in einem Fokuspunkt auf (chromatische Aberration).

Abbildungsfehler bei einem Achromaten [Andreas 06, Public domain, via Wikimedia Commons]

 

Diese Farbfehler können durch ein oder zwei Zusatzlinsen korrigiert werden. Farbkorrigierende Refraktoren werden als Apochromat bezeichnet.

Fokussierung bei einem Apochromaten [Egmason, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons]

 

Anstelle eines großen Refraktors kann auch ein kleines Kamera-Teleobjektiv verwendet werden. Dies ist ein Refraktor mit teilweise kurzen Brennweiten, mit dem große Himmelsabschnitte aufgenommen werden können.

 

Reflektoren:

Reflektoren bündeln das Licht über gewölbte Spiegelflächen. Der bekannteste Vertreter ist das Newton-Teleskop.


Schematischer Aufbau eines Newton-Teleskops [Szőcs Tamás Tamasflex,
CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons]

Darstellung eines Newton-Teleskops [
Szőcs Tamás Tamasflex, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons]

 

Newton-Teleskope haben immer einen Komafehler (Strahlen, die nicht parallel zur optischen Achse einfallen, werden aufgrund der parabolischen Form des Hauptspiegels an den Bildrändern verzerrt dargestellt und haben einen Schweif). Daher benötigen Newton-Teleskope Komakorrekturlinsen im Okularauszug.

Eine Spezialform sind katadioptrische Systeme, bei denen zur Bildfeldkorrektor zum Beispiel eine Schmidtplatte mit integriertem Korrekturfangspiegel verwendet wird (z.B. Schmidt-Cassegrain-Teleskope). Solche Systeme erreichen trotz ihrer Kompaktheit große Brennweiten.


Schematischer Aufbau eines Schmidt-Cassegrain-Teleskops [Szőcs Tamás Tamasflex, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons]

Darstellung eines Schmidt-Cassegrain-Teleskops [
Kapege.de, CC BY-SA 2.5, via Wikimedia Commons]

 

Bei beide Systemen besteht die Notwendigkeit der Justage der Umlenk- bzw. Fangspiegel. Vor allem beim Newton-Teleskop sind die beiden Spiegel sehr genau mit einem Kollimator aufeinander abzustimmen.

Sowohl der kleine Fangspiegel beim Newton-Teleskop, als auch der Fangspiegel in der Schmidt-Platte beim Schmidt-Cassegrain-Teleskop befinden sich im Strahlengang und führen zu einer Abschattung, der sogenannten Obstruktion. Durch diese ändert sich die eingesammelte Lichtmenge und somit die Bildhelligkeit und der Kontrast.

 

Zusammenfassende Übersichtstabelle:

GerätEigenschaftenVorteileNachteile
Refraktor

Bild Refraktor: Tamasflex, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
  • Geschlossener Tubus
  • Typische Öffnungen:
    50 – 150 mm
  • Typische Brennweiten:
    400 – 1200 mm
  • Teleskoplänge entspricht ungefähr der Brennweite
  • Besonders geeignet für die Fotografie großflächiger Objekte
  • Keine Verschmutzung durch geschlossenen Tubus
  • keine Zusatzteile im Strahlengang → keine Obstruktion → hoher Kontrast
  • keine Justage notwendig
  • relativ leicht einzurichten
  • Sehr teuer für große Öffnungen wegen großer Glaslinsen → hohes Gewicht
  • Durch geschlossenes System längere Auskühlzeiten um Tubus-Seeing zu verringern
  • Wenn nicht farbkorrigiert, treten Farbfehler auf
Newton-Teleskop
Bild Newton: Szőcs Tamás Tamasflex, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
  • Offener Tubus
  • Typische Öffnungen:
    130 – 350 mm
  • Typische Brennweiten:
    500 – 1600 mm
  • Teleskoplänge entspricht ungefähr der Brennweite
  • Besonders geeignet für die Fotografie von Galaxien und Nebel, zum Teil auch für Planeten und Planetarische Nebel
  • Schnelle Auskühlzeiten durch offen Tubus
  • Durch einfachen Aufbau preisgünstig herstellbar
  • Große Öffnung
  • Da keine Linsen vorhanden sind fallen Farbfehler nahezu weg
  • Im Gegensatz zum Schmidt-Cassegrain-Teleskop höherer Kontrast, da Fangspiegel kleiner
  • Durch offenen Tubus Gefahr von Verschmutzung der Spiegel
  • Justage notwendig
  • Große Modelle können unhandlich werden
  • Komakorrektur notwendig
  • Im Gegensatz zum Refraktor geringerer Kontrast durch den Fangspiegel
Schmidt-Cassegrain-Teleskop
Bild Schmidt-Cassegrain: Kapege.de, CC BY-SA 2.5, via Wikimedia Commons
  • Geschlossener Tubus
  • Typische Öffnungen:
    130 – 350 mm
  • Typische Brennweiten:
    1250 – 4000 mm
  • Teleskoplänge entspricht ca. dem Viertel der Brennweite
  • Besonders geeignet für die Fotografie von kleinen Galaxien, Planeten und Planetarischen Nebeln
  • Keine Verschmutzung durch geschlossenen Tubus
  • Große Öffnung
  • Neue Systeme haben nur noch sehr geringe Abbildungsfehler
  • Kurze Tubuslänge bei sehr langer Brennweite
  • Die große Öffnungszahl führt zu einer langsamen Optik
  • Durch geschlossenes System längere Auskühlzeiten um Tubus-Seeing zu verringern
  • Im Gegensatz zu den beiden anderen Systemen geringerer Kontrast durch größere Obstruktion
  • Teurer als Newton-Teleskope

 

 

Die Bildorientierung der Teleskope

Verglichen mit bloßem Auge können Abbildungen durch ein Teleskop betrachtet je nach verwendetem Zubehör auf dem Kopf stehen oder gespiegelt dargestellt sein.


Blick mit dem bloßen Auge in Richtung Norden

 

Bildorientierung optischer Systeme und Zubehörteilen in Richtung Norden

Verwendeter TubusBildorientierung ohne ZubehörteileBildorientierung mit Zenitspiegel / Zenitprisma (Öffnung nach oben gerichtet)

Bildorientierung
mit Amici-Pris
ma / Umkehrlinse
             
Refraktor
auf dem Kopf stehend und seitenverkehrtseitenverkehrtmit Amici-Prisma auf­recht und seitenrichtig
Newton
auf dem Kopf stehend und seitenverkehrt
(abhängig von der Einblickposition)
Wird beim Newton-Teleskop nicht verwendet, da sich der Lichtweg so verlängern würde, dass der Fokuspunkt nicht mehr erreicht wird.

mit Umkehrlinse aufrecht und seitenrichtig

Schmidt-Cassegrain

 

auf dem Kopf stehend und seitenverkehrtseitenverkehrtmit Amici-Prisma auf­recht und seitenrichtig

Bild Refraktor: Tamasflex, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
Bild Newton: Szőcs Tamás Tamasflex, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
Bild Schmidt-Cassegrain: Kapege.de, CC BY-SA 2.5, via Wikimedia Commons
Bild Zenitprisma: https://www.astroshop.de
Bild Amici-Prisma: Fred the Oyster, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons
Bild Umkehrlinse: https://www.astroshop.de

 

Ein Vergleich der Sichtfeldbreiten

Um einen Eindruck zu erhalten, was handelsübliche Teleskope normalerweise für einen Himmelsausschnitt abbilden können, soll im Folgenden ein Anschauungsbild zeigen.

Hierbei gelten folgende Annahmen:

  • Es wird immer der gleiche Kamerachip verwendet (APS-C Format, 22,2x14,8 mm)
  • Es werden keine Zubehörteile wie Reducer oder Barlowlinsen verwendet
  • Es werden folgende Teleskope verglichen:
    • Teleobjektiv mit 280 mm Brennweite
    • Refraktor mit 480 mm Brennweite
    • Newton-Teleskop mit 1000 mm Brennweite
    • Schmidt-Cassegrain-Teleskop (SC) mit 2000 mm Brennweite