Der Teleskop Ratgeber fasst die Grundlagen zusammen, die Sie benötigen wenn Sie ein Teleskop kaufen wollen. Teleskope für Kinder oder ein Teleskop für Einsteiger sollten auf Basis dieser Grundlagen und weiterer spezieller Gesichtspunkte ausgewählt werden. Nach und nach kann im Anschluss Teleskop-Zubehör wie Okulare oder Filter ergänzt werden.
Grundlagen über Teleskope
Die ersten Teleskope waren Fernrohre, bestehend aus Linsen in einem langen Tubus. Ihr Aussehen prägt bis heute unsere Vorstellung von einem Teleskop. Das erste Teleskop wurde von Galileo Galilei im Jahre 1608 konstruiert und ermöglichte schon die Beobachtung von vier Monden des Jupiters.
Isaac Newton entwickelte 1670 ein Teleskop, das seine optischen Fähigkeiten durch Spiegel realisierte. Im Laufe der Zeit wurden auch Teleskoptypen entwickelt, in denen Linsen und Spiegel kombiniert waren (z.B.: Schmidt-Cassegrain-Teleskope).
Bestandteile eines Teleskops
Ein Teleskop besteht grundsätzlich aus drei Komponenten
Die Optik eines Teleskops – Verschiedene Teleskoptypen
Die Optik besteht aus dem optischen System, das dem zu beobachteten Objekt zugewandt ist (Objektiv) und dem augenseitigen optischen System (Okular). Die Aufgabe des Objektivs ist es, Licht einer weit entfernten Quelle zu sammeln und im Brennpunkt zu bündeln. Hinter dem Brennpunkt entsteht ein Bild, welches mit dem Okular für unser Auge vergrößert wird. Dieses Bild ist um 180° gedreht.
Je nach Konstruktionsbestandteilen (Linsen, Spiegel oder Kombinationen) des Objektivs werden verschiedene Teleskoptypen unterschieden, die in diesem Teleskop Ratgeber beleuchtet werden sollen:
Das Linsenteleskop (Refraktor)
Dabei handelt es sich um das „klassische Teleskop“ in den Köpfen der meisten Menschen. Das Teleskop besteht aus einem langen Rohr (Tubus) mit objektseitiger Linse und augenseitiger Okularlinse. Aus der Konstruktion und den Bestandteilen ergeben sich Vor- und Nachteile:
Vorteile:
Nachteile:
Verwendung
Refraktoren eignen sich besonders für Beobachtung von Mond und Planeten. Lichtschwächere Deep-Space Objekte lassen sich auf Grund der relativ geringen Öffnung nur schlecht beobachten.
Hochwerte Refraktoren mit geringem Farbfehler (Achromat/Apochromat) sind beliebte Einsteigerteleskope in der Astrofotografie.
Die intuitive Verwendung von Refraktoren machen aus didaktischer Sicht Sinn als ein erstes Teleskop für ein Kind.
Das Spiegelteleskop (Reflektor)
Bei Reflektoren sammelt und fokussiert ein Hauptspiegel am unteren Ende des Tubus das Licht. Es wird über einen im Strahlengang platzierten Fangspiegel dem Okular zugeführt. Der Okularauszug kann sich vorne seitlich am Tubus (Newton-Reflektor) oder am Ende des Tubus (Cassegrain-Reflektor, Ritchey-Cretien) befinden. Aus der Konstruktion und den Bestandteilen ergeben sich Vor- und Nachteile:
Vorteile:
Nachteile:
Verwendung
Reflektoren sind oft sehr lichtstarke Teleskope und gut für die visuelle Beobachtung sowohl von Planeten/Mond als auch Deep-Space Objekten geeignet. Sie bieten in den meisten Fälle das beste Preis-Leistung-Verhältnis.
Für die astrofotografische Verwendung müssen Ausgleichselemente im Strahlengang platziert werden um Bildfehler auszugleichen. Für die visuelle Beobachtung sind diese Bildfehler allerdings zu vernachlässigen
Linsen-Spiegel-Teleskope (katadioptrische Teleskope)
Katadioptrische Teleskope (zum Beispiel: Maksutov-Teleskope, Schmidt-Cassegrain-Teleskope) kombinieren Linsen und Spiegel zur Abbildungserzeugung. Durch mehrere Spiegel wird der Strahlengang gefaltet und führt zu einer drastischen Verlängerung der Brennweite.
Häufig gleichen spezielle Linsen (zum Beispiel die Schmidt-Platte) im Strahlengang den Koma-Bildfehler von sphäroiden Spiegeln aus. Aus der Konstruktion und den Bestandteilen ergeben sich Vor- und Nachteile:
Vorteile:
Nachteile:
Verwendung
Maksutov-Teleskope bilden sehr scharf und kontrastreich ab, durch den relativ zum Schmidt-Cassegrain kleineren aufgedampften sekundären Spiegel. Die Miniskuslinse ist groß und schwer und wird mit zunehmender Größe teuer in der Herstellung. Die Vorzüge der Bauweise entfalten an Mond und Planeten ihr volles Potential. Die relative lichtschwäche mach sie weniger geeignet für die Beobachtung der meisten Deep-Sky-Objekten.
Schmidt-Cassegrain Teleskope bieten das breiteste Fundament für den Einstieg in die Astronomie an. Sie bieten sehr gute Beobachtungsergebnisse in allen Bereichen der Astronomie. Ihre kompakte Bauweise macht sie gut zu transportieren. Desweiteren sind sie mit entsprechender Montierung sehr gut für die Astrofotografie geeignet. Diese guten Allround-Eigenschaften haben allerdings ihren Preis.
Die Montierung bei Teleskopen – darauf ist zu achten
Die Montierung dient zur Aufnahme und Bewegung des optischen Systems über zueinander senkrecht stehende Achsen. Je nach Ausführung und Leistung können Montierungen sehr teuer sein. So können Montierungen über Motoren gesteuert werden oder sogar eine sogenannte Go-To-Funktion haben, mit der sich Himmelsobjekte per Knopfdruck anfahren lassen. Grundsätzlich wird in diesem Teleskop Ratgeber auf zwei Montierungsarten bei Teleskopen eingegangen: azimutale Montierung und parallaktische Montierung.
Azimutale Montierung
Bei der azimutalen Montierung erfolgt die Ausrichtung an der Horizontalebene. In der Regel muss das Teleskop an beiden Achsen bewegt werden, um einem Himmelsobjekt über die Zeit zu folgen. Die azimutale Montierung ist wenig komplex, weshalb sie sich in vielen Einsteigerteleskopen befindet und sogar selbst gebaut werden kann (Rockerbox).
Rockerbox
Die Rockerbox stellt eine Spezialform der azimutalen Montierung dar. Sie wird häufig in Kombination mit einem Newton-Reflektor verwendet. Dieses System wird nach seinem Erfinder als Dobson-Teleskop bezeichnet.
Das Besondere an der Rockerbox ist ihre sehr einfache und robuste Bauweise. Der optische Tubus wird in einem Gabelgestell aus Holz oder Kunststoff gelagert. Seine Beweglichkeit wird über Friktionsschrauben individuell eingestellt. Diese Gabel ist auf einer drehbaren Bodenplatte montiert. Die einfache Bauweise macht diese Montierung sehr günstig; sie kann sogar selbst gebaut werden. Das Zielobjekt muss dementsprechend auch über die Veränderung an zwei Achsen angesteuert werden.
Parallaktische Montierung
Bei der parallaktischen Montierung erfolgt die Ausrichtung an der Erdachse. Wird die Rektaszensionsachse (abhängig vom Beobachtungsstandort) auf den Himmelspol ausgerichtet, kann einem Himmelsobjekt über die Zeit gefolgt werden, indem man nur noch an einer Achse nachführt.
Dadurch ist diese Montierungsart prädestiniert für Nachführungsmotoren und empfehlenswert für die Astrofotografie. Die parallaktische Montierung ist technisch komplexer und daher auch deutlich teurer. Wenn die Ausrichtung nicht genau erfolgt, muss man bei diesem System dem Himmelsobjekt selbstverständlich auch über die Nachführung an beiden Achsen folgen.
Azimutal | Parallaktisch | |
Vorteile |
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Nachteile |
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Stativ
Das Stativ ist in den meisten Fällen ein Dreibein aus ausziehbaren Aluminiumelementen.
Teleskopleistung – Die wichtigsten Kennwerte und ihre Bedeutung
Die bedeutsamsten Kenngrößen eines Teleskops sind seine Öffnung und seine Brennweite. Aus diesen beiden Größen lassen sich die wichtigsten anderen Kenngrößen berechnen. Zur Beurteilung eines Angebots und Auswahl des passenden Teleskops ist es sinnvoll, die wesentlichen Auswirkungen der Kenngrößen zu kennen. Der Teleskop Ratgeber möchte diese mit Beispielen anschaulich erklären
Die Öffnung
Sie ist die wohl entscheidendste Kenngrößes eines Teleskops. Die Öffnung beschreibt den Durchmesser (in Millimetern) der Linse (Refraktor) bzw. des Hauptspiegels (Reflektor) und bestimmt daher die für uns wichtigsten Eigenschaften eines Teleskops:
Die Öffnung ist maßgeblich für die Eigenschaften des Teleskops verantwortlich, die wir benötigen, um ein tolles Astronomieerlebnis zu haben, und sollte daher möglichst groß gewählt werden:
Je größer die Öffnung, desto … |
… mehr Einzelheiten können aufgelöst werden (Wolkenbänder des Jupiters, Cassini-Teilung des Saturn-Ringsystems). |
… höher kann die maximal sinnvolle Vergrößerung gewählt werden. |
… höher kann die minimal sinnvolle Vergrößerung gewählt werden. |
… mehr Licht kann gesammelt werden, um auch lichtschwache Objekte wie Galaxien und Nebel beeindruckend abzubilden. |
Da der lichtsammelnden Eigenschaft des Teleskops eine quadratische Funktion zugrunde liegt, wirkt sich die Vergrößerung der Öffnung exponentiell aus.
Beispiel des Teleskop Ratgebers:
Ein 200-mm-Reflektor hat eine doppelt (2 x) so große Öffnung wie ein 100-mm-Reflektor, aber seine lichtsammelnde Fähigkeit entspricht dem Vierfachen (4 x).
Die Brennweite eines Teleskops
Die Brennweite entspricht dem Abstand der Linse oder Hauptspiegel zum Brennpunkt und wird in Millimetern angeben. In vielen unseriösen Angeboten wird suggeriert, dass eine besonders lange Brennweite zu einer besonders hohen Leistungsfähigkeit des Teleskops führt, weil dadurch die theoretische Vergrößerung bestimmt werde. Dies ist allerdings Unfug, denn ausschlaggebend ist die maximale sinnvolle Vergrößerung, welche durch die Öffnung definiert wird.
Auswirkungen langer Brennweiten:
Aus Öffnung und Brennweite abgeleitete Kenngrößen
Die beiden bedeutendsten Kenngrößen (Öffnung und Brennweite) wurden eingeführt. Aus ihnen lassen sich weitere Kenngrößen zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit eines Teleskops ableiten und werden nachfolgend im Teleskop Ratgeber beleuchtet.
Die Vergrößerung
Der Vergrößerungsfaktor eines Teleskops ergibt sich aus der Brennweite des Objektivs (Teleskop) und des Okulars:
theoretische Vergrößerung = Teleskopbrennweite/Okularbrennweite
Was wir aus dieser Gleichung lernen können ist, dass das verwendete Okular die Vergrößerung des Teleskops definiert. Dies bedeutet, dass man für den Einstieg in die Astronomie sinnvollerweise zwei bis drei Okulare benötigt.
Einsteiger begehen häufig den Fehler zu glauben, ein Teleskop müsste eine möglichst hohe Vergrößerung haben, um ein gutes Teleskop zu sein. Aus diesem Grund wird sich oft für eine lange Teleskopbrennweite und eine kleine Okularbrennweite entschieden.
Tatsächlich entscheidend für die Vergrößerung ist jedoch die Öffnung. Durch den Durchmesser der Öffnung wird näherungsweise die maximale sinnvolle Vergrößerung bestimmt, bei der das beste Bild in Bezug auf den Vergrößerungsfaktor entsteht:
maximale sinnvolle Vergrößerung = 2 x Öffnung
Wird darüber hinaus vergrößert, verschlechtert sich die Bildqualität wieder.
Des Weiteren wird die maximale sinnvolle Vergrößerung auch durch die Turbulenzen der Erdatmosphäre begrenzt, sodass Vergrößerungen von mehr als 180 x bis 220 x selbst unter besten Bedingungen nur selten zu realisieren sind.
Neben der maximalen Vergrößerung gibt es noch die wenig beachtete minimale sinnvolle Vergrößerung. Diese wird wieder durch die Öffnung des Teleskops und die maximale (altersabhängige) Öffnung der Augenpupille (ca. 7 mm) definiert:
minimale sinnvolle Vergrößerung = Öffnung/7mm
Wird weniger als die minimale sinnvolle Vergrößerung vergrößert, entsteht im Okular ein Bild (Austrittspupille), das größer ist als die maximale Öffnung der dunkeladaptierten Augenpupille (7 mm). Dadurch geht Licht (Information) verloren, weil das Bild nicht vollständig auf der Netzhaut abgebildet werden kann.
optimale Vergrößerung = Öffnung / 0,7
Die optimale (förderliche) Vergrößerung eines Teleskop ist die Vergrößerung, bei der wir ein Maximum an Auflösungsvermögen des Objektivs nutzen. Vergrößern wir darüberhinaus, wird nur das abgebildete Objekt größer, ohne dass wir weitere Details erkennen.
Öffnungsverhältnis und Öffnungszahl
In vielen Teleskopbeschreibungen wird man auf Angaben stoßen wie f/10 oder f/7,9. Dahinter verbirgt sich das Öffnungsverhältnis. Es wird durch Öffnung und Brennweite definiert:
Öffnungsverhältnis = Brennweite/Öffnung
Beispiel:
Ein Teleskop mit der Öffnung 200 mm und der Brennweite 2000 mm hat ein Öffnungsverhältnis von 2000/200 = 10. Die anerkannte Schreibweise ist f/10.
Der Kehrwert des Öffnungsverhältnisses ist die Öffnungszahl, in diesem Fall entsprechend 10.
Die Schreibweise f/x stammt aus der Fotografie. Aus ihr rührt auch die Bezeichnung einer schnellen oder langsamen Optik. Schnelle Optiken haben ein großes Öffnungsverhältnis (und entsprechend eine kleine Öffnungszahl) und belichten den Film schneller als eine Optik mit kleinem Öffnungsverhältnis (langsame Optik).
Öffnungsverhältnis (f/x) | Bedeutung | Auswirkung |
groß
(z. B.: f/5) “Schnelle Optik” |
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klein
(z. B.: f/13,8) “Langsame Optik” |
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Relevante Bildfehler
Bildfehler entstehen, wenn Licht auf dem Weg durch das Teleskop gebrochen oder reflektiert wird. Dabei ist festzuhalten, dass Bildfehler bei Teleskopen mit langer Brennweite weniger starke Auswirkungen haben . Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Auswirkungen von Bildfehlern zu reduzieren. Die wichtigsten Bildfehler werden abschließend im Teleskop Ratgeber behandelt:
Chromatische Aberration
Chromatische Aberration bedeutet, dass die einzelnen Farbbestandteile des Lichts beim Weg durch eine Linse unterschiedlich stark gebrochen werden und damit die Farben verschiedene Brennpunkte haben. Beobachtete Objekte bekommen farbige Säume. Dieses Phänomen ist materialspezifisch. Durch Kombination (Verkittung) von Linsen aus unterschiedlichen Materialien kann dieser Farbfehler drastisch reduziert werden.
Sphärische Aberration
Sphärische Aberration betrifft Teleskope mit einem sphäroid (halbkugelig) geschliffenen Spiegel. Licht, das auf den Rand des Spiegel trifft, wird in einem anderen Punkt fokussiert als Licht, das auf die Spiegelmitte trifft. Das Ergebnis sind unscharfe Bilder. Abhilfe schafft ein parabolischer Spiegel, der alle Lichtstrahlen im selben Punkt bündelt, oder eine vorgeschaltete Linse (Schmidt-Platte).
Koma
Der Komabildfehler entsteht, wenn Licht schräg auf den Spiegel fällt. Dieses Licht kann nicht fokussiert werden und führt im wahrgenommen Bild zu schweifartigen Verzeichnungen am Objekt. Dieser Bildfehler kann durch einen Komakorrektor ausgeglichen werden.
Entscheidungsdiagramm – Welches Teleskop sollte ich auswählen?
Um die überwältigende Vielfalt an möglichen Teleskopen zu bewältigen, haben wir versucht, einen Entscheidungsbaum für die Teleskop-Auswahl zu erstellen. Vielleicht hilft sie dir, wenn du ein Teleskop kaufen möchtest.
Welches Teleskop passt zu deinen Vorstellungen (Quiz)
Du willst dein erstes Teleskop kaufen? Hier der Quickcheck.
Häufig gestellte Fragen
Diese Frage lässt sich selbstverständlich nicht pauschal beantworten. Zunächst sollten die Grundlagen von Teleskopoptiken im Groben verstanden werden. Aus diesen lassen sich Vor- und Nachteile der jeweiligen Systeme ableiten. Danach kann man für das eigene Beobachtungsinteresse und Budget das passende Teleskop gefunden werden.
Die optische Leistungsfähigkeit eines Teleskops wird durch seinen Aufbau und das verwendeten Zubehör wie Okulare bestimmt. Grundsätzlich gilt größer ist besser.
Trotzdem sollte man bevor man ein Teleskop kauft sich mit den realistischen Ergebnisse, die ein Teleskop für Einsteiger liefern kann befassen. Besondere Aufmerksamkeit sollte dem eigenen Erwartungshorizont gewidmet werden.
Quellen
- Szőcs TamásTamasflex, Keplertelescope, CC BY-SA 3.0, entnommen 27.03.2020
- Newton-Teleskop.svg: Kizar derivative work: Kizar, Newtonian telescope, CC BY-SA 3.0, entnommen 30.12.2019
- I, ArtMechanic, Schmidt-Cassegrain-Teleskop, CC BY-SA 3.0, entnommen 30.12.2019
- Kapege.de, Freiheitsgrade Teleskop, CC BY-SA 2.5, entnommen 30.12.2019
- Andreas 06, Chromatic aberration convex, als gemeinfrei gekennzeichnet, Details auf Wikimedia Commons , entnommen 30.12.2019
- Originally (bitmap) uploaded to English Wikipedia: File:Lens-sphericalaberration.png Created by DrBob as claimed on en:User:DrBobSVG conversion and translation: Frank Murmann at de.wikipedia, Sphaerische Aberration, Unknown , entnommen 30.12.2019
- Universität Wien ( https://www.univie.ac.at/mikroskopie/1_grundlagen/optik/opt_linsen/5g_koma.htm ), entnommen 30.12.2019