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Justierstabile Teleskope

Trotz aller Anleitungen, oder vielleicht auch wegen der vielen Anleitungen, haben viele Sternfreunde ein ungutes Gefühl, wenn es um das Thema Optikjustage geht. Normalerweise wird solchen Sternfreunden ganz einfach zu einem Refraktor geraten, ohne auf die zweifellos vorhandenen Alternativen einzugehen. Daher möchte ich die Gelegenheit ergreifen, eine Auswahl justierstabiler Teleskope vorzustellen.
Zunächst mal möchte ich kurz darauf eingehen, worum es bei der Optikjustage geht. Ganz wichtig ist die Erkenntnis, dass jedes Teleskop eine Justage benötigt. Einige Teleskope reagieren sehr empfindlich auf Dejustage, andere eher verzeihlich. Normalerweise erhält jede Optik eine Grundjustage beim Hersteller, die durchaus sehr gut sein kann. Diese Justage wird aber auf dem Transportweg meist kräftig durchgerüttelt und geht dann bei weniger justierstabilen Geräten verloren.
Was die Justage an sich angeht, so möchte ich zwei Justierprozesse unterscheiden: Erstens die Justage optisch wirksamer Bestandteile, also Linsen oder Spiegel, zueinander, so dass sie eine perfekte Abbildung im Sinne ihrer Konstruktion erzielen. Zweitens die Justage der gesamten Optik zum Teleskoptubus und dort vor allem zum Okular so, dass der Bildbereich mit der besten Abbildung auch ins Okular gelangt.

Abstandsplättchen im Refraktorobjektiv
Refraktorobjektive werden in sich durch Abstandsplättchen justiert.

Beim Refraktor findet man sehr oft in sich fest justierte Objektive. Die meisten Refraktoren sind Zweilinser mit Luftspalt. Die Linsen sitzen zueinander justiert in der Fassung und der Luftspalt wird durch drei dünne Abstandsplättchen zwischen den Linsen eingestellt. Je nach Aufwand des Herstellers werden diese Abstandsplättchen in ihrer Stärke sogar sorgfältig ausgewählt wobei es durchaus auf den hundertstel Millimeter ankommen kann. Sorgfältig justierte Refraktorobjektive werden auch rotationskollimiert, das heißt die Linsen werden so gegeneinander verdreht, dass ihre individuellen Abweichungen von der Idealform möglichst gut zueinander passen. Bei dreilinsigen Objektiven mit Luftspalt geschieht das im Prinzip genauso. Wichtig ist stets, dass die Linsenfassung die Linsen über einen großen Temperaturbereich hinweg in der richtigen Position hält, denn wenn kalte Nachttemperaturen Glas und Metall unterschiedlich zusammenziehen, kann die Linse bei schlecht gebauter Fassung gequetscht werden. Hochwertige Refraktoren haben daher immer auch sehr aufwändige Linsenfassungen. Einige wenige Hersteller liefern Linsenfassungen, die es erlauben, die Linsenzentrierung auf einen gemeinsamen Mittelpunkt einzustellen. Ein solcher Refraktor hat den Vorteil, justierbar zu sein, andererseits vielleicht den Nachteil, justiert werden zu müssen. Linsenfassungen aus Plastik sind hingegen eher nicht dazu geeignet, dem Refraktor zu optimaler Leistung zu verhelfen, da Plastik bei Kälte wesentlich stärker Schrumpft als Glas und Metall.
Gerade im Jahr 2006 kamen besonders dreilinsige Refraktoren mit verkitteter Triplett-Optik und zumindest der Farbkorrektur eines Halb-APO auf den Markt. Hier sind die Linsen mit einem speziellen Klebstoff, dem Kanada-Balsam, fest miteinander verkittet. Bei diesen Geräten muss man sich darauf verlassen, dass die einzelnen Linsen in der richtigen Position zueinander verklebt wurden – was definitiv nicht immer gelingt. Wenn die Linsen einmal verklebt sind, ist eine Korrektur quasi unmöglich. Da die Linsen aber nicht mehr gegeneinander verrutschen können, ist hier die Linsenfassung weniger aufwendig, es reicht, die Linsen locker zu halten, so dass sie bei tiefen Temperaturen nicht von der Fassung gequetscht werden. Diese Objektive sind bis etwa 5 Zoll (127mm) Öffnung machbar, darüber hinaus kommt es bei starken Temperaturdifferenzen zu Verspannungen zwischen den unterschiedlichen Glassorten.
Beim Refraktor ist die Justage des Objektives zum Okular meist sehr unproblematisch, da diese Optiken ein recht großes Bildfeld optimal abbilden. Die meisten Refraktoren sind daher auch in diesem Punkt nicht justierbar – man verlässt sich darauf, dass die Linsenfassung gerade mit dem Tubus verschraubt ist und dass auch der Okularauszug gerade sitzt – in der Praxis funktioniert das meist auch gut.
Man sieht also: Ein Refraktor ist für gewöhnlich ab Werk justiert und leichte Abweichungen von der Optimaljustage fallen in der Praxis nicht auf. Der Beobachter hat mit der Justage fast nie zu tun. Wenn allerdings bei der Herstellung nicht sauber gearbeitet wurde, dann ist man als Beobachter meist hilflos und muß das Gerät zur Justage einschicken. Noch schlimmer ist natürlich der Fall, daß ein Sternfreund jahrelang mit einem schlecht justierten Refraktor beobachtet und dies nicht bemerkt, weil er kein Vergleichsgerät hat.

Newton-Tubus mit Falz.
Ein gefalzter Tubus mit dünnen Fangspiegelstreben.
Bei der Fangspiegeljustage federn die Bleche, die Falz macht den Tubus an dieser Stelle nicht ganz rund.

Bei Spiegelteleskopen wird das meist ganz anders empfunden. Das liegt daran, dass viele Spiegelteleskope wesentlich stärker auf Dejustage reagieren. Bei einem schnellen Newton-Teleskop (z.B. f/4) ist das optimal scharfe Bildfeld meist nur einen Millimeter klein oder gar noch kleiner. Da das Bild dann in gut einem Meter Abstand vom Hauptspiegel ins Okular fällt, muss der Hauptspiegel schon im Bereich von Zehntel-Millimetern genau ausgerichtet werden. Ein Transport kann eine so feine Justage schnell zunichte machen. Das muss aber nicht der Fall sein. Es kommt eben darauf an, wie robust der Tubus aufgebaut ist, damit die Optik ihre Justage hält.
Bei Newtons mit kleinerem Öffnungsverhältnis (z.B. f/6 oder f/8) ist die Justage weit weniger kritisch und das optimale Bildfeld größer. Solche Geräte verzeihen auch leichte Dejustage. Fotografischen Newtons wird mit Komakorrektoren zu einem sehr großen Bildfeld verholfen, die Justage ist bei diesen Geräten aber dennoch kritisch, damit der Korrektor gut funktionieren kann.
Viele Spiegelteleskope, praktisch alle aus dem preisgünstigen Marktsegment, haben einen gefalzten Tubus. Das heißt, der Tubus ist kein richtiges Metallrohr wie man es bei den meisten Refraktoren findet, sondern ein Metallblech wurde zu einer Röhre gewickelt und die Enden wurden durch einen Falz zusammengeheftet. Wer einen solchen Tubus in Rohrschellen setzt, bemerkt schnell, dass der Falz allein schon eine Störstelle ist. Der Tubus ist hier nicht ordentlich rund. Überhaupt neigen solche Tuben dazu, im Falz zu arbeiten, nicht ganz rund zu sein. Der Tubus gerät unter Druck und kann sich verformen, besonders auch weil die verwendeten Bleche nicht besonders stark sind. Verformt sich der Tubus, so verändert sich aber die Position des Okularauszuges zum Spiegel – die Justage ist nicht stabil.
Besser sieht es bei geschweißten Tuben aus. Die Schweißnaht wird oft auf der Außenseite abgeschliffen, damit der Tubus auch sauber rund ist. Die Schweißnaht hält auch fest, so dass der Tubus kaum arbeitet, selbst wenn er durch die Rohrschellen unter Druck kommt. Noch besser sind Tuben aus Hartpapier, Pertinax oder Karbonfaser. Diese Tuben sind sogar in ihrer Form stabil gegenüber Temperaturänderungen, das heißt ihre Längenänderung durch Wärmeausdehnung ist praktisch nicht messbar. Fangspiegelspinnen aus Gussteilen sind ebenfalls sehr robust, stören aber durch kräftige Beugungseffekte im Bild, weshalb man zu dünnen Halteblechen übergegangen ist. Die von Teleskop-Selbstbauern hier meist verwendete exzentrische Befestigung der Haltebleche an der Fangspiegelfassung wird aber nur von den wenigsten Herstellern übernommen, so dass marktüblichen Fangspiegelspinnen besonders gegen ein Verdrehen des Fangspiegels empfindlich sind. Es muss also auch auf eine stabile Fangspiegelhalterung und –Spinne geachtet werden.

Geschweißter Tubus mit robuster Fangspiegelspinne
Ein geschweisster Tubus mit robuster Fangspiegelspinne.
Die saubere Schweissnaht ist kaum erkennbar.

Ein solcher Tubus ist eine gute Basis, um mit robusten Spiegelzellen und Fangspiegelhalterungen eine justierstabile Spiegeloptik einzusetzen. Bei meinem R200SS funktioniert das sehr gut, obwohl es mit f/4 ein sehr justierkritischer Newton ist. Alle zwei Jahre kann man mal zur Kontrolle einen Blick auf die Justage werfen.
Ähnlich robust aufgebaut sind auch die Mechaniken der russischen Spiegelteleskope aus den Häusern Intes, Intes Micro und Ylenna. Man findet hier zwar genietete und nicht geschweißte Tuben, diese scheinen aber durch das innen angebrachte System aus Blendenringen erheblich an Stabilität zu gewinnen. Nach einer guten Werksjustage ist bei diesen Systemen eine Neujustage üblicherweise unnötig, allerdings im Detail auch nicht einfach zu bewerkstelligen. Einen Einblick bietet die Seite von Ekkehard Grohs zum
Alter M 715.
Zu Teleskopen mit Hauptspiegel-Fokussierung ist zu bemerken, dass im Prinzip auch eine shiftingfreie Fokussierung eine Vorraussetzung für eine optimale Justage ist, da beim Spiegelshifting der Hauptspiegel leicht kippt und damit die Justage verändert. Bei einigen Cassegrain-Teleskopen mit Hauptspiegelfokussierung ist „shiftingfrei“ ein Qualitätsmerkmal.
Kleinere Maksutov-Cassegrains, vor allem aus chinesischer und taiwanesischer Fertigung, sind von außen praktisch nicht justierbar. Hier baut man darauf, dass die relativ kleinen Geräte eine leichte Dejustage Verzeihen und durch ihr geringes Gewicht auch keine wesentlichen Verformungen erleiden. Ohne größere Umbauten erhält man hier ein Gerät mit „Werksjustage“ und muss dann damit leben, was nicht immer optimal ist. Shiftingfrei sind diese Geräte praktisch nie, aber weil sie klein und leicht sind, scheint sich das Shifting eher in Grenzen zu halten.


Ein Mak-Cassegrain mit auf dem Meniskus-Korrektor aufgedampftem Gegenspiegel.
Ist der Meniskus sauber gefertigt, so steckt die optimale Justage des Gegenspiegels fest im System.

Wenn man, nach diesem Überblick über recht justierstabile Teleskope die wesentlichen Eigenschaften zusammenfasst, dann stellt man fest, dass der wesentliche Faktor stets die mechanische Qualität und hochwertige Verarbeitung ist. Das gilt für Refraktoren genauso wie für Spiegelteleskope. Wer also Angst vor der Justage hat, der muss nicht zwangsläufig auf einen Refraktor setzen. Er kann genauso gut auf ein mechanisch robustes Spiegelteleskop setzen, das eine einmal gemachte Justage bei guter Behandlung über Jahre bewahrt. Ein Refraktor verhält sich da kaum anders, denn auch ein solches Gerät kann eine Dezentrierung erleiden, wenn es Beispielsweise einmal umfällt oder am Türrahmen anschlägt.
Dennoch ist der Ruf vieler Spiegelteleskope, justierempfindlich zu sein, völlig gerechtfertigt. Das liegt vor allem daran, dass die Mehrzahl der Spiegelteleskope besonders preisgünstig angeboten und daher entsprechend billig gefertigt wird. Dies führt zu wenig stabilen Tuben, zu schlechten Spiegelzellen und kritischen Fangspiegelhalterungen – und in der Praxis dann dazu, dass solche Teleskope bei jedem Aufbau eine kleine Nachjustage brauchen. Viele Sternfreunde beherrschen diese Nachjustage problemlos und haben sie in deutlich weniger als 5 Minuten mit den entsprechenden Hilfsmitteln (barlowed Laser) abgeschlossen. Sternfreunde, die sich damit nicht auseinandersetzen wollen, müssen hingegen auf justierstabile Teleskope setzen. Das führt aber, wie man sieht, nicht unbedingt zum Refraktor.

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