Die gebräuchlichsten Optiktypen
astronomischer Teleskope

Spiegelteleskope

Newton Reflektor

Newton Reflektoren sind die einfachsten Spiegeloptiken. Am Rand des Gesichtsfeldes tritt Koma als Bildfehler auf, besonders bei kurzen Brennweiten. Bei Geräten ab F/5 lohnt sich ein Komakorrektor, während er zur Fotografie schon ab f/6 zu erwägen ist.
Langbrennweitige Newton-Teleskope haben gute Eigenschaften bei der Planetenbeobachtung, während kurzbrennweitige Geräte aufgrund ihrer Lichtstärke für DeepSky-Beobachtung und -Fotografie gut geeignet sind. Dobson-Teleskope haben Newton-Optiken.


 

Short-Tube Newton (eigentlich Katadioptrisch)

Eine Abwandlung der Newton-Teleskope. Die Nennbrennweite wird erst durch die Brennweitenverlängerung einer fest eingebauten Barlow-Linse erzielt. Da der Hauptspiegel bei einem f/10-Gerät mit 2x-Barlow einen f/5-Schliff hat, wird bei grossem Gesichtsfeld und schwacher Vergrösserung Koma sichtbar.  Die Barlow-Linse macht die Justierung ohne Hilfsmittel (Laser, Chesire) schwierig.

 

Der Begriff Katadioptrisch
Dies fasst alle Teleskopoptiken zusammen, bei denen mehr als ein optisches Element an der Bildentstehung beteiligt ist. Der Fangspiegel des Newton ist nur ein Umlenkspiegel und nicht an der Bildentstehung beteiligt.

Schmidt-Cassegrain

Schmidt-Cassegrain-Teleskope (SCs) repräsentieren einen weitverbreiteten Optiktyp.  Die Optiken haben eine gegenüber Newton-Teleskopen mit gleicher Brennweite deutlich verkürzte Baulänge. Dies allerdings auf Kosten einer recht grossen Abschattung durch den Sekundärpiegel. Da dieser allein von der Schmidtplatte gehalten wird, gibt es keine Beugungsstrahlen.
 

Maksutov-Cassegrain

Eine weitere Abwandlung des Cassegrain-Typs ist das Maksutov-System. Die Baulänge ist meist deutlich grösser als bei SCs, dafür aber sind “Maks” langbrennweitiger und kommen mit weniger Obstruktion (Abschattung) aus, weil sie einen deutlich kleineren Fangspiegel haben. Wegen ihrer guten Kontrastleistung eignen sich Maksutov-Teleskope gut zu Planeten- und Doppelsternbeobachtungen. Auch hier gibt es keine Beugungsstrahlen, da der Sekundärspiegel auf die Meniskuslinse aufgedampft wird.

 

Abwandlungen
Die hier vorgestellten Bauarten werden häufig durch Korrekturelemente abgewandelt. Das bekannteste Beispiel ist der üblicherweise im Okularauszug einsetzbare Komakorrektor für Newton-Teleskope. Für die verschiedenen Cassegrain-Varianten gibt es dann noch Bildfeld-Ebnungslinsen und auch Shapley-Linsen zur Brennweiten-Verkürzung.
Bei den Cassegrain-Varianten erfolgt die Scharfeinstellung oftmals über eine sogenannte Hauptspiegelfokussierung. Dabei wird der Hauptspiegel näher an den Fangspiegel geschoben. Diese Methode bietet einerseits einen sehr grossen Einstellbereich, andererseits aber erfordert sie eine genaue Führung des Spiegels. Verkippt der Spiegel während der Bewegung, so nennt man dies Spiegelshifting - wenn es schlimm kommt, bewegen sich dadurch die Objekte bei hoher Vergrösserung ganz aus dem Gesichtsfeld.
 

Refraktor- (Linsen-) Teleskope

Der wichtigste Vorteil aller Linsenteleskope ist, daß im Strahlengang kein störender Fangspiegel sitzt. Dadurch liefern Refraktoren  hervorragende Bildschärfe und Kontrast. Ein weiterer Vorteil ist der geschlossene Tubus, wodurch die Geräte wesentlich unempfindlicher gegen die Luftunruhe beim Temperaturausgleich sind. Sie stellen aber durch ihr hohes Gewicht und die zumindest bei Achromaten große Baulänge deutlich höhere Anforderungen an die Montierung. Ausserdem sind sie bei gleicher Öffnung wesentlich teurer als Spiegelteleskope.

Achromat

Der achromatische Refraktor ist die einfachste Bauform des Linsenteleskops. Die Linse ist aus zwei elementen zusammengesetzt und leistet eine akzeptable Farbkorrektur. Wegen der unterschiedlichen “Schärfepunkte” für verschiedenfarbiges Licht bekommen Sterne leichte blaue Säume. Eine Weiterentwicklung stellt der Fraunhofer Achromat (FA) dar. Hier ist zwischen den beiden Linsenelementen ein Luftspalt von exakt definierter grösse zur weiteren Korrektur des Farbfehlers vorhanden.
Achromaten und FAs liefern bei Öffnungsverhältnissen von F/15 die besten Ergebnisse. Da dies aber eine extreme Baulänge des Gerätes erfordern würde, werden solche Geräte eher selten hergestellt. Ab F/10 ist der Farbfehler erträglich. Bei kürzeren Brennweiten wird der Farbfehler entsprechend stärker und bewirkt einen Schärfeverlust bei höheren Vergrösserungen.

 

Apochromaten

Diese Teleskope haben deutlich weniger Farbsäume als Achromaten. Dies wird durch verschiedene, mehr oder weniger effektive Techniken erzielt. So besitzen sogenannte Semi-Apos zumeist eine 3-Elementige Linse. Durch Einsatz von ED oder auch SD-Glas liefern ED-Apochromaten bereits sehr farbreine Bilder. Auch hier gibt es Typen mit 3-Elementiger Frontlinse. Die farbreinste und damit schärfste Abbildung bescheinigt man den Flourid Apochromaten (FL-Apos). Diese erzielen bereits mit 2-Elementigen Linsen bessere Ergebnisse als ED-Apos. Da die Farbkorrektur bei allen Apochromaten höchste Präzision schon bei der Glasherstellung fordert, sind diese um ein vielfaches teurer als Achromaten.
Da beim Apochromaten die störenden Farbsäume fehlen, können kurze Brennweiten, also Öffnungsverhältnisse von f/8 bis sogar f/4 bei sehr guter Bildqualität realisiert werden.



Abwandlungen
bei Linsenteleskopen kann das Frontelement aus bis zu 4 Linsen bestehen. Ziel dieser Konstruktionen ist immer eine verbesserte Farbkorrektor. Andere Systeme nutzen Korrekturelemente im Okularauszug. Hier gibt es Bildfeldebnungslinsen für die Fotografie, aber auch weitere Linsen zur Farbkorrektur.

Öffnungsverhältnis und Material

Das Öffnungsverhältnis ergibt sich aus Brennweite und Linsen- bzw. Spiegeldurchmesser. Ein Teleskop mit f/4 hat eine 4x längere Brennweite als seine Linse / sein Spiegel durchmesser hat. Also hat ein 100mm Teleskop mit 1000mm Brennweite f/10.

Bei Spiegelteleskopen gibt es inzwischen verschiedene Spiegelmaterialien zur Auswahl. Neben dem Standardmaterial “Plate Glass” fallen Begriffe wie Pyrex, Sitall, Cerodur und noch einige mehr. Wenn ein Spiegel aus der warmen Wohnung in die oftmals 30 Grad kältere Nachtluft verbracht wird, kühlt er von Aussen nach Innen ab. Dabei treten je nach Material Verspannungen und als deren Folge Verformungen auf. Diese Verformungen werden bei höheren Vergrösserungen als Unschärfe bemerkbar. Ausserdem steigt vor allem im offenen Tubus der Newton-Teleskope vom Spiegel erwärmte Luft auf, deren Flimmern das Bild ebenfalls verschlechtert.
Die besonderen Spiegelmaterialien haben einerseits eine besonders schnelle Temperaturangleichung und zum andern eine Verspannungsarmut während der Auskühlzeit zum Zweck. Ab Spiegeldurchmessern von 20 Zentimetern kann man sich Gedanken über alternative Spiegelmaterialien machen.