Mir fällt immer wieder auf, dass es unter uns Hobbyastronomen und unter denen die es werden wollen, durchaus die Bereitschaft gibt, sich Wissen anzueignen, den physiklischen und optischen Gesetzmäßigkeiten auf den Grund zu gehen. Dies geschieht in der Regel mit der Zielsetzung, spätestens im zweiten oder dritten Anlauf das richtige Teleskop und das passende Zubehör für die geplanten Anwendungen zu kaufen.

Da wird dann sehr häufig die Beratung im Internet gesucht und das wird dann fast genau so häufig schwierig, weil eben die Meinungen und Überzeugungen der Berater darüber, welches Teleskop welchen Anspruch erfüllt, wo welche Schwächen oder Stärken liegen und wie das zu bewerten ist, höchst unterschiedlich ausfallen.

 

Hier setze ich mal an, denn man kann selbst sehr viel testen. Das erste Einsteigerteleskop, so schlecht es eventuell zu den Ansprüchen passte, ein vorhandenes Fernglas, ein Fernrohr von Bekannten oder bei einem Verein, man findet bereits als Beginner Möglichkeiten vielen Dingen selbst auf den Grund zu gehen und auch später ist das noch spannend. 

Selbst zu wissen, anstatt sich aus den Meinungen anderer eine Meinung zu bilden ist m.E. doch sehr viel spannender und nützlicher. Warum diese Möglichkeit in Diskussionen nicht mal erwähnt wird, ja im Falle der Erwähnung regelmäßig Diskussionen abwürgt, ist für mich sachlich nicht nachvollziehbar. Schon gar nicht, wenn es um die Möglichkeiten der praktischen Beobachtung von Himmelsobjekten und das passende Equipment geht.

Jeder hat ein Fernrohr oder bekommt eines. Schon mit einem einfachen Fernglas, z.B. einem 10x50 kann man viele Tests machen aus denen sich auch Rückschlüsse auf Fernrohre ziehen lassen.

So kann man mal mit runden Pappblenden von je 25 mm Durchmesser vor den Objektivlinsen die Öffnung halbieren. Tagsüber macht das eventuell wenig aus, so lange Licht genug da ist, erst in der Dämmerung wird die vier mal größere Lichtsammelleistung mit 50 mm Öffnungen langsam überlegen, weil man dann erst die AP (Austrittspupille) nutzt. In der Nacht kann man mal mit beiden Öffnungen nach dem schwächsten erkennbaren Stern Ausschau halten und ergründen, was das ausmacht. Da man mit solchen Blenden die Öffnung abblendet, die Brennweite des Fernrohrs aber konstant bleibt, ändert sich das Öffnungsverhältnis. Hat man z.B. einen 100/500er Refraktor und blendet die Öffnung auf 50 mm ab ändert sich das Öffnungsverhältnis von f/5 auf f/10. Blendet man auf 75 mm ab kommt man auf f/7,5. Interessant kann es sein, sich dabei mal die Abbildungsleistung von Okularen, z.B. bezüglich Okularastigmatismus anzuschauen oder mal nachzusehen, was sich dabei bezüglich Newtonkoma tut.

Man kann auch mal die AP hinten an der Augenlinse nachmessen, bei 10x50 sollten es 5 mm sein, beim 10x40 sind es 4 mm. Auch hier kann man eine Blende auflegen, die nur 2 mm Austrittspupille lässt und damit auch die Eintrittspupille am Auge auf 2 mm festlegt, egal ob sich die Iris in der Nacht und dunkeladaptiert auf 3 oder 6 mm weitet. Der Test mit der aufgelegten Blende ist aussagekräftig. Die Blende muss nicht die Retina selbst bilden. Die Hornhaut des Auges ist wie eine Sammellinse gewölbt, die Augenlinse selbst liegt aber hinter der Retina, also auch im Auge selbst hinter der "Blende". Man kann das berücksichtigen, indem man die aufgelegte Blende etwas größer lässt als der Irisdurchmesser vorgeben würde, aber die Grenzen des Auges sind hier, zum eigenen Schutz, eng gesetzt. Solche Tests zeigen praktisch die Auswirkungen der Öffnungsbeschneidung. Diese kleinen Löcher kann man mit dem nötigen scharfen Rand z.B. mit Lochzangen, wie sie z.B. zum Ausstanzen von Gürtellöchern angeboten werden, herstellen. 

All das geht selbstverständlich an jedem Fernrohr, genau wie der Obstruktionstest, bei dem einfach eine runde Pappschablone auf die Frontlinsen gelegt wird, oder beim Newton die vorhandene Abschattung durch den Fangspiegel mit einer Schablone mal deutlich vergrößert wird. Am Fernglas oder am Refraktor sollte man hier nicht zu vorsichtig sein. 10% oder 20% Abschattung linear bringen im Fokus kaum eine sichtbare Wirkung. Man darf dem 10x50 Fernglas schon  Scheiben von 20 mm gönnen, oder man stellt mal 30, 25, 20 und 15 mm Scheiben her. Am Besten beim Fernglas noch doppelt, dann kann man ein Mal mit und ein Mal ohne Abschattung schauen und sehen, was sich an jedem Auge tut.

Sehr gut eigenen sich auch gute Refraktoren, Öffnung egal und bei Newtons muss man halt ein wenig klotzen. So kann dann am überobstruierten Newton auch ein Teleskopbesitzer bei Tages- oder Mondbeobachtungen mal einen "schwebenden Fangspiegelschatten" sehen, der mit der AP-Wahl ansonsten eher konservativ verfährt. Selbst durch ein Fernglas mit mittigen Blenden vor den Frontlinsen lässt sich der schwebende Schatten am Tag leicht beobachten. Schaut man testhalber aus einiger Entfernung auf die AP der Augenlinse des Okulars sieht man die Blende auf der Öffnung oder auch den Fangspiegel eines Newtons und die Fangspiegelspinne winzig klein, aber scharf abgebildet. Schaut man nun im bestimmungsgemäßen Betrachtungsabstand ins Okular stellt man fest, dass sich die Optik an sich nicht selbst abbilden kann, Blende, Fangspiegel, Streben, alles ist weg, im Falle von zu großer AP bleibt dieser schwebende Schatten und auch der verschwindet zunehmend bis vollständig zu kleinerer AP hin. Das ist der, bzw. ein, sofort sichtbarer Unterschied zwischen geometrischer Optik und  Wellenoptik.

 

Grundsätzlich muss man hier strikt zwischen Tages- und Nachtbeobachtung unterscheiden. Am Tage (und an sehr hellen Objekten der Nacht, wie z.B. Mond-/Planeten) muss Licht gedämpft werden, wenn mit großer AP beobachtet wird, um das volle Auflösungsvermögen von Teleskop und Auge in dieser Kombination zu nutzen. Tagesanwendungen für so hohe Vergrößerungen, dass man das Auflösungsvermögen eines Teleskops ans Limit bringt, muss man schon herbeireden, mir fällt da nicht viel ein.

   

Nachts, an Deepsky Objekten geht es in der Regel, mit großer wie mit kleiner AP, darum, möglichst viel Licht zu sammeln, dann zeigt diese Kombination das beste Bild. Macht also am Tage eine Öffnungsbeschneidung kaum etwas aus, werden viele Objekte der Nacht geschwächt oder gar unsichtbar. Hier macht sich also jede Öffnungsbeschneidung des Teleskops in der Praxis sehr negativ bemerkbar. Es fehlt dann Licht und Auflösung, wobei auch klar ist, dass das Teleskop, dass JEDES brauchbare Teleskop, viel mehr Informationen liefert, als unser Auge auflösen kann. Das machen Fotografien im Vergleich zu visuellen Ergebnissen sehr drastisch deutlich.

Unsere Augen lösen, im Unterschied zur Bild-Betrachtung mit bloßem Auge, nur einen Bruchteil der Informationen auf, die im Teleskop-Bild enthalten, also dort aufgelöst sind. Es ist sehr wichtig, in der Augenblickswahrnehmung diesen Bruchteil bestmöglich zu erhalten und nicht noch zu beschneiden. Die hier vorgeschlagenen Tests können das zeigen und diesbezüglich sensibilisieren.

 

Das Foto ist mit einem 5 Zoll Teleskop gemacht und die Zeichnung an einem 16 Zoll Telskop unter vergleichbaren äußeren Bedingungen entstanden.

Wir betrachten diese Bilder nun mit bloßem Auge und sehen eine höchst unterschiedliche Detailfülle.

Die Bilder zeigen mit NGC 6723_6_7_9 ein und dieselbe Objektgruppe und ich habe mir bei dieser begeisternden visuellen Beobachtung über die passende AP/Vergrößerung die besten Anblicke, den größten Detailreichtum verschafft, alles aus meinen Augen und dem guten Dobson harausgeholt. Sogar Sternfarben konnte ich erkennen. Ob ich jeden Begleitstern in der Peripherie erwischt und gezeichnet habe, lasse ich mal dahin gestellt sein.

Trotz alledem bleibt es unabänderliche Tatsache, dass die kleinere Öffnung mehr Beugung und die größeren Spots liefert, das Licht jedes einzelen Punktes auf eine größere Fläche verschmiert als die größere Öffnung und damit weniger Auflösung bringen kann als die größere Öffnung. Dichter gepackte Beugungsscheibchen ergeben ein detailreicheres Bild, sowohl visuell, als auch fotografisch, egal ob am nebligen Objekt oder am Doppelstern. Das lässt sich durch Abblenden im Wechsel mit Beobachtungen unter Nutzung der vollen Öffnung an jedem Teleskop testen.

 

Für eine obstruierte Optik ergibt sich dann nochmals ein geringfügig kleineres Beugungsscheibchen gegenüber der gleich großen nicht obstruierten Optik, dafür fließt aber ein größerer Teil der Lichtentergie in die Beugungsringe. Wieder ist hier die Wellenoptik am Werk und mit Geometrie nicht zu erfassen. Haben wir nun einen Newton mit einer Fangspiegelsinne deren drei oder vier gerade arme einen Teil des Hauptspiegels verdecken, sehen wir im Fokus keine dunklen Fehlstellen durch diese Abschattung, wie wir sie am stark defokussierten Stern noch sehen, sondern an Sternen die hell genug sind,  scharfe, helle, schmale Lichtstreifen, die so genannten Spikes im Bild. Um welche Größenordnungen es dabei geht, was da welche Flächenanteil eineinbringt, wenn man mal ernsthaft (nach)rechnet, habe ich versucht, in diesem Artikel zu beleuchten.

Wieder ist das mit geometrischer Strahlenoptik nicht zu erfassen, wir sehen eine wellenoptische Transformation des Hindernisses im Strahlengang und eben keine Abbildung des Hindernisses. 

Im Übrigen kann man dabei auch gleich mal testen, wie hell Sterne sein müssen, an denen man überhaupt Spikes sieht und ob man das so störend empfindet, dass man über eine gebogene Fangspiegelspinne nachdenken muss. Eine solche gebogene Spinne, gut gemacht, hat weniger Fläche als eine Vierarmspinne und streut die Beugungserscheinungen, visuell nicht detektierbar, ins Feld. Beide liegen bei Berechnungen eh im unteren einstelligen Prozentbereich der für Lichtbeugung relevanten Einflussfaktoren. Die Spikes, welche von einer guten Spinne mit geraden Armen erzeugt werden, sind an einem hellen Stern recht lang und hell, weil sie das wenig Licht, welches sie ausmacht, in einem schmalen Stachel konzentrieren und nicht, weil sie große Lichtmengen aus dem Beugungsscheibchen des Sterns ziehen und es damit nennenswert oder gar sichtbar schwächen würden. An so einem hellen Stern kann man  anhand der Spikes sogar auf die Justage und auf die korrekte Ausrichtung der Spinne schließen. Ungleich lange Spikes zeigen Dejustage an, nach außen auffächernde oder Doppelspikes zeigen eine mangelhafte Ausrichtung und verdrehte Spinnenarme an.

 

Ein weiterer Test auf gute Justage eines Teleskops bietet die Betrachtung eines hellen Sterns in sehr hoher Vergrößerung, also mindestens 2-3 x D-Öffnung. Am 8 Zöller wären das 400 bis 600fach und da bietet sich Polaris an, weil der sich wenig bewegt. Allerdings muss das Seeing, für ein ruhiges und aussagekräftiges Bild exzellent sein, um wenigstens den ersten, hellsten der Beugungsringe um den Stern zu sehen. Umschließt er den runden Stern gleichmäßig hell, rund und ohne Berührung ist die Justage top. Gelingt es nicht, diesen Zustand herzustellen, bleiben Stern und Ring oval, zeigen sich sonstige Unregelmäßigkeiten, muss man sich dann mal mit dem Sterntest bezüglich der Teleskopqualität befassen, zu dem ich weiter unten noch kommen werde.

Eine für Planetenbeobachter recht wichtige Sache lässt sich schon sehr gut mit einem Fernglas überprüfen. Dazu nimmt man das Fernglas vor die Augen und stellt am Mond für beide Augen scharf. Anschließend wartet man mal zehn Minuten ohne zu beobachten. Dann nimmt man das Fernglas wieder und schließt ein Auge. So visiert man den Mond an und beobachtet ihn nur mit diesem Auge ein Weile. Dann öffnet man das zweite Auge. Stellt man dabei einen deutlichen, scheinbaren Größenzuwachs der Mondscheibe, sowie Helligkeitsgewinn und eventuell sogar gesteigerte Detailerkennung fest, dann bringt einem die beidäugige Beobachtung einen sehr deutlichen Vorteil gegenüber Einäugig. Es lohnt sich also, das genauer zu überprüfen und gegebenenfalls über ein Doppelfernrohr oder einen Binoansatz nachzudenken.

Es lohnt auch immer zu überprüfen, ob das Fernrohr überhaupt die volle Öffnung nutzt und ob es überhaupt vom verspiegelten Hauptspiegeldurchmesser oder der freien Öffnung der Frontlinse her, den beworbenen und/oder aufgedruckten Angaben entspricht.

Das kann man nachmessen. Ich selbst habe bei einem Linsenteleskop schon 5 mm fehlende Öffnung gemessen und nicht schlecht gestaunt, als ein Austauschspiegel nicht in die Spiegelzelle des 8-Zöllers passte. Die Zelle war mit rund 201 mm Durchmesser für den 198 mm messenden Hauptspiegel des Herstellers ausgelegt, der Austauschspiegel hatte 204 mm Durchmesser, also echte 8 Zoll.

Das ist nicht viel, eigentlich nicht der Rede wert, könnte man sagen. Es kostet einen 100er Refraktor nur 10% Lichteinfall und den ~8 Zoll Newton halt nur so viel lichtsammelde Fläche wie der, oft in Argumentationen so hoch gehängte, 50 mm Fangspiegel.

Es schadet auch gar nichts,  wenn man sich einfach mal den Strahlengang aufmalt. Geradeaus, also ohne Umlenkungen reicht aus. Im Maßstab grob gezeichnet und dann schaut man mal nach Engstellen. Das können Blenden im Tubus oder Okularauszug, dicke Zier- und Halteringe am Objektiv, Engstellen an Zenitspiegelanschlüssen oder OAZ oder auch zu kleine Fangspiegel und, für den Durchmesser, zu hohe Okularauszuigstürme am Newton sein.

Wichtig ist, immer dort zu messen, wo die verengenden Teile tatsächlich im Strahlengang sitzen, denn der hat ja Kegelform und verjüngt sich mit jeden Zentimeter. Da wird sehr schnell aus einem 127er Refraktorobjektiv ein 119er, was mehr als 10% Licht kostet und Auflösung dazu. Bei Newtons sitzt die Schwachstelle meistens weiter hinten, also am Fangspiegel und/oder OAZ, da wirkt es sich allerdings noch dramatischer aus. Ferngläser fallen öfter mal durch eckige Austrittspupillen auf. Da sieht man zu kleine Prismen, auch das bedeutet Licht- und Öffnungsschwund.

Solche versteckten, unentdecken Mängel führen recht häufig zu Fehlurteilen, gerade auch im oberflächlichen Systemvergleich ohne harten Test. Man weiß einfach, dass ein Fangspiegel im Strahlengang den Newton Licht kosten muss, welches dem Refraktor erhalten bleibt. Dann sieht man auch noch im Vergleich eines 4-Zoll Refraktors mit einem 4,5 Zoll Newton dieses wesentlich dunklere und kontrastärmere Bild im Newton.

Alles klar, so sieht das aus oder auch nicht, denn in der Klasse gibt es haufenweise Newtons, die  bauartbedingt in der Öffnung von 114 mm auf 80-90 mm Öffnungsdurchmesser reduziert sind. Da die Größe des Fangspiegels sich nicht ändert kommen diese Teile dann auch noch ganz locker auf 40% Obstruktion und mehr. Da hilft auch das entspanntere Öffnungsverhälnis gar nichts mehr.

 

Natürlich lässt sich auch der Zentrier-/Justagezustand eines Teleskops testen und gerade bei Newtons, zumindest bei halbwegs brauchbaren und guten Geräten, sind Justagemöglichkeiten so vorgegeben, dass der Teleskopnutzer für den Bestzustand selbst sorgen kann.

 

Auch der linke Newton bringt ein Bild, der rechte allerdings ein wesentlich Besseres. Die Darstellungen zeigen Anblicke durch ein Concenter-Okular, eine sehr brauchbare Justierhilfe. Schlimmeres als links im Bild, ist nicht selten anzutreffen.

Wer sich darum nicht kümmern will, sollte kein Spiegelteleskop kaufen, sondern einen Refraktor in Erwägung ziehen, aber auch hier gilt, das man testen sollte, ob die Optik in Qualität und Justage passt. Allzu oft passt es nicht.

1. Voraussetzung für einen guten Newton ist nun mal seine gute Justage.

Richtig ins Eingemachte geht es dann bei Tests zur Einschätzung des Teleskops, also der Teleskopqualität. Dazu muss man, nicht nur am Newton, erst mal einige Voraussetzungen herstellen und Bedingungen erfüllen damit die Ergebnisse auch akzeptabel werden. Dann kann man die grundsätzlichen Zustände und eventuelle Fehler sehr klar erkennen. Allerdings ist damit noch lange nicht klar, wie relevant der Fehler ist und/oder wie schwerwiegend er sich auswirkt. Im verlinkten Artikel und auch hier, weiter unten, habe ich Ansätze dazu beschrieben und weiterführende Links gesetzt.

 

Ob M 13 so aussieht wie links oder rechts kann viele Ursachen haben. Das fängt bei der grundsätzlichen Himmelsqualität an, geht über Öffnungs- und Okularwahl bis hin zur Justage und dann kommt noch die Qualität des Fernrohrs und der Augen.

 

 

Oder nehmen wir mal Saturn?

 

 

Ich gehe nochmal zurück zum Fernglas, denn da gibt es einen sehr simplen Test, ob das Teil ausreichend gut justiert ist.

Man stellt das Fernglas an einem hellen Stern scharf. Dann stelt man eine Seite, z.B. über den Dioptrieausgleich so weit wie möglich unscharf.

Anschließend wartet man ein paar Minuten bis man, ausschließlich mit einem Auge, den scharf gestellten Stern beobachtet. Öffnet man dann das Auge auf der Seite wo man unscharf gestellt hat, sieht man eine neblige runde Wolke und einen scharfen Sternpunkt. Ist die Nebelwolke kreisrund und steht der Sternpunkt in der Mitte der Wolke ist das Fernglas sehr gut justiert. Steht der Sternpunkt irgendwo innerhalb einer rundlichen Wolke ist es immer noch okay. Je schlechter das aber wird, um so mehr Mühe hat unser Visus, die so entstehenden Doppelbilder auf Deckung zu bringen, was sehr anstrengend und/oder ermüdend ist, auch zu Kopfschmerzen führen kann oder man schafft es gar nicht mehr. Diesen Versuch, die Bilder auf Deckung zu bringen, unternimmt unser Visus oft sogar während des Tests. Schaut man länger konzentriert hin, passiert es häufig, dass der scharfe Punkt in Richtung Wolke wandert. Der Anblick direkt nach Öffnen des zweiten Auges zeigt den Zustand der Optik.

Man sollte nur Ferngläser kaufen, die hier zumindest brauchbar abschneiden, egal wie billig so ein Teil angeboten wird. Wer so einen Problemfall zu hause hat und sich an Verbesserungen selbst versuchen will, kann mal meinen Artikel zur Fernglasjustage lesen. Gerade bei Porrogläsern ist eventuell etwas zu erreichen.

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Die vorgeschlagenen Tests dienen der Sicherheit über viele Ursachen und Wirkungen, helfen beim Verständnis der Zusammenhänge, verhindern vermeidbare Fehler, führen so zu besseren Beobachtungen und ganz nebenbei kann das Testen auch noch noch Spaß machen. Für alle diese Tests ist es wichtig, den Stern oder das Objekt in der Mitte des Bildfeldes zu halten, denn abseits der optischen Achse fallen Optiken sehr schnell unter die Beugungsgrenze und Teleskope können nicht mehr optimal abbilden. Auch den Okularen sind hier Grenzen gesetzt.

Allen Fehlern der folgenden Tafel kann man mit Korrektoren und/oder aufwändigen Okularkonstruktionen begegnen.

Es gibt Komakorrektoren und komakorrigierende Barlows für Newtons, Bildfeldebner, Flatfieldokulare und Weitwinkelokulare die so gut wie keinen Okularasti oder auch laterale Farbe zeigen. Ein wenig laterale Farbe kann aber auch gut sein, denn so kann man z.B. bei der Planetenbeobachtung der atmosphärischen Dispersion entgegen wirken. Die atmosphärische Dispersion verurschacht bei tiefem Stand des Planeten einen Farbversatz, so dass  sich an der Unterkante heller Strukturen ein roter, an der Oberkante ein blauer Saum zeigt. Bei Bildumkehr, z.B. durch Zenitspiegel, ist das dann entsprechend der Spiegelung zu sehen. Man kann dann den Planeten (meistens) etwas oberhalb der Feldmitte positionieren und so den Farbverlauf ausgleichen. Sven hat dazu in seinen Artikel über den Okular ADC näheres geschrieben. Natürlich gibt es auch "atmospheric dispersion Correctors" zu kaufen.

Überhaupt steht man bei all diesen Tests häufig vor der Frage, was lässt sich vermeiden, was kann man hinnehmen, was verbessern. Die folgenden Grafiken sind bewusst recht abstrakt gehalten, veranschaulichen aber gerade dadurch das jeweils vorliegende Problem, auch in kleiner Darstellung, recht gut. Für größere Grafik Rechtsklick und Grafik in neuem Tab öffnen. Wenn sich eine der folgenden Figuren überwiegend und immer wieder im wabernden Seeing zeigt, hat man das Problem ziemlich sicher eingegrenzt.

Besonders möchte ich in der zweiten Grafik auf die Sternabbildung bei Seeing und zum Vergleich bei Seeing + Tubusseeing hinweisen. Ich habe das so an Newtons erfahren. Das Tubusseeing schlägt in aller Regel nochmal verschlechternd auf das atmosphärische und das Standortseeing zu.

Daher setze ich auf belüftete Iso-Tuben. Es kann durchaus sein, dass man erst dann Justagefehler oder sonstige Schwächen der Optik wirklich erkennt, weil sie bis da hin in aller Regel von Seeingeinflüssen überlagert werden. Dennoch wirkt sich eine Verringerung des Tubusseeings immer und grundsätzlich positiv auf die Abbildungsleistung des Teleskops aus.

Das ist, von brauchbar bis sehr gut immer so, unabhängig von der grundsätzlich vorliegenden Qualität.

Die Tatsache, dass bei einem schlechten Teleskop, aufgrund der ohnehin schon verschmierten Abbildung, bei schlechtem Seeing die Abbildung noch früher völlig einbricht als bei besseren Teleskopen, widerspricht dem nicht.