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Grundsätzliche Anmerkungen zur Justierung / Kollimation eines Newton Teleskop
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Schützen Sie Ihre Augen und sehen Sie niemals direkt in den Laserstrahl. Schalten sie den Laser nicht aus Versehen ein, wenn sie damit hantieren. Richten sie den Laserstrahl niemals auf Menschen oder Tiere. Lagern Sie bitte ihren Justierlaser so, daß er unerfahrenen Erwachsenen oder Kindern nicht zugänglich ist. Bedenken Sie, daß bei stark dejustierten Teleskopen der Laserstrahl auch aus dem Tubus ausgelenkt werden und so ihre Augen treffen kann.
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Newton Spiegelteleskope sind zumeist nicht sehr justierstabil, zumindest dann, wenn sie häufig zum Beobachtungsplatz im Auto transportiert werden. Und das kommt bei mir häufig vor. Daher gehört ein Justierlaser auch zu meiner Ausrüstung. Der schnelle Hofheim Reise Dobson (f 4,0) muß vor jeder Beobachtung sorgfältig und sehr genau kollimiert werden. Aber auch mein 10-Zöller will vor jeder Beobachtung justiert werden. Der 10’’ TS-Orion ist nämlich, bedingt durch seine Leichtbauweise, relativ justieranfällig. Zwischenzeitlich habe ich so viel Übung beim Justieren meiner beiden Newton Teleskope erworben, daß die Kollimation in ein paar Minuten sehr korrekt erledigt ist.
Newton-Teleskope können bauartbedingt nur dann zufriedenstellende Bilder astronomischer Beobachtungsobjekte zeigen, wenn der Hauptspiegel und der Fangspiegel zueinander mittig angebracht und auf ihre optischen Achsen zentriert sind. Wenn ein Newton nicht korrekt justiert ist, wird die sogenannte Koma massiv vergrößert und dabei auch schon in der Bildfeldmitte sichtbar. Bei der praktischen Beobachtung sieht man die Sterne dann nicht mehr punktförmig. Sie haben ein kleines Schwänzchen und sehen daher kometenförmig aus. Normalerweise tritt dieser Effekt nur am Bildrand auf. Außerdem ist es eine erwiesene Tatsache, daß die Justieranfälligkeit eines Newton Teleskop mit steigendem Spiegeldurchmesser des Hauptspiegels ebenfalls ansteigt. Außerdem steigt die Justieranfälligkeit mit zunehmender Lichtstärke des optischen Systems an. Die Kollimation muß also bei großen Hauptspiegeln und bei Systemen mit hoher Lichtstärke um so korrekter erfolgen
Die prinzipielle Arbeitsweise eines Justierlaser mit vorhandener Reflektionsfläche ist denkbar einfach, Der Laserstrahl trifft zunächst auf den Fangspiegel und wird von dort auf den Hauptspiegel umgelenkt. Dort wird er ebenfalls reflektiert und auf den Fangspiegel umgelenkt. Von dort fällt der Laserstrahl dann in seine Austrittöffnung zurück. Man sieht also bei einem richtig justierten Teleskop auf der Reflektionsfläche nur einen roten Laserpunkt. Das funktioniert aber nur dann, wenn der Laserstrahl genau mittig durch die Steckhülse austritt. Ob der Laserstrahl mittig sitzt kann ohne großen Aufwand kontrolliert werden. Der Newton wird waagerecht hingestellt mit nach oben zeigendem Okularauszug. Der Justierlaser wird in den Okularauszug eingeschoben und angeschaltet - aber nicht geklemmt. Dadurch wird eine Verkantung des Lasers vermieden. Dann dreht man den Justierlaser im Okularauszug und beobachtet auf dem Hauptspiegel den Laserstrahl. Dieser darf nicht wandern, er muß immer an der gleichen Stelle auf dem Hauptspiegel stehen bleiben. Dann ist der Laser korrekt justiert. Anderenfalls muß der Laser selbst kollimiert werden. Gute Justierlaser besitzen zu diesem Zweck im Gehäuse versenkte Schrauben.
Zur Justierkontrolle wird der Justierlaser statt eines Okulars in den Okularauszug eingeschoben, und möglichst nicht geklemmt um auf jeden Fall eine Verkantung des Justierlasers zu vermeiden. Dann wird der Laser eingeschaltet. Sieht man nun auf der Reflektionsfläche nur einen Punkt ist der Newton korrekt justiert. Liegt aber einer oder gleich beide Spiegel schief zur optischen Achse, kann der Strahl nicht in sich selbst reflektiert werden. Dann sieht man auf der Reflektionsfläche zwei Laserpunkte. In diesem Regelfall muß das Newton Teleskop dann kollimiert werden.
Ich gehe in den folgenden Abschnitten stets davon aus, daß der Okularauszug rechtwinklig zum Tubus angebracht ist und der Hauptspiegel exakt in der Mitte des Tubus liegt. Bei einem Newton ohne Offsetversatz des Fangspiegels gehe ich davon aus, daß auch der Fangspiegel genau mittig im Tubus liegt. Bei schnellen Newton unter f6 gehe ich davon aus, daß der Fangspiegel mit dem notwendigen Offsetversatz im Tubus liegt, also nicht genau mittig sondern versetzt. Das Thema Offsetversatz des Fangspiegel wird weiter unten beschrieben. Die genannten Voraussetzungen sind eigentlich bei Serienteleskopen immer gegeben, wenn sie denn bei einem Fachhändler erworben wurden, denn diese prüfen so etwas fast immer vor der Auslieferung an ihre Kunden.
1. Schritt der Kollimation mit dem Justierlaser - Ausrichtung des Fangspiegels zum Hauptspiegel
Die wichtigste Voraussetzung für die erfolgreiche Justage eines Newton Teleskop ist, daß der aus dem Justierlaser austretende Laserstrahl genau die geometrische Mitte des Hauptspiegels trifft. Steht der Fangspiegel auch nur ein wenig unter einem anderen Winkel als 45 Grad zum Hauptspiegel, dann trifft der Laserstrahl nicht mehr die Mitte des Hauptspiegels. Um dies beurteilen zu können, muß der Hauptspiegel eine exakte Mittenmarkierung aufweisen. Meine beiden Newtons waren bereits bei der Auslieferung mit einer solchen Mittenmarkierung in Form eines Lochverstärkerrings versehen.
Das links stehende Bild zeigt den roten, vom Justierlaser ausgetretenen Lichtpunkt auf dem Hauptspiegel. Er befindet sich deutlich neben der Mittenmarkierung. Der Laserpunkt muß aber, wie schon oben erwähnt, genau die Mittenmarkierung des Hauptspiegels treffen. Um dies zu erreichen verkippt man nun vorsichtig und in sehr kleinen Schritten über die in den mittleren Bildern zu erkennenden Justierschrauben den Fangspiegel so lange, bis die Mittenmarkierung des Hauptspiegels getroffen ist. Man beobachtet dabei direkt auf dem Hauptspiegel, wie sich der rote Laserpunkt in die Mittenmarkierung des Hauptspiegels hinein bewegt. Das Ergebnis dieser Arbeit sollte dann aussehen wie im rechten Bild dargestellt.
Die beiden Abbildungen links und rechts zeigen den Anblick von oben gesehen direkt auf den Hauptspiegel des Hofheim Reise Dobson. Das mittlere Bild links zeigt die Fangspiegelhalterung des Hofheim Reise Dobson und das mittlere Bild rechts die Fangspiegelhalterung des TS Orion Dobson.
2. Schritt der Justage mit dem Justierlaser - Ausrichtung des Hauptspiegel zum Fangspiegel
Selbstverständlich kann auch noch der Hauptspiegel in seiner optischen Achse zur optischen Achse des Fangspiegels verkippt sein. Um dies kontrollieren zu können benutzt man die Reflektionsfläche des Justierlaser. Man sieht jetzt beim Blick auf die Reflektionsfläche des Justierlaser irgendwo auf dieser Fläche den vom Justierlaser ausgehenden, reflektierten roten Laserlichtpunkt, zum Beispiel wie unten im linken Bild dargestellt. Man muß jetzt nur noch den Hauptspiegel soweit kippen, bis der rote Laserpunkt in sich selbst reflektiert wird und man daher nur noch einen roten Leuchtpunkt auf der Reflektionsfläche wahrnimmt. Dies habe ich im rechten Bild dargestellt. Dazu benutzt man die Justierschrauben für den Hauptspiegel. Die beiden mittleren Bilder unten zeigen die zwei dafür vorgesehenen technischen Möglichkeiten der Hauptspiegelverkippung.
Auf dem Bild mittig links habe ich die Justiereinrichtung des Hofheim Reise Dobson dargestellt. Es handelt sich dabei um die Verstellung des Hauptspiegels mit Hilfe der drei um 120° versetzten Schraubenpaare, die über die Zug- und Druckschrauben die Verkippung des Hauptspiegels ermöglichen. Die Zugschraube zieht dabei die Spiegelfassung gegen die Druckschraube. Zur Verstellung muß also die Druckschraube leicht gelöst werden, damit man mit der Zugschraube die Verkippung des Hauptspiegels vornehmen kann. Mit den Zugschrauben wird die Lage des Hauptspiegels nun so lange verändert, bis der reflektierte Strahl durch das Loch fällt und somit in sich selbst reflektiert ist, was im unteren rechten Bild dargestellt wird. Dann ist der Newton perfekt justiert. Die Wanderung des roten Laserleuchtpunkt während der Verstellung des Hauptspiegels kann man auf der Reflektionsfläche des Justierlaser sehr gut beobachten, wenn man den Justierlaser so in den Okularauszug eingeschoben hat, daß die Reflektionsfläche nach hinten zum Hauptspiegel zeigt. Zum Abschluß muß man dann die Druckschrauben wieder leicht festziehen und den Justierlaser ausschalten.
Auf dem Bild mittig rechts habe ich die Justiereinrichtung des TS Orion Newton dargestellt. Es handelt sich dabei um die Verstellung des Hauptspiegels mit Hilfe der drei um 120° versetzten Schrauben, Zwischen den drei Schrauben und der Hauptspiegelauflage ist eine Feder eingelassen, mit dessen Hilfe der Hauptspiegel verkippt wird. Zur Verstellung muß man also lediglich an den Schrauben drehen. Dreht man die Schraube nach links, kippt auch der Spiegel nach links. Mit den Schrauben wird die Lage des Hauptspiegels nun so lange verändert, bis der reflektierte Strahl durch das Loch fällt und somit in sich selbst reflektiert ist, was im unteren rechten Bild dargestellt wird. Dann ist der Newton perfekt justiert. Die Wanderung des roten Laserleuchtpunkt während der Verstellung des Hauptspiegels kann man auf der Reflektionsfläche des Justierlaser sehr gut beobachten, wenn man den Justierlaser so in den Okularauszug eingeschoben hat, daß die Reflektionsfläche nach hinten zum Hauptspiegel zeigt. Zum Abschluß muß man dann nur noch den Justierlaser ausschalten.
Die beiden Abbildungen links und rechts zeigen den Anblick der Reflektionsfläche meines Göbel-Justierlaser. Das mittlere Bild links zeigt die Justierschrauben und die drei großen Belüftungslöcher des Hofheim Reise Dobson. Das mittlere Bild rechts stellt die drei Justierschrauben meines TS-Orion Dobson dar.
Justage nach der Barlowed-Methode
Diese Kollimations-Methode hat zwei hauptsächliche Vorteile gegenüber der normalen Methode. Sie ermöglicht eine wesentlich genauere Kollimation des Hauptspiegels unter Vermeidung von Fehlern, die durch ein eventuelles Verkanten des Justierlasers oder des Okularauszugs auftreten. Bei dieser Methode wird zunächst wie oben im ersten Schritt beschriebenen verfahren. Die Ausgangssituation nach der Ausrichtung des Fangspiegels zum Hauptspiegel ist im Bild unten links zu sehen. Dann folgt die Ausrichtung des Hauptspiegel zum Fangspiegel. Und dabei kommt dann die Barlowlinse ins Spiel. Man schraubt das Barlowlinsenelement vom Barlowgehäuse ab. Auf dem Bild unten mittig links ist das Linsenelement am rechten Bildrand zu erkennen. Dann wird das Barlowlinsenelement in das Filtergewinde des Justierlasers eingeschraubt und in den Okularauszug eingesteckt. Auf der Reflektionsfläche des Justierlasers sieht es dann in etwa so aus, wie im Bild unten mittig links dargestellt. Bei dieser Methode sieht man also keinen Laserpunkt auf der Reflektionsfläche, sondern die Mittenmarkierung des Hauptspiegels. Nun folgt die eigentliche Justierung des Hauptspiegels, so wie im zweiten Schritt weiter oben beschrieben. Die Ansicht auf der Reflektionsfläche des Justierlaser bei exakter Kollimation des Hauptspiegels ist im Bild unten rechts dargestellt. Sie ist erreicht, wenn die reflektierte Mittenmarkierung des Hauptspiegels symmetrisch um das Austrittsloch des Laserstrahls auf der Reflektionsfläche des Justierlasers zu sehen ist.
Die Abbildung links zeigt den Anblick von oben gesehen direkt auf den Hauptspiegel des Hofheim Reise Dobson. Die mittlere Abbildung links zeigt meine Televue 2-fach Barlow, die beiden nachbearbeiteten Bilder rechts die Reflektionsfläche des Göbel-Justierlaser unter Verwendung des Barlowlinsenelement.
Justage mit Justierlaser ohne Reflektionsfläche und Justierokular
Bei dieser Methode wird zunächst wie oben im ersten Schritt beschriebenen verfahren. Die Ausgangssituation nach der Ausrichtung des Fangspiegels zum Hauptspiegel ist im Bild unten links zu sehen. Da diese Laserart aber nicht über eine Reflektionsfläche verfügt, kann man den Eintritt des roten Leuchtpunktes in die Austrittsöffnung des Lasers nicht sehen. Daher benötigt man zur Ausrichtung der optischen Achse des Hauptspiegels auf die des Fangspiegels ein sogenanntes Justierokular, das unten mittig links dargestellt ist. Das Justierokular ist praktisch eine Okularauszugabdeckung mit einem kleinen Loch in der Mitte. Auf der Rückseite ist es silber oder weiß lackiert oder es ist eine silberfarbene Folie aufgeklebt. Manche Astronomen stellen sich ein solches Hilfsmittel selbst her. Dazu benutzen sie eine schwarze Kleinbilddose und versehen den Deckel der Dose dann genau in der Mitte mit einem kleinen Loch. Auf die Rückseite des Deckels kleben sie dann ein passendes Stück Alufolie und schneiden den Boden der Dose ab. Der eigentliche Kollimationsvorgang durch die Bedienung der Justierschrauben des Hauptspiegels erfolgt dabei wie oben im zweiten Schritt beschrieben. Dabei werden die Justierschrauben des Hauptspiegels so lange verstellt, bis das Einblickloch des Justierokular (der kleine schwarze Punkt in den beiden rechten Bildern) über die Hauptspiegelmittenmarkierung gebracht ist. Dann ist der Hauptspiegel perfekt justiert. Die Situation beim Durchblick durch das Justierokular bei einer vorhandenen Dekollimation ist unten mittig rechts dargestellt und die nach der erfolgreichen Justage des Hauptspiegels im Bild unten rechts.
Die Abbildung links zeigt den Anblick von oben gesehen direkt auf den Hauptspiegel des Hofheim Reise Dobson. Die mittlere Abbildung links zeigt die Innenseite meines Justierokular und die beiden Bilder rechts einen Blick durch das Justierokular auf den Hauptspiegel des Hofheim Reise Dobson. Das Fotografieren dieser Bilder war nicht ganz einfach zu bewerkstelligen. Wenn ich den gesamten Hauptspiegel im Bild hatte, konnte ich die Hauptspiegelmarkierung und den kleinen schwarzen Punkt nicht im Sucher erkennen und nach dem Zoomen auf die Bildmitte ist die Darstellung leicht gekippt.
Kollimation mit Justierlaser - Gitterrohrdobson mit Mittenmarkierung auf dem Fangspiegel
Die Grundvoraussetzung für die nachfolgend beschriebene Kollimation ist die Mittenmarkierung auf dem Fangspiegel, die einen vorhandenen Offset zur Erreichung einer gleichmäßigen Bildfeldausleuchtung berücksichtigen sollte Der Offsetversatz des Fangspiegels ist in erster Linie nur für die fotografische Nutzung eines Newton Teleskop wichtig. Bei der visuellen Verwendung von Weitwinkelokularen bei der Beobachtung astronomischer Objekte könnte der Offset aber je nach Okular auch von Bedeutung sein. Durch die Berücksichtigung des Offset wird nämlich das gesamte Bildfeld gleichmäßig hell ausgeleuchtet. Die Markierung liegt also bei der Berücksichtigung des Offset nicht genau in der geometrischen Mitte des Fangspiegels, sondern auf dem Offsetpunkt. Die Fangspiegel der Hofheim Reise Dobsons sind bei der Auslieferung bereits, wie auf dem linken Bild unten dargestellt, mit einem kleinen schwarzen Punkt versehen, der den genauen Offsetpunkt kennzeichnet. Mit Hilfe dieses Punktes und einem Justierlaser kann die Lage des Fangspiegels immer problemlos beurteilt werden. Wenn nämlich der Laserpunkt genau die Mittenmarkierung des Fangspiegel trifft, ist die Lage des Fangspiegels 100 prozentig in Ordnung. Bei dieser Kontrolle muß der Hauptspiegel abgedeckt sein, damit man nur den Punkt sieht, der direkt vom Justierlaser stammt und keinen zweiten, der vom Hauptspiegel reflektiert ist. Das habe ich im Bild unten mittig links dargestellt. Dann wird die Hauptspiegelabdeckung entfernt. Im Anschluß wird der Fangspiegel auf den Hauptspiegel ausgerichtet, wie es weiter oben im Schritt 1 der Anleitung beschrieben ist. Das Ergebnis dieser Arbeit zeigt das Bild unten mittig rechts. Jetzt folgt die Ausrichtung des Hauptspiegels auf den Fangspiegel. Zu Beginn der Hauptspiegelausrichtung stellt sich die Situation beim Blick auf den Fangspiegel meist wie im Bild unten rechts dar. Man sieht zwei rote Laserpunkte - einen hellen auf der Mittenmarkierung und einen zweiten, weniger hellen, irgendwo auf der Fangspiegelfläche. Die Justierschrauben am Hauptspiegel werden nun, wie oben im Schritt 2 genau beschrieben, so lange verstellt, bis der dunklere Laserpunkt genau über dem hellen Laserpunkt liegt. Das sieht dann so wie auf dem Bild unten mittig links aus. Dann ist auch der Hauptspiegel perfekt justiert.
Die Abbildung links zeigt den kleinen schwarzen Punkt des markierten Offsetpunktes auf dem Fangspiegel des Hofheim Reise Dobson. Das Bild rechts daneben den Fangspiegel mit dem vom Laserleuchtpunkt getroffenen Offsetpunkt des Hofheim Reise Dobson. Das gleiche Bild zeigt sich auch, wenn der Hauptspiegel auf den Fangspiegel korrekt ausgerichtet ist. Die Abbildung mitte rechts zeigt den Anblick von oben gesehen direkt auf den Hauptspiegel des Hofheim Reise Dobson und das Bild rechts den Fangspiegel des Hofheim Reise Dobson vor der Justierung des Hauptspiegel auf den Fangspiegel.
Die Kollimation eines Newton Teleskop mit dem Sight-Tube-Cheshire
Der erste Schritt ist die Kontrolle des Sitz von Fang- und Hauptspiegel. Dazu sieht man in die vordere Öffnung des Newton. Der Fangspiegel sollte genau mittig im Tubus sitzen, was man mit einem Zollstock oder Maßband kontrollieren kann. Bei Newton Teleskopen mit sehr schnellem Öffnungsverhältnis, wie es beispielsweise mein Hofheim Reise Dobson hat (f/4), sollte der Fangspiegel allerdings um den Offsetbetrag weiter weg vom Okularauszug und nach unten in Richtung des Hauptspiegel angebracht sein, was weiter unten genauer erklärt wird. Jetzt ist der Hauptspiegel dran. Auch er muß absolut mittig und zentrisch im Tubus sitzen. Für diese Kontrolle sollte ein genaues Hinsehen ausreichend sein. Wenn dies gegeben ist, sieht man den Hauptspiegel im Fangspiegel.
Im zweiten Schritt sieht man durch den leeren Okularauszug und erkennt den Fangspiegel und die Fangspiegelspinne mit ihren meist vier Streben, die Reflektionen des Fangspiegels mitsamt seiner Spinne und Streben sowie die des Hauptspiegels und des eigenen Auge.
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Im dritten Schritt setzt man jetzt das Sight-Tube-Cheshire in den Okularauszug ein. Dann sieht man durch das kleine Loch am Ende des Cheshire. Man bemerkt sofort, daß das Sichtfeld wesentlich enger als im leeren Okularauszug geworden ist. Das eigene Auge sieht man nicht mehr. An seine Stelle ist die Reflektion des Justierokular getreten. Jetzt prüft man mit Hilfe des Fadenkreuz des Cheshire ob der Fangspiegel zentrisch und kreisrund im Justierokular erscheint. Ist bei der Fangspiegelmontage ein Offsetversatz berücksichtigt, dann kann der Fangspiegel nicht mehr mittig sondern nur versetzt und kreisrund erscheinen. Nötigenfalls korrigiert man die Fangspiegelhöhe mit der mittig am Fangspiegelhalter angebrachten Zentrierschraube. Dabei kann der Fangspiegel dann auch gleichzeitig so gedreht werden, daß er nicht oval sondern kreisrund aussieht. Es ist sehr hilfreich, wenn man ein weißes Blatt Papier zwischen Fangspiegel und Hauptspiegel mit Tesafilm innen im Tubus anklebt - weil das die möglicherweise verwirrenden Reflexe ausblendet. Statt dessen kann man aber auch ein weißes Blatt Papier hinter den Fangspiegel an der dem Okularauszug gegenüberliegenden Tubuswand anbringen. Beide Methoden ermöglichen eine wesentlich leichtere Beurteilung der Fangspiegellage. Der eine kommt mit der Methode eins der andere nach Methode zwei besser zurecht. Das sollte man einfach mal ausprobieren. Wenn der Fangspiegel kreisrund im Rohr des Cheshire erscheint wird die Zentrierschraube leicht angezogen und das weiße Blatt Papier wieder entfernt. Im dritten Schritt achtet man also ausschließlich darauf, daß der Fangspiegel mittig - außer bei vorhandenem Offsetversatz - und kreisrund im Cheshire erscheint.
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Im vierten Schritt korrigiert man jetzt durch Neigung und Drehung des Fangspiegels das Bild im Cheshire so lange, bis die Reflektion des gesamten Hauptspiegels absolut zentrisch im Fangspiegel erscheint. Dabei darf die Fangspiegelhöhe nicht mehr verändert werden. Wenn der Hauptspiegel zentrisch im Fangspiegel erscheint, prüft man vorsichtshalber noch mal nach Schritt drei ob der Fangspiegel noch zentrisch im Cheshire zu sehen ist. Sollte dies nicht mehr der Fall sein, muß Schritt drei noch mal wiederholt werden und anschließend dann noch mal der hier beschriebene Schritt vier. Das macht man so lange, bis sowohl der Fangspiegel zentrisch im Cheshire als auch der Hauptspiegel zentrisch im Fangspiegel zu sehen ist. Bei dieser Arbeit ist es wichtig, daß man sich nicht an der Fangspiegelspinne orientiert, diese kann nämlich durch einen berücksichtigten Offset versetzt im Tubus montiert sein.
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Jetzt wird der fünfte und letzte Schritt der Justierung durchgeführt. Dabei korrigiert man nur noch die Neigung des Hauptspiegels. Im Ergebnis wird also die optische Achse des Haupstspiegel auf die des Fangspiegels ausgerichtet. Zur Orientierung dienen dabei einerseits die auf dem Hauptspiegel angebrachte Mittenmarkierung und andererseits die Mitte des Fadenkreuzes des Justierokular. Praktisch sieht das so aus, daß man die Mittenmarkierung des Hauptspiegels durch Drehen der Justierschrauben des Hauptspiegel genau ins Zentrum der Reflektion des Kollimationsokular bringt. Wer neben dem Sight-Tube-Cheshire noch einen Justierlaser besitzt, der kann natürlich diesen Schritt auch mit seinem Justierlaser nach einer der oben beschriebenen Methoden durchführen oder die ausschließlich mit dem Justierokular durchgeführte Kollimation mit dem Justierlaser kontrollieren. Dabei aber unbedingt darauf achten, da der Laser nicht verkippt, sonst hat das Kontrollergebnis des Laser, wie weiter oben schon erklärt ist, keinen Aussagewert.
Die Bilder dieses Abschnitt wurden mir freundlicherweise von Herrn Ekkehard Grohs zu Verfügung gestellt.
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Der Offsetversatz des Fangsiegel beim Newton-Teleskop
Der sogenannte Offsetversatz des Fangspiegel eines Newton Teleskop bewirkt eine vollständige Ausleuchtung des Bildfeldes, was bei der fotografischen Verwendung des Newton von Belang ist. Bei der visuellen Verwendung des Teleskop wird er erst bei sehr schnellen Systemen kleiner als f5 und bei gleichzeitiger Verwendung von ausgesprochenen Weitwinkelokularen relevant. Für die lichtschwächeren Newtons mit Öffnungen ab f6 braucht man den Offset in der Praxis nicht zu beachten, da die Nichtbeachtung eigentlich nur zu einer Verschiebung des gleichmäßig ausgeleuchteten Bildfeldes um den Offsetbetrag führt. Der ist aber bei diesen Newtons verschwindend gering. Sowohl die Bildschärfe als auch der Bildkontrast werden nicht beeinträchtigt. Daraus folgt, daß man erst bei lichtstarken, also schnellen Newton Teleskopen, den Offsetversatz des Fangspiegels bei der Kollimation berücksichtigen sollte. Der Fangspiegel sitzt dann mit seinem Zentrum nicht mehr exakt in der Mitte des Tubus, sondern um den Offsetbetrag in Richtung des Hauptspiegel und entgegen dem Okularauszuges versetzt. Wenn man durch den leeren Okularauszug seines Newton sieht, stellt sich der Anblick wie in den nachfolgenden beiden Abbildungen gezeigt dar.
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Die beiden oben links stehenden Fotos zeigen den Fangspiegelversatz bei meinen Hofheim Reise Dobson. Man muß allerdings sehr genau hinsehen, um den nur 3,1 mm betragenden Offsetversatz des Fangspiegels zu erkennen. In der mittleren Ausschnittvergrößerung ist die linke Strecke um 5 Bildpixel größer als die Rechte. Daran ist der Fangspiegelversatz zu erkennen. Die rechts dargestellte Grafik stellt den gleichen Sachverhalt etwas leichter erkennbar dar. In der Grafik erscheinen mittig im schwarzen Okularauszug: die hellgraue Innenwand des Tubus, der dunkelgraue Fangspiegel, der weiße Hauptspiegel, die grüne Hauptspiegelmittenmarkierung und das gelbe Auge. Lediglich der Schatten des Fangspiegel mit der Spinne erscheint durch den eingestellten Offset versetzt.
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Um den Fangspiegelversatz einzustellen zu können, benötigt man zunächst den Offsetbetrag in mm, den man nach verschiedenen mathematischen Formeln berechnen kann. Für die praktische Anwendung wird im allgemeinen die Verwendung der nachfolgenden Formel empfoheln, da sie nach den Empfehlungen erfahrener Teleskopbauer hinreichend genau ist.
Hauptspiegeldurchmesser in mm multipliziert mit kleinem Fangspiegeldurchmesser in mm dividiert durch die vierfache Brennweite
Um diesen Betrag in mm muß der Fangspiegel dann versetzt werden. Der erste Versatz erfolgt in Richtung Hauptspiegel und wird mit der zentralen Schraube des Fangspiegelhalters durchgeführt. Diese wird einfach gelöst, damit sich der Fangspiegel um den Offsetbetrag nach unten bewegen kann. Die Kontrolle wird dann mit dem Justierlaser durchgeführt. Der Leuchtpunkt muß die zuvor angebrachte Offsetmarkierung auf dem Fangspiegel genau treffen. Der zweite Versatz erfolgt dann von der okularseitigen Tubuswand in Richtung der gegenüberliegenden Seite. Das wird beispielsweise mit den Schrauben der Fangspiegelspinne erledigt. Man löst dazu die Schraube auf der Okularauszugseite um den Offsetbetrag und zieht die Schraube auf der gegenüberliegenden Seite um den gleichen Betrag an. Zur Kontrolle des Offsetversatz werden die Strecken von der Tubusseite des Okularauszug bis zur Mitte der Fangspiegelhalterung und die von der dem Okularauszug gegenüberliegenden Tubusseite bis zur Mitte der Fangspiegelhalterung ausgemessen. Die erste Strecke muß um den Offsetbetrag länger sein als die zweite Strecke.
Newton Justierung nach der Sterntest-Methode für ein optimales Kollimationsergebnis
Eine noch genauere Justage erhält man beim Sterntest am nicht fokussierten Stern. Der Sterntest ist eine äußerst empfindliche Methode. Aus diesem Grund müssen alle Arbeiten am Newton sehr feinfühlig und vorsichtig durchgeführt werden. Mit dieser Kollimations-Methode kann man insbesondere für den Bereich höchster Vergrößerungen alles aus seinem Newton heraus holen. Solche Vergrößerungen machen selbstverständlich nur dann Sinn, wenn der Hauptspiegel wirklich auf die Umgebungstemperatur heruntergekühlt ist und das Seeing absolut optimal ist. Und genau dann ist der Sterntest die optimale Methode, um die bestmögliche Abbildungsleistung des Newton Teleskop im Okular bewundern zu können.
Für den Sterntest muß das Newton Teleskop bereits nach einer der zuvor beschriebenen Methoden justiert sein. Dann wird das Teleskop aufgebaut und es bleibt nun mindestens ein bis zwei Stunden im freien stehen, damit der Hauptspiegel ordentlich ausgekühlt ist, wenn man mit dem Sterntest beginnt. Und noch was ist sehr wichtig. Einen Sterntest soll man nur bei erstklassigem Seeing durchführen, wenn er denn das oben beschriebene Ergebnis bringen soll. Bei schlechterem Seeing muß man mit der Vergrößerung runtergehen - aber das Ergebnis ist dann nicht mehr so gut wie bei einem optimalen Seeing.
Welchen Stern soll man nehmen? Meine Empfehlung wäre Polaris, denn er hat ja fast keine Eingenbewegung, was die Kollimation vereinfacht. Der Polarstern wird dann bei Verwendung der höchst möglichen Vergrößerung im Okular scharf eingestellt, so daß er als schöner runder Punkt zu sehen ist. Dann wird Polaris im Okular zentriert. Jetzt wird der Stern unscharf eingestellt, indem man den Okularauszug vorsichtig etwas nach innen bewegt. Im Okular erscheinen dann einige Ringe und in der Mitte sieht man einen Punkt. Die Streben der Fangspiegelhalterung sollten im Okular nur zu erahnen sein - wenn man sie deutlich erkennen kann ist das Bild zu unscharf und man korrigiert dies durch die entgegen gesetzte Bewegung mit dem Okularauszug. Dann wird der gleiche Vorgang noch einmal durchgeführt, diesmal wird der Okularauszug aber nach außen gedreht. Bei einem Newton Teleskop mit eingestelltem Offset erscheinen die Fangspiegelstreben im extrafokalen Sternscheibchen nicht exakt zentrisch sondern leicht versetzt. Das Newton Teleskop ist perfekt justiert, wenn alle Ringe sowohl intra- als auch extrafokal zentrisch im Okular erscheinen. Wenn dies nicht der Fall ist, wird der Hauptspiegel mit seinen drei Justierschrauben so lange verstellt, bis alle Ringe zentrisch aussehen.
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Darstellung der Beugungsscheibchen beim Sterntest bei sehr gutem Seeing
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intrafocal
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fokal
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extrafocal
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Darstellung der Beugungsscheibchen beim Sterntest bei weniger gutem Seeing
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intrafocal
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fokal
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extrafokal
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Darstellung der Beugungsscheibchen beim Sterntest mit Koma - Kollimation des Newton nicht perfekt
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intrafokal
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fokal
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extrafokal
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Die obigen Abbildungen stellen das Aussehen der Ringe dar, die übrigens auch Beugungsscheibchen genannt werden. Sie wurden berechnet und dargestellt mit Hilfe des Programm Aberrator. Leider können mit diesem Simulationsprogramm die Fangspiegelstreben nicht ins Bild eingeblendet werden
Diese Justieranleitung steht auch als komprimiertes PDF-Dokument im ZIP-Format zum Herunterladen zur Verfügung
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