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Welche Faktoren bestimmen die Qualität eines guten Teleskops?

Lia Koltyrina/shutterstock.com

Das Wort Teleskop bezeichnet heutzutage alle Geräte, die elektromagnetische Wellen erfassen und bündeln, um auch weit entfernte Objekte optimaler observieren zu können. Es wurde bis weit in das 20. Jahrhundert komplett bedeutungsgleich mit dem Begriff Fernrohr benutzt. Dieser Ausdruck ist bildet sich aus dem altgriechischen (téle) “fern” und (skopéin) “beobachten”, “auskundschaften”.

Er ist zwar erst in der Neuzeit geprägt worden, jedoch kannte bereits das Altgriechische das Wort (teleskópos) “weithin schauend”. Das Teleskop soll 1608 von Hans Lipperhey erfunden worden sein, noch ehe Galileo Galilei es ein Jahr danach zur Sternenbeobachtung einsetzte. Laut Peter Borell ist allerdings Zacharias Janssen sowie dessen Vater die wahren Erfinder des Teleskops sein (anno 1610) und Hans Lipperhey erst später ein Teleskop angefertigt haben, nachdem er Kenntnis von Janssens Schöpfung erhalten hatte.

Das Okular: Bestandteil des Teleskops

Ein Okular ist eine Linse oder Objektiv, durch das man mit dem Auge (lateinisch oculus) in ein optisches System blickt. Diese optischen Systeme sind beispielsweise Fernrohre, Ferngläser, Teleskope oder Mikroskope. In modernen optischen Systemen bereitet das Okular das in seiner Fokalebene stehende reale Bild (Zwischenbild) für das menschliche Auge auf. Im Teleskop nach Galilei befindet sich das Okular noch vor der Brennebene der Objektivlinse, sodass kein reales Zwischenbild entsteht. In Verbindung mit der Augenoptik wird mit Hilfe eines Okulars ein Bild auf die Netzhaut projiziert.

Die Austrittspupille (AP) des Okulars ist exakt auf die Eintrittspupille (EP) des Auges abgestimmt. Idealerweise sind ihre Maße nicht größer als die der Eintrittspupille, da sonst Licht verschenkt wird. Auch muss die Austrittspupillenschnittweite (der Augenabstand) eine optimale Größe aufweisen, damit die Augenpupille hier positioniert werden kann. Alte Okulare ließen keine komplette Anpassung an das Auge zu. Entweder befand sich die Austrittspupille zu nah hinter der Linse, sodass sie für den Brillenträger unpassend waren oder sie machten keine ganzheitliche Korrektur der Farben. Fix installierte Okulare boten in der Regel einen Dioptrienausgleich zur Nivellierung der variierenden Brechkräfte der Augen unterschiedlicher Berachter an das Okular.

Ein wichtiger Bestandteile: Die Linse des Teleskops

Die Barlowlinse wurde nach dem Entdecker Peter Barlow benannte. Sie ist eine Linse, welche die Brennweite erhöht. Das bedeutet nichts anderes, als dass die Vergrößerung eines Teleskops dadurch erhöht wird. Diese Linse befindet sich vor dem Okular und zwar steckt sie im sogenannten Okularauszug. Wenn man von einer Barlowlinse spricht, handelt es sich um eine Zerstreuungslinse, welche die effektive Brennweite eines Objektivs dupliziert oder verdreifacht. Die Barlowlinse befindet sich also am Ende eines langen Rohres. Dieses Rohr nennt sich Distanzrohr. Zusammengefasst bewirkt also die Länge des Distanzrohres und die Brennweite der Linse, die Vergrößerung des beobachteten Objekts.

Der Linsenkörper kann auch vom Distanzrohr entfernt werden und an die Feldseite des Okulars befesstigt werden. Dieses Variante reduziert jedoch die Vergrößerungswirkung um ein 2-fach. Die meisten Okulare haben serienmäßig in der Steckhülse eine Barlowlinse installiert. Bei diesen Okularen, ist es besser auf den Einsatz einer zweiten Barlowlinse zu verzichten, da sonst die Qualität der Ansicht stark reduziert wird. Auch kann bei solch einer Kombination oftmals ein mechanisches Problem auftauchen, da sich die vordere Linse zu dicht am Gewinde befindet.

Qualitätsbestimmende Parameter eines Teleskops

Die Lichtsammelkraft eines Teleskops hängt hauptsächlich von seinem Öffnungsdurchmesser ab. Es ist jedoch die Systemlichtdurchlässigkeit, die bestimmt, wie viel des eintretenden Lichts tatsächlich am endgültigen Fokus ankommt. Übertragungsverluste entstehen durch Reflexion, Streuung und Absorption von Licht sowie durch Hindernisse und Blenden im Lichtweg. Die Blende bestimmt direkt, wie viel Licht von entfernten Objekten erfasst wird. Daher ist der Lichtsammelgewinn eines Teleskops gegenüber dem bloßen Auge hauptsächlich auf seine größere Apertur zurückzuführen.

Die Pupillenöffnung mit bloßem Auge hat an ihrer breitesten Stelle einen Durchmesser von circa 4 bis 8 mm, wobei 6 mm der am häufigsten genannte Durchschnitt ist. Unter Vernachlässigung der momentanen Übertragung und möglicher Hindernisse, sammelt ein Teleskop 2-mal mehr Licht als ein Auge bei Nacht. Wie viel dieses Lichts das Auge erreicht, hängt von der Lichtübertragungseffizienz des Teleskops ab. Die Transmissionsverluste an der Spiegeloberfläche liegen je nach Art und Zustand der Beschichtung, sowie der Wellenlänge des Lichts zwischen circa 2% und 20% oder sogar mehr.

Bei einer Beschichtung mit frischem Aluminium beträgt der Reflexionsverlust für das sichtbare Spitzenspektrum ungefähr 10%, was mit einem speziellen oder “verbesserten” Aluminium nahezu halbiert werden kann. Dielektrische reflektierende Beschichtungen können den Verlust auf einen Bruchteil eines Prozent reduzieren Es ist also davon auszugehen, dass hochwertigere Teleskope, eine bessere Leistung bieten, da sie aus optimalen Materialien gefertigt wurden.