Was ist eigentlich … Kollimation bei einem Newton-Teleskop?

Abb. 1: Ein Newton-Teleskop muss regelmäßig kollimiert werden, um seine bestmögliche Leistung zu erreichen [Peter Oden]

Im Grundlagenartikel zur Kollimation hatten wir bereits zur Definition erwähnt, dass dabei die Lichtwege im Teleskop sowohl zueinander als auch zum Teleskop genau ausgerichtet sein sollten. Der Mittelpunktstrahl soll dabei immer senkrecht auf den optischen Flächen stehen. Dieses Prinzip gilt für alle Teleskoptypen und damit genauso für ein Newton-Teleskop.

Beim Newton-Teleskop befindet sich zusätzlich zum Okular und zum Hauptspiegel noch ein Fangspiegel im Strahlengang, der das Licht seitlich zum Okular ablenkt.

Abb. 2: Der Strahlengang in einem Newton-Teleskop [Peter Oden]
Der Fangspiegel macht nun zwei Probleme: zum einen stellt er ein zusätzliches Element dar, das eingestellt werden muss und zum anderen liegt er genau in der Mitte des Strahlengangs, wodurch er den Mittelpunktstrahl genau abschattet.

Auch wenn die Fülle der Einstellungen den Anfänger manchmal überfordert, ist es im Kern doch ganz einfach und mit ein wenig Übung ist ein Newton-Teleskop bei Bedarf innerhalb von 5 Minuten ausreichend genau kollimiert.

Das Problem der Abschattung durch den Fangspiegel umgehen wir, indem wir das Pferd sozusagen von hinten aufzäumen und uns in drei Schritten vom Okularauszug bis zum Hauptspiegel vorarbeiten. Der Einfachheit halber legt man das Newton-Teleskop dabei vor sich auf einen Tisch. Wir verwenden auch hier wieder einen Kollimationslaser.

Abb. 3: Zwei verschiedene Kollimationslaser [Peter Oden]
Schritt 1

Zuerst kontrollieren wir, ob (ohne Okular) der Fangspiegel genau mittig durch den Okularauszug (OAZ) zu sehen ist. Damit man selbst genau durch die Mitte des OAZ schaut, bedient man sich eines Hilfsmittels. Früher einmal waren dazu die Filmdosen von Kleinbildfilmen, die genau in den OAZ passten, wunderbar geeignet, indem man einfach ein kleines Loch in die Mitte des Bodens dieser Dose bohrte.

Abb. 4: Ein billiges Okular mit kurzer Brennweite dient nach Entfernung der Linsen als Hilfsmittel bei der Kollimation eines Newton-Teleskops. [Peter Oden]
Heute braucht man dazu mangels Verfügbarkeit andere Hilfsmittel. Ich selbst habe aus einem preisewerten alten Okular mit kurzer(!) Brennweite (deshalb sind die Linsen sehr klein) die Linsen komplett entfernt und schon hat man das benötigte Hilfsmittel zur Hand. Setzt man dieses ‚entkernte‘ Okular in den OAZ und blickt durch die kleine Öffnung, so erkennt man den Fangspiegel. Dieser sollte kreisrund und in der Mitte des Blickfelds erscheinen.

Abb. 5: Durch den OAZ erscheint nun der Fangspiegel in der Bildmitte [Peter Oden]
Ist dies nicht der Fall, so kann er mit der mittleren Einstellschrauben an der Fangspiegelhalterung nachjustiert werden. Der Fangspiegel kann dazu verdreht werden (Mittelschraube lockern) und in der Höhe verstellt werden (Mittelschraube verstellen).

Abb. 6: Die diversen Schrauben zur Verstellung eines Fangspiegels [Peter Oden]
Bitte keine Gewalt anwenden, eine ungefähre Einstellung reicht vorerst vollkommen aus. Kleine Verstellungen reichen meistens schon aus, bei zu starkem Verdrehen könnte sich der Fangspiegel sogar lösen. Also immer sehr behutsam vorgehen!

Schritt 2

Nun wird der Kollimationslaser in den OAZ eingesteckt und eingeschaltet. Anschließend sucht man den erzeugten Lichtpunkt des Lasers auf dem Hauptspiegel. Auch hier kann man der Vollständigkeit halber wieder die Probe machen und den Laser im OAZ verdrehen. Der Lichtpunkt darf dabei nicht wandern, sonst ist der Laser dejustiert und müsste zuerst selbst korrekt justiert werden.

Der Einfachheit halber hat praktisch jedes Newton-Teleskop einen kleinen Lochring genau in der Mitte des Hauptspiegels aufgeklebt. Dieser stört bei der Beobachtung überhaupt nicht, da dieses Gebiet für das einfallende Licht ja durch den Fangspiegel abgeschattet wird, hilft aber bei der Einstellung ungemein.

Abb 7: Der Laserstrahl trifft auf den Hauptspiegel. In diesem Fall landet er außerhalb des Lochrings [Peter Oden]
Genau innerhalb dieses Lochrings muss der Leuchtstrahl nun landen, um die erste genannte Bedingung (mittiges und senkrechtes Auftreffen) zu erfüllen. Tut er das nicht, erfolgt die Feineinstellung diesmal über die drei äußeren Fangspiegelschrauben, bis der Laserstrahl genau im Lochríng auftrifft. Auch hier sind nur kleinste Änderungen nötig! Man kann jede erforderliche Verstellung auch mit nur zwei der drei Schrauben erreichen, ohne die dritte Schraube jemals anzufassen (markieren!). Damit verringert sich die Gefahr, dass sich etwas aus der Fangspiegelhalterung löst.

Schritt 3

Im dritten und letzten Schritt wird nun der Hauptspiegel des Teleskops so justiert, dass der Laserstrahl exakt in sich selbst zurückläuft und in der Mitte der schrägen Platte des Kollimationslasers landet. Wenn man das erreicht hat, weiß man, dass der Laserstrahl

  • genau in der Mitte des Hauptspiegels landet (Schritt 2)
  • darauf auch exakt senkrecht steht, weil er in sich selbst reflektiert wird (Schritt 3)

Und damit wären dann die optischen Achsen wie oben gefordert exakt zueinander ausgerichtet und justiert!

Um dies zu erreichen, gibt es zur Justage des Hauptspiegels drei (größere) Schrauben, die meist an der Unterseite angebracht sind und wie beim Fangspiegel zur Verstellung dienen. Hier sollte man es sich ebenfalls zur Gewohnheit machen, eine der drei Schrauben (fast) nicht zu benutzen, sondern die Einstellarbeiten nur mit den beiden anderen Schrauben auszuzführen! Oft sind nicht drei, sondern sechs Schrauben vorhanden. In diesem Falle dient eine der beiden Schrauben zur Verstllung des Spiegels und die andere, um ihn nach der Verstellung wieder zu fixieren. Welche Schrauben dies jeweils sind, entnimmt man am besten der Anleitung des Teleskops.

Bei großen Verstellungen muss man unter Umständen Schritt 2 erneut ausführen und sich so sukkzessive an eine optimale Einstellung heranarbeiten.

Themen wie der sogenannte ‚Fangspiegelversatz‘ interessiert uns an dieser Stelle überhaupt nicht. Dieser beeinflusst nicht die visuelle optische Qualität und ist hauptsächlich für Astrofotografen und die gleichmäßige Ausleuchtung einer Astrokamera relevant, um eine Vignettierung zu vermeiden.

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