Was ist eigentlich … Kollimation bei einem Schmidt-Cassegrain-Teleskop?

Abb. 1: Ein typisches Schmit-Cassegrain-Teleskop mit verdrehter Schutzkappe, so dass die Einstellschrauben zugänglich sind [Peter Oden]

Im Grundlagenartikel zur Kollimation hatten wir bereits zur Definition der Kollimation beschrieben, 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 Schmidt-Cassegrain-Teleskop.

Nun ist aber die Kollimation, wie man sie von anderen Teleskopen kennt, bei einem Schmidt-Cassegrain gar nicht möglich: Der Hauptspiegel (Primärspiegel) – also fast der Dreh- und Angelpunkt einer Kollimation – ist bei diesem Teleskop überhaupt nicht justierbar. Im Gegenteil: durch das sogenannte Spiegelshifting verändert sich die Einstellung des Hauptspiegels sogar minimal, je nachdem aus welcher Richtung man sich beim Scharfstellen dem Punkt mit dem besten Fokus nähert.

Das einzige Element, das beim Schmidt-Cassegrain eine Einstellmöglichkeit bietet, ist der Sekundärspiegel und hier werden wir ansetzen. Um es aber ganz klar auszudrücken: dies ist keine Kollimation im eigentlichen Sinne, sondern lediglich die Minimierung eines Fehlers, soweit es möglich ist.

Abb. 2: Der schematische Aufbau eines Schmidt-Cassegrain-Teleskops. Nur der Sekundärspiegel ist hier normalerweise verstellbar. [Peter Oden]
Wenn also der Hauptspiegel (Primärspiegel) schräg steht, so kann man dem mit dem Sekundärspiegel zwar etwas entgegenwirken, aber den Fehler nicht wirklich beseitigen. Vielleicht ist dies auch einer der Gründe dafür, warum es diverse Schmidt-Cassegrains gibt, die sich nicht wirklich optimieren lassen.

Um den Sekundärspiegel zu justieren, kann man die Abdeckkappe außen am Sekundärspiegel abziehen oder verdrehen und findet dann drei Einstellschrauben. Der Hauptspiegel eines Schmidt-Cassegrains, über den die Fokussierung erfolgt, ist beweglich gelagert. Um hier mögliche Fehler zu minimieren, richtet man üblicherweise das Teleskop auf einen Stern in ca. 45 Grad Höhe über dem Horizont, um die Mitte zwischen waagerecht und senkrecht zu haben. Leider erschwert das Seeing in unseren Breiten häufig die ruhige Abbildung des Sterns bei hoher Vergrößerung, so dass man dann doch besser mit einem künstlichen Stern arbeitet und die Einstellungen später in einer ruhigen Nacht am Stern optimiert.

Da es umständlich ist, immer durchs Okular zu schauen und dann mit den Schrauben (s.u.) zu arbeiten, ist die Methode der Wahl mit einer Planetenkamera zu arbeiten, so dass man auch während der Einstellarbeiten immer das Bild und die Auswirkungen des Tuns vor sich sieht.

Verstellt man jetzt den Fokus deutlich aus der Scharfstellung heraus, so wird in der Mitte des aufgeblähten Sternbilds ein großer schwarzer Fleck – hervorgerufen durch den Sekundärspiegel – sichtbar.

Abb. 3: Ein völlig defokussierter Stern mittig im Blickfeld. Der schwarze Fleck in der Mitte muss völlig symmetrisch angeordnet sein und darf nicht innerhalb der hellen Fläche zum Rand hin verschoben sein. [Peter Oden]
Dieser schwarze Fleck sollte möglichst mittig in der hellen Fläche angeordnet sein. Ist er das nicht, so versucht man nun durch vorsichtiges (!) Drehen an einer der drei Schrauben, den Fleck in die Mitte zu positionieren. Man merkt schnell, in welche Richtung sich eine Drehung an den Schrauben auswirkt und im Idealfall kann man den Großteil der Einstellarbeit mit einer einzigen Schraube durchführen.

Hat man diese Arbeiten durchgeführt, so erhöht man die Vergrößerung bei visueller Einstellung durch Einsatz eines kurzbrennweitigeren Okulars (beim Einsatz einer Kamera durch eine Barlow) und reduziert die Fokusverstellung. Nun wird erneut die beschriebene Justage durchgeführt, wobei deutlich kleinere Verstellungen erforderlich sind.

Abb. 4: Derselbe Stern bei deutlich erhöhter Vergrößerung und geringerer Defokussierung [Peter Oden]
Nur bei absolut ruhiger Luft kann man abschließend versuchen, ob am nunmehr fokussierten Stern außen um den Stern herum ein symmetrischer Beugungsring erkennbar ist. Hier wäre die letzte Möglichkeit einer ultrafeinen Justage. Aber dies ist in unseren Breiten leider so gut wie nie der Fall…

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