Abenteuer Astronomie

Was ist eigentlich … Kollimation?

Abb. 1: Bei der Kollimation eines Teleskops müssen die optischen Elemente des Teleskops genau zueinander ausgerichtet werden [Peter Oden]

Viele Schwächen der Abbildungsqualität von Teleskopen liegen in einer schlechten Kollimation begründet. Aber was steckt nun eigentlich hinter diesem magischen Begriff »Kollimation«? Der Begriff Kollimation kommt aus dem Lateinischen von collimare, was soviel bedeutet wie etwas »in gerader Linie führen«. Nun bewegt sich Licht eigentlich immer in gerader Linie fort, so dass sich die Bedeutung in der Amateurastronomie darauf bezieht, dass die Lichtwege im Teleskop sowohl zueinander als auch zum Teleskop bzw. dessen optischen Elementen genau ausgerichtet sind.

Da auch diese Definition recht unverständlich bleibt, versuche ich einmal, diesen Vorgang in mehrere Schritte aufzusplitten:

Wir gehen zunächst davon aus, dass das Licht des zu beobachtenden Objektes gerade (also senkrecht) auf die Frontlinse (oder auch den Spiegel ) des Teleskops fällt (Ausnahme: Schiefspiegler – nomen est omen).
Abb. 2: Der Mittelstrahl fällt exakt senkrecht auf die Frontlinse des Teleskops (sonst wäre die Frontlinse verkippt!) [P. Oden]
Nach der Linse oder dem Spiegel ist das Licht gebündelt worden, verläuft also nicht mehr parallel. Deshalb nehmen wir nur noch den mittleren Lichtstrahl, der (da nicht abgelenkt) weiter in der Ursprungsrichtung verläuft und weiterhin senkrecht auf das nächste optische Element trifft.
Abb. 3: Im weiteren Verlauf trifft der Mittelstrahl sowohl mittig als auch senkrecht auf das nächste optische Element in der Kette [P. Oden]
Diese Schritte setzen sich fort, bis das Licht das Teleskop verlässt und zum Auge des Beobachters gelangt.

Jede Linse und jeder Spiegel aber weisen Abbildungsfehler (Koma, Aberration, Astigmatismus…) auf, die mit dem Abstand vom Mittelpunkt zunehmen. Deshalb soll der mittlere Lichtstrahl auch durchgehend auf die Mitte der berührten optischen Elemente treffen, um in der Bildmitte den Fehler so weit wie möglich zu minimieren.

Damit wäre zum Thema »Was ist eigentlich … Kollimation« eigentlich alles gesagt. Da sich dieser Vorgang aber in der Praxis für einen Refraktor, ein Newton-Teleskop oder ein Schmidt-Cassegrain-Teleskop völlig unterschiedlich gestaltet, werde ich in der nächsten Zeit im Rahmen von »Wie funktioniert eigentlich….« separat und detailliert auf diese drei Fälle eingehen und auch jeweils eine kurze Anleitung dazu präsentieren. Auch die wichtigen Unterschiede (der Hauptspiegel beim Schmidt-Cassegrain lässt sich nicht verstellen, der Fangspiegel beim Newton blockiert den Mittelstrahl usw.) werden dabei behandelt.