Was ist eigentlich … Spiegelshifting?

Spiegelshifting ist ein Problem, das vorzugsweise bei Schmidt-Cassegrain-Teleskopen oder Maksutovs auftritt, also bei Teleskopen, bei denen der Hauptspiegel nicht fest eingebaut ist. Bei diesen Teleskopen wird die Position des Hauptspiegels längs der optischen Achse verschoben, um beim Betrachten des Zielobjektes in den Fokus zu kommen.

Der Vorteil gerade bei diesen Teleskopen liegt darin, dass hier eine kleine Verschiebung des kurzbrennweitigen Hauptspiegels (die meistens mit f/2.x ausgelegt sind) durch die Umsetzung auf f/10 oder gar f/15 mit dem Sekundärspiegel einem entsprechend längeren Fokusweg des Okulars entsprechen, wodurch es bei diesen Teleskopen praktisch nie zu einem Backfokus-Problem kommt.

Der Nachteil dagegen liegt auf der Hand: ein Hauptspiegel, der extrem genau geschliffen ist und üblicherweise eine Genauigkeit von ʎ/4 oder ʎ/10 aufweist (was einem Zehntel (!) der Lichtwellenlänge entspricht), wird mechanisch bewegt, wobei es zu viel größeren Ungenauigkeiten kommen kann.

Die größte Ungenauigkeit liegt in einer entstehenden Verkippung des Spiegels. Der große Hauptspiegel eines Schmidt-Cassegrain-Teleskops oder Maksutovs hat eine Öffnung in der Mitte. Mit dieser Öffnung sitzt er zusammen mit einer stabilen Metallscheibe auf einem langen inneren Tubus, auf dem er verschiebbar angebracht ist. Zur Verschiebung dient der Fokussierknopf, mit dem sich über eine Gewindestange der Spiegel vor und zurück bewegen lässt. Damit der Spiegel mit seinem daran befestigten Metalltubus auf dem inneren Tubus hin- und hergleiten kann, muss ein gewisses Maß an Spiel zwischen den beiden vorhanden sein, damit der Spiegel nicht festklemmt. Durch dieses Spiel kann der Spiegel sich aber bei Zug oder Druck unterschiedlich verstellen.

Beim Scharfstellen dreht man üblicherweise den Fokusknopf mal nach links und mal nach rechts, bis man (hoffentlich) den optimalen Schärfepunkt gefunden hat. Bei diesem nach links oder rechts Drehen verkippt der Spiegel immer etwas, was dazu führt, dass sich das erzeugte Abbild in seiner Lage verschiebt. Für den Beobachter sieht das so aus, als würde sich das Bild im Okular mal in die eine und mal in die andere Richtung verschieben (‚to shift‘ – englisch für verschieben). Bei hohen Vergrößerungen, wie sie etwa für Planeten notwendig sind, kann dabei des Objekt sogar gänzlich aus dem Blickfeld verschwinden.

Abhilfe schafft man bei modernen Teleskopen durch eine äußerst geringe Fertigungstoleranz und durch hochwertige Gleitfette, die dem seitlichen Druck nicht sofort nachgeben, ohne dabei ihre Gleiteigenschaften zu verlieren und durch spezielle Konstruktionen mit Spannfedern. Diese Federn halten den Spiegel konstant unter einer gleichmäßigen Vorspannung, die die Verkippung verhindert.

Bei älteren Teleskopen mit starkem Spiegelshifting kann es sinnvoll sein, am Okularauszug einen zusätzlichen Crayford-Fokussierer anzubringen. Hier dient dann die vorhandene Fokussierung zur Grobeinstellung und der zusätzliche Fokussierer zur Feineinstellung, wobei der Hauptspiegel dann auch nicht mehr verkippen kann.

Erwähnt werden soll an dieser Stelle ebenfalls, dass es auch bei Newton-Teleskopen zu einer Art Spiegelshifting kommen kann, wenn der Hauptspiegel nicht fixiert ist, sondern in den Halterungen Spiel hat. Hier verstellt sich dann jede Kollimation sofort wieder, wenn das Teleskop bewegt wird und der Spiegel dadurch seine Lage verändert.