Auch am 6. Kurstag war es wieder sternenklar. Aber dieses Mal war es kurz vor Vollmond und helles Mondlicht erschwert i.a. die abendliche Himmmelsbeobachtung. So wir entschieden wir, uns in der Schule zu treffen und uns mit einem zentralen Thema der Astronomie zu befassen: Mit den Teleskopen.
Dabei stand die Vielfältigkeit der Optiken von Teleskopen im Vordergrund, weniger das Benennen und Berechnen von Teleskopeigenschaften.
Zunächst unterteilten wir die Teleskope in drei Familien: Linsenteleskope (Refraktoren), Spiegelteleskope (Reflektoren) und gemischte Varianten (katadioptrische Systeme).
Linsenteleskope (Refraktoren)
Linsenteleskope bilden eine abgeschlossene Klasse von Teleskopen. Sie bestehen aus i.a. verkitteten Linsen für das Objektiv und einem weiteren Okular-Linsensystem. Die Unterschiede in dieser Bauart sind in der Zusammensetzung des Objektivs zu finden. Dieses liefert naturgemäß einen Farbfehler (Dispersion), der durch Zuhilfenahme mehrerer unterschiedlicher Glassorten teilweise korrigiert (Achromaten, 2-linisig mit Luftspalt nach Fraunhofer Bauart) oder vollständig korrigiert ist (Apochromaten, Apos, ED-Teleskope).
Reine Spiegelteleskope (Reflektoren)
Als komplett unterschiedliche Bauklasse sind die reinen Spiegeltelskope zu betrachten. Das einzige Linsensystem, welches hier zum Einsatz kommt, ist nur nur im Okular zu finden. Als lichtsammelndes optisches Element kommt ein Hohlspielgel zum Tragen, der einen typbedingten Schliff aufweist (sphärisch, parabolisch, hyperbolisch).
Zur Lichtumlenkung kommt bei Spiegelteleskopen mindestens einer, manchmal auch weitere, kleinere Spiegel zu Einsatz, die sog. Fangspiegel. Auch sie können ebenfalls unterschiedliche konvexe oder konkave Schliffe der o.g. Arten aufweisen.
Allen Spiegelteleskopen ist gemein, dass sie aufgrund der reinen Lichtreflexion zum Sammeln des Sternenlichts keinen Farbfehler besitzen.
Die einfachsten, aber effektivsten Teleskope dieser Bauart sind die sog. Newton-Spiegelteleskope. Sie bilden die Grundlage sowohl bei Dobson-Teleskopen als auch bei anderen, auf komplexeren azimutalen oder parallaktischen Montierungen aufgebauten Systemen. Abhängig von ihrer Brennweite können Newton- Teleskope recht große Dimensionierungen – und damit auch Eigengewichte – aufweisen. Das Okular sitzt beim Newton seitlich an der Lichteinfallsseite des Teleskops, etwa in Höhe seines planen Fangspiegels. Ihm gegenüber sitzt der i.a. parabolisch geschliffene Hauptspiegel. Sphärisch geschliffene Spiegel werden aufgrund ihres extrem ausgeprägten Brennpunkt-Bildfehlers (sphärische Aberration) nicht verwendet.
Ein ähnlich aufgebautes Teleskop ist das Nasmyth-Teleskop, welches einen weiteren Fangspiegel besitzt. Bei dieser Bauart kann der 2. Fangspiegel gedreht werden und ermöglicht das Umschalten zu verschiedenen Okular-Ausgängen. Bei einigen azimutal aufgebauten Nasmyth-Teleskopen liegt der Okularauszug direkt in der Höhenachse des Teleskops.
Eine weitere Klasse von reinen Spiegeltelskopen bildet das Gregory-, das Cassegrain- und das RC-Teleskop. Hier sitzt das Okular hinter dem Hauptspiegel, der in seiner Mitte über eine Durchbohrung verfügt. Der Fangspiegel liegt bei dem Gregory-Teleskop hinter dem Brennpunkt und ist ebenso wie der Hauptspiegel konkav geschliffen und liefert ein aufrecht stehendes Bild. Es kommt aufgrund dieser Eigenschaft daher auch in Spektiven zum Einsatz.
Das Cassegrain-Teleskop weist einen konvex geschliffenen Fangspiegel auf und kann so mit einer kurzen Baulänge hohe Brennweiten ermöglichen. Auch hier befindet sich der Okularauszug hinter einer mittigen im Hauptspiegel befindlichen Bohrung am hinteren Teleskopende.
Die RC-Teleskope (Richey-Chretien) sind mit einem hyperbolisch konkav geschliffenen Haupt- und einem hyperbolisch konvex geschliffenen Fangspiegel und einer okularseitigen Korrekturoptik ausgestattet. Sie liefern ein nahezu fehlerfreies Bild. Diese Optik wird in der Forschung häufig verwendet; sie ist z.B. im Hubble-Spaceteleskop (HST) und im Paranal-Teleskop (Chile) verbaut.
Bei dem neuen James-Webb-Spaceteleskop kommt ein Teleskoptyp zum Einsatz, welcher mit einer Korsch-Spiegeloptik ausgestattet ist. Hier sind noch weitere Fangspiegel in planer und konkaver o.a. Bauart verbaut, um ein möglichst fehlerfreies, planes und aufhellungsfreies Bild zu ermöglichen.
Zu den Exoten im Reich der reinen Spiegelteleskope gehören die Schiefspiegler, die im Prinzip eine Newton-Systematik aufweisen; allerdings ist der Hauptspiegel schief eingebaut, so dass der Fangspiegel außerhalb der Teleskop-Eingangsöffnung angebracht werden kann und somit keine Abminderung der effektiven Teleskopöffnung verursacht. Schiefspiegler sind im Handel kaum erhältlich und meistens Eigenbauten von handwerklich sehr talentierten Hobby-Astronomen.
Kombinierte Optiken (Katadioptrisch)
Im Gemischtwarenladen der Teleskope sind die katadioptrischen Systeme zu finden. Sie bestehen aus einer Spiegeloptik, die durch zusätzliche Linsen aufgepeppt ist. Als Linsensystem wird meistens die konkav-konvexe Meniskuslinse oder die Schmidt-Platte verwendet. Ziel bei ihres Gebrauchs (meistens auf der Vorderseite des Teleskops) ist es, eine fehlerfreie Optik zu erreichen. Teleskope, die mit einer Meniskuslinse ausgestattet sind, werden Maksutov-Teleskope genannt. Bei ihnen sind sogar günstige, sphärisch geschliffene Hauptspiegel verbaut. Sie kommen auch als Spezialobjektive in der Fotografie zum Einsatz. Die Schmidt-Platte wird vor allem bei Cassegrain-Teleskopen verwendet, um auch hier Abbildungsfehler zu minimieren (Schmidt-Cassegrain-Teleskope). Die Fangspiegel sind dabei mittig in der Innenseite der Korrekturlinsen angebracht oder augedampft.
Darüber hinaus gibt es aber auch spezielle katadipoptrische Ableitungen von Newton-Teleskopen, etwa Maksutov-Newtons oder Schmidt-Newtons, die man aber aufgrund ihrer seltenen Anwendung getrost ebendfalls den Exoten zurechnen darf.
Ein fragwürdiges katadioptrisches System stellt eine Newton-Optik dar, die im Okularauszug mit einer fest verbauten Barlow-Linse zur Brennweitenverlängerung ausgestattet ist. Sie ermöglicht eine kostengünstige kurze und leichte Bauweise von newton-artigen Spiegelteleskopen. Die verwendete Barlow kann jedoch (insbesondere bei billigen Geräten) die Gesamtgüte der Optik stark verschlechtern (z.B. durch das Einbringen von Farb- und Geometriefehlern).
