Test und Justierung von Schmidt-Cassegrain-Teleskopen

von Dr. Wolfgang Strickling


Ein Schmidt-Cassegrain-Teleskop (SC) ist wegen seines guten Preis-Leistungsverhältnisses und der kompakten Bauform ein unter Astroamateuren gerne benutztes Instrument. Wegen der präzisen Abstimmung der optischen Komponenten aufeinander reagiert dieser Bautyp aber besonder empfindlich auf Justierfehler, so dass die Geräte im allgemeinen mit einem justierbaren Fangspiegel ausgerüstet sind. Da Haupt- und Fangspiegel sphärisch, also kugelförmig sind, ist die Justierung des Hauptspiegels im allgemeinen trotz öfter zu hörender gegenteiliger Äußerungen nicht notwendig (zumindest, wenn die Teile halbwegs vernünftig zusammengebaut sind, was aber alle Hersteller meines Wissen nach ohne weiteres hinkriegen).

Im Gegensatz zu Newtonteleskopen, die man am besten am Tage und ohne Okulare justiert, muss man SCs machts oder - sehr behelfsweise - an künstlichen Sternen justieren.

Zur Justierung und Prüfung schaut man einen nicht zu hellen Stern bei recht hoher Vergrößerung (Okular 5 - 10 mm Brennweite) und ruhiger Luft an.

Justierfehler bei Schmidt-Cassegrains

Schematische Darstellung der Bildfehler von Schmidt-Cassegrain-Teleskopen:

Linke und rechte Spalte: Stern im intra- und extrafokalen Bild
mittlere Spalte: Sternbild im Fokus

Obere Zeile: Perfekte Optik. Das fokale Sternbild ist scharf und von wenigen runden Beugungsringen konzentrisch umgeben.
Mittlere Zeile: Zentrierfehler, durch Justierung zu beseitigen.
Die extrafokalen Bilder zeigen eine exzentrische Fangspiegelabschattung und das fokale Bild ist unsymmetrisch mit "Schwänzchen".
Untere Zeile: Sphärische Aberration (Öffnungsfehler)
intra- und extrafokales Bild sind deutlich unterschiedlich. Das fokale Bild ist nicht punktförmig und bleibt unscharf oder ist von einer sehr großen Zahl von Beugungsringen umgeben. Dieser Fehler tritt auch bei kurzen Einstellentfernungen (z. B.  bei "Künstlichen Sternen") auf. Das Teleskop sollte deshalb nachts am Stern überprüft werden, um es auf spärische Aberration zu testen!

Hat man den Stern in Bildmitte positioniert, wird das Bild bei hoher Vergrößerung ein wenig unscharf eingestellt. Dann sollte ein scharf begrenzerter Kreis mit einem zentral liegenden kreisrunden Loch (Abschattung des Fangspiegels) erkennbar sein. Ist das Loch exzentrisch wie in der mittleren Zeile der Abbildung oben, dann muss das Teleskop an den kleinen Innensechskantschrauben am Fangspiegel (evtl. durch einen  (orangenen) Deckel verdeckt!) justiert werden, bis das Loch konzentrisch liegt. Da der Stern bei der Justierung aus der Bildmitte herauswandert, muss man zur genauen Prüfung des Ergebnisses den Stern mit der Montierung wieder genau in die Mitte fahren. Man muss die Schrauben so drehen, dass sich der Stern entgegengesetzt dem exzentrisch versetzten Fangspiegel bewegt (also zur "dickeren" Seite des Ringes hin). Wenn das Bild so aussieht wie in der mittleren Zeile der Abbildung oben oder den Bildern links und rechts, dann muss man den Stern also nach unten bewegen. Das linke Bild ist bei dejustiertem Instrument intrafokal aufgenommen, das rechte extrafokal.

Beim Justieren sollte man zuerst diejenige der drei Schraube drehen, die etwa in der gleichen Ebene liegt wie die Abweichung. Am Bildbeispiel oben also die Schraube, die am Fangspiegel oben oder unten liegt, nicht die rechts oder links stehenden. Die Drehrichtung probiert man am besten aus, denn das Ergebnis ist meist unmittelbar in Form einer Verbesserung oder Verschlechterung des Fehlers zu sehen. Um nicht ständig im Dunkeln mit feinen Imbusschlüsseln hantieren zu müssen, habe ich mir handliche Rändel auf die Stellschrauben geklebt (s. Abb. links). Damit bekomme ich mein Gerät in wenigen Sekunden optimal eingestellt.

Sind die Bilder eines Sterns recht unterschiedlich, wenn man den Bereich vor mit dem Bereich hinter dem Fokus vergleicht (untere Zeile aus der Abbildung oben oder Abb. rechts) oder unscharf ausgefranst, dann liegt sphärische Aberration vor. Die bekommt man meines Wissens nach nicht weg und ist ein echter optischer Mangel.  Im Bild rechts liegt neben spärischer Überkorrektur außerdem ein leichter Astigmatismus vor, erkennbar an den etwas elliptischen Scheibchen, deren Achse sich intra- und extafokal um 90 Grad versetzt. In allen diesen Fällen bekommt man kein richtig scharfes Bild zustande. So etwas ist ein Grund zur Reklamation, genauso wie elliptische Bilder, oder Dellen und Ausbuchtungen. Hilft alles nichts, kann man versuchen, selbst Hand an die Optik zu legen. Dazu habe ich eine kleine Anleitung verfasst.

Übrigens sind die Ringe, die man im unscharfen Bild sieht, nicht zu verwechseln mit den Beugungsringen! Letztere sind nur bei scharfem Bild, guter Optik und sehr ruhiger Luft zu sehen. Sie sind extrem klein. Der Abstand untereinander und vom Stern hat die Größe der Fernrohrauflösung, also beim 8-Zöller 0,6 Bogensekunden! Man sieht übrigens auch in schlechten Optiken Beugungsringe, aber gleich dutzendweise! Eine perfekte Optik hat absolut scharfe Ringe, aber nicht mehr als 2 oder 3 (mal mit einem guten Refraktor vergleichen!).

Ein anderer, allerdings mechanischer, Fehler von SCs ist das sogenannte Spiegelshifting, das haben praktisch alle Schmidt-Cassegrain-Teleskope in mehr oder weniger starkem Ausmaß. Bei hoher Vergrößerung kippt das Bild etwas, wenn man den Fokusknopf bewegt. Das liegt daran, dass der Spiegel zum Fokussieren entlang der optischen Achse verschoben wird und dabei leider auch etwas kippt.
Um das zu vermeiden, haben sich findige Bastler zusätzliche Okularauszüge ans Fernrohr gebaut. MIttlerweile gibt es so etwas auch schon zu kaufen.
Ganz harte Bastler  (z. B. Axel Martin) haben sich in die Spiegelverschiebung Teflonschrauben eingeschraubt. Auch das soll helfen.

Zum Testen von Teleskopen und deren Justierung am Tage siehe mein Aufsätze: "Test von Fernrohren am Tage" und "Doppelsterne im Wohnzimmer", wobei aber zu beachten ist, dass alle astronomieschn Teleskope, auch SCs, bei kurzen Einstellentfernungen (weniger als einige 100 m) ohnehin sphärische Aberration zeigen!

Das ultimative Buch zum Fernrohr-Test ist übrigens: H. R. Suiter: Star testing astronomical telescopes. Erschienen bei Willman-Bell und ist neben den bekannten online-Buchläden auch bei vielen Astrohändlern oder dem Astro-Shop erhältlich (ca. 30 Euro). Für Interessierte unbedingt empfehlenswert!


© Dr. Wolfgang Strickling, Drususstr. 15, 45721 Haltern am See. Tel: (0 23 64) 16 76 91

Emailadresse


Zurück zu Wolfgangs Homepage
Mehr zur Optikreinigung
The collimation - Anleitung (engl) durch T. Legault
K.L. Baths Anleitung zur Justierung von Schmidt-Cassegrains, hervorragend!
Aktive Optik am Schmidt-Cassegrain: kleine Anleitung zur Beseitigung von Astigmatismus und sphärischer Aberration
C8-Verbesserungen von Rolf Geissinger
Alles über Teleskope und Okulare
Test von Fernrohren am Tage
Liste mit engen Doppelsternen zum Fernrohrtest und Doppelsterne im Wohnzimmer
Justierung von Newtonteleskopen

Das letzte Update dieser Seite war am 07.01.2004
Die Adresse dieser Seite im Internet ist http://www.strickling.net/sc_just.htm