Die meisten bei Sternfreunden gebräuchlichen "Fernrohre" lassen sich in zwei Grundtypen einteilen: Linsenteleskope und Spiegelteleskope. Die Funktionsweise dieser beiden Teleskoparten lässt sich verstehen, ohne dafür tief in die Physik einsteigen zu müssen. In beiden Fällen gibt es ein optisches Element – Objektivlinse beziehungsweise Spiegel – welches das von einem Stern kommende Licht sammelt und in einem Brennpunkt vereinigt.

1. Wozu Linsen und Spiegel?

Ein Linsenteleskop, auch Refraktor genannt, besteht im einfachsten Fall aus einem Objektiv und einem Okular. So wurden astronomische Teleskope bereits vor rund 400 Jahren von ihren Erfindern gebaut. Das Objektiv sammelt das Licht des von dem Fernrohr angepeilten Objekts und bündelt es im Brennpunkt, wo ein kleines auf dem Kopf stehendes Bild des beobachteten Gegenstands erzeugt wird. Der Abstand des Brennpunkts von der Objektivlinse wird als Brennweite des Teleskops bezeichnet. Das Okular ist eine Lupe, die das vom Objektiv erzeugte Bild vergrößert. Heute werden Teleskopobjektive aus mehreren Linsen mit unterschiedlichen Glassorten gefertigt, was ein farbreines Bild garantiert, und auch unter den Okularen gibt es mehr oder weniger aufwändige Konstruktionen.

Funktionsweise eines Linsenteleskops
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Ein Linsenteleskop besteht im einfachsten Fall aus einem lichtsammelnden Objektiv und einem vergrößernden Okular. Außen am Rohr ist oft ein kleines, schwach vergrößerndes Sucherfernrohr montiert, mit dem sich ein größerer Himmelsausschnitt überblicken lässt, was dem Beobachter die Orientierung erleichtert.

2. Wie funktioniert ein Spiegelteleskop?

Ein Spiegelteleskop oder Reflektor nutzt keine Linse, sondern einen gekrümmten Spiegel als lichtsammelndes Element. Am beliebtesten in der Amateurastronomie ist das Spiegelteleskop newtonscher Bauart, das ein hohes Lichtsammelvermögen zu einem günstigen Preis verspricht. Beim klassischen Newton-Teleskop trifft das Licht zunächst auf einen parabolisch geschliffenen Hauptspiegel. Von hier aus wird es zu einem kleineren, planen Fangspiegel reflektiert, der das Licht seitlich aus dem Fernrohr heraus zum Okular und zum Auge des Betrachters lenkt. Auch hier ist die Brennweite der Abstand des Brennpunkts vom lichtsammelnden Element, in diesem Falle also vom Hauptspiegel.

Funktionsweise eines Spiegelteleskops nach Newton
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 Bild vergrößernSpiegelteleskop nach Newton
Bei einem Spiegelteleskop nach Newton fällt das Licht zunächst auf einen Hauptspiegel, der es dann zu einem kleinen Fangspiegel reflektiert. Dieser lenkt das Licht aus Rohr heraus zum Auge des Beobachters. Der seitliche Einblick in das Rohr verlangt Einsteigern zunächst einige Übung ab. Ein Vorteil solcher Geräte liegt in ihrem hohen Lichtsammelvermögen bei einem gleichzeitig günstigen Preis.

3. Warum ist der Durchmesser so wichtig?

Besonders wichtige Kenngrößen bei der Auswahl eines Teleskops sind die Öffnung, das Öffnungsverhältnis, das Auflösungsvermögen und die Vergrößerung. Als Öffnung bezeichnet man den Durchmesser des Objektivs oder des Hauptspiegels der Optik. Je größer der Durchmesser, desto leistungsfähiger das Teleskop, da es dann mehr Licht sammelt und die Himmelsobjekte schärfer darstellt. Das

Öffnungsverhältnis ist das aus dem Durchmesser D des Objektivs oder Spiegels und der Brennweite f des Teleskops berechnete Verhältnis f/D. Lichtstarke Teleskope weisen Öffnungsverhältnisse von f/D = 5 und weniger auf. Sie ermöglichen eine geringe Vergrößerung, bei der sich dann einen größerer Himmelsabschnitt überblicken lässt, sie sind aber technisch anspruchsvoller. Teleskope mit langer Brennweite sind oft unhandlicher, sie bieten aber dafür eine schärfere Abbildung.

4. Wie scharf sieht ein Teleskop?

Die wohl wichtigste Kenngröße eines Teleskops ist sein Auflösungsvermögen. Es beschreibt die Fähigkeit, zwei eng benachbarte Punkte getrennt abzubilden oder feine Details auf den anvisierten Himmelskörpern wiederzugeben. Es wird meist in Bogensekunden angegeben, wobei eine Bogensekunde dem 3600sten Teil eines Grades entspricht. Der Mond erscheint dem bloßen Auge rund ein halbes Grad oder 1800 Bogensekunden breit. Durch ein Teleskop mit einem Auflösungsvermögen von einer Bogensekunde lassen sich auf dem durchschnittlich 384 400 Kilometer entfernten Erdtrabanten noch Krater mit zwei Kilometer Durchmesser erkennen.

5. Welche Vergrößerung ist sinnvoll?

Die Vergrößerung eines Teleskops ergibt sich aus der Teleskopbrennweite f, dividiert durch die Brennweite fOkular des Okulars: V = f/fOkular. Beispielsweise liefert ein Okular mit einer Brennweite von 20 Millimetern an einem Linsenteleskop mit einer Objektivbrennweite von 1200 Millimetern eine 60-fache Vergrößerung. Theoretisch lassen sich mit optischen Tricks enorme, mehrhundertfache Vergrößerungen erzeugen. Oberhalb einer sinnvoll nutzbaren Vergrößerung liefert eine Optik aber keine weiteren Details des Objekts mehr: das Bild wirkt, je nach Luftunruhe, sogar verschwommen. Eine praktische Faustregel ist, dass die sinnvoll nutzbare Maximalvergrößerung dem Doppelten der in Millimetern angegebenen Öffnung entspricht. Mit einem Teleskop von 100 Millimeter Öffnung sollten Sie also nicht mehr als 200-fach vergrößern.

6. Was bedeutet "scheinbares Gesichtsfeld"?

Ebenso vielfältig wie die am Markt erhältlichen Teleskoptypen sind die angebotenen Okulare. Auch hier gibt es für die Auswahl wichtige Kenngrößen. Abhängig von ihrer optischen Konstruktion ergeben unterschiedliche Okulare am Teleskop ein unterschiedliches Einblickverhalten. Für einen hohen Sehgenuss ist besonders das scheinbare Gesichtsfeld ausschlaggebend. Es wird in Grad angegeben und bezeichnet den Sehwinkel, den das Auge beim Blick durch das Okular erfasst. Es ist eine fixe Eigenschaft eines Okulars und hängt somit nicht davon ab, an welchem Teleskop Sie das Okular nutzen. Die folgenden Bilder veranschaulichen das scheinbare Gesichtsfeld anhand des Mondes.

Scheinbares Gesichtsfeld
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 Bild vergrößernScheinbares Gesichtsfeld
Das scheinbare Gesichtsfeld eines Okulars ist entscheidend für einen nachhaltigen Sehgenuss. Die Beispiele zeigen den Anblick des Mondes zweimal bei gleicher Vergrößerung mit gängigen Okulartypen.

7. Was ist der Spaceview-Effekt?

Je nach Konstruktionsprinzip eines Okulars unterscheiden sich die scheinbaren Gesichtsfelder. Sind es beim einfachen klassischen Huygens-Okular nur 30 Grad, so erreichen das moderne Okulare 100 Grad. Ab einem Öffnungswinkel von 60 Grad spricht man von Weitwinkelokularen, ab 82 Grad von Ultraweitwinkelokularen. Selbst Plössl-Okulare mit ihrem scheinbaren Gesichtsfeld von 50 Grad erwecken den Eindruck, in einen Tunnel zu blicken; Weitwinkelokulare und erst recht Ultraweitwinkelokulare kommen dem natürlichen Gesichtsfeld des Auges bereits sehr nahe, weshalb Beobachtungen mit ihnen den Anschein erwecken, mitten im Geschehen zu sein, man spricht vom "Spaceview-Effekt".

8. Wieviel vom Himmel kann ich sehen?

Das wahre Gesichtsfeld bezeichnet den Durchmesser des durch ein Okular am Fernrohr tatsächlich überschaubaren Himmelsausschnitts. Es wird in Grad angegeben und ist etwa um die Vergrößerung V des Instruments kleiner als das scheinbare Gesichtsfeld. Rechnerisch ergibt sich das wahre Gesichtsfeld WG annähernd und ohne Berücksichtigung konstruktionsbedingter Verzeichnungen des Okulars aus dem scheinbaren Gesichtsfeld SG und der Vergrößerung V gemäß der Formel WG = SG/V. Beispielsweise liefert ein Okular mit SG = 82 Grad und fOkular = 16 mm an einem Teleskop mit einer Brennweite von f = 1000 mm eine Vergrößerung von 1000 mm/16 mm = 62,5 und ein wahres Gesichtsfeld von rund 1,3 Grad. Der Vollmond mit einem Winkeldurchmesser von rund einem halben Grad würde somit nur einen Teil des wahren Gesichtsfelds ausfüllen.

9. Geht es auch ohne Fernrohr?

"Brennweite, Öffnungsverhältnis, Okulare … muss ich das alles wissen, um mit der Himmelsbeobachtung anfangen zu können?", werden Sie sich jetzt vielleicht fragen. Sie müssen nicht – zumindest nicht sofort, denn bereits ein einfaches Fernglas und eine preisgünstig erhältliche drehbare Sternkarte ermöglichen Ihnen einen schnellen Einstieg in die Himmelsbeobachtung!

10. Was zeigt ein Fernglas?

Beobachten Sie damit von einem bequemen Liegestuhl aus eine Zeitlang den Himmel. Lernen Sie, sich anhand der Sternbilder zu orientieren und entdecken Sie Gebirge auf dem Mond, die Trabanten des Riesenplaneten Jupiter, die Milchstraße oder die Andromedagalaxie. Inzwischen besuchen Sie im Internet Astronomieforen und studieren in Sterne und Weltraum ausgiebig Angebote sowie Produktberichte über Fernrohre und Zubehör. Dabei soll Ihnen dieser kurze Beitrag helfen.

Hat Sie das Astrofieber so richtig gepackt, dann wissen Sie auch bald, welches Fernrohr Ihr Typ ist. Und schließlich lässt er nicht mehr lange auf sich warten: der "Tag X", an dem die Anschaffung eines Teleskops beschlossene Sache ist.