Kleines Lehrbuch der Astronomie und Astrophysik - Astronomie.de

Astronomie im optischen und infraroten Spektralbereich
Reflektoren
Ein Spiegelteleskop besteht aus einem lichtsammelnden Primärspiegel, der gewöhnlich aus Glas oder
Glaskeramik hergestellt und mit Aluminium und einer korrosionsbeständigen Schutzschicht belegt
wird, sowie aus weiteren Spiegeln, welche die räumliche Lage der Fokalebene festlegen (soweit man
nicht im Primärfokus arbeitet).
Im einfachsten Fall hat der Primärspiegel die Form eines Kugelsegments. Ein derartiger Hohlspiegel
wird auch als Kugelspiegel bezeichnet. Er ist zumindest bei kleinen Öffnungsverhältnissen ohne
optische Korrektoren für die astronomische Beobachtung ungeeignet, da achsenferne Strahlenbündel
eine kürzere Brennweite haben als achsennahe. Dieser Bildfehler wird als sphärische Aberration
bezeichnet. Sie kann für achsenparallel einfallende Strahlen leicht korrigiert werden, wenn man dem
Spiegel die Form eines Rotationsparaboloids gibt. Aufgrund ihrer vergleichsweise einfachen
Herstellungstechnologie wird diese Art von Primärspiegel früher häufig bei professionellen
Teleskopen eingesetzt. Unter Amateuren ist dieser Spiegeltyp weit verbreitet, da man ihn auch ohne
große technische Hilfsmittel durchaus selbst herstellen kann. Dafür tritt jedoch ein neuer Bildfehler auf,
der das brauchbare Gesichtsfeld eines Parabolspiegels stark einschränkt. Dieser Bildfehler wird als
Koma oder Asymmetriefehler bezeichnet, da die Sternbildchen außerhalb der optischen Achse wie
kleine „Kometen“ aussehen. Er entsteht, wenn Lichtstrahlen nicht parallel zur optischen Achse
einfallen. Dadurch wird die sphärische Aberration verstärkt wodurch die Lichtpunkte nicht mehr
kreisförmig, sondern einseitig auslaufend abgebildet werden. Koma läßt sich durch Linsensysteme, die
vor der Brennebene angeordnet werden, über einen größeren Bereich (bis zu 1°) korrigieren.
Komakorrektoren gehören deshalb zur Grundausstattung moderner Parabolspiegelteleskope.
Teleskope, bei denen sphärische Aberration und Koma weitgehend korrigiert sind, bezeichnet man als
aplanatisch. Ein häufig verwendetes aplanatisches optisches System findet man bei den Ritchey-
Chretien-Teleskopen. Sowohl der Primärspiegel als auch der in Cassegrain-Anordnung angebrachte
Sekundärspiegel sind in diesem Fall Hyperbolspiegel, wobei der Sekundärspiegel, der für die Koma-
Korrektur verantwortlich ist, schwer herzustellen ist.
RC-Teleskope zeichnen sich durch ein für klassische Spiegelteleskope großes brauchbares Gesichtsfeld
aus. Das Hubble Weltraum-Teleskop und das japanische 8.2-Meter Subaru-Teleskop auf Hawaii sind
Beispiele für Forschungsteleskope im Ritchey-Chretien-Design.
Klassische Spiegelteleskope sind für Durchmusterungsaufgaben aufgrund kleiner Gesichtsfelder nicht
besonders gut geeignet. 1930 gelang es dem genialen Optiker BERNHARD SCHMIDT (1879-1935) an der
Hamburger Sternwarte mittels einer speziell geformten dünnen Korrektionsplatte, die in doppelter
Brennweite vor einem etwas größeren Kugelspiegel angebracht wurde, alle Bildfehler über einen
großen Winkelbereich (mehrere Grad !) fast vollständig zu eliminieren. Der Nachteil der gekrümmten
Fokalfläche kann man leicht dadurch ausgleichen, daß man die Fotoplatte über eine Kugelkalotte
spannt. Bei kleineren „Schmidt-Kameras“ kann dieser Nachteil auch durch eine Ebnungslinse
ausgeglichen werden. Die durch die Korrektionsplatte eingetragene schwache chromatische Aberration
hat in der Praxis kaum eine Bedeutung. Bekannte Schmidtteleskope sind der „Big Schmidt“ („Oschin
Telescope“) des Mt. Palomar-Observatoriums (Korrekturplatte / Hauptspiegel / Brennweite (cm):
126/183/307, 1948), die fast baugleiche Schmidt-Kamera des Siding-Spring-Observatoriums in
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