Die Ausstattung der Volkssternwarte Rothwesten

Die Volkssternwarte Rothwesten besitzt drei Teleskope, die unterschiedliche Eigenschaften haben und damit auch für verschiedene Beobachtungsaufgaben eingesetzt werden können. Zum besseren Verständnis ist die Funktionsweise eines Teleskops in Abbildung 1 dargestellt.

Das Licht von dem Objekt, das wir beobachten wollen, trifft auf den Hauptspiegel. Durch dessen Krümmung wird das parallel einfallende Licht gebündelt und in einem Punkt, dem Brennpunkt, vereinigt. Handelt es sich bei dem Objekt um eine flächenhafte Struktur (z.B. einen Planeten oder einen Nebel), so wird das Bild nach diesem Prinzip aus lauter einzelnen Punkten zusammengesetzt. Um das so entstandene Bild eines Objekts zu betrachten, benötigt man ein Okular. Dieses entspricht einer Lupe, mit der man das Brennpunktbild vergrößert. Durch die Wahl von Okularen mit unterschiedlichen Vergrößerungen läßt sich bestimmen, wie groß der Ausschnitt ist, den der Beobachter am Himmel sieht.
An den Teleskopen der Volkssternwarte Rothwesten lassen sich Vergrößerungen einstellen, die zwischen etwa 50- und 200-fach liegen, wobei höhere Vergrößerungen zwar theoretisch möglich wären, sich in der Praxis aber wegen der Luftunruhe als wenig sinnvoll erwiesen haben.

Bei einer 50-fachen Vergrößerung erscheint der Mond uns zum Beispiel so groß, als würden wir ihn statt aus einer Entfernung von 380.000 km nur noch aus 7.600 km sehen; bei 200-facher Vergrößerung hätten wir uns dem Begleiter der Erde bereits auf scheinbar 1.900 km genähert. Da die Lage des Brennpunktes und damit auch der Einblick des Beobachters an einer sehr ungünstigen Stelle liegt (beim Spiegelteleskop innerhalb des Rohres), verwendet man einen Umlenkspiegel, der den Strahlengang aus dem Rohr herauslenkt. Die wichtigste Funktionsweise eines Fernrohres ist es, das vom Hauptspiegel gesammelte Licht in das Auge des Beobachters zu lenken und damit sehr lichtschwache Objekte sichtbar zu machen.

Die Teleskope der Sternwarte

Zunächst ein Spiegelteleskop mit 21 cm Spiegeldurchmesser. Das Gerät wurde seinerzeit von Georg Spitzer gebaut und verrichtet heute wie vor 35 Jahren seinen Dienst. Da es sich um ein Instrument mit langer Brennweite handelt (Bildfehler fallen bei solchen Geräten weniger ins Gewicht) und es einen ausgezeichneten Spiegel von Zeiss besitzt, ist es gut zum Beobachten und Fotografieren von Planeten und Doppelsternen geeignet.

Das zweite Spiegelteleskop ist mit seinem Spiegeldurchmesser von 30 cm bei sonst gleichem Aufbau dagegen wesentlich besser zur Beobachtung von lichtschwachen Galaxien, Gasnebeln und Sternhaufen geeignet. Aus diesem Grund wird es heute vorwiegend für diese Aufgaben eingesetzt.
Zur Beobachtung von großflächigen Objekten, z.B. Sonne mit Sonnenflecken, Mond, hellen Sternhaufen usw. sowie für fotographische Zwecke findet ein apochromatischer Refraktor 127 ED-APO EMC der Firma Meade Instruments (USA) mit einer Öffnung von D=127mm und einer Brennweite von F=1140mm (Öffnungsverhältnis=Blende=9) Verwendung.

Zusatzgeräte

Weißlicht Sonnenfilter: Da man die Sonne nie mit bloßem Auge und erst recht nicht mit einem Fernrohr direkt beobachten darf, wird zur gefahrlosen Beobachtung ein spezielles Filter benötigt. Dieses besteht z.B. aus einer verspiegelten Glasplatte, durch die nur ein tausendstel des auftreffenden Lichtes in das Instrument gelangen kann. Auf diese Weise können zum Beispiel Sonnenflecken auf der Oberfläche der Sonne beobachtet und fotografiert werden. Alternativ kommt eine Spezialfolie zum Einsatz, mit der sich preiswerte Objektivfilter über die gesamte Öffnung realisieren lassen. Die Sternwarte besitzt 3 solcher hochwertigen Filter.

Spektroskop: Mit diesem Zusatzgerät ist es möglich, das Licht von beobachteten Objekten in seine Regenbogenfarben zu zerlegen. So kann man sehen, in welch unterschiedlichen Farben die Sterne leuchten; daraus können auch Rückschlüsse auf Temperatur und Art der Sterne gezogen werden. Ebenso können mit dem Spektroskop die Fraunhofer-Linien im Sonnenspektrum sichtbar gemacht werden.

Großfernglas

Die Sternwarte besitzt ein Lunt Großfernglas mit einer Öffnung von 2 x 100 mm und 550 mm Brennweite. Die Wechselokulare mit einer Brennweite 18,5 und 24 mm ergeben Vergrößerungen von 23 fach bzw. 30 fach. Für Beobachtungskomfort sorgt der um  45° geneigte Einblick, was besonders bei hoch stehenden Himmelsobjekten eine große Hilfe ist. Besonders gut geeignet ist dieses Gerät zur Beobachtung von großflächigen Himmelsobjekten wie etwa Emissionsnebeln (Bsp. großer Orionnebel M42) Galaxien (Bsp. Andromedagalaxie M31) oder auch großen Objekten im Sonnensystem wie Mond oder Kometen. Zur Kontraserhöhung bei der Beobachtung von Gasnebeln kann das Großfernglas mit speziellen Nebelfiltern (UHC-Filter) ausgerüstet werden.

Martin Hämmerling beim Test der Optik während des internationalen Teleskoptreffens ITT in Kärnten 2017. Foto: Marcus Schüler

Die Montierung

dient der Lagerung, Einstellung und Nachführung der Teleskope. Zum Ausgleich der Erddrehung geschieht dies parallel zur Erdachse in Rektaszension (RA). Zusätzlich kann die Neigung der Teleskope eingestellt werden, die auch als Deklination (DEC) bezeichnet wird. Der Mond benötigt so zu Beispiel nur etwa zwei Minuten, um am Himmel eine Strecke zurückzulegen, die seinem eigenen sichtbaren Durchmesser entspricht. Man kann sich vorstellen, daß ein fest ausgerichtetes Teleskop für längere Beobachtungen nicht von Vorteil ist. Wird das gesamte Teleskop nun ständig von einem kleinen Motor um diese Achse entgegengesetzt der Erddrehung, aber mit derselben Geschwindigkeit wie die Erde bewegt, so scheinen die Objekte im Gesichtsfeld des Teleskops festzustehen. Um beliebige Objekte am Himmel auffinden zu können, ist das Fernrohr um eine zweite Achse drehbar, die im rechten Winkel zur ersten Achse angeordnet ist. Da beide Achsen mit Koordinaten versehen sind, ist es möglich, Objekte direkt einzustellen, ohne sie im Sucherfernrohr sehen zu müssen. Dies erweist sich vor allem für lichtschwache Objekte als Vorteil, da diese in einem Sucher, manchmal aber auch selbst im 30 cm Newtonteleskop, nicht zu sehen wären und nur fotografisch erfaßt werden können. Die Koordinatensysteme, die hierbei verwendet werden, kann man sich als Projektion der irdischen Längen- und Breitengrade auf die Himmelskugel vorstellen.

Die von Georg Spitzer entworfene Montierung weist einige Besonderheiten auf: So ist die Rektaszensionsachse, die die Erddrehung ausgleicht, mit zwei 45 cm Durchmesser messenden Schneckenrädern ausgestattet. Während am unteren Schneckenrad die motorisierte siderische Antriebsschnecke angreift, dient das obere Schneckenrad dazu, die Teleskope in RA zu positionieren. Realisiert wird dieses Konzept durch zwei ineinanderlaufenden RA-Wellen: Einer äußeren siderischen Welle, auf der die RA-Schneckenräder befestigt sind und einer inneren Stundenwelle, die das Achsenkreuz mit der Deklinationsachse und den Instrumenten trägt. Beide Wellen sind über das obere Schneckenrad und eine manuell angetriebene Stundenschnecke permanent miteinander verbunden. Ein Lösen der Verbindung zum Schwenken der Teleskope ist somit weder möglich noch erforderlich, so dass die Optiken ausschließlich mit Hilfe der Stundenschnecke in RA-Position gefahren werden können. Sicherlich eine sehr ungewöhnliche Konstruktion, die sich jedoch in 50 Jahren Sternwartenbetrieb bewährt hat.

Die Kuppel

Die Kuppel bietet mit ihrem schmalen Schieber nur einen kleinen Ausschnitt des Himmels; aus diesem Grund ist sie in jede beliebige Richtung drehbar.

Im Gegensatz zu größeren Sternwarten werden auf der Volkssternwarte Rothwesten alle diese Einstellvorgänge von Hand betätigt; motorische Unterstützung ist nicht vorhanden. Lediglich die Nachführung wird heute von einem Motor mit moderner Steuerelektronik durchgeführt.

Andere Beobachtungsmöglichkeiten

Die Beobachtung der Objekte kann nicht nur visuell, also direkt mit dem Auge erfolgen, sondern auch mittels einer Kamera mit passendem Film. Dazu ist es möglich, eine normale Spiegelreflexkamera am Teleskop anzubringen und dieses anstelle eines Teleobjektivs zu benutzen.

Inzwischen stehen an vielen Sternwarten moderne Spiegelreflex (DSLR) - und/oder Videokameras zur Verfügung, mit deren Hilfe man eingestellte Objekte auf einem Flachbildschirmr darstellen kann. So lassen sich Einzelheiten viel besser erklären, bevor man sie dann im Fernrohr selbst anschauen kann. Gerade auch zur Fotografie von Planeten lassen sich diese Kameras sehr gut einsetzen, da die sonst so störende Luftunruhe wegen der kurzen Belichtungszeiten keinen großen Einfluß mehr hat.

Die begehbare Kamera

2012 wurde der oberste Raum im Turm so umgestaltet, dass eine begehbare Kamera für max. 5 bis 6 Personen entstand. Die Kamera ist besonders gut geeignet, um die wesentlichen Merkmale und Unterschiede von Lochkamera und Linsenkamera (am Tage) zu demonstrieren. Dazu kann der Raum völlig abgedunkelt werden, lediglich eine Öffnung vor dem Fenster bleibt frei und nimmt wahlweise eine verstellbare Lochblende – der Raum erfüllt dann die Funktion einer Lochkamera – oder aber ein Fraunhofer-Objektiv mit 60 mm Æ und 900 mm Brennweite auf und funktioniert dann als Linsenkamera.

Die Durch­messer der Lochblende betragen 3 bis 10 mm. In beiden Fällen wird das Bild der Landschaft mit Hilfe einer Mattscheibe aufgefangen und kann von den Besuchern, die sich sozusagen im Kameragehäuse selbst befinden, betrachtet werden. In der Lochkamera ist eine ausreichende Dunkeladaption des Auges erforderlich, so dass die Besucher etwa zwei Minuten im völlig verdunkelten Raum verweilen müssen (eine maximale Anpassung erreicht das Auge übrigens erst nach ca. 30 Minuten). Je dunkler der Raum und je besser die Dunkeladaption ist, desto deutlicher kann das projizierte Bild anschließend wahrgenommen werden. Im Gegensatz zur klassischen Lochkamera erzeugt die Linsenkamera ein vergleichsweise helles Bild, so dass die Adaption des Auges unkritisch ist und die Funktion der Kamera bereits im halbverdunkelten Raum (mit Einschränkungen) möglich ist. In Abhängigkeit von der Witterung sind die Ergebnisse des Kameraexperiments von sehr unterschiedlicher Qualität. An trüben Tagen oder in der Dämmerung ist das Kamerabild dunkel und kontrastarm. An sonnigen Tagen dagegen beeindruckt die Kamera durch „helle“, kontrastreiche und scharfe Bilder.