Öffnung eines Teleskops

Hier erfahren Sie was die Öffnung eines Teleskops ist, warum diese so wichtig ist und wie sie Einfluss auf ihre Beobachtung nimmt! Wir beginnen mit dem wichtigsten „Teleskop“ auf der Erde, dass jeder immer mit sich „trägt“.
 

Das menschliche Auge

 
Das menschliche Auge ist das Sinnesorgan, dass einer Person ermöglicht elektromagnetische Wellen in einem Bereich von circa 380 nanometer (nm) bis circa 780 nm wahrzunehmen. Bevor dieses sichtbare Licht jedoch auf die Lichtrezeptoren der Netzhaut trifft muss es an verschiedenen „optischen Komponenten“ des Auges vorbei beziehungsweise durch. Allen voran die Pupille. Die Pupille ist einfach ein Loch/eine Öffnung, durch die das Licht in die Augenkammer tritt. Abhängig von den Lichtverhältnissen kann sie mal etwas größer und mal etwas kleiner sein.

Testen Sie dies einmal selbst, indem Sie sich nah vor einen Spiegel stellen und ihre Pupille beobachten. Decken Sie nun ihre Augen mit den Händen ab und lassen Sie dabei die Augen selbst geöffnet. Nehmen Sie die Hände nach kurzem Warten weg und beobachten Sie wie sich der Durchmesser ihrer Pupille verkleinert. Ist es dunkler vergrößert sich die Pupille (die "Öffnung" des Auges ist gößer), sodass genug Licht gesammelt werden kann, um ein ausreichend helles Bild von der Umgebung sehen zu können. Der Durchmesser der Pupille kann abhängig vom Alter von 1,5 mm bis 8 mm reichen.
 

Das Teleskop

 
Genau wie das Auge hat auch ein Teleskop eine „Pupille“. Beim Teleskop spricht man in diesem Zusammenhang jedoch einfach von Öffnung. Diese lässt sich bei einem Teleskop aber nicht verändern. Wie beim Auge auch sorgt eine größere Öffnung für eine höhere Lichtsammelleistung. Die Öffnung eines Teleskops wird oft in Zoll angegeben (1 Zoll ≙ 2,54 cm).

Besitzen Sie also einen 10 Zoll Refraktor, dann hat der Tubus circa einen Durchmesser von 25,4 cm. Bei einem 10 Zoll Newton fällt der Tubusdurchmesser oft größer aus da die erste optische Komponente (der Primärspiegel) die eigentliche Lichtsammelleistung definiert. Wenn der Tubus einen Durchmesser von 2 Metern hat aber der Primärspiegel nur 10 cm groß ist bringt Ihnen die große „Öffnung“ logischerweise nicht viel.

 

Bei diesem 10 Zoll Newtonteleskop beträgt der Innendurchmesser des Tubus circa 29cm (was nicht 10 Zoll entspricht). Die Angabe 10 Zoll (25,4 cm) bezieht sich auf die größe des Primärspiegels. Dieser definiert die "Öffnung" des Newton Teleskops.

Eine größere Öffnung ermöglicht es Ihnen, abhängig von der Lichtverschmutzung ihres Beobachtungsortes, auch sehr dunkle Deepskyobjekte zu beobachten. Allerdings nehmen Sie auch mehr Luftunruhe mit einer größeren Öffnung auf. Ein Teleskop mit einer großen Öffnung kann seinen Vorteil gegenüber kleineren Öffnungen also nur ausspielen, wenn die Witterung es zulässt.

Des Weiteren gibt Ihnen die Öffnung auch vor, welche Vergrößerungen Sie mit ihrem Teleskop erzeugen sollten. Woran das liegt erfahren Sie HIER!
 

Vergleich zwischen Auge und Teleskop

Beim Vergleich vom menschlichen Auge mit einem Teleskop muss man zuerst ein paar Annahmen treffen. Wenn man von einem jungen Menschen ausgeht, der gerade den Sternenhimmel beobachtet, so kann sich die Pupille auf bis circa 8mm weiten. Um die Lichtsammelleistung zu bestimmen müssen wir nur die Fläche der Öffnung des Teleskops mit der Fläche der Pupille in Relation setzen. Gehen wir von einem 8 Zoll (20,32cm) Teleskop aus so teilt man einfach die Flächen durcheinander:

Fläche Teleskopöffnung / Fläche Pupille = π * (0,5 * 20,32cm)² / π * (0,5 * 0,8cm)² = 412,9024 / 0,64 = 645,16

(Bemerkung: Das π und der Faktor 0,5² fallen weg, da sie im Zähler und Nenner des Bruchs auftreten)


Das bedeutet ein 8 Zoll Newton kann 645 mal so viel Licht sammlen wie das menschliche Auge! 

Diese Rechnung stellt jedoch eine Vereinfachung dar aber sie ist dennoch gut um die Leistung eines Teleskops einzuschätzen. Möchte man die Lichtsammelleistung genauer bestimmen, so muss man ein paar Dinge berücksichtigen. Einerseits kann die effektive Fläche des Hauptspiegels durch Obstruktion verringert werden. Dementsprechend muss die Fläche des Fangspiegels von der Fläche des Primärspiegels abgezogen werden. Desweiteren spiegelt sowohl der Primär- als auch Fangspiegel das Licht nicht zu 100%. Hinzu kommt noch ein allgemeiner Qualitätsfaktor. Das bedeutet, die effektive Fläche des Teleskops berechnet sich nun folgendermaßen:

Fläche Hauptspiegel - Fläche Fangspiegel * Verspiegelung HS * Verspiegelung FS * Qualitätsfaktor

Für einen 8 Zoll Newton könnte die Rechnung beispielsweise so aussehen:

((10.16mm)² * π - (5mm)² * π ) * 0.88 * 0.88 * 0.65 = 123,70mm

Zum Vergleich: Ein perfekter 8 Zoll Refraktor ohne Verluste (den es nicht gibt) hätte eine effektive Fläche von:

(10.16mm)² * π = 324,29mm

Allerdings sorgen die Linsen bei einem Refraktor ebenfalls für Verluste. Um die Lichtsammelleistung eines Newton einschätzen zu können, müssen Sie natürlich nicht jedes Mal so eine Rechnug durchführen. Allerdings können Sie die Obstruktion im Hinterkopf behalten um in Zukunft besser mit dem Thema Öffnung umgehen zu können!