Hauptteleskop

Das Hauptteleskop der Hans-Haffner-Sternwarte ist der Astrograph CDK 20 der Firma PlaneWave-Instruments mit einem Hauptspiegeldurchmesser von 50 Zentimetern. Das Teleskop wird von einer GM 4000 HPS II-Montierung von 10Micron getragen und durch das apochromatische Linsenteleskop ED 120 von Sky-Watcher mit einer Öffnungsweite von 12 Zentimetern ergänzt.

Anders als in der Mikroskopie kommt es beim Teleskop nicht so sehr auf die Vergrößerung an. Vielmehr ist die Lichtsammelfläche eines Teleskops wissenschaftlich meist von größerer Bedeutung, weil viele astronomische Objekte von der Erde aus beobachtet äußerst lichtschwach erscheinen. Je größer der Durchmesser des Spiegels oder der Linse ist, desto heller erscheint das astronomische Objekt und desto mehr Details können erkannt werden.

So hat das CDK 20 im Vergleich zur menschlichen Pupille eine etwa zehntausendfach größere Lichtsammelfläche.

Ein Astrograph ist ein Teleskop, das für die Astrofotografie optimiert ist. Er erzeugt ein möglichst großes, abbildungsfehlerfreies und planes Bild, so dass der ebene Kamerachip möglichst gleichmäßig und verzeichnungsfrei bis zum Rand ausgeleuchtet wird.

Das CDK 20 von PlaneWave Instruments ist ein nach Dall-Kirkham modifiziertes Cassegrain-Teleskop mit einem zusätzlichen Korrektor (CDK: corrected Dall-Kirkham).

Ein Cassegrain-Teleskop wiederum ist ein Spiegelteleskop, also ein Teleskop bei dem das Objektiv ein Hohlspiegel ist. Das einfallenden Licht wird durch diesen Hauptspiegel (auch Primärspiegel) reflektiert und gebündelt und auf einen zweiten, kleineren Spiegel (Sekundär- oder Fangspiegel) gelenkt. Dieser lenkt das gebündelte Licht durch eine Öffnung im Hauptspiegel auf den Kamera-Chip oder ins Auge des Beobachters.

Beim CDK ist der Hauptspiegel elliptisch und der Sekundärspiegel sphärisch konstruiert. Zusätzlich befinden sich im Strahlengang vor dem Brennpunkt noch zwei Korrekturlinsen, die für eine gute Abbildungsqualität außerhalb der Bildachse sorgen. So wird eine möglichst fehlerfreie Abbildung auch in den Randbereichen des CCD-Chips erreicht.

Die Montierung trägt nicht nur das Teleskop, sondern kompensiert auch die Erddrehung, so dass das Teleskop für einen möglichst langen Zeitraum auf denselben Punkt am Himmel gerichtet bleibt. Diese Nachführung genannte Kompensation erfolgt durch sehr exakte Schrittmotoren und eine hochpräzise Mechanik. Moderne Montierungen haben zu dem eine sogenannte Goto-Funktion, das heißt sie können vollautomatisch einprogrammierte Himmelsobjekte ansteuern.

Die GM 4000 HPS ist einen Hochleistungs-Montierung, die sich durch eine hohe Positioniergeschwindigkeit und -genauigkeit auszeichnet. In der Spitze positioniert sie das Teleskop mit einer Geschwindigkeit von zehn Grad pro Sekunde und weist eine Positionierungsgenauigkeit von weniger als zwanzig Bogensekunden auf. Durch Absolut-Encoder in beiden Achsen wird die tatsächliche Positionierung mit der gewünschten abgeglichenen. Daraus berechnet der Steuercomputer nötige Korrekturen in der Nachführung. So erreicht diese Montierung eine bessere Nachführgenauigkeit als eine Bogensekunde in fünfzehn Minuten.

Der zusätzlich von der Montierung getragene Apochromat dient sowohl als Leitrohr als auch als Teleskop, das einen deutlich größeren Himmelsausschnitt abbilden kann als das Spiegelteleskop.

Bei einfachen Glaslinsen werden die einfallenden Lichtstrahlen in Abhängigkeit von ihrer Wellenlänge unterschiedlich stark gebrochen, was sich in Farbsäumen und unscharfer Abbildung, der sogenannten chromatischen Aberration, zeigt. Bei einem Apochromat sind durch geschickte Wahl verschiedener Glassorten für die einzelnen Linsen diese Farbfehler für drei Wellenlängen korrigiert, so dass kaum chromatische Aberration auftritt. Zudem weist das ED 120 mit einer einer Öffnung von 120 Millimetern einen gute Lichtsammeleigenschaft auf.

Zunächst war das CDK 20 auf einer GM 4000 QCI montiert. Dank der großzügigen Unterstützung von Baader-Planetarium konnte im Jahr 2018 diese Montierung durch die GM 4000 HPS II ersetzt werden. Dies ermöglicht nun, dass in einer Nacht schnell und präzise viele Objekte angefahren und aufgenommen werden können. In einer Winternacht kann nun im Projekt „AGN Monitoring“ die Helligkeit von bis zu zwanzig aktiven Galaxienkernen gemessen werden.