Aufbau und Funktionsweise eines Spiegelteleskop

Ein Spiegelteleskop funktioniert anders als die Linsenfernrohre, wie sie einst von Galilei oder Kepler erdacht wurden. Hier kommt als Objektiv ein Hohlspiegel zum Einsatz, daher auch der Name Spiegelteleskop.

Solche Teleskope können nicht nur das sichtbare Licht sammeln, sondern fangen auch das  elektromagnetische Spektrum ein.

Und so funktioniert das Spiegelteleskop

Natürlich hat das Spiegelteleskop seit seiner Erfindung einige Veränderungen und Verbesserungen durchlaufen. Bereits 1616 wurde das erste Spiegelteleskop gebaut und zwar von Nicolaus Zucchius, seines Zeichens ein Jesuitenpater. Allerdings gab es auf Grund der Konstruktion (leicht gekippter Hohlspiegel) noch große Abbildungsfehler.

In den folgenden Jahren folgten dann verschiedene Weiterentwicklungen. Die seinerzeit wohl beste Variante gelang 1672 Laurent Cassegrain. Cassegrain-Teleskope sind bis heute in Gebrauch. Hier im Bild sieht man den Strahlengang in einem Spiegelteleskop nach Cassegrain.

schematischer Aufbau eines Cassegrain-Spiegelteleskop

schematischer Aufbau eines Cassegrain-Spiegelteleskop

Quasi zeitgleich entwickelte auch Isaac Newton seine Variante des Spiegelteleskops. Statt eines gekippten Hohlspiegels kommt beim Newton-Teleskop ein konkaver Hauptspiegel aus Spiegelmetall zum Einsatz, der gerade montiert ist.

In der optischen Achse des Hauptspiegels montierte Newton einen kleinen Fangspiegel, der um 45 Grad geneigt war. Das Licht wurde so im Winkel von 90 Grad Richtung Okular abgelenkt. Das Besondere ist als, man schaut seitlich in das Spiegelteleskop.

Hier wieder eine schematische Darstellung des Newton-Teleskops:

schematischer Aufbau eines Newton-Teleskops

schematischer Aufbau eines Newton-Teleskops

Natürlich haben auch noch andere Wissenschaftler das Spiegelteleskop weiterentwickelt und verbessert. Aber das Grundprinzip ist immer das gleiche. Das einfallende Licht wird mir einem Spiegel aufgefangen und dann zu einem oder mehreren Fangspiegeln gelenkt. Die leiten das Licht wiederum zum Okular durch das man schließlich das Bild sehen kann.

Die wichtigsten Elemente beim Spiegelteleskop

Schauen wir uns doch mal, aus welchen Komponenten ein Spiegelteleskop besteht. Zunächst haben wir da die optischen Elemente. Und hier steht natürlich der Hauptspiegel ganz klar im Vordergrund. Je nach verwendetem Material kann der Hauptspiegel einen Durchmesser von bis zu 10 Metern erreichen.

Spiegelsegment eines Weltraum-Teleskops

Spiegelsegment eines Weltraum-Teleskops

Beim normalen Linsenfernrohr wird das Licht im Objektiv gebrochen, was zu Farbfehlern führt. Beim Spiegelteleskop wird das Licht vom Hauptspiegel reflektiert. Es können so also keine Farbfehler entstehen. Der Spiegel hat dabei eine parabolische Form, so dass er das Licht gebündelt in Richtung Fangspiegel schickt.

Der Fangspiegel hat die einzige Aufgabe das gebündelte Licht zum Okular weiterzuleiten. Dabei gibt es im Grunde zwei Varianten. Zum einen kann das Okular seitlich sitzen, so dass der Fangspiegel im 45 Grad Winkel angeordnet ist. Oder aber der Fangspiegel leitet das Licht mittig durch eine Öffnung im Hauptspiegel zum Okular. Und hinter dem Okular befindet sich dann, bei Hobbyastronomen, das menschliche Auge. In der Wissenschaft findet man hier eher hochwertige Sensoren.

Immer größere Spiegel sind möglich

Verständlicherweise muss der Hauptspiegel auch ab einer bestimmten Größe durch geeignete Maßnahmen gestützt werden. Man kann sich vorstellen, welcher Aufwand da betrieben werden muss, um einen Parabolspiegel, der 6 Meter oder mehr im Durchmesser ist, so abzustützen, dass er sich nicht durchbiegen kann.

Natürlich müssen die Spiegel auch irgendwie montiert und an ihrem Platz, also in einer optischen Achse, gehalten werden. Das ist die Aufgabe des Tubus. Der Tubus kann als ganz normales Rohr gefertigt sein oder aber als Gitterkonstruktion. Je größer die Spiegel sind, desto wahrscheinlicher ist es, dass eine Gitterkonstruktion zum Einsatz kommt.

Dann fehlt eigentlich nur noch eine Komponente. Und die dient der Bildverbesserung. Gemeint sind sogenannte Streublenden, die im Tubus zum Einsatz kommen, um zu verhindern das durch Streuung Licht ins Okular gelangen kann, das da nicht hingehört. Wie gesagt, das dient der Bildverbesserung.

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