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Sonnenbeobachtung

Allgemeine Hinweise für die Beobachtung der Sonne. Cassegrainteleskope und das Herschelprisma. Lichtdämpfung mit der Filterfolie. Lichtdämpfung mit dem Herschelprisma. Anmerkungen zu den Okularen. Die Sonnensucher. Sonnenbeobachtung im Weißlicht und der H-alpha Linie. Das Herschelprisma von LACERTA. Meine Erfahrungen in der Sonnenbeobachtung.

Allgemeine Hinweise und Gefahren bei der Beobachtung der Sonne.

Unsere Sonne ist zwar nur kleiner G2-Stern, der sich auf der Hauptreihe vom Hertzsprung-Russell-Diagramm befindet. Trotzdem erreicht uns immer noch so viel Energie von der Sonne, so das diese für unsere Augen gefährlich werden kann.

Besonders beim beobachten der Sonne mit Licht-sammelten Optiken wie Ferngläsern oder Teleskopen entstehen bei unsachgemäßer Benutzung, insbesondere ohne geeignete Filter, dauerhafte, nicht mehr zu behebende Schäden an den Augen.

Bitte halten sie unbedingt alle Sicherheitsmaßnahmen, insbesondere die richtige Filterung des Sonnenlichts ein, und verwenden sie dafür geeignete Teleskope.

Falls sie keine Erfahrung in der Sonnenbeobachtung haben, kontaktieren sie bitte einen erfahrenen Sonnenbeobachter.

Für Schäden an den Augen oder an den verwendeten Optiken können sie keinen anderen Haftbar machen, besonders auch dann nicht, wenn oben genannte Maßnahmen nicht eingehalten wurden.

Hinweis zur Sonnenbeobachtung im Weißlicht:

Die Teleskope müssen mit geeigneten Filtern ausgestattet werden. Das Teleskop sollte während Beobachtungspausen nicht unbeaufsichtigt bleiben, besonders wenn Laien und unerfahrene mitbeobachten.

Objektivseitig (vor dem Teleskop) haben sich spezielle Filterfolien der Dichte 5.0 (Baader Astro Solar - Visuell, siehe unten) oder auch Glasfilter der Dichte 5.0 bewährt.

Glasfilter, die objektivseitig am Teleskop angebracht werden, sollten von hoher Qualität sein. Sind sie nicht planparallel gefertigt, sind sie kaum einer Filterfolie überlegen. Günstige Glasfilter erfüllen meist diesen Qualitäts Anspruch nicht.

Die Filter sollten zu Beginn jeder Sonnenbeobachtung auf Schäden überprüft werden. Auch muss auf einem festen Sitz des Filterrahmens auf dem Teleskoptubus geachtet werden, damit dieser nicht durch eine Unachtsamkeit oder durch Wind herunterfallen kann.

Okularseitig kann die Dämpfung mit einem Herschelprisma erfolgen.
Dieser sollte nicht bei Spiegelteleskopen in den Bauformen Newton, Cassegrain, SC oder MC oder anderen Spiegelteleskopen eingesetzt werden, da an diesen Teleskopen die Halterung vom Fangspiegel und auch der Fangspiegel zu stark belastet würde.
Auch kann es zu Schäden am Teleskop kommen, wenn der ungefilterte Lichtkegel der Sonne beim Newtonteleskop die Fangspiegelstreben, oder den Hut streift.

Geeignete Teleskope dafür sind Linsenteleskope ohne Korrekturelement nahe am Brennpunkt. Auch Schiefspiegler sind für die Sonnenbeobachtung mit dem Herschelprisma geeignet.

Es ist zwingend erforderlich, bei einer Beobachtung mit einem Herschelprisma mit einem Grau/Neutralfilter der Dichte ND 3.0 nachzufiltern. Ohne diesen Filter ist das Sonnenbild im Okular noch zu hell. Es kann durchaus erforderlich sein, nach dem ND 3.0 mit einem weiteren leichten Neutral- oder einem einfachen Polfilter das verbleibende Licht weiter zu dämpfen.
Mit einem einfachen Polfilter nach dem Herschelprisma kann die Helligkeit des Sonnenbildes stufenlos geregelt werden.

Wichtig ist es noch, vorhandene Sucherfernrohre abzudecken oder auch mit einer Filterfolie auszustatten.
Zum aufsuchen der Sonne kann man den Schatten des Teleskops nutzen, oder man kauft oder baut sich einen Sonnensucher.

Bitte sehen sie auch nicht ohne geeigneten Filter in die Sonne, während sie nach Sonnenaufgang oder vor Sonnenuntergang am Horizont steht und vermeintlich schwächer leuchtet.
Auch hier sind nachhaltige Schädigungen der Augen nicht auszuschließen.

Verwenden sie niemals Rettungsfolien für die Lichtdämpfung.
Diese lassen auch die schädliche IR und UV Strahlung durch, die Schäden am Auge verursachen.

Auch Glas-Okularfilter, wie der im nebenstehenden Bild, die in das Okular eingeschraubt werden sind gänzlich ungeeignet.

Durch ihre unmittelbare Nähe am Brennpunkt können sie unvorhergesehen platzen, was zu dauerhaften Schäden am Auge führt.
Sie sind bei dieser Filterart nur durch ein wenige Millimeter dickes Glas geschützt, das die gesamte Energie an Wärme und Licht absorbieren muss.

Cassegrain, Maksutov Cassegrain und Schmidt Cassegrain in Verbindung mit einem Herschelprisma.

Die Teleskope der Bauart Cassegrain, Maksutov Cassegrain, Schmidt Cassegrain und ähnliche verleiden dazu, mit einem Herschelprisma die Sonne im Weißlicht zu beobachten. Diese Teleskope haben eine große Öffnung, sind meist günstig und haben einen großen Backfokus um ein Herschelprisma anzuschließen.
Mit einem Öffnungsverhältnis von f/10 oder länger sind diese Teleskope vermeintlich dazu geeignet, die Sonne zu beobachten. Bei einem typischen 8" Schmidt Cassegrain mit einer Brennweite von 2032mm wird das Sonnenbild rund 20mm im Durchmesser im Fokus groß. Dadurch würde sich auch die Energie des Sonnenlichts auf diese 20mm verteilen.

Der limitierende Faktor ist aber der Hauptspiegel:
Der Hauptspiegel dieser Teleskope hat nur ein kleines Öffnungsverhältnis von ungefähr f/3.
Ich habe selbst einen Cassegrain mit einer gesamten Brennweite von 3048mm. Der Durchmesser des Sonnenscheibchens im Fokus liegt am diesem Teleskop bei rund 30mm. Es ist möglich, das ungefilterte Sonnenlicht auf die Hand scheinen zu lassen, ohne das es auf der Hand spürbar warm wird. Im Bild rechts habe ich die Sonne mit meinem Schiefspiegler, der eine Brennweite von 3.000mm hat, auf meine Hand scheinen lassen.

Anders ist die Situation am Fangspiegel:
Durch das Öffnungsverhältnis von nur f/3, das der Hauptspiegel von meinem Cassegrain hat, wird das Abbild der Sonne am Fangspiegel nur rund 7,5mm groß. Auf diesem geringen Durchmesser verteilt sich die gesammelte Energie vom ungefilterten Sonnenlicht und belastet dadurch den Fangspiegel und auch die Halterung vom Fangspiegel.

Diese Teleskope sollten deshalb nicht mit einem Herschelprisma betrieben werden, allenfalls mit einer visuellen Filterfolie mit der Dichte 5.0, die vor dem geschlossenen Tubus angebracht wird.
Mein Cassegrain mit der offenen Gitterkonstruktion ist völlig ungeeignet für die Beobachtung der Sonne.

Lichtdämpfung mit der Filterfolie.

 
Die "BAADER AstroSolar™ Sonnenfilter-Folie" ist eine der besten Möglichkeiten, um das Sonnenlicht für nahezu jeder Teleskop Bauweise schon vor dem Objektiv zu filtern.

Für die visuelle Beobachtung der Sonne wird die visuelle Version der Folie mit der Dichte ND 5.0 benötigt.
Mit dieser Folie lassen sich auch große Sonnenfilter für Newtonteleskope herstellen, um mit der gesamten Öffnung des Teleskops beobachten zu können.

Es kann aber kein Gittertubus oder eine andere offene Tubus-Bauweise verwendet werden. Der Teleskop-Tubus muss Lichtdicht sein, bei offenen Bauweisen muss eine lichtdichte "Socke" über den Teleskop-Tubus angebracht werden.

Die Folie darf auch bei Schiefspieglern nach Kutter nicht am Hauptspiegel-Tubus angebracht werden, da sonst die Folie das reflektierte Sonnenlicht in das System einspiegeln würde.
Bei diesen Systemen kann die Folie in einer stabilen Halterung vor dem Fangspiegel-Tubus angebracht werden oder im Tubus nach dem Fangspiegel. Es ist dann aber sehr wichtig, das alles nach der Filterfolie absolut lichtdicht ist!

Die im Handel erhältliche Baader AstroSolar Filterfolie mit der Dichte 3.8 darf für die Visuelle Beobachtung der Sonne im Weißlicht nicht verwendet werden. Die Firma Baader schreibt dazu:

Hinweise und Spezifikationen zur Baader AstroSolar® FOTO Folie OD = 3.8

Diese Folie ist nur für erfahrene Astrofotografen geeignet. Baader AstroSolar® Foto Folie OD 3.8 ist nicht als Schutz für die visuelle Beobachtung konstruiert.
Photo Film ist ebenfalls nicht notwendig um mit einem Kameraobjektiv die Sonne zu fotografieren – das wäre bei der geringen Vergrösserung eines Tele-Objektivs viel zu hell.

AstroSolar® Foto Folie dient dazu, mit astronomischen Teleskopen – und nur in Verbindung mit schnellen digitalen Videokameras – feinste Details der Sonnenoberfläche trotz höchsten fotografischen Vergrößerungen dank ultrakurzer Belichtungszeiten regelrecht einfrieren zu können (durch das sogenannte Lucky Imaging Verfahren). Nur so lassen sich die bildzerstörenden Luftturbulenzen der Erdatmosphäre bei der Sonnenfotografie ausschalten.
Benutzen Sie die AstroSolar® Foto Folie 3.8 nicht, solange Sie sich nicht sicher sind, dass Sie ausreichend Erfahrung in der Videografie der Sonne gesammelt haben, um sicher mit den Risiken umzugehen, die mit der Nutzung einer so hohen Bildhelligkeit verbundenen sind.

AstroSolar® Fotofolie OD 3.8 ist leider in keinem Fall für die visuelle Beobachtung der Sonne zu verwenden – auch nicht mit zusätzlichen Dämpfgläsern, weil solche Kombinationen von verschiedenen Filtern nicht von einer lizensierten Prüfstelle auf Augensicherheit überprüft worden sind.

 
Die Filterfolie ist in der Verpackung zwischen einer Klarsichtfolie und einem Seidenpapier eingelegt.

Beim zuschneiden der Filterfolie sollte diese auch zwischen den Seidenpapier und der Klarsichtfolie belassen werden, die Filterfolie lässt sich sonst nur schwierig zuschneiden.

Das Seidenpapier und die Klarsichtfolie dienen beim zuschneiden auch noch als Schutz gegen Verschmutzung und Fingerabdrücke.

Die Klarsichtfolie muss vor den endgültigen einkleben in den Filterrahmen aber unbedingt von der Filterfolie entfernt werden!



 
Mit einfachen Mitteln lässt sich ein Rahmen für die Filterfolie herstellen.

Ich habe einem Rahmen für die Filterfolie aus einem stabilen Karton gebaut, den ich für meine Kamera verwende.

Die Filterfolie muss im Rahmen nicht straff gespannt sein, sondern darf Wellen werfen.

Falls das Sonnenbild im Okular noch zu hell ist, kann es mit einem Neutral-/Graufilter (≥ ND 0.6 oder ND 0.9) oder einem Variablen (doppelten) Polfilter, der in das Okular eingeschraubt wird, weiter gedämpft werden.
In das Okular können auch Filter für mehr Kontrast eingeschraubt werden, wie der "Baader Solar Continuum Filter".

Diese Folienfilter gibt es auch schon fertig gefasst mit stabilen Rahmen im Handel zu erwerben.

 
Im Handel sind mit einer Filterfolie versehene Brillen erhältlich.
Mit diesen Brillen kann die Sonne gefahrlos mit den freien Augen beobachtet werden.
Große Sonnenflecken können mit dieser Brille gesehen werden.

Gut geeignet sind diese Brillen, um eine partielle Sonnenfinsternis, oder die partielle Phase einer totalen Sonnenfinsternis zu beobachten.


 
Baader ASTF 80 und ASTF 100.

Am 110/1035mm Maksutov Cassegrain setze ich einem Baader ASTF 100 Folienfilter der Dichte ND 5.0 ein.
Der Folienfilter zeigt zumeist ein scharfes und detailreiches Bild.

Für meinem 80/400mm Refraktor, den ich eigentlich als Sucherfernrohr für dem 300/1200mm Newton verwende, verwende ich ebenfalls einen fertig gefassten Folienfilter mit der Baader AstroSolar Filterfolie der Dichte ND 5.0.
Durch den hohen Farbfehler von diesem kurzen Achromaten ist dieser nur bedingt für die Beobachtung der Sonne im Weißlicht geeignet.


  Diese Filter werden auf dem Tubus oder der Taukappe vom Teleskop aufgesteckt.

 
Die drei Zentrierstifte mit Gummi-Ummantelung halten den Filter gut auf der Taukappe. Zusätzlich kann der Filter mit Klettbänder gesichert werden.
Die Zentrierstifte sind verstellbar und liegen in zwei verschiedenen Durchmessern den Filter bei (Stand März 2018).

       

Die Zentrierstifte stehen weit in die Taukappe hinein und halten den Filterrahmen sicher.

Die Filterfolie kann bei Beschädigung gewechselt werden. Eine Ausführliche Anleitung liegt diesem Filter bei.

Lichtdämpfung mit dem Herschelprisma.

Das Herschelprisma ist von Lacerta in der 2" Ausführung.
Dieses Herschelprisma hat eine offene Lichtfalle.
Das Sonnenlicht, das in die Lichtfalle geht, wird von dort aber nicht ausgespiegelt, so das hier keine Gefahr von Verbrennungen durch das ungefilterte Sonnenlicht entsteht.
Bei meinem Herschelprisma von Intes hatte ich mich eingemale am ausgespiegelten Sonnenlicht verbrannt.

Das Herschelprisma lenkt ca. 95% vom einfallenden Licht in die Lichtfalle, die restlichen ca. 5% stehen der Beobachtung zur Verfügung.
Das ist aber für die visuelle Beobachtung noch zu viel, es muss nach dem Prisma und vor dem Okular weiter gedämpft werden.

Beim Herschelprisma wird für das visuelle beobachten ein Neutralfilter mit einer optischen Dichte von 3.0 zwingend benötigt. Dieser Filter wird immer im Lichtweg nach dem Herschelprisma eingesetzt.
In meiner 2" Version ist der Neutralfilter in das Gehäuse eingebaut, in einigen älteren 1¼" Versionen muss er in das Okular eingeschraubt werden.
Ein Neutralfilter der Dichte 3.0 hat eine Durchlässigkeit oder Transmission von 0,1%.

Für eine weitere Dämpfung habe ich ein einfaches Polarisationsfilter in dem Rotationsadapter vom Herschelprisma eingeschraubt.
Durch das verdrehen vom Okular inklusive dem Polfilter kann ich die Helligkeit vom Sonnenbild stufenlos einstellen.
Dadurch das nach dem Herschelkeil das Licht schon teilpolarisiert ist, reicht ein einfaches Polarisationsfilter aus, und ein variabler Filter wird nicht benötigt.

Ich benutze den Polfilter, damit ich zum einen die Helligkeit des Sonnenbildes regele, um bei der Beobachtung nicht geblendet zu werden, zum anderen, um ein Überstrahlen von kleinen Flecken und Details zu vermeiden.
Durch die stufenlose Regelung der Helligkeit lassen sich durchaus auch kleinere Details beobachten die sonst überstrahlt werden.
Der Polfilter muss im Lichtweg nach dem ND 3.0 Neutralfilter eingebaut werden.

An dieser Stelle können auch noch andere kontraststeigernde Filter eingebaut werden.
Zur zusätzlichen Sicherheit habe ich im Lichtweg vor dem Herschelprisma einen Infrarot- und UV Schutzfilter eingeschraubt.

Die Verlängerungshülse und die Reduzierung haben jeweils einen Spannring. Für mich ist es ganz wichtig das die teleskopseitigen Anschlüsse mit einem Spannring ausgestattet sind und nicht mit einer einfachen Klemmschraube.

Mit Klemmschrauben habe ich bisher schlechte Erfahrungen gemacht:

• Sie halten durch ihre punktuelle Klemmung nicht richtig.
• Das Gewinde der Klemmschraube ist durch die häufige Benutzung schnell ausgeschlagen.
• Das hohe Gewicht vom Herschelprisma und dem Okular verursacht ein durchrutschen durch die Klemmung.

Bei ganz schweren Okularen habe ich die Klemmung schon öfters mit der Hand unterstützen müssen.

Das Herschelprisma von LACERTA habe ich auf dieser Seite beschrieben.

 
Anmerkungen zu den Okularen

Bei der Sonnenbeobachtung sieht man jedes noch so kleines Schmutzteilchen was sich im Okular verfangen hat.
Oft hilft nur ein verdrehen vom Okular um ein Schmutzteilchen aus dem Feld zu bekommen. Wichtig ist es hier um so mehr die für die Sonnenbeobachtung eingesetzten Okulare sauber zu halten.

Auch habe ich die Erfahrung gemacht, das nicht jedes Okular was für die Nachtbeobachtung ein problemloses Einblickverhalten hat, auch in gleicher Weise für die Tag und Sonnenbeobachtung geeignet ist.

 
Die Sonnensucher

 
Einfach aber sehr funktionell.

Hier in der Version vom Astrogarten.
Der Sucher richtet sich durch seine Bauart von selbst parallel zum Tubus aus.

Befestigung per Schraube oder Klettband.


 
Sonnensucher für den Sucherschuh.

Dieser kleine Sonnensucher wird in den Sucherschuh von Teleskop gesteckt.

Durch die verschiebbaren Eingangs- und Mattscheiben lässt sich dieser Sucher auf die Sonne ausrichten.


 
Sonnensucher im Eigenbau.

Die Materialien sind Holz und Blech.
Befestigt wird er auf der Telrad Basis von meinem Schiefspiegler.


 
Die Lichtfalle vom Herschelprisma.

Mit der Lichtfalle vom Lacerta Herschelprisma läßt sich schnell und einfach die Sonne zentrieren.
Das Lichtscheibchen in der Lichtfalle blendet auch nicht.


 
Der Sonnensucher vom Coronado PST.

Das H-alpha Teleskop "Coronado PST" hat einen eigenen Sonnensucher im Gehäuse verbaut.
Mit diesem kleinen Sonnensucher kann die Sonne unkompliziert im Teleskop zentriert werden.