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Der Schiefspiegler

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Die Sonne, schief gespiegelt

Meine Erfahrungen mit dem Schiefspiegler in der Weißlichtbeobachtung der Sonne.

Meine ersten Beobachtungen der Sonne im Weißlicht reichen bis in das Jahr 1982 zurück. Mit einem 30mm Fernrohr und Schweißergläsern zur Lichtdämpfung versuchte ich mich in der Beobachtung der Sonne.
Zum Glück ging alles gut aus und meine Augen wurden durch die mangelnde Lichtdämpfung nicht geschädigt.

1987/88 begann ich die Sonne mit dem 114/900 "Quelle Newton" zu beobachten. Zur Lichtdämpfung nutzte ich einen Glasobjektivfilter mit der Dichte ND 5.0.


Ab 1992 begann die lange Zeit der Sonnenbeobachtung mit dem 80/910mm Refraktor, den ich bis in das Jahr 2010 im Gebrauch hatte.

Die ersten Jahre, bis ca. 2007 benutze ich zur Lichtdämpfung einen Glasobjektivfilter der Dichte ND 5.0, den ich mir bei ICS gekauft habe.
Mit diesem Teleskop und den Filter konnte ich gute und detaillierte Beobachtungen der Weißlichtsonne machen.
Im Laufe der Jahre entstanden aber in der Beschichtung des Filters immer mehr kleine Fehlstellen und Löcher, die den Kontrast merklich herabsetzten.


Da mir die Fehlstellen in der Beschichtung vom Filter dann doch zu viel wurden, sah ich mich nach einer anderen Möglichkeit um, das Sonnenlicht zu dämpfen.

Zu dieser Zeit kam ich zum ersten mal mit einem Herschelprisma in Berührung.
Das erste Herschelprisma das ich mir zulegte, war von Intes.

Lange hatte ich es allerdings nicht im Gebrauch, denn die mechanische Qualität war mir nicht gut genug.
Bald darauf folgte ein Herschelprisma von Lunt.
Mit diesem Herschelprisma hatte ich sehr detaillierte Beobachtung den Sonne.
Ein großer Nachteil bei diesem Herschelprisma war, das der ND 3.0 Filter sich nicht fest in das Gehäuse integrieren ließ und so vergessen werden konnte. In den neueren Generation von Herschelprismen, insbesondere von LACERTA und BAADER sind die ND 3.0 Filter fest im Gehäuse integriert und können somit nicht vergessen werden.

Nach über 17 Jahren Beobachtung mit dem 80/910mm Refraktor wollte ich mir ein größeres Teleskop für die Beobachtung der Sonne im Weißlicht zulegen.

Meine Anforderungen an ein neues Teleskop waren:

• Eignung für ein Herschelprisma.
  
  Das war für mich die wichtigste Eigenschaft eines Teleskops für die Weißlichtbeobachtung.
  An das detaillierte, scharfe und kontrastreiche Sonnenbild, das ein Herschelprisma liefert, wollte ich wieder anknüpfen.
  
  
• Die größtmögliche Öffnung, mit dem sich ein Herschelprisma noch betreiben lässt.
  
  Mit den Informationen die ich gefunden hatte, war eine Öffnung von sechs Zoll die Obergrenze mit der sich ein Herschelprisma sicher betreiben lässt.
  
  
• Optik ohne Abschattung durch einen Fangspiegel.
  
  Das ist mir sehr wichtig, um auch einen möglichst hohen Kontrast zu erreichen.
  
  
• Hochwertige und farbreine Optik.
  
  Eine Optik, die mir einen Farblängsfehler eingeführt hätte, kam für mich nicht in Frage.
  
  
• Optik mit langer Brennweite.
  
  Für mich wichtig, um auch mit Okularen von langer Brennweite hohe Vergrößerungen zu erzielen.
  Da ich sehr wenig an Übersichtsbeobachtungen interessiert bin sondern an kleinen Strukturen, ist für mich eine langbrennweitige und hochwertige Optik wünschenswert.
  
  
• Obergrenze vom den Kosten für die Optik und Tubus ca. 2.500 ≅ 2.800€.
  
  Das gute Teleskope auch etwas kosten, das ist mir durchaus bewusst, nur muss auch ein Rahmen eingehalten werden.
  
  

Es war 2009/10 gar nicht so einfach, ein passendes Teleskop zu finden.

Achromaten mit 150mm Öffnung waren nur als Großfeldteleskope ausgelegt.
Meine Befürchtung war, wenn ich mit solchen Teleskopen hoch vergrößere, führe ich einen Farbfehler ein, der das Sonnenbild verschlechtert und eventuell auch die kleinen Strukturen verschmiert.

ED-Refraktoren sind meist auch nur mit kurzer Brennweite ausgelegt. Ein paar ED-Refraktoren gibt es auch mit 1200mm Brennweite.
Ein Problem mit langer Brennweite ist aber auch die Baulänge vom Tubus, der entsprechend lang wird und damit eine stabile Montierung mit hohen Stativ erfordert, wenn die Sonne in den Sommermonaten je nach Beobachtungszeit nicht gerade am Boden gekauert beobachtet werden soll.

Apochromatische Refraktoren schieden wegen ihres hohen Preises vom Anfang an aus.

Nach langer Suche und vielen Überlegungen stieß ich mehr durch Zufall auf dem Kutter-Schiefspiegler von der Schweizer Firma "Astro Optik Kohler".

Dieses Teleskop entsprach allen meinem oben genannten Vorgaben.
Zudem ist ein Schiefspiegler durch seinen gefalteten Strahlengang trotz langer Brennweite von 3.000 Millimetern immer noch handlich und mit herkömmlichen Montierungen für Amateure zu betreiben.

Nur hatte ich keinerlei Erfahrungen mit einem Schiefspiegler, insbesondere auch nicht, ob mit diesem Teleskop zusammen mit einem Herschelprisma die Sonne beobachtet werden kann.

Nach vielen Überlegungen entschied ich mich, auf den Schiefspiegler einzulassen.
Im September 2010 wurde dieses Teleskop geliefert und es konnte losgehen mit der Beobachtung der Sonne im Weißlicht.

Den 150/3000mm Schiefspiegler habe ich auf einer eigenen Seite beschrieben.

Meine schon vorhandene Vixen GP-DX Montierung war mit dem Schiefspiegler hoffnungslos überfordert.
Mit komplett vollgepackter Gegengewichtsstange konnte ich das Teleskop gerade so ausbalancieren.

An eine Beobachtung der Sonne und auch der Planeten ohne zittrigen Teleskop war nicht zu denken. Da ich mir zur selben Zeit noch einen größeren Newton anschaffen wollte, kam für beide Teleskope eine Losmandy G11 ins Haus.
Diese Montierung trägt das Teleskop problemlos, selbst mit Seite an Seite montierten PST.

Als nächste musste ich lernen, einen Schiefspiegler zu justieren.
Am Anfang war es erst mal gar nicht so leicht, den Schiefspiegler zu justieren, als ich einmal den Bogen heraus hatte, konnte ich den Schiefspiegler innerhalb weniger Minuten justieren.

In den Fokus kam ich zunächst auch nicht.
Dadurch das der Schiefspiegler einen langen Backfokus hat, musste ich eine 90mm Verlängerungshülse nehmen, um mit den Lunt-Herschelprisma scharf stellen zu können.

Das kleine 1¼" Herschelprisma von Lunt hatte den Nachteil, das ich mit 1¼" Okulare nicht die gesamte Sonne sehen konnte.
Ein weiteres großes Manko vom Lunt Herschelprisma war, das der zwingend notwendige ND 3.0 Neutralfilter nicht fest integriert war und somit vergessen werden konnte.

Als das LACERTA Herschelprisma aufgelegt wurde, war auch hier eine Abhilfe in Sicht.

Mit diesem Herschelprisma ist es mir möglich, mittels 2" Weitwinkelokulare die gesamte Sonne sehen zu können.
Eine weitere sehr wichtige Eigenschaft von diesem Herschelprisma ist es, das der ND 3.0 Neutralfilter fest eingebaut ist.

Für das Herschelprisma von LACERTA habe ich eine eigene Seite angelegt.

Meine Erfahrungen mit der Beobachtung der Sonne.

Die Beobachtung mit den Schiefspiegler macht immer wieder Spaß. Die Anschaffung von diesem Teleskop habe ich bis heute nicht bereut.

Die Beobachtung der Sonne ist sehr von den äußeren Bedingungen wie Luftruhe und Durchsicht abhängig.
Gerade der erstgenannte Faktor, die Luftruhe lässt sich mit der Wahl des Standorts und der Zeit, in der die Sonne beobachtet wird, beeinflussen. Ein paar Anmerkungen habe ich auf meiner Seite zur Beobachtung der Sonne geschrieben.

Die Granulation der ungestörten Photosphäre kann ich immer sehen.
Bei guten Bedingungen überzieht die Granulation wie ein feines und deutlich sichtbares Netz die gesamte Sonnenscheibe.

Strukturen in den Umbren, wie beginnende Lichtbrücken oder auch die ausgefransten Ränder der Umbren sind deutlich zu sehen. Ebenso sind die Schattierungen der Fasern der Penumbren sehr deutlich.
In den Umbren komme ich bei entsprechender Luftruhe bis in die Bright Points herunter. Umbral Dots habe ich noch nicht auflösen können. Diese sind mit einer Ausdehnung von 0,5'' wahrscheinlich auch zu klein für Amateurteleskope.

Was mir mit diesem Teleskop in Kombination mit einem Herschelprisma besonders gefällt, ist die problemlose und vor allem mit einer hohen Bildqualität verbundene Beobachtung vom Sonnenrand.

Am Sonnenrand fallen zunächst die Photosphärischen Fackeln mit ihren sehr unterschiedlichen Ausdehnungen und Strukturen ins Auge. Die kleinen, runden Polaren Fackeln kann ich mit dieser Kombination gut aufspüren.

Ein besonderer Reiz ist es für mich, neue Sonnenflecken zu entdecken, die gerade in die sichtbare Sonnenscheibe hinein rotieren.
Oft sehe ich diese Flecken schon, wenn sie erst eine kleine dunkle Einbuchtung am Sonnenrand sind.

Probleme mit der Hitze der ungefilterten Sonne und der Luftunruhe, verursacht durch den Beobachter.

Ein Thema, auf des ich eingehen möchte, ist die Hitzeentwicklung durch die ungefilterte Sonne im Teleskop und die Belastung der Spiegel.
Das zweite Thema ist das durch den Beobachter verursachte Seeing, das die Abbildung des Schiefspieglers negativ beeinflusst.

   Belastungen und Schäden durch Hitzeeinwirkung an den Spiegeln und an der Mechanik.

Ein großes Thema, das zu kontroversen Diskussionen führt, sind Belastungen und Schäden durch die Hitzeeinwirkung der ungefilterten Sonne.
Besonders die Spiegel, die durch die Wärme der Sonne belastet werden und auch die Mechanik am Okularauszug, besonders durch eine nicht mittig eingestellte Sonne, sollen sehr gefährdet sein.

Ein Teleskopspiegel, der auf seiner Vorderseite verspiegelt ist, reflektiert zunächst nur das ankommende Licht (rote Pfeile).
Je nach Reflektionsgrad reflektiert ein Spiegel einen großen Teil des Lichts (grüne Pfeile) in einen Brennpunkt. Nur ein geringer Teil wird vom Spiegelträger absorbiert (blaue Pfeile).

Selbst wenn ein Spiegel für sich alleine direkt auf die Sonne ausgerichtet ist, erwärmt sich das Substrat vom Spiegelträger kaum über die Umgebungstemperatur.

Ich habe an meinem Teleskop, selbst bei langer Beobachtung der Sonne noch keine Erwärmung vom Hauptspiegel feststellen können.

Das gleiche gilt auch für den Fangspiegel, obwohl dieser stärker belastet wird.
Durch die lange Brennweite vom Schiefspiegler hat die "Lichtscheibe" direkt am Fangspiegel einen Durchmesser von 70mm.
Direkt vor dem Fangspiegel habe ich Temperaturen von 40°C gemessen. Meine Hand kann ich problemlos direkt vor dem Fangspiegel in die ungefilterte Sonne halten, ohne das es merklich warm wird.

Die Keillinse, die kaum Licht oder Strahlung absorbiert, wird ebenfalls nicht warm.

Ein Tubusseeing durch das ungefilterte Sonnenlicht, das den Fangspiegeltubus durchläuft, konnte ich ebenfalls noch nicht feststellen.

Beobachte ich am Rand der Sonne, wird das überflüssige Licht entweder am Fangspiegeltubus vorbeigespiegelt (Bild links) oder es verfängt sich schon außen am Fangspiegeltubus und wird zusätzlich von der ersten Blende geblockt.
So kann das überschüssige ungefilterte Sonnenlicht nicht in den Fangspiegeltubus gelangen und dessen Wände aufheizen. Die Halterung der Keillinse liegt ebenfalls im Schatten und erwärmt sich nicht.

   

Eine weitere Stelle an der die Belastung durch das ungefilterte Sonnenlicht sehr hoch ist, ist der Bereich vom Okularauszug.


Für das 1¼" Lunt Herschelprisma und den Zenitspiegel für die Mond und Planetenbeobachtung benötigte ich eine 90mm Verlängerung, die ich zur Unterdrückung von Streulicht mit Velours auskleidete.

Die Veloursfolie nahm an allen meinen Sonnenbeobachtungen keinerlei Schaden. Eine Belastung durch das ungefilterte Sonnenlicht konnte ich nicht feststellen. Der Okularauszug und auch die Verlängerungshülse bleibt kalt, auch wenn ich die Sonne lange beobachte.

Das im folgenden Bild zu sehende, bitte an keinem anderen Teleskop nachmachen!

Durch die lange Brennweite ist die Scheibe vom ungefilterten Sonnenlicht hinter dem Okularauszug mit rund 30mm Durchmesser so groß, das sich die Wärme, von Hitze kann nicht gesprochen werden, über eine große Fläche verteilt und ich meine Hand problemlos in die ungefilterte Sonne halten kann, ohne das es zu warm wird.

Ein Loch in ein Blatt Papier brennen, wie es mit Teleskopen mit kleineren Brennweiten möglich ist habe ich mit meinem Schiefspiegler nicht bewerkstelligen können.

   Seeing, verursacht durch den Beobachter.

Mit der Aussage, das ein Schiefspiegler sehr anfällig für das vom Beobachter verursachte Seeing wäre, werde ich immer wieder konfrontiert.
Durch den offenen Lichtweg vom Haupt- zum Fangspiegel wäre so ein Teleskop besonders anfällig für das vom Beobachter verursachte Seeing.

Die Abwärme eines Menschen steigt bei ruhiger Luft gerade nach oben, bei turbulenter Luft (Wind) wird diese in Windrichtung mitgetragen.

Das Bild rechts entstand bei der Sonnenbeobachtung kurz vor dem Meridiandurchgang der Sonne.
Auf dem Bild ist sehr deutlich zu sehen, wie weit weg ein Beobachter vom Lichtweg vom Hauptspiegel zum Fangspiegel sitzt.
Ein Beobachter kommt nicht einmal in die Nähe des Lichtwegs zum Fangspiegel. Eine durch den Beobachter verursachte Luftunruhe oder Seeing schließt sich hier aus.

Das gleiche gilt auch für eine Beobachtung nach dem Meridiandurchgang oder am Morgen- und Abendhimmel.

In der Beobachtung der Sonne konnte ich noch nicht feststellen, das ich die Abbildung durch eine von mir verursachte Luftunruhe negativ beeinflusse.

Die Ruhe und die Schärfe des Sonnenbildes und des Sonnenrandes wurde bisher immer durch das atmosphärische Seeing vorgegeben und korrespondiert mit der Abbildung im PST H-alpha Teleskop, dessen Objektiv ebenfalls weit weg vom Beobachter ist.

Mit dem Schiefspiegler habe ich ein unkompliziertes und sehr genaues Werkzeug um die Sonne im Weißlicht zu beobachten.
Mit der Entscheidung, mich auf ein solches Teleskop einzulassen, war ich sehr richtig gelegen.