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Lichtkanone für die Reisetasche?

Die zunehmende Lichtverschmutzung verlangt dem Sternfreund eine immer größere Mobilität ab. Unter den transportablen Geräten genießen kompakte Linsenteleskope eine besondere Beachtung. Aber was darf ein Astrofotograf oder visueller Beobachter von einem kleinen Teleskop erwarten? Der Autor berichtet über Erfahrungen, die er auf Exkursionen mit seinem 80-Millimeter-TMB-Apochromaten sammelte.

von Michael Hoppe, VdS Fachgruppe Astrofotografie

(veröffentlicht auf der SuW Website am 19.06.2009)

Die Vorteile einer kompakten Optik sind schnell aufgezählt: Sie lässt sich gut transportieren und ist schnell einsatzbereit. Aber neben der kompakten Bauweise garantiert eine hochwertige Optik auch gelungene Astrofotos und befriedigende Beobachtungsergebnisse. Die Vielzahl an heute verfügbaren astronomischen Instrumenten ist sehr groß. Kompakte Refraktoren mit kurzen Brennweiten und mit freien Öffnungen von 60 bis 100 Millimetern sind daher interessante Optiken für den mobilen Sternfreund.

Nachteilig bei Refraktoren ist die chromatische Aberration, bei der es sich um einen Abbildungsfehler optischer Linsen handelt. Da eine Linse blaues Licht stärker bricht als rotes, erzeugt sie in unterschiedlichen Spektralbereichen unterschiedliche Brennpunkte. Dieser Fehler offenbart sich insbesondere bei der Beobachtung heller Sterne durch störende Farbsäume. Sofern das Teleskopsystem für zwei Wellenlängen (Farben) korrigiert ist, spricht man von einem »achromatischen Objektiv«, bei drei korrigierten Wellenlängen von einem »apochromatischen Objektiv«, also von einer Optik, bei welcher der Farbfehler weitestgehend korrigiert ist.

Der Begriff »Apochromat« ist leider nicht geschützt, daher gibt es viele Zwischenformen, die streng genommen als Halbapochromaten bezeichnet werden müssen. Für beste Ergebnisse ist ein echter Apochromat sehr zu empfehlen. Aber auch für die visuelle Beobachtung ist der Farbfehler von Bedeutung, da er zu Kontrastverlusten führt und beispielsweise beim Beobachten von Planeten feine Details untergehen lässt.

Als Kompromiss zwischen Öffnung, kompakter Bauweise und Gewicht sind die Apochromaten mit 80 Millimeter Öffnung interessante Kandidaten. Diese werden von verschiedenen Herstellern angeboten, beispielsweise von Astro Physics, Pentax, Takahashi, TeleVue, TMB/APM und William Optics, um nur einige zu nennen.

Von Pentax gibt es beispielsweise einen zweilinsigen Apochromaten mit eingebauter Bildfeldebnungslinse, der die Bezeichnung 75 SDHF trägt.  TeleVue bietet den TV 76 an, einen zweilinsigen Apochromaten mit 76 Millimeter Öffnung und 480 Millimeter Brennweite. Für dieses Instrument gibt es auch eine speziell gerechnete Bildfeldebnungslinse mit Brennweitenreduzierung. Beide Apochromaten bieten eine sehr gute Abbildungsleistung, zeigen aber noch einen minimalen Farbfehler.  Referenzgeräte sind beispielsweise die Apochromaten von Astro Physics, Takahashi und TMB. Unter dem am Schluss dieses Beitrags genannten Weblink lassen sich die Internetadressen der hier genannten Anbieter abrufen.

Sehr bekannt und unter Sternfreunden verbreitet sind die 80-Millimeter-ED-Refraktoren von Skywatcher mit 600 Millimeter Brennweite, die unter verschiedenen Markennamen angeboten werden. Bei diesen zweilinsigen Refraktoren mit einer Linse aus ED-Glas (Extra Low Dispersion) handelt es sich um Halbapochromaten, die aber für kleines Geld eine wirklich gute Abbildungsleistung zeigen.

Im Folgenden möchte ich mit meinem Erfahrungsbericht den Triplett-Apochromaten Megrez 80/480 mm von der Firma William Optics vorstellen.

TMB 80/480mm im William Optics Tubus

Der TMB 80/480 Millimeter im Tubus von William Optics erfüllt alle zu Beginn genannten Vorteile. Bei einem Tubusdurchmesser von 90 Millimetern beträgt die Länge mit eingezogener Taukappe rund 400 Millimeter. Daher lässt sich das Gerät bei einer Flugreise bestens im Handgepäck transportieren. Mit ausgefahrener Taukappe beträgt die Baulänge rund 450 Millimeter. Gute Erfahrungen habe ich mit dem Transport auf Flugreisen mit einem handgepäcktauglichen Fotorucksack gesammelt. Bei der Optik handelt es sich um ein dreilinsiges Objektiv (Triplett), welches von dem US-amerikanischen Optikentwickler Thomas M. Back (TMB) konstruiert und von der Firma Lomo in Russland produziert wurde. Es trägt die Bezeichnung »Super Triplett Apochromat«.

Kenngrößen für die Güte eines Objektivs sind der PV- und RMS-Wert. Sie beschreiben allgemein die Abweichungen einer optischen Fläche von der Idealform beziehungsweise die Wellenfrontabweichungen, die ein optisches System beim Durchgang des Lichts verursacht. Die gemessenen Abweichungen lassen sich in Form einer Höhenkarte grafisch darstellen. Der PV-Wert (englisch: peak to valley) gibt die Differenz zwischen dem höchsten und dem tiefsten Punkt einer solchen Höhenkarte an. Die mittlere quadratische Abweichung vom Mittelwert aller Messpunkte der Höhenkarte ist der RMS-Wert (englisch: root mean square). Ein mitgeliefertes Prüfprotokoll bescheinigt meinem Apochromaten sehr gute Werte: ein RMS von 0,022 Lambda (Wellenlänge) und ein PV von 0,137 Lambda bei einer Wellenlänge von 546 Nanometern. Diese Werte weichen selbstverständlich von Gerät zu Gerät ab (1, 2, 3). Von einer „schlechten“ Optik habe ich im Zusammenhang mit einem TMB Apochromaten allerdings noch nichts gehört.

Wie nicht anders zu erwarten, ist das Objektiv sehr hochwertig vergütet und zeigt keinerlei Reflexe. Es handelt sich um eine STM-Vergütung (Super High Transmission). Aufgrund der kurzen Brennweite von 480 Millimetern weist die Optik ein Öffnungsverhältnis von 1:6 auf und ist damit sehr lichtstark. Kurze Belichtungszeiten und auch die maximale Austrittspupille bei der visuellen Beobachtung lassen sich mit diesem Gerät leicht erreichen. Ein Farbfehler ist beim TMB praktisch nicht vorhanden, und auch bei hellen Objekten konnte ich keine Farbsäume erkennen. Auch fotografisch zeigt der TMB nahezu keinen Farbfehler.

Fotografischer Einsatz

Die Bildfeldebnung reicht erwartungsgemäß jedoch nicht aus, um auch in den Ecken eine perfekte Sternabbildung zu erreichen. Bei der Verwendung einer modifizierten Canon 20 D, die eine Chipgröße von zwei Dritteln des Kleinbildformats aufweist, ist die Abbildung der Sterne in der Bildmitte nadelfein, bedingt durch die Bildfeldwölbung zeigen sich jedoch im Randbereich längliche Sterne. Wie bei allen lichtstarken Refraktoren ist daher eine Bildfeldebnungslinse (englisch: Flattener) erforderlich.

Einen interessanten Flattener gibt es von der Firma Teleskop-Service: Es handelt sich um einen universellen Flattener, der in Kombination mit verschiedenen Optiken eine sehr gute Abbildungsleistung zeigt. Ferner ist der Flattener für einen großen Abstand bis zur Film-/Chipebene gerechnet. Dieser Abstand (englisch: Backfokus) beträgt ca. 100 bis 110mm in Abhängigkeit von der verwendeten Optik. Ein Test des Flatteners in Kombination mit dem TMB 80-480 ist mir jedoch nicht bekannt, daher sollte vor dem Kauf ein Rückgaberecht vereinbart werden.

Neben »reinen« Bildfeldebenern gibt es auch die Kombination mit einer gleichzeitigen Brennweitenreduzierung (englisch: Reducer). Die Firmen William Optics und TeleVue bieten diese Alternative mit ihren 0,8-fach Reducer/Flattenern (RFL) an. Mit dem William Optics RFL II und III sowie dem TeleVue TRF 2008 habe ich fotografische Experimente durchgeführt. Bei diesen Tests stellte sich heraus, dass der TeleVue RFL die eindeutig beste Sternabbildung im Randbereich zeigte. Der RFL reduziert die Brennweite auf rund 384 Millimeter. Gleichzeitig vergrößert er auch das Öffnungsverhältnis, es beträgt 1:4,8. Damit lassen sich sehr schnelle Ausbelichtungszeiten erzielen, was wiederum mehr Aufnahmen in kürzerer Zeit ermöglicht. Die Sternabbildung im Randbereich einer digitalen Spiegelreflexkamera (DSLR) mit einer Chipgröße von ca. 20 x 15 Millimeter (2/3 Kleinbildformat) ist damit sehr gut, und auch die sehr gute Mittenabbildung bleibt erhalten. Die Kombination Tele Vue TRF 2008 und TMB 80-480 ist daher eine sehr gute Empfehlung.

Gerade bei Verwendung einer digitalen Spiegelreflexkamera und insbesondere einer CCD-Kamera ist wichtig, den Abstand von 55 Millimetern zwischen RFL und Kamera genau einzuhalten. Auch ist der Fokus genau einzustellen. Selbst minimale Abweichungen von diesem Abstand und/oder Verkippungen führen zu einer eingeschränkten Abbildungsqualität in den Randbereichen oder einer Bildunschärfe.

Während einer Astroexkursion im Mai und Juni 2008, die mich zur Farm Tivoli in Namibia führte, konnte ich den William Optic Megrez mit TMB-Optik ausführlich testen. Viele schöne Aufnahmen entstanden dort in Kombination mit dem TeleVue TRF 2008 und meiner für Astrozwecke modifizierten Canon 20 D (DSLR) mit einer Chipgröße von 22,5 x 15 Millimeter (4, 5). Die Fokusstabilität und die Schärfe überraschen mich dabei sehr positiv. Auch der Transport im Handgepäck erwies sich als problemlos.

Visueller Einsatz

Von der Beobachtung mit dem Auge am Teleskop möchte ich nur wenige Eindrücke schildern, da ich das Gerät meistens fotografisch einsetzte. Helle Sterne oder Planeten zeigen mit dem TMB keinen Farbsaum. Im Fokus erscheinen die Sterne nadelfein.

Abweichungen der Oberfläche der Objektivlinse von der Idealform würden dazu führen, dass randnahe Lichtstrahlen in einem anderen Brennpunkt vereinigt werden als zentrumsnahe Strahlen. Dieser als »sphärische Aberration« bekannte Linsenfehler verrät sich beim Sterntest: Dabei betrachtet der Beobachter einen Stern bei hoher Vergrößerung und ruhiger Luft. Das Bild wird nun defokussiert, einmal in intrafokaler und einmal in extrafokaler Richtung. Im Idealfall einer verschwindend geringen sphärischen Aberration sollten die jeweils sichtbaren Helligkeitsverteilungen gleich aussehen. Beim William Optic Megrez war die extra- beziehungsweise intrafokale Abbildung eines Sterns nach einer kurzen Auskühlphase des Teleskops nahezu identisch.

Die Vergrößerungsfähigkeit des 80-Millimeter-Apos ist enorm. Enge Doppelsterne oder Planeten beobachtete ich häufig mit einem 3,5-Millimeter-Okular vom Typ LVW, das an diesem Teleskop eine 137-fache Vergrößerung liefert. Selbst in Kombination mit einer Barlowlinse, einer TeleVue 2-fach Powermate, ließ sich die Vergrößerung von 274-fach immer noch nutzen. Die hellen Planeten zeigen mit dem TMB bereits einige Details, und auch ihre hellen Monde lassen sich damit beobachten. Die Landschaften des Erdmonds zeigen mit 80 Millimeter Öffnung schon beeindruckende Details.

Die Stärken des TMB liegen jedoch eindeutig im Bereich der Deep-Sky-Objekte. Mit einem 31-Millimeter-Nagler-Okular (rund 16-fache Vergrößerung) ergibt sich eine Austrittspupille von rund 5,2 Millimetern. Mit dieser Kombination sind beispielsweise alle Teile des als Cirrusnebel bekannten Supernova-Überrestes im Sternbild Schwan im Gesichtsfeld zu sehen. Allerdings ist ein entsprechender Nebelfilter hier sehr hilfreich beziehungsweise ermöglicht erst das Beobachten bestimmter Objekte. Ein Linienfilter für das Licht der Spektrallinie O III des Sauerstoffs lässt sich sehr gut zur Beobachtung der leuchtenden Wasserstoffwolken von Sternentstehungsregionen einsetzen.

Damit lassen sich dann auch Objekte wie die Nebelregionen um den Stern Gamma im Schwan oder auch der Nordamerikanebel beobachten. Ein größeres Teleskop bietet die Möglichkeit mehr Details zu erkennen, aber mit dem »kleinen« Apochromaten lassen sich die in dem Nebel vorhandenen ausgedehnten Strukturen in ihrer Gesamtheit gut beobachten. Natürlich ist dies umso besser möglich, je besser die Himmelsqualität ist. Gerade wenn der Beobachter an seinem Wohnort keinen ausreichend dunklen Himmel vorfindet, ist der TMB 80/480 von Vorteil, da er sehr gut transportabel ist. Unter dunklem Himmel lädt so eine kleine Optik zum Spaziergehen entlang der Milchstraße ein und macht dabei sehr viel Freude.

Ein Teleskop für alle Fälle

Mein Megrez-80-Millimeter-Apochromat von William Optics mit der Optik von TMB, gebaut von Lomo in Russland, eignet sich sehr gut zur Astrofotografie. Allerdings muss bei einer geplanten fotografischen Verwendung den Erwerb eines Flatteners zur Ebnung des Bildfelds einkalkuliert werden. In dieser Kombination erhält man ein vorzügliches fotografisches Instrument.

Visuell eignet sich das Gerät sehr gut für die Beobachtung von großen Nebelstrukturen. Auch die Planeten- und Mondbeobachtung macht mit diesem Gerät viel Freude. Allerdings setzt hier die freie Öffnung von 80 Millimetern gewisse Grenzen.

Für die Astrofotografie und als Reisegerät ist ein 80-Millimeter-Apochromat meines Erachtens eine sehr gute Empfehlung. Die TMB Optik im Tubus von William Optics ist optisch makellos, nur der Okularauszug bietet bei sehr hohen Ansprüchen noch Optimierungsmöglichkeiten. Zu beziehen sind diese Instrumente bei verschiedenen Händlern (siehe Weblink).

Weblinks zu diesem Beitrag: www.astronomie-heute.de

Literatur

(1) Laux, U.: Astrooptik. Verlag Sterne und Weltraum, Heidelberg, 1999.

(2) Paech, W., und Baader, Th.: Tipps & Tricks für Sternfreunde. Verlag Sterne und Weltraum, Heidelberg, 2000.

(3) Webinformation der Firma Intercon-Spacetec zur optischen Qualität von Teleskopen: http://www.intercon-spacetec.com/grundlagen/opt_qual.html

(4) Hoppe, Michael: Mit der modifizierten Canon 20 D auf Deep-Sky-Safari, VdS-Journal für Astronomie Nr. 23, II/2007, Seite 60 ff., siehe auch Website der Vereinigung der Sternfreunde: http://www.vds-astro.de

(5) Website Michael Hoppe: http://www.astrohoppe.de

(6) Website der Fachgruppe Astrofotografie: http://astrofotografie.fg-vds.de

Anbieter von 80-Millimeter-Refraktoren:

(1)   Website Firma Teleskop-Service: http://www.teleskop-service.de

(2)   Website der Firma Baader-Planetarium: http://www.baader-planetarium.de

(3)   Website der Firma Intercon-Spacetec: http://www.intercon-spacetec.com

(4)   Website der Firma APM-Telescopes: http://www.apm-telescopes.de

(5)   Website der Firma Fernrohrland: http://www.fernrohrland.de

(6)   Website der Firma William Optics: http://www.williamoptics.com

(7)   Website der Firma Tele Vue: http://www.televue.com