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Die Montierung ist das Bindeglied zwischen dem eigentlichen Teleskop und dem Stativ. Sie muss stabil genug sein, um die Optik schwingungsfrei tragen zu können, aber auch nicht zu schwer, um gut transportabel zu sein. Sie ist also maßgeblich an der Qualität des Gesamtsystems beteiligt. In diesem Artikel lernen Sie die wichtigsten Montierungsarten kennen und worauf es bei der Auswahl einer Montierung sowie ihrer Anwendung ankommt.
Es gibt astronomische Montierungen in allen Qualitäts- und Preisklassen. Bei der Astrofotografie sind die Anforderungen an Nachführgenauigkeit und Stabilität wesentlich höher als bei der visuellen Beobachtung. Eine für Langzeitbelichtungen taugliche Montierung muss sich über einen sehr langen Zeitraum exakt der täglichen Himmelsdrehung nachführen lassen. Dies geschieht unabhängig von der Bauart über zwei Motoren, die sich mit einer Handkontrollbox manuell ansteuern lassen, um Nachführfehler zu korrigieren. Je genauer die Nachführung arbeitet, und je genauer die Einnordung vollzogen werden kann, umso weniger muss bei der Belichtung korrigiert werden. Die Nachführung muss leichtgängig, aber dennoch stabil und ruckfrei möglich sein.
In Anzeigen und Produktbeschreibungen wird oft mit den relativ hohen Gewichten von Teleskopmontierungen geworben. Jedoch ist ein hohes Gewicht allein kein Indikator für eine hinreichende Stabilität. Die Gesamtkonstruktion muss steif, solide und schwingungsarm sein. Von elementarer Bedeutung ist auch, dass ein Teleskopsystem richtig ausbalanciert ist (siehe unten). Sehr leichte Montierungen, zum Beispiel die von Kaufhausteleskopen, bieten in der Regel keine ausreichende Stabilität, bereits das Gewicht der Kamera lässt die Montierung mitunter entlang einer Achse abkippen.
Es ist von elementarer Bedeutung, dass eine Montierung nicht durch eine zu schwere Optik oder Zubehör überladen wird. Eine noch so stabile Montierung nützt nichts, wenn sie mit einer zu schweren Optik überlastet wird. Das führt zu Ungenauigkeiten in der Nachführgenauigkeit, Instabilität und im Extremfall sogar zur Beschädigung der Antriebsmechanik. Dieser Aspekt ist insbesondere bei preiswerten Einsteigerteleskopen und „Kaufhausteleskopen“ zu beachten. Hier wollen die Hersteller für möglichst wenig Geld eine möglichst gute Optik anbieten. Diese Vorgehensweise geht in der Regel zu Lasten einer stabilen Montierung und der Mechanik. Die Montierungen solcher Geräte sind selbst für kleine Teleskope zu schwach. Das Bild zittert mit ihnen so stark, dass eine exakte Fokussierung unmöglich ist.
Bei einer bestimmten zur Verfügung stehenden Geldsumme sollte man lieber eine etwas kleinere Optik kaufen, die dann auf einer etwas teureren, aber dafür stabilen Montierung läuft. Ein Vierzöller auf einer stabilen, schwingungsarmen Montierung bereitet mit Sicherheit mehr Freude als ein Achtzöller, der bei der kleinsten Bewegung wackelt. Die beste Profi-Optik liefert keine brauchbaren Astrofotos, wenn die Optik bei der kleinsten Erschütterung verwackelt.
Für den Umgang mit der Montierung sind die Schraubköpfe für die Feinbewegungen und Aufstellung wichtig: Sie müssen auch bei dunkler Umgebung und mit Handschuhen gut erreichbar und griffig sein. Das gilt auch für die Tasten einer eventuell vorhandenen Handkontrollbox.
Es gibt zwei Grundtypen von astronomischen Montierungen: die Gabelmontierung und die Deutsche Montierung. Auf diese beiden Grundtypen lassen sich nahezu alle Arten von Montierungen für Amateurteleskope zurückführen. Es gibt noch weitere Arten von Montierungen, die in dieser Serie nicht näher besprochen werden, da sie entweder kaum angewendet werden oder diverse Nachteile gegenüber den erstgenannten Grundtypen aufweisen.
Das ist die einfachste Form einer Fernrohrmontierung, bei der der optische Tubus an einer ein- oder zweiarmigen Gabel befestigt wird. Ihre Ausführungen reichen von primitiven Versionen bei „Kaufhausteleskopen“, die nicht einmal kleine Geräte stabil tragen können bis hin zu Sternwartenmontierungen. Im Amateurbereich werden sie immer häufiger mit Computersteuerungen ausgestattet (siehe unten, „GoTo“-Montierungen).
In einer Gabelmontierung darf der Tubus kein Übergewicht zu einer Seite haben. Sofern er bei gelöster Klemmschraube in eine Richtung abkippt, muss die leichtere Seite mit Gegengewichten an das Gewicht der Okularseite angepasst werden. Ansonsten wird die Nachführgenauigkeit beeinträchtigt oder der Antrieb des Teleskops kann Schaden nehmen. Dies ist meistens nur dann erforderlich, wenn okularseitig mit sehr schwerem Zubehör gearbeitet wird.
Es gibt zwei Arten von Gabelmontierungen: Die azimutale und parallaktische Gabelmontierung. Bei der azimutalen Aufstellung wird auf die Ausrichtung einer Achse auf den Himmelspol verzichtet, die Bewegungen erfolgen nur in Azimut und Höhe. Bei der parallaktischen Aufstellung wird eine Achse auf den Himmelspol ausgerichtet, so dass im Idealfall nur eine Bewegung zur Nachführung erforderlich ist.
Das Foto zeigt eine parallaktische Gabelmontierung mit Polhöhenwiege.
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Bei der azimutalen Montierung steht das Gerät symmetrisch zur Schwerkraft, vorausgesetzt, der Schwerpunkt des Teleskops befindet sich über dem Mittelpunkt des Stativs. Bei einer sorgfältigen, soliden Verarbeitung hat diese Form der Gabelmontierung eine Stabilität zur Folge, die keine andere Form der Montierung bieten kann.
Die exakte Nachführung ist bei solchen Systemen jedoch kompliziert: Sie muss ständig über zwei Achsen, nämlich in Azimut und Höhe, gleichzeitig erfolgen und das mit ständig wechselnder Nachführgeschwindigkeit. Diese Aufgabe wird von Computersteuerungen übernommen, die beide Achsen mit der jeweils benötigten Geschwindigkeit ansteuern. Man bekommt eine Vorstellung von der Komplexität dieser Aufgabe, wenn man versucht, bei der Nachführung eines solchen Teleskops per Hand einen Stern permanent exakt in der Mitte des Gesichtsfeldes zu halten. Die Computersteuerungen arbeiten so präzise, dass so gut wie keine Nachführkontrollen erforderlich sind. Es muss lediglich der konstruktionsbedingt unvermeidliche periodische Schneckenfehler ausgeglichen werden. Einzige Voraussetzung ist, dass das System anhand einer Wasserwaage oder einer in die Montierung eingelassenen Dosenlibelle parallel zur Schwerkraft ausgerichtet wird. Das geschieht durch die Höhenverstellung der Stativbeine.
Bei Belichtungszeiten von mehr als etwa fünf Minuten macht sich die Bildfeldrotation störend bemerkbar. Das ist ein Effekt, der sich bei langen Belichtungszeiten in einer Drehung des Bildes um den Mittelpunkt des Bildfeldes äussert, eine Sternfeldaufnahme sieht dann wie eine Polstrichspur-Aufnahme aus. Den gleichen Effekt nimmt man bei der Mondbeobachtung mit dem bloßen Auge wahr: Nach dem Mondaufgang erscheint er nach links gekippt, nahe der Kulmination steht er nahezu aufrecht, kurz vor Monduntergang erscheint er nach rechts gekippt. Für hochwertige Teleskope gibt es sog. Bildfeldrotatoren, die diesen Effekt ausgleichen.
An dieser Stelle wird auf eine Abbildung verzichtet, da diese Montierungen wie eine parallaktische Gabelmontierung, jedoch ohne Polhöhenwiege, aussehen.
Bei der parallaktischen Version der Gabelmontierung hängt das Teleskop genau wie im azimutalen Modus in einer Gabel. Diese Gabel wird jedoch mit einer Vorrichtung, die zwischen Gabelmontierung und Stativ gesetzt wird, auf den Himmelspol ausgerichtet. In der Regel wird hier eine sog. Polhöhenwiege verwendet. Sie wird auf die geographische Breite des Beobachtungsortes und im Azimut auf die Nordrichtung eingestellt. Diese Einnordung ist bei dieser Art von parallaktischer Montierung jedoch äusserst kompliziert und erfordert sehr viel Geduld und Übung.
Die Stabilität ist nicht ganz so hoch wie bei der azimutalen Gabelmontierung, da das System nicht mehr parallel zur Schwerkraft steht. Meiner Erfahrung nach ist die Stabilität dennoch sehr gut.
Die Nachführgenauigkeit hängt bei parallaktisch aufgestellten Gabelmontierungen sehr stark von der Genauigkeit der Ausrichtung auf den Himmelspol und parallel zur Schwerkraft ab. Je genauer diese Ausrichtungen sind, umso weniger muss während der Belichtung manuell eingegriffen werden. Die genauen Vorgehensweisen werden in Folge zehn (Nachführung) dieser Serie erklärt.
Diese Form der Montierung ist die bei Amateurastronomen beliebteste und verbreitetste parallaktische Montierung. Ihr auffälligstes Merkmal ist das Gegengewicht, auf dessen Bedeutung unten eingegangen wird. Die Stabilität der Deutschen Montierung ist bei sauberer und solider Verarbeitung hervorragend.
Die Deutsche Montierung hat zwei senkrecht aufeinander stehende Achsen, die Stundenachse und die Deklinationsachse. Die Polachse wird möglichst exakt auf den Himmelspol ausgerichtet. Das wird oft mit einem Polsucher gemacht, der bei besseren Montierungen in die Polachse integriert ist. Er macht diese Arbeit leicht und exakt durchführbar, so dass die Polachse im Idealfall exakt auf den Himmelspol zeigt. Die Optik wird dann nur um die Stundenachse bewegt. Pol- und Stundenachse fallen zusammen.
Die Abbildung zeigt eine allgemeine Skizze einer Deutschen Montierung.
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Die Stundenachse heisst so, da hier die Koordinaten in Rektaszension eingestellt werden. Die Deklinationsachse steht senkrecht zur Stundenachse. Hier werden die Einstellungen in Deklination und die in aller Regel notwendigen Nachführkontrollen vorgenommen.
Bei Deutschen Montierungen sind einige wichtige Dinge zu beachten:
Der Tubus muss korrekt ausbalanciert werden, das heisst, der Tubus muss mit dem Gegengewicht im Gleichgewicht sein. Sonst wird die Nachführgenauigkeit beeinträchtigt oder der Antrieb des Gerätes kann Schaden nehmen, da die Konstruktion Übergewicht bekommt.
Zum Ausbalancieren werden alle Fixierschrauben der Stunden- und Deklinationsache (NICHT der Polhöheneinstellung) gelöst, der Tubus parallel zum Erdboden ausgerichtet und dann sich selbst überlassen. Vorsichtshalber sollte man die Hand unter den Tubus und das Gegengewicht halten. Sofern das Gerät in eine Richtung kippt, müssen Tubus und Gegengewicht so lange verschoben werden, bis es bei gelösten Klemmschrauben in der eingestellten Position verbleibt.
Im Falle von langen Fernrohrtuben kann der Tubus im Laufe der Belichtung gegen die Stativbeine stoßen. Man sollte vorher durch Drehen des Tubus um die Stundenachse prüfen, ob eine solche Kollision eintritt oder nicht, da ansonsten die Nachführung bei einer Berührung von Tubus und Montierung unterbrochen wird.
Die Bereiche um die Polregion sind mit einer Deutschen Montierung konstruktionsbedingt nur durch umständliches Schwenken einzusehen.
Dobson-Teleskope sind Newton-Reflektoren, bei denen der Schwerpunkt des Tubus dicht über dem Hauptspiegel liegt. Dobson-Teleskope verwenden eine spezielle Form der azimutalen Montierung: die Aufhängung befindet sich im Tubus-Schwerpunkt, mit der die Teleskope in einer sog. Rockerbox befestigt werden. Hier wird die Höhe des Beobachtungsobjektes am Himmel eingestellt. Diese Rockerbox ist mittels eines Tellers drehbar gelagert, mit dem die Nachführung im Azimut erfolgt.
Von der Konstruktion her sind Dobsons Teleskope für die visuelle Beobachtung gedacht. Sie lassen sich jedoch auch mit Einschränkungen für die Astrofotografie verwenden: Befestigt man, wie von parallaktisch montierten Teleskopen gewohnt, eine Spiegelreflexkamera mittels T2-Ring im Fokus oder eine Digicam am Okularauszug, kann man sehr ansprechende Astrofotos von Sonne und Mond gewinnen, ohne dass sich die tägliche Himmelsdrehung bemerkbar macht. Es gibt bereits Nachführeinrichtungen, die unter der Rockerbox positioniert werden und das Teleskop über einen längeren Zeitraum automatisch nachführen. Herbei sind die gleichen Nachteile zu berücksichtigen, die bereits oben bei azimutalen Gabelmontierungen besprochen wurden. Mit Hilfe von Webcams kann man sogar professionelle Planetenaufnahmen gewinnen. Auf Webcams wird in Folge 15 dieser Serie eingegangen.
Je nach Gewicht der verwendeten Fotoausrüstung besteht die Gefahr, dass das Teleskop beim Ansetzen der Kamera leicht abkippt und instabil wird. In diesem Fall muss am unteren Ende des Tubus ein Gegengewicht angebracht werden.
GoTo-Systeme gibt es für alle Formen von azimutalen und äquatorialen (parallaktischen) Montierungen. Das sind computergesteuerte Systeme, die per GPS den aktuellen Standort bestimmen, das Teleskop ausrichten, die Nachführung und auch die Ansteuerung von Himmelsobjekten übernehmen. Einige Modelle ermöglichen es, gesamte Beobachtungsabläufe vorzuprogrammieren.
Die Fähigkeiten solcher GoTo-Systeme und Umfang der Objekte-Datenbanken sind je nach Qualitäts- und Preisklasse sehr unterschiedlich. Die Ausrichtung parallel zur Schwerkraft muss bei preiswerten Versionen häufig manuell erledigt werden, bessere Modelle können aus einer ungenauen Aufstellung resultierende Nachführfehler automatisch ausgleichen.
Je nach Modell erfolgt die Initialisierung durch die Eingabe von Datum, Uhrzeit und Ort. Dann werden modellabhängig ein bis zwei helle Initialisierungssterne gesucht, die das System nach Zeit- und Ortsangabe unverbindlich vorschlägt. Einige Systeme kommen bereits komplett ohne Initialisierungsstern aus.
Nach der Ausrichtung darf das Gerät keinen Millimeter bewegt werden, sonst muss die Ausrichtungsprozedur wiederholt werden.
Die Stative wurden in Folge acht dieser Serie beschrieben.
In der nächsten Folge behandle ich ausführlich die Nachführung auf die tägliche Himmelsdrehung.
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| Serie-Inhaltsübersicht | |
| Konzept und Ziele der Serie | |
| Grundausrüstung und der richtige Beobachtungsort | |
| ISO–Empfindlichkeiten und Belichtungszeiten | |
| Objektive vom Weitwinkel bis zum Supertele und ihre Anwendungen in der Astrofotografie | |
| Fokussierung von Astrofotos | |
| Erste Astrofotos mit ruhender Kamera: Der Mond | |
| Erste Astrofotos mit ruhender Kamera: Sternenhimmel, Strichspuren und Konstellationen | |
| Das Einsteigerteleskop für die Astrofotografie und Gebrauchtgeräte | |
| Montierungen | |
| Nachführung und Piggyback-Fotografie | |
| Die Sonne | |
| Deep–Sky–Fotografie I | |
| Deep–Sky–Fotografie II | |
| Kometen | |
| Meteore | |
| Einführung in die Fotografie mit Webcams und verwandten Aufnahmesystemen | |
| Astrofotografie und (Fern-)Reisen | |
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