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Servus in die Runde,
an dieser Stelle beginnt ein mehrteiliger Beitrag über die Modifikation eines Lunt LS35T Halpha zu einem noch preisgünstigen Sonnenteleskop mit 120 mm Apertur.
Hintergrund für diesen Umbau sind die Tatsachen, dass dieses Teleskop zwar finanziell noch einigermaßen erschwinglich ist, jedoch sein Auflösungsvermögen – wenn es um die Beobachtung feiner Strukturen auf der Sonnenoberfläche geht – recht begrenzt ist.
Im hiesigen ersten Teil soll kurz die Theorie vorgestellt werden, auf deren Basis diese Modifikation erfolgt. Im anschließenden Teil werden die hierzu verwendeten optischen und mechanischen Komponenten dargestellt und der dritte Teil wird die hoffentlich positiven – wohl aber vom Wetter abhängigen – Resultate liefern.
Es ist allgemein bekannt, dass die Auflösung eines Teleskops u.a. durch seine freie Öffnung (Apertur) bestimmt wird. Die hierbei zugrunde liegenden theoretischen Aspekte der klassischen Optik sind in dem folgenden Link ausführlich dargestellt:
[urlhttp://de.wikipedia.org/wiki/Beugungsscheibchen[/url]
Letztendlich kann also selbst ein ideal punktförmiges Objekt (Stern) in der Fokalebene (Auge, Film oder CCD / CMOS) nicht punktförmig abgebildet werden, sondern lediglich als ein etwas verschwommenes Scheibchen mit einem gewissen Durchmesser:
Ideale Punktquelle – abgebildet als reales Beugungsscheibchen
Dieser Durchmesser wird durch die Wellenlänge des betreffenden Lichtes (für HAlpha also 656.28 nm), die Brennweite sowie die Apertur des Teleskops bestimmt:
D = 2,44 * lambda * f / A
mit
lambda = Wellenlänge (656,28 nm)
f = Brennweite (0,4 m für Lunt 35)
A= Apertur (0,035 m für Lunt 35)
Für den Lunt 35 ergibt dies einen Durchmesser von 18,3 µm, was einer theoretischen Winkelauflösung (gesamtes Beugungsscheibchen) von 18,3 µm / 0,4 m = 9,4" entspricht. Dieser zunächst marginale Wert sei primär der relativ geringen Brennweite dieses Teleskops geschuldet.
Also für’s erste kein berauschender Wert. Was jedoch jeder Beobachter weiß: Derartige Angaben können unter realen Beobachtungsbedingungen aufgrund des stets limitierenden Seeings nicht erreicht werden; dieser Wert wird hier also lediglich als Grundlage für kommende Vergleiche dienen.
Ein Ausweg aus diesem „Dilemma“ der begrenzen Winkelauflösung ist z.B. möglich durch das Hinzufügen einer Optik mit größerer Apertur, wobei jedoch beide Teleskope jederzeit ohne Aufwand wieder als eigenständige Geräte benutzt werden können.
Nach einiger Suche wurde der wohlbekannte und auch preisgünstige Sky Watcher 120/600 als ideale Vorschaltoptik identifiziert. Mit dessen Objektiv und dem Lunt lässt sich ein insgesamt noch akzeptables Öffnungsverhältnis von f/A = 3,3 erreichen.
Das Objektiv des Sky Watcher stellt eine fokussierende Optik dar. Das Etalon des Lunt benötigt jedoch paralleles Licht, was durch eine zwischen beide Optiken eingefügte Bikonkavlinse (Kollimator) mit Durchmesser 50 mm und Brennweite -200 mm erzeugt wird.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die Beschaffung einer Bikonkavlinse mit Wunschdurchmesser dieser Größe ein aufwändiges Unterfangen darstellen kann! Letztendlich wurde bei der Firma Laser 2000 ein entsprechendes Exemplar gefunden. Da der Lunt quasi monochromatisch arbeitet, kann an dieser Stelle auf einen Achromaten verzichtet werden.
Die hierzu passende Fassung, welche sich bestens vor das Etalon des Lunt fügt, wurde bei Thorlabs geordert. Die nachfolgende Skizze verdeutlicht die Geometrie dieses kombinierten Strahlenganges.
Strahlengang für die Kombination Sky Watcher 120 / 600 und Lunt 35
Der Kollimator befindet sich 400 mm hinter dem Objektiv des Sky Watcher, womit dieser also des Weiteren als Galileo-Teleskop fungieren wird. Sein Okularauszug kann durch Entfernen von drei Schrauben recht einfach entfernt werden und selbst später kann dieses Teleskop auch ohne große Mühen wieder eigenständig verwendet werden.
Auf diese Weise wird der Lunt35 quasi zu einem Lunt120-ähnlichen Teleskop (zumindest theoretisch... die noch anstehende Erprobung wird es beweisen müssen).
Am Ort des Kollimators hat das vom Sky Watcher generierte konvergente Lichtbündel einen Durchmesser von 40 mm. Da der Lunt eine Apertur von 35 mm aufweist, ergibt sich ein resultierender Durchmesser des Beugungsscheibchens von 6, 1 µm, was nun einem theoretischen Auflösungsvermögen von 3,1" entspricht.
Also immerhin eine Verbesserung des theoretischen Auflösungsvermögens um den Faktor 3. Sofern okularseitig zusätzliche brennweitenverlängernde Komponenten wie eine Barlowlinse eingesetzt werden, kann das theoretische Auflösungsvermögen weiter verbessert werden:
x1,5 --> 2", x2 --> 1,6", x3 --> 1,0",
womit man sich also wieder im Rahmen gewohnter Größen befindet.
Da die Optik des Sky Watcher eine um den Faktor 11,8 größere Fläche aufweist, muss die Intensität des einfallenden Sonnenlichtes um diesen Betrag reduziert werden, was in der ersten Baustufe durch das Aufsetzen eines eingangsseitigen Neutraldichtefilters (Folie) bewerkstelligt wird. Hier stehen zunächst die Stufen ND09 sowie ND1,2 zur Verfügung; andere Werte müssen noch experimentell optimiert werden. Dieser Filter wird vor dem Objektiv des Sky Watcher montiert.
Soviel für den ersten Teil.
Morgen werden alle Komponenten zusammengebaut (der Lack an der Montierung muss noch trocknen); dann geht es mit der weiteren Beschreibung der Einzelteile weiter.
Grüße derweil
Volker
