Del 13 - Hvilke teleskoper er velegnede til astrofotografering

At fiske det passende teleskop ud fra det brede udvalg, der matcher ens egne behov inden for det tilgængelige budget, er ikke en let opgave.

Del 13: Hvilke teleskoper der er velegnede til astrofotografering

Enhver med interesse for astronomi generelt og astrofotografering specifikt vil før eller senere føle ønsket om sit eget teleskop. Selvom visuelle observationer allerede kan opnås med det blotte øje eller et par kikkerter, og endda imponerende astrofotos kan opnås uden et teleskop (se delene 1-4 af denne tutorial-serie), så er det først et teleskop, der giver adgang til utallige mindre og/eller lyssvage himmellegemer.

Udvalget af teleskoper er enormt og oprindeligt overvældende, og reklameløfterne er bombastiske. Denne tutorial vil derfor beskæftige sig med, hvilke teleskoper der er velegnede til astrofotografering og kan anbefales. For at tage det forvejen: Der er ikke noget "bedste" teleskop til alle formål. De tilbudte design og optiske systemer har hver deres specifikke fordele og ulemper, nogle er rimeligt brugbare til en bred vifte af anvendelser, mens andre er specialister og viser deres fortrin ved at observere bestemte objekter. Og selv et stort, kraftigt teleskop kan være det forkerte valg, hvis dets størrelse og vægt medfører, at det sjældent bliver brugt, fordi håndtering og transport kræver for meget indsats og besvær.

Generelt skal det bemærkes, at der stilles betydeligt højere krav til et teleskop til astrofotografiske formål end til en enhed til visuel himmelobservation. Mens kikkerter i den lave prisklasse kan være velegnede til blot at kigge igennem, er det kun de bedre, men også dyrere modeller, der er velegnede til fotografering.

Her er et udvalg af punkter, der er vigtige:

• Billedkvalitet

På den optiske akse leverer ethvert teleskop med en præcis optik en acceptabel billedkvalitet. Dette er tilstrækkeligt til visuelle formål, men for fotografering er det vigtigt, at stjernerne også er skarpe rundt om den optiske akse - helst helt ud til billedets kanter. Jo større billedsensoren er i den anvendte kamera, jo vanskeligere er det at opfylde dette krav.

• Belysning af feltet

De fleste teleskoper er ikke i stand til at belyse en "full-frame sensor" med størrelsen 24x36 millimeter uden vignettering; dette resulterer i mørke hjørner på hvert billede. Selv med sensorer i "APS-C-format" (1,6x beskæring, 15x22 millimeter) viser nogle teleskoper stadig svagheder på dette område.

• Okularudtræk

Ved brug af et digitalt spejlreflekskamera (DSLR) skal der være en okularudtræk med en mindste diameter på to tommer. Men det er også vigtigt at være opmærksom på den mekaniske udførelse af okularudtrækket. Det skal være stabilt nok til ikke at forårsage vipning efter tilslutning af et DSLR-kamera, der er tungere end et okular. En reduktion i fokuseringsmekanismen er fordelagtig for præcis og finjusteret fokusering.

Stabil 2-tommer okularudtræk med reduceret fokuseringsmekanisme: Det store sorte hjul bruges til grov skarphed, det gyldne er reduceret ti gange og tillader finjustering.

Dette okularudtræk fra Meade tilbyder også en gearreduktion under fokusering. Det er også muligt at dreje det om den optiske akse i det blå område for at justere det bedste billede.

Dette 1,25-tommer okularudtræk er for lille til at tilslutte et digitalt spejlreflekskamera. Den kromede overflade skjuler det faktum, at det er lavet helt af plast og ikke lever op til fotograferingskravene med hensyn til stabilitet.





• Temperaturstabilitet

Normalt falder temperaturen konstant i løbet af en nat. Afhængigt af de anvendte materialer til tubus og okularudtræk kan fokuspunktet derfor ændre sig, og hyppig efterfokusering kan blive nødvendig. Det er mere behageligt med en enhed, hvor gentagen skarphedsindstilling sjældent eller aldrig er nødvendig, selvom temperaturen falder.

• Billedfeltudretning

De fleste optiske systemer i amatørteleskoper lider af billedfeltbøjning, dvs. skarphedsplanet er ikke fladt, men en halvkugle. Dette fører uundgåeligt til partielle uskarpheder på billederne, afhængigt af, hvilket punkt der fokuseres på. Jo større billedsensoren er, jo mere problematisk bliver det. En specielt "beregnet" billedfeltudretningslinse kan afhjælpe dette, men den er ikke tilgængelig for alle teleskoper.

• Blændeåbning

Blændeåbningen opnås ved at dividere brændvidden med den frie objektivåbning af frontlinse eller hovedspejl. Resultatet er et tal, der er identisk med en fotoobjektivets blænde. Jo mindre tallet er, jo lysere er teleskopet. Høj lysstyrke betyder korte eksponeringstider, hvilket er en stor fordel ved fotografering af lyssvage Deep-Sky-objekter. På grund af de korte eksponeringstider kaldes lyse optikker også for "hurtige", mens dem med lav lysstyrke kaldes for "langsomme".

• Billedfejl (aberrationer)

Kun teleskoper, hvis billedfejl (aberrationer) er så små, at de ikke eller kun med besvær kan ses på fotos, er brugbare fotografisk. Opløsningsevnen og evnen til at indsamle så meget lys som muligt afhænger udelukkende af den frie diameter af teleskopets objektiv (linse eller spejl), som astronomer ofte kalder "åbning" og angiver i tommer (1 tomme = 2,54 centimeter). Men for fotografering er det vigtigere med blændeåbning, da eksponeringstiden afhænger af denne. Selvfølgelig: Hvis man vil have lange brændvidder med en "hurtig" blændeåbning, vil der automatisk være store åbninger.

Det skal fremhæves på dette tidspunkt, at prisen, vægten og dimensionerne af et teleskop stiger meget hurtigt med øget åbning.





Udviklingen af vægt og pris i forhold til teleskopåbning. Grafikken er baseret på Meades ACF-serie, men tendensen er praktisk talt den samme for alle andre teleskoper. Absolutte priser og vægte spiller ingen rolle i denne præsentation og er udeladt.

Udover disse krav er det selvfølgelig også de individuelle ønsker og præferencer, der tæller i valget af teleskop. Især afgør brændvidden kombineret med sensorens format det effektive billedfelt. Mens udstrakte himmellegemer som Andromeda-galaksen eller Oriontågen allerede kan optages formatfyldende med 500 mm brændvidde, kræver mindre objekter som f.eks. Ringtågen eller en planet en betydeligt længere brændvidde.

Linse eller spejl?

En grundlæggende forskel ved teleskoper opstår, når man betragter de optiske komponenter, der skaber billedet. Hvis objektivet kun består af linser, taler man om en linseteleskop eller refraktor. Hvis kun spejle anvendes som objektiv, er der tale om et spejlteleskop eller en reflektor. Hvis både spejle og linser skaber billedet, taler man om et katadioptrisk system.

1. Linseteleskop (Refraktor)

Refraktoren svarer mest til, hvad en lægmand forestiller sig som et teleskop: For enden af tubusen er der et objektiv bestående af mindst to linser, mens kameraet tilsluttes i den bageste ende uden yderligere optiske elementer. Et linseteleskop er derfor en meget forenklet form for et teleobjektiv med fast brændvidde. Teleobjektiver er imidlertid mere komplicerede konstruktionsmæssigt, hvilket gør, at deres længde er kortere end den effektive brændvidde. Dette er ikke tilfældet for refraktorer, hvor længden svarer til den faktiske brændvidde.

Skematisk tegning af en refraktor. Stjernelys kommer ind fra venstre, rammer glassets objektivlinser og fokuseres i en brændpunkt på kameraets sensor.





Refraktorer lider af problemet med kromatisk aberration, en farvelængdefejl, der opstår, fordi lyset brydes forskelligt i linserne afhængigt af bølgelængde.



Skematisk tegning af farvelængdefejl (kromatisk aberration): En linse fungerer samtidig som et prisme og opdeler lyset i dets bestanddele. Der dannes en anden brændpunkt for hver bølgelængde (=farve).



En linse fungerer derfor også som et prisme og opdeler lyset i dets spektrale bestanddele. Dette resulterer i, at et enkeltlinseobjektiv ikke har et rigtigt brændpunkt, men snarere samler farverne blå, grøn og rød i forskellige fokuspunkter; samlet resulterer det i en "brennlinie". Den effektive brændvidde for rødt lys er længere end for blåt lys. Et sådant objektiv, kaldet kromat, er derfor ubrugeligt både til visuel observation og fotografering, da billedkvaliteten forringes betydeligt med kraftigt udtalte, farvede halos omkring stjerner. Derfor findes kromater kun i "legetejsteleskoper".

En forbedring opnås ved at bruge et objektiv med to linser, slebet af forskellige glastyper. På den måde kan mindst to af de tre hovedbølgelængder forenes i en brændpunkt. Fokuseringsstedet for den tredje (normalt det blå lys) er stadig forskellig, så selv med præcis fokusering vil der forekomme blå haloer omkring lyse stjerner på fotos. Teleskoper af denne type kaldes akromat eller fraunhoferske teleskoper og tilbydes relativt billigt. På grund af den tilbageværende farvefejl egner de sig kun i begrænset omfang til fotografiske formål. Jo lysere et refraktorobjektiv er, desto større er virkningen af den kromatiske aberration.



Skematisk tegning af en akromat: To linser af forskellige glastyper kombineres, så mindst to hovedbølgelængder (her rød og grøn) forenes i en fælles brændpunkt, mens det blå lys stadig har en anden fokusplacering.

Bressers akromatiske refraktor med en åbning på 5 tommer og integreret feltudretninglinse er allerede et imponerende instrument. Den resterende farvefejl vil vise sig som blå haloer omkring lyse stjerner. Pris: 480 euro.

Objektivet på denne refraktor viser efter fjernelse af dugkappen tre par justeringsskruer (en træk- og en trykskrue). Dette gør det muligt at justere objektivet, så den optiske akse falder sammen med tubussens midterlinje. I praksis vil en sådan justering dog sjældent være nødvendig. Linsernes grønligt skinnende belægning reducerer store lysmist ved refleksion.

Den perfekte form for refraktor er apokromat, hvor et typisk trelinseobjektiv enten eliminerer kromatisk aberration fuldstændigt eller reducerer det så meget, at det ikke længere spiller nogen rolle i praksis. En linse er lavet af en eksotisk og dyr glastype, hvilket gør det muligt at forene tre bølgelængder i et enkelt brændpunkt. Dette resulterer i et helt farveægte billede uden forstyrrende farvede kanter omkring lyse objekter. Desværre er betegnelserne apokromat og det tilsvarende adjektiv apokromatisk ikke underkastet en industriel norm, så der findes faktisk enheder på markedet, der bærer betegnelsen apokromat, men stadig viser en synlig rest af kromatisk aberration i praksis.



Skematisk tegning af en apokromat: Et (oftest) trelinseobjektiv er i stand til at samle næsten alle bølgelængder i et fælles brændpunkt - resultatet er et foto uden synlig farvefejl. En af linserne skal være fremstillet af en dyr specialglasstype.

Denne næsten farvefejlfrie apokromat har en diameter på 90 millimeter. Producenten er William Optics, og prisen ligger over 800 euro.

Når man ser på objektivet, kan man se en høj kvalitetsbelægning, da linserne næsten er usynlige. Brændvidden er 621 millimeter, og blændeåbningen er på 1:6,9.

Apokromater fra producenten LZOS anses for at være blandt de bedst korrigerede refraktorer i verden. Her er vist et objektiv med en åbning på 115 millimeter (4,5 tommer) og en brændvidde på 805 millimeter (blænde 1:7). Sammen med tubus og okularudtræk skal der forventes en pris på over 3000 euro.

To apokromater fra Astro-Physics: Det hvide teleskop er en 6,1-tommers refraktor (155 millimeter åbning) med en blændeåbning på 1:7, det mindre teleskop ovenpå er en apokromat med en åbning på 4,1 tommer ved en blænde på 1:6 (brændvidde på 630 millimeter). Det er tydeligt at se, hvilken forskel to tommer i åbning betyder for størrelse og vægt.

Refraktorer med mere end 7 tommer åbning er næsten ikke længere bærbare. Det store instrument på det følgende billede er en 10-tommers apokromat med blænde 1:14, mens det mindre instrument påsat er en 5,1-tommers apokromat med blænde 1:8. De er fast monteret i kuppelen på Welzheim-observatoriet.

Mellem achromaten og apokromaten klassificeres de ED-, Semi- eller Halbapokromater, hvor en synligt bedre farvekorrektion opnås end med en achromat, uden dog at nå perfektionen af en ægte apokromat.

Det muliggøres ved brug af et specialglas til en af linserne. Prismæssigt er disse enheder ganske interessante, og nogle modellers fotografiske præstationer kan også være imponerende.

Halbapokromater bærer ofte tilnavnet "ED". Korrektionen af den kromatiske aberration er markant bedre end hos en achromat, uden dog at nå perfektionen af en ægte apokromat. Forholdet mellem pris og ydelse kan betegnes som afbalanceret og attraktiv. Denne enhed med en åbning på 80 millimeter og en brændvidde på 600 millimeter kan erhverves for omkring 350 euro:

Denne ED-refraktor har en åbning på 100 millimeter (4 tommer) og en brændvidde på 900 millimeter (blændeåbning 1:9). Prisen ligger på cirka 700 euro.

Blik på det (ikke justerbare) objektiv af den ovenfor viste ED-60/800-Refraktor:

Til venstre et billede af Oriontågen med en achromat. De blå farveområder omkring de lyse stjerner, som er resultatet af den kromatiske aberration, er tydelige. En halbapokromat (ED, højre billede) reducerer betydeligt denne afbildningsfejl:

Refraktorens fordele og ulemper ligger inden for følgende områder:

• Enkel håndtering
• Justering af optikken sjældent eller aldrig nødvendig
• Hurtig klar til brug uden lang afkølingstid
• Bedste valg til fotografering af solen (se tutorial nummer 6)
• Modstandsdygtig over for sidelæns indfaldende stray light
• Ingen obskuration i strålegangen gennem en sekundærspiegel (se også spejlteleskoper)
• Høj transmission uden væsentligt lys tab gennem spredning og refleksion
• Sternabbildung ohne „Strahlen“
• Den (teoretisk) bedst mulige billedkvalitet ved en given åbning (apokromat)
  
  
• Størrelse og vægt fra mindst seks tommer åbning vanskeliggør håndtering
• Den kromatiske aberration af achromaterne
• Den høje pris på apokromaterne
• Åbninger på 7 tommer eller mere er praktisk taget kun brugbare som stjernestationer
  
  

2. Det spejlteleskop (reflektor)

Objektivet på et spejlteleskop består af et hulrumsspejl, der groft set er slebet kugleformet ind i et glas- eller glaskeramisk materiale og derefter er forsynet med en reflekterende overflade. Ved nærmere undersøgelse viser det sig, at overfladen afhængigt af konstruktionstypen let afviger fra en sfærisk hul kugleoverflade.

Da fokuspunktet for et hulrumsspejl ligger i strålegangen, kan kameraet (i det mindste med amatørteleskoper) ikke placeres direkte der, da det ville blokere en for stor del af det indkommende lys. Af denne grund har reflektorer en anden spejl, kaldet en fangst- eller sekundær spejl. Den er placeret foran fokuspunktet og vejer det samlede lys fra hovedspejlet ud af tubussen, hvor det derefter samles ved fokuspunktet, hvor kameraet kan monteres.

Da fangspejlet befinder sig midt i strålegangen, skal det holdes med stænger, kendt som "fangspejlsedderkoppen", som igen er fastgjort på indervæggen af tubussen. Fangespejlet sammen med "edderkoppen" i strålegangen er derfor en nødvendig ondskab, hvis konsekvenser skal drøftes nedenfor.

Fangspejlet kan ikke genkendes på billedet, hverken som skarp eller sløret silhuet. Afhængigt af diameteren skaber det imidlertid en del skygge over en del af det indkommende strålesnål, hvilket resulterer i et lys tab. Dog er det begrænset: Selv et fangspejl, hvis lineære diameter udgør 30 procent af hovedspejlets diameter, skygger kun med sin overflade ni procent af det indkommende lys.

Den anden effekt af fangspegelen er en reduktion af den generelle billedkontrast, hvilket bliver mere udtalt, jo større diameteren af fangspejlet er. Fotografisk er denne indflydelse negligerbar, kun relevant ved visuel observation af planeter med deres allerede kontrastfattige detaljer. Fangspejlsstængerne efterlader dog spor på fotos i form af "stråler" omkring de lyse stjerner.

Støtteformen vises dobbelt, hvor det andet billede er drejet 180 grader i forhold til det første. En firearmede edderkop skaber dermed fire stråler om lyse stjerner, en med tre streber skaber seks.



En refraktor viser stjerner uden "stråler" (venstre). Fangspejlets støttestænger på en Newton-reflektor genererer derimod strålebilledet ved bøjning af stjernelys (højre).



Spejlteleskoper er generelt fri for kromatisk aberration, da lysreflektionen er uafhængig af bølgelængden.

Tre almindelige typer spejlteleskoper vil blive præsenteret i det følgende.

2.1 Newton-reflektor

Mindre apparater af denne type har et prisbilligt, sfærisk slebet primærspejl, mens større apparater har et parabolspejl, hvis form afviger fra en sfærisk form for at forbedre billedkvaliteten. Inden lyset når brændpunktet, retter en elliptisk, men planparallel sekundærspejl lyset 90 grader gennem et hul i teleskoptuben. Dette betyder, at indsynspositionen eller kameraets position er placeret på den laterale forreste ende af teleskoptuben, hvilket er en lidt usædvanlig konfiguration i begyndelsen. Da kun én overflade er optisk aktiv i teleskoper af denne type, kan de relativt billigt fremstilles.

Til fotografering er modeller med stor fangspejl bedre egnet end dem med små, så de også kan oplyse selv større billedsensorer helt ud til billedets kanter. Der tales da om fotooptimerede Newton-teleskoper eller blot om en "Foto-Newton". Newtons kan produceres med store åbninger og "hurtige" blændeåbninger, men viser systemmæssigt koma-fejlen væk fra den optiske akse, hvilket viser sig ved kometformede deformerede stjerner i billedets kant. En ekstra linse i okularudtrækket, en såkaldt koma-korrektor, afhjælper dette.



Skematisk fremstilling af en Newton-reflektor: Lyset, der kommer ind fra venstre, rammer først det konkave spejl, der koncentrerer det, og inden det når brændpunktet, ledes det ud af tuben gennem et planfangede spejl, der er hældt 45 grader.

Indsynet på en Newton-reflektor er placeret lateralt på forsiden af ​​teleskopet (rød pil).

Blik ind i åbningen af en Newton-reflektor. Du kan se fangspejlet, der hænger på fire tynde stænger. Langt bagved kan du ane hovedspejlet. Okularudtrækket stikker ud til højre og opad.

Et fotografisk optimeret Newton-reflektor fra firmaet Vixen. Endnu engang er okularudtrækket, hvor kameraet monteres, markeret med en rød pil. Denne enhed har en åbning på 8 tommer (200 millimeter) og en brændvidde på 800 millimeter, hvilket giver en "hurtig" blændeåbning på 1:4. Teleskopet koster rundt regnet 1100 euro uden en montering.

Synet ind i åbningen af Vixen-foto-Newton-reflektoren viser, at fangspejlet har en relativt stor diameter for at oplyse også større billedsensorer. Streberne, som fangspejlet hænger på, er ret tykke, men også tilsvarende stabile.

En meget enkel monteret version af Newton-reflektoren er kendt som "Dobson-teleskopet". På grund af monteringen egner sådanne enheder sig dog ikke til fotografiske formål.



Til visuelle formål er de såkaldte "Dobson"-teleskoper meget populære. Dette er meget enkle monterede Newton-reflektorer, men på grund af monteringen er de ikke egnet til længerevarende eksponerede astrofotos.

2.2 Cassegrain-reflektor

Også for dette type er hovedspejlet parabolisk formet. Fangspejlet er imidlertid ikke plan, som på Newton, men konveks-hyperbolsk (dermed optisk effektiv) og arrangeret, så det reflekterer strålesamlingen i retning af hovedspejlet. Denne er gennemboret i midten, så et okular eller et kamera monteres i bagenden af tuben. Indsynspositionen er dermed den samme som for en refraktor.



Skematisk fremstilling af en Cassegrain-reflektor: Hovedspejlet (til højre) samler det indkommende lys på sekundærspejlet (til venstre). Dette reflekterer det gennem en central boring i hovedspejlet, hvor det til sidst forenes uden for tuben i et brændpunkt.

Okularudtræk til Cassegrain-reflektoren, hvor også et kamera kan tilsluttes, findes på bagsiden i teleskopets synretning (rød pil), ligesom på en refraktor:





Cassegrain-reflektorer findes kun sjældent i sortimentet. Deres billedefelt er krumt og viser afbildningsfejl væk fra den optiske akse, herunder koma. Kun med en passende korrektor fra et afstemt linjesystem kan disse fejl reduceres tilstrækkeligt, så der dannes et fotograferingsdueligt teleskop med tilstrækkelig stort billedfelt til en digital spejlreflekskameras sensorformat.

2.3 Ritchey-Chrétien-reflektor

Den minder meget om Cassegrain-reflektoren, men bruger to hyperbolske spejlformer, en til hovedspejlet og en til fangspejlet. Dette gør det muligt at fjerne komaen fra Cassegrains, men ikke billedfeltets krumning, som stadig skal bekæmpes med en korrektorlinse. På trods af dette leverer denne bygningstype god billedkvalitet helt ud i hjørnerne af endda større billedsensorer. Dette kan være en grund til, at mange af verdens største teleskoper på jorden samt Hubble-rumteleskopet er udført som Ritchey-Chrétien-reflektorer.

Sådanne instrumenter, der er designet kompromisløst til fotografiske formål, er af og til også kendt som astrografer. Mange af Ritchey-Chrétien-reflektorerne produceres kun med relativt stor åbning og er ret dyre. De forbliver derfor forbeholdt den ambitiøse amatør.

Schematic afbildning af Ritchey-Chrétien-reflektoren: Strålegangen er identisk med Cassegrain-reflektorens; kun de to spejle har en let afvigende overfladeform, så billedfejl væk fra den optiske akse bliver bedre korregeret:

En Ritchey-Chrétien-reflektor med en åbning på 20 tommer (50 centimeter) er næsten et professionelt udstyr. Teleskopet fra RCOS, USA, koster alene 46000 euro uden montering.

Fordele og ulemper ved en reflektor kan opsummeres som følger:

• Store åbninger til relativt lave omkostninger (Newton)
• Ingen kromatisk aberration
• Delvist lysstærke versioner tilgængelige (Newton)
• Moderate tider til at køle ned på grund af en tube foran
• Meget høj billedkvalitet for store billedsensorer (Ritchey-Chrétien med billedeplanlinse)
• Bygningslængde betydeligt kortere end effektiv brændvidde (Cassegrain, Ritchey-Chrétien)
  
  
• Skidt kan komme på hovedspejlet på grund af den åbne tube
• Justering af spejlene (kollimering) nødvendigt fra tid til anden
• Lys- og kontrasttab på grund af sekundærspejlet i strålegangen
• Lystab på grund af spejlenes begrænsede refleksionsgrad
• Begrænset anvendelse til solobservationer
• Begrænset anvendelse til jordobservationer om dagen (f.eks. fugle)
• Strålebilleder omkring lyse stjerner på grund af fangspejlens strækninger
  
  
  
  Tre skruepar (en tryk- og et træk) tillader finjustering af hovedspejlet på en Newton-reflektor. Billedet viser bagsiden af tubusen.
  
  
  
  

Med tre flere skruer kan fangspejlet på en Newton-reflektor bringes i sin optimale position. Justeringen af en Newton-teleskops optik er ikke rocket science, men skal først læres.

3. Katadioptrisk system

Katadioptriske teleskoper bruger spejle og linser til billedproduktion, men er baseret på Newton- og Cassegrain-reflektorerne beskrevet ovenfor under spejlteleskoperne. Bag ideen om at anvende et ekstra linseselement i frontenden, altså i området omkring indgangspupillen, ligger ønsket om at forbedre billedkvaliteten væk fra den optiske akse, ofte kombineret med en simplere og dermed billigere fremstillingsform af hovedspejlen. Det anvendte linseelement medfører en resulterende kromatisk fejl, som dog – målt i forhold til en akromatisk refraktor – er minimal og i praksis næsten ubemærket. Hvis det ekstra linseelement er tyndt og asfærisk slebet, kaldes det også en "Schmidt-plade" og teleskopbetegnelsen markeres med et foranstillet "Schmidt-". Hvis linseelementet derimod er relativt tykt og sfærisk fremstillet, kaldes det et "Maksutov-teleskop".

Linsen fungerer samtidig som monteringsmulighed for sekundærspejlet, så holderen til fangspejlet kan undlades, og der ikke dannes stråler ved lyse stjerner.

3.1. Schmidt-Cassegrain

Opbygningen svarer groft til en Cassegrain-reflektor, supplémenteret med en asfærisk Schmidt-plade. Dette tillader en kugleformet (sfærisk) form for hovedspejlet, som derfor er billigere at fremstille. Samtidig reduceres komaen, hvilket teoretisk set resulterer i en god billedeffekt. Desværre er fremstillingen af den asfæriske Schmidt-plade problematisk. Det lykkes ikke altid at opnå den ønskede nøjagtighed, hvilket resulterer i, at effektiviteten af visse Schmidt-Cassegrain-teleskoper er under forventningerne. Ikke desto mindre var denne type teleskop længe populær blandt amatører, fordi det tillader relativt store åbninger og brændvidder med moderate dimensioner af teleskopet. Et yderligere problem med mange modeller er, at belysningen af store sensorer i digitale spejlreflekskameraer mislykkes – kraftig vignettering i form af mørke billedkanter ødelægger billedet.



Schematic afbildning af et Schmidt-Cassegrain-teleskop: I modsætning til en Cassegrain-reflektor findes der en frontlinse, der kaldes en Schmidt-plade. Den er asfærisk formet og muliggør billigere spejle samt en korrektion af billedfejl væk fra den optiske akse.

Celestron er den mest kendte producent af Schmidt-Cassegrain-teleskoper. Den model, der er afbildet her, har en åbning på 8 tommer (200 millimeter) og en brændvidde på 2000 millimeter, hvilket svarer til en blænde på 1:10. Den ret store fangspejl er fastgjort til Schmidt-pladen, hvilket eliminerer behovet for afstivningsstænger. På grund af den belagte Schmidt-plade kan hovedspejlet ses. Teleskoprøret uden montering kan købes for cirka 1150 euro.

Dette teleskop kan kun justeres ved fangspejlet. Når den centrale dæksel fjernes, vises de tilsvarende justeringsskruer.

3.2 Maksutow-Cassegrain

I princippet svarer det til Schmidt-Cassegrain, bortset fra at en menisk-linse bruges i stedet for Schmidt-pladen. Alle overflader er sfæriske, hvilket gør dem billige at producere med høj præcision. Det sekundære spejl består af en flade på bagsiden af menisk-linsen, der er belagt med et reflekterende lag. Den optiske princip tillader en høj billedkvalitet og anvendes især i meget kompakte, mindre teleskoper samt i nogle kameraobjektiver. Med stigende åbning bliver et Maksutow-Cassegrain-teleskop ret tungt på grund af den tykke menisk-linse.

På grund af de typisk "langsomme" blænde-forhold kræver svage lys Deep-Sky-objekter lang eksponering. Maksutow-Cassegrain kommer især til udtryk ved fotografering af månen og planeterne.



Schematisk illustration af Maksutow-Cassegrain-teleskopet: Strålgangen svarer til Schmidt-Cassegrains, kun en sfærisk slebet menisk-linse bruges i stedet for Schmidt-pladen, hvor fangspejlet er belagt på bagsiden.

Dette håndholdte Maksutow-Cassegrain-teleskop fra Meade har en åbning på 5 tommer (nøjagtigt 127 millimeter) og en brændvidde på 1800 millimeter, hvilket betyder en blænde på 1:15, hvilket er ret lysstærk. Månen og planeterne er særligt velegnede mål for en sådan optik. Desværre kan dette teleskop kun købes inklusive gaffelmontering til en pris på 900 euro.

Set forfra på Maksutow-Cassegrain-teleskopet kan den belagte menisk-linse ses, hvor fangspejlet er belagt på bagsiden og er tydeligt synligt som en reflekterende, lys skive.

3.3. Schmidt-Newton

Strålgangen svarer i det væsentlige til en Newton-reflektor, blot er der installeret en korrektorlinse i teleskopets indgangsåbning. Meget af det, der blev sagt om Schmidt-Cassegrain, gælder også for Schmidt-Newton. Korrektorlinsen tillader brugen af en sfærisk hovedspejl og reducerer forekomsten af koma. Men også den ikke uproblematiske fremstilling af Schmidt-pladen kan påvirke den samlede ydeevne i dette system. Lysstærke, hurtige optikker er tilgængelige.



Schematisk illustration af Schmidt-Newton-teleskopet: I modsætning til en Newton-reflektor inkluderer dette teleskop en Schmidt-plade som frontlinse. Denne tjener igen som monteringsmulighed for fangspejlet, så afstivningsstængerne kan undlades.

Dette Schmidt-Newton-teleskop fra Meade har en åbning på 8 tommer (200 millimeter) og en brændvidde på 810 millimeter, hvilket resulterer i et "hurtigt" blænde-forhold på 1:4. Korrektorlinsen på Schmidt er tydeligt synlig, hvor fangspejlet er fastgjort i midten. Prisen for et sådant teleskop er cirka 715 euro.

3.4 Maksutov-Newton

Igen fungerer Newton-reflektoren som basis, suppleret med en menisk-linse i teleskopets indgangsåbning til at korrigere billedfejl fra det sfæriske hovedspejl. Især tilgængelige er enheder med meget små fangstudioer. Disse egner sig ideelt til højtopløste optagelser af månen og planeterne, da de på grund af fangstudiens størrelse ikke er i stand til at belyse sensoren på et digitalt spejlreflekskamera uden vignettering.



Schematisk illustration af Maksutov-Newton-teleskopet: En menisk-linse fungerer som frontlinse, ellers svarer det i det væsentlige til Schmidt-Newton-teleskopet.

Dette Maksutov-Newton-teleskop fra Intes Micro har en åbning på syv tommer (180 millimeter) og en brændvidde på 1080 millimeter (blænde 1:6). Synet er fra siden og oven (rød pil). Den afbildede enhed med førsteklasses optik koster omkring 1800 euro.

Meniskuslinser af Maksutov-Newton'en, der præsenteres nedenfor, bærer i midten den meget lille sekundærspejl, som lineært kun udgør 18 procent af den samlede diameter. Valgfrit kan enheden også bestilles med blænde 1:8, hvor sekundærspejlet er endnu mindre (13 procent af åbningen). Disse små sekundærspejle sørger for en fremragende billedekontrast, men oplyser ikke selv sensoren i et digitalt spejlreflekskamera med "Crop-faktor". Derfor er de specialister i detaljeoptagelser af månen og planeter.

Næsten som en almindelig Newton-reflektor ser denne Maksutov-Newton fra Bresser ud, hvis sekundærspejl synes at svæve i luften, fordi den meget effektive belægning af meniskuslinsen undertrykker næsten alle lysrefleksioner. Synet er - typisk for Newton - fra siden (rød pil). Enheden har en åbning på cirka 6 tommer (152 millimeter) og en brændvidde på 740 millimeter, hvilket svarer til en blænde på 1:5. Prisen er cirka 1000 euro.

Sekundærspejlet på Bresser-Maksutov-Newton'en er betydeligt større end på modellen fra Intes Micro. Dog lykkes det dermed at belyse sensorer i APS-C-format (digitalt spejlreflekskamera med 1,6 gange "Crop-faktor").

Variationer

Ud over de beskrevne konstruktionsformer findes der stadig mange varianter, der må betegnes som eksotiske. Mange af dem lover en endnu bedre billedkvalitet i forhold til "prototype" ved en let ændring af overfladeformen på primær- og/eller sekundærspejlet og/eller korrektorlinser.

Et eksempel er Meade's "Advanced Coma-Free" teleskoper, hvis billedkvalitet er forbedret i forhold til en Schmidt-Cassegrain.

Relativt nyt på markedet er Meade's teleskoper, kaldet "Advanced Coma-Free" teleskoper af fabrikanten. På grund af denne videreudvikling har Meade ikke længere Schmidt-Cassegrain-teleskoper i sortimentet. Modellen med 8 tommer åbning (200 millimeter) er afbildet. Brændvidden er 2000 millimeter (blænde 1:10). Det anbefales at starte med en mindre brændvidde, da den nøjagtige styring af et sådant teleskop ved lange eksponeringstider ikke er en let opgave. Prisen for kikkerten uden montering er cirka 1380 euro.

Blik forfra ind i Advanced Coma-Free teleskopet. Belægningen af frontlinse er af meget høj kvalitet, da den eliminerer næsten alle refleksioner - sekundærspejlet synes at svæve i luften. Også justeringsskruerne til sekundærspejlet og hovedspejlet længere tilbage i tubussen kan ses. Den lineære diameter af sekundærspejlet udgør imponerende 38% af åbningen. Det afskygger 14 procent af indgangspupilens område - begge dele er acceptable ved fotografering.

Fordele og ulemper ved katadioptriske teleskoper i stikord:

• Lukket system, derfor lav risiko for snavs på hovedspejl
• Næsten ingen kromatisk aberration
• Konstruktionslængde betydeligt kortere end effektiv brændvidde (undtagen Schmidt-Newton og Maksutov-Newton)
• Ingen stråledannelse omkring lyse stjerner, da der ikke er sekundærspejl-stænger
• Høj billedkvalitet ved omhyggelig udførsel
  
  
• Lange nedkølingstider (f.eks. efter transport fra opvarmet bolig til udendørs)
• Justering af spejle (kollimering) nødvendig fra tid til anden
• Lys- og kontrasttab på grund af sekundærspejlet i strålegangen
• Lystab på grund af den begrænsede refleksionsgrad af spejlene
• Begrænset anvendelse til solobservationer
• Begrænset anvendelse til jordobservationer om dagen (f.eks. fugle)
• Stor frontlinse modtagelig for dug
• Høj vægt (især Maksutov-enheder)
  
  
  
  I den følgende tabel er de vigtigste systemer og deres egnethed til astrofotografi listet, med to refraktorer, reflektorer og katadioptriske systemer. Da ingen teleskopstype er lige egnet til alle anvendelser, indeholder tabellen en opdeling efter de forskellige astronomiske motiver.

Anbefaling

Fakta er én ting, meninger er en anden. Derfor vil jeg ikke undlade at give en konkret anbefaling set ud fra mit subjektive synspunkt.

For nybegyndere i astrofotografi, som er udstyret med et digitalt spejlreflekskamera og gerne vil tage langt eksponerede billeder af lyssvage himmelobjekter, vil jeg anbefale en lille apokromatisk refraktor med en brændvidde mellem 400 og 600 millimeter. På den måde bliver problemerne med nøjagtig sporingsstyring under eksponeringstiden holdt på et minimum, samtidig med at der stadig er en hel række attraktive motiver (stjernehobe, gasnebulaer, galakser) inden for rækkevidde. En sådan enhed er kompakt og ekstremt let at håndtere, hvis åbningen er maksimalt fire tommer. Den nødvendige montering (se tutorial nummer 9 i serien "Astro- og himmelfotografi") er også fornuftig i forhold til vægt og pris. Hvis du har budgetproblemer, kan en halvapokromatisk eller ED-refraktor være et brugbart alternativ. Uanset hvad bør du undersøge, om der er en fungerende billedfelteretningslinse tilgængelig for modellen du har valgt, før du køber den.

Ved hjælp af en Barlow-linse kan den effektive brændvidde af en sådan refraktor forlænges, hvilket muliggør detaljerede billeder af månen. Derudover åbner det muligheden for fotos af solen i hvidt lys eller H-alpha-lys med et sådant teleskop (se tutorial nummer 6 i serien "Astro- og himmelfotografi").

Hvis du senere, med den akkumulerede erfaring, ønsker at bruge længere brændvidder (1000 til 1500 millimeter), er det sværere at give konkrete anbefalinger. For deep sky-objekter med lange eksponeringstider, kan en Newton-reflektor med koma-korrektor, en Schmidt-Newton eller en Maksutow-Cassegrain-teleskop være en mulighed, hvis du ikke ønsker at bruge mange penge og i stedet vil skaffe en stor apokromatisk refraktor (op til seks eller syv tommer åbning) eller en Ritchey-Chrétien-reflektor som en ultimativ løsning.

Hvis du primært er interesseret i planetoptagelser og detaljebilleder af månen, skal du bruge lange og meget lange brændvidder og vil muligvis foretrække at arbejde med et web- eller videokamera (se tutorial nummer 14 i serien "Astro- og himmelfotografi") i stedet for et digitalt spejlreflekskamera. Så behøver du ikke at bekymre dig om en stor, oplyst billedflade, og mulighederne bliver mere varierede. Du kan overveje at bruge et Schmidt-Cassegrain, Maksutow-Cassegrain, Maksutow-Newton og en langbrennvid Newton-reflektor, hver med åbninger fra otte til fjorten tommer.

Tak

Jeg vil gerne takke virksomheden Fernrohrland i Fellbach (www.fernrohrland.de). Der fik jeg lov til at tage en lang række af de teleskopbilleder, der er inkluderet i denne vejledning, og jeg diskuterede den aktuelle markedssituation i lange samtaler, uden hvilken denne vejledning ikke ville være komplet.

Alle prisangivelser er estimater med status fra april 2009.