Grundlagen der Teleskopnutzung

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SCHOOLSCOUT:
Astronomie
Thema:
Grundlagen der Teleskopnutzung
TMD: 16137
Kurzvorstellung
des Materials:
Im Hinblick auf spätere Berechnungen von z.B. Mondkratern
soll dieses Arbeitsblatt dazu dienen, den Schülern ein Grundverständnis der Himmelskoordinaten zu vermitteln. Im Weiteren werden alle wichtigen Arbeitsschritte vom ersten Aufstellen
des Teleskops bis zur automatischen Nachführung des Teleskops zur Beobachtung von Himmelsobjekten erarbeitet.
Das Ihnen hier vorliegende Arbeitsblatt ist Teil einer Sammlung
für den Astronomieunterricht, welche Sie gratis beim Kauf eines Meade Schul-Teleskops erhalten.
Nähere Informationen finden Sie unter www.Schulteleskope.de
•
Übersicht über die
Teile
•
Himmelskoordinaten
•
Aufstellen eines Teleskops: Montierung, Ausrichtung,
Nachführung
Information zum
Dokument
Ca. 6 Seiten, Größe ca. 119 KByte
SCHOOL-SCOUT –
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1. Bevor man sinnvoll mit einem Teleskop am Nachthimmel arbeiten kann, sollte man
sich mit den Himmelskoordinaten vertraut machen.
a. Kannst du dir vorstellen, wie der Himmel kartiert ist? (Denke dabei an die Kartierung der Erde.) Beschreibe die Kartierung!
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b. Vervollständige folgende Zeichnung der Himmelskugel!
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2. Angenommen, du bist gerade stolzer Besitzer eines Teleskops geworden. Nun möchtest du so schnell wie möglich die ersten Landschaftsbeobachtungen machen, um das
Teleskop bei Tageslicht schon einmal kennen zu lernen. Im Lieferumfang befinden
sich ein (noch nicht montiertes!!) Sucherfernrohr, ein Okular und ein FeldDreibeinstativ. Was tust du als erstes?
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3. Nachdem die ersten Vorbereitungen getroffen wurden, geht es mit der wahrscheinlich
wichtigsten Aufgabe weiter: Die Ausrichtung des Teleskops für Himmelsbeobachtungen. Dazu als erstes einige Überlegungen zur Fernrohrmontierung.
a. Grundlegend werden zwei Arten der Montierung unterschieden. Benenne sie
und beschreibe die Vor- und Nachteile der beiden Montierungsarten!
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b. Warum muss ein Teleskop überhaupt nachgeführt werden?
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c. Beschreibe, wie man ein Teleskop ausrichten muss, sodass eine Objektbeobachtung am Nachthimmel ermöglicht wird! (Betrachte den Polarstern näherungsweise als nördlichen Himmelspol.)
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4. Worauf sollte bei der Beobachtung und besonders bei der Fotografie von Himmelsobjekten geachtet werden, wenn man verwackelte Bilder vermeiden will?
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Lösungen:
1. Himmelskoordinaten:
a. Man stellt sich eine riesige, imaginäre Kugel um die Erde vor, an deren Innenseite die Sterne befestigt sind. Projiziert man nun die Längen- und Breitengrade der Erde an die Himmelssphäre, ist man schon mit der Kartierung des
Himmels fertig. Die beiden Himmelspole befinden sich dort, wo die verlängerten Erdrotationsachsen die imaginäre Kugel durchstoßen. Der Himmelsäquator ist demnach auch nichts anderes als die Projektion des Erdäquators auf die
Himmelssphäre. Aus Längengrad wird die Rektaszension (RA), aus Breitengrad die Deklination (DEC). Die Koordinaten der RA laufen von
00h00m00s(Sternbild Pegasus) bis zu 23h59m59s, entsprechend einer 24stündigen Uhr. Die DEC-Koordinaten verlaufen von +90° (Nordpol) bis -90°
(Südpol) und werden in Winkelgraden, Bogenminuten und Bogensekunden
(xx°yy’zz’’) angegeben.
b.
2. Nachdem das Teleskop auf dem Stativ befestigt wurde, sollte das Sucherfernrohr parallel zum Teleskop ausgerichtet werden. Dazu sucht man sich ein irdisches Objekt
(z.B. die Spitze eines Turmes) und richtet das Teleskop so aus, dass das Objekt in der
Mitte des Okulars erscheint. Anschließend wird das Teleskop fixiert. Nun kann das
Sucherfernrohr mit den dazugehörigen Justierungsschrauben ebenfalls exakt auf das
Objekt ausgerichtet werden.
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3. Fernrohrmontierung:
a. Azimutale Montierung: Diese Art von Montierung besitzt eine waagerechte
Achse (Azimut) und eine senkrechte Achse (Elevation), um die das Teleskop
gedreht werden kann. Für terrestrische Anwendungen ist diese Montierung ideal. Ein Vorteil ist die schnelle Einsatzbereitschaft. Ein azimutal montiertes
Teleskop kann auf eine ebene Fläche gestellt werden und man kann loslegen.
Ein großer Nachteil für Himmelsbeobachtungen ist, dass man ständig zwei
Achsen nachregeln muss. Ohne motorische Unterstützung ist Astrofotografie
und bequemes Beobachten eines Himmelsobjekts über einen längeren Zeitraum nicht möglich.
Äquatoriale Montierung (auch parallaktische Montierung genannt): Bei dieser
Montierung wird die sogen. Rektaszensionsachse (auch Stundenachse genannt)
auf den nördlichen Himmelspol ausgerichtet, der Nahe dem Polarstern zu finden ist. Diese Achse verläuft somit parallel zur Erdachse. Die sogen. Deklinationsachse entspricht, auf das Himmelsgewölbe übertragen, in etwa den Breitengraden der Erde. Der Unterschied zur azimutalen Montierung liegt darin,
dass eine Achse (die Rektaszension) das Teleskop eine bogenförmige Bewegung über den Himmel ausführen lässt. Dadurch kann man, wenn das Teleskop
korrekt auf den Himmelsnordpol ausgerichtet ist, das zu beobachtende Objekt
im Blickfeld halten, indem man nur eine einzige Achse nachführt. Die Geschwindigkeit dieser Nachregelung ist die siderische Geschwindigkeit. Nachteil
dieser Ausrichtung: Je nachdem, wie genau man ausrichten möchte, gibt es unterschiedliche Methoden, die alle eine gewisse Zeit beanspruchen. Allerdings
lohnt diese Zeitinvestition und ist bei Astrofotografien fast unumgänglich.
b. Aufgrund der Erdrotation drehen sich die Sterne schräg aus dem Sichtfeld des
Teleskops heraus. Sonne, Mond und Sterne gehen im Osten auf, legen einen
Teilkreis über den Himmel zurück und gehen im Westen wieder unter. Um mit
einem Fernrohr über längere Zeit hinweg ein astronomisches Objekt beobachten zu können, muss man also das Teleskop dem scheinbaren Lauf der Gestirne
nachführen. Der Mond benötigt so zu Beispiel nur wenige Minuten, um am
Himmel eine Strecke zurückzulegen, die seinem eigenen sichtbaren Durchmesser entspricht. Bei starken Vergrößerungen kann sich ein Objekt sogar innerhalb von Sekunden aus dem Sichtfeld bewegen.
c. Idealerweise richtet man das Teleskop parallaktisch aus. Dazu muss zuerst das
Stativ fest und sicher stehen. Mit einer Wasserwaage wird das Stativ genau in
die Horizontale gebracht. Nach erfolgter Anbringung des Teleskops muss der
Tubus genau waagerecht stehen (90° auf der Deklinationsanzeige (vertikale
Klemmung)) und die Öffnung sollte Richtung Norden zeigen. Danach wird die
Polhöhenwiege auf den jeweiligen geografischen Breitengrad des Beobachters
eingestellt. Eine dafür vorgesehene Skala ist an der Montierung angebracht.
Im Weiteren wird die gesamte Montierung exakt in Nord-Südrichtung aufgestellt. Ein Kompass kann hier hilfreich sein. Beim Blick durch den Sucher sollte nun der Polarstern zu sehen sein. Falls es nicht schon der Fall ist, wird dieser nun zentriert, indem entweder die Klemmungen gelöst werden und so das
Teleskop ausgerichtet wird oder indem die Pfeiltasten eines beiliegenden
Handcomputers betätigt werden. Auf keinen Fall darf jetzt noch etwas am StaSCHOOL-SCOUT s Der persönliche Schulservice
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tiv verändert werden. Ist das geschehen, kann z.B. mittels des Handcomputers
ein beliebiges Objekt ausgewählt werden (falls ein Computer und ein“ motorisiertes Teleskop“ vorhanden sind). Die automatische Nachführung bewirkt
nun, dass das Objekt immer an der gleichen Position im Okular zu sehen ist.
4. Die Stabilität einer Montierung ist enorm wichtig. Das Stativ sollte daher stabil stehen. Windböen können sehr stark am Teleskop rütteln, daher steht man am besten
windgeschützt. Außerdem macht sich jede Berührung des Teleskops, sei es beim Justieren des Fokussierknopfes oder beim Hindurchschauen durch das Okular, bemerkbar.
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