Erfahrungsbericht TS 127/820

 

Da die Lichtverschmutzung in Deutschland immer mehr zunimmt, ist es erforderlich sich für DS-Beobachtungen Orte zu suchen, die immer weiter von Ansiedlungen entfernt sind. Transportable Instrumente, die gut in einen PKW passen, und schnell ohne Probleme aufgebaut werden können, sind dazu besonders gut geeignet. Besonders preisgünstig sind einfache Achromate chinesischer Produktion. Ein solches Fernrohr ist der Refraktor TS 127/820. Diese Geräte werden als Gebrauchtgeräte schon zu einem Preis von unter 200 Euro angeboten und bieten sich damit als günstiges, mobiles Gerät für DS-Beobachtungen an.

Inzwischen benutze ich solch einen Refraktor seit einiger Zeit.

 

Bild 1: Der TS 127/820 auf azimutaler Montierung

 

Das Objektiv dieses Fernrohrs ist ein Achromat aus gewöhnlichen Gläsern. Refraktoren mit relativ großen Öffnungsverhältnissen werden schon sehr lange gebaut. Früher wurden Instrumente dieser Art als Kometensucher bezeichnet. So hatte z.B. Zeiss-Jena ein solches Gerät mit einem Objektiv 110/750 im Angebot. Das Gerät wurde damals mit einem Hygensokular f=40mm und zwei orthoskopischen Okularen mit f=25mm und f=16mm angeboten. Der OTA kostete übrigens 1967 genau 1290 Ostmark, das waren damals etwa zwei Durchschnittsmonatsverdienste. Ein weiterer, von Zeiss angebotener Kometensucher, hatte 80mm Öffnung und eine 16-fache Vergrößerung, wobei kein Okularwechsel vorgesehen war.

Solche schnellen Refraktoren aus gewöhnlichen Gläsern sind Spezialgeräte zur Beobachtung großer Felder. Ebenso bringen diese Geräte Vorteile bei der Beobachtung flächenhafter Objekte (die Flächenhelligkeit ist zwar nur von der Austrittspupille, nicht von der Öffnung abhängig, ein Rohr mit größerer Öffnung zeigt aber gegenüber einem Teleskop mit kleinerer Öffnung die Objekte bei gleicher Austrittspupille größer - größere Objekte werden deutlicher wahrgenommen). Für Detailbeobachtungen sind diese Geräte nicht konstruiert. Natürlich zeigen solche Fernrohre auch eine Menge Details an Mond und Planeten. Das Sekundäre Spektrum stört aber subjektiv die Bildästhetik erheblich und schmälert objektiv die Detailerkennbarkeit.

Ein Vorteil eines Refraktors gegenüber einem kurzbrennweitigen Newton ist, dass man sich hinter dem Rohr befindet und dadurch Objekte besser anvisieren und finden kann. Außerdem lässt sich ein relativ großes vignettierungsfreies Feld leichter erreichen. Wenn der Refraktor einen zu kleinen Okularauszug und zu enge Blenden hat, ist dieser Vorteil weg - man sollte dann lieber zum Newton greifen. Wenn man den Newton nicht unbedingt bei Detailbeobachtungen an Planeten ausreizen will (wofür kurzbrennweitige Geräte ohnehin nicht ideal sind), kann man den Newton auch mit einem größeren Fangspiegel ausrüsten. Man erhält ein größeres vignettierungsfreies Feld - die größere Obstruktion stört (bis auf einen geringen Verlust an Grenzgröße) bei Beobachtungen großer Felder mit geringer Vergrößerung nicht. So einen Newton kann man auch mit höherer Vergrößerung nutzen und ist dadurch für Mondbeobachtungen und Planetenbeobachtungen wesentlich besser geeignet als ein schneller Refraktor, die größere Obstruktion stört weniger als die Farbränder des Refraktors.

Für den Preis, zu dem die chinesischen Fernrohre angeboten werden, kann man natürlich keine Zeiss-Qualität erwarten, man muss die Geräte verbessern, bzw. mit Schwachpunkten leben. Bei vorliegendem Gerät war z.B. der 2“ Originalauszug für DS-Beobachtung zu eng. Die volle Objektivapertur ging nur auf der Bildmitte geradeso durch den Okularauszug. Auch die Blenden im Rohr waren entsprechend dimensioniert. Deshalb wurden zunächst die Blenden entfernt. Aufgrund der fehlenden Blenden könnten die Tubusinnenwände Streulicht in das Gesichtsfeld des Okulars reflektieren. Die visuelle Grenzgröße eines 5-Zöllers dürfte etwa 13mag sein, ein dunkler Himmel dürfte 20mag pro Quadratsekunde oder weniger haben. Ich bin davon ausgegangen, dass das ein ziemlich hoher Signal-Rauschabstand ist und deshalb das Streulicht des (dunklen) Himmelshintergrundes nicht stört. Man könnte die Tubusinnenwand noch mit Velourfolie auskleiden. Kritisch könnte das Streulicht werden, wenn sich ein helles Objekt in der Nähe des beobachteten Objektes befindet (z.B. Objekt in der Nähe des Mondrandes). Da aber nicht geplant ist, das Fernrohr für solche Beobachtungsaufgaben zu verwenden, werden diese Fälle nicht weiter betrachtet.

Problematischer ist die Verbesserung des Okularauszuges. Selbst wenn man den vorhandenen Auszug kürzen würde, würde dieser noch stark vignettieren. Deshalb wurde ein neuer Auszug gebaut (hier auf der Homepage beschrieben unter Selbstbau/Fernrohr/Okularauszug). Mit diesem Auszug erhält man ein vignettierungsfreies Feld von etwa 25mm, was einem Feld von etwa 1,75 Grad entspricht. Ein größeres vignettierungsfreies Feld hätte sich nur mit einem anderen Tubus vernünftig realisieren lassen. Dieser Aufwand war mir aber zu groß.

Das Objektiv befindet sich in einer Plastefassung. Aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Glas und Plaste ist diese Kombination ungünstig. Deshalb hatte ich vor, für das Objektiv eine neue Fassung aus Aluminium zu drehen. Allerdings zeigte die praktische Erprobung am Himmel ein recht vernünftiges Puntbild. Mit einem Okular mit 3,8mm Brennweite und einem schmalbandigen Grünfilter (ohne Filter lässt sich das Punktbild nicht vernünftig beurteilen) zeigt sich ein rundes inneres Maximum und ein nicht ganz geschlossener erster Beugungsring. Für Detailbeobachtungen reicht das natürlich nicht aus. Für kleinere Vergrößerungen kann man mit diesem Punktbild zufrieden sein, da das Punktbild noch nicht aufgelöst wird. Dies kann man sich folgendermaßen überlegen. Der Durchmesser des zentralen Teils des Punktbildes ist beim TS 127/820 etwa 0,9 hundertstel Millimetern. Das Auflösungsvermögen des Auges liegt (unter günstigen Verhältnissen) bei etwa einem zehntel Millimeter. Ein Okular mit einer Brennweite von 25mm entspricht einer Lupe mit zehnfacher Vergrößerung. Damit würde bei diesem Okular der zentrale Teil des Punktbildes gerade so an der Auflösungsgrenze des Auges liegen. Damit hielt ich es für nicht erforderlich, die Plastefassung gegen eine ordentliche Metallfassung aufgrund der Abbildungsgüte auszutauschen. Außerdem dürfte eine Plastefassung einen besseren Schutz gegen mechanische Beschädigungen bieten. Dies halte ich bei einem transportablen Fernrohr für einen wesentlichen Vorteil, da man schnell mal mit dem Fernrohr irgendwo anstoßen kann. Aufgrund dieser Überlegungen habe ich mich entschlossen, die Plastefassung nicht auszutauschen. 

Ein Nachteil schneller Achromate ist der große Farbfehler. Tatsächlich zeigt das Mondbild bereits bei Verwendung eines Okulars mit einer Brennweite von 20mm einen deutlich sichtbaren, farbigen Rand. Bei 82-facher Vergrößerung ist das gesamte Mondbild bereits unangenehm „bunt“. Auch der Jupiter ist nur als furchtbarer Farbklecks zu sehen. Damit halte ich dieses Fernrohr (abgesehen von den weiter oben diskutierten Schwächen im Punktbild) aufgrund seines Farbfehlers nicht für Detailbeobachtungen an Mond und Planeten geeignet.

Die Zerstreuungsbilder für rotes und grünes Licht haben im optimalen Fokus für grünes Licht einen Durchmesser von etwa 6 hundertstel Millimetern und sind damit etwa sieben Mal größer als der zentrale Teil des Punktbildes bei grünem Licht. Damit kann man das deutlich sichtbare sekundäre Spektrum  an Mond und Planeten erklären.

Sterne mit geringer und mittlerer Helligkeit zeigen sich punktförmig, ohne sekundäres Spektrum. Das Auge ist bei schwachen Lichtreizen nicht farbempfindlich. Außerdem nimmt das Auflösungsvermögen des Auges mit geringer werdender Helligkeit ab.

Man könnte vermuten, dass zwar das sekundäre Spektrum nicht sichtbar ist, das vergrößerte Punktbild für blaues und rotes Licht aber zu einem Verlust an erreichbarer Grenzgröße führt. Allerdings zeigen bisherige Beobachtungserfahrungen, dass auch mit Achromaten mit großem Öffnungsverhältnissen Sterne bis zu der der jeweiligen Öffnung entsprechenden Grenzgröße gesehen werden können. Dies liegt darin begründet, dass die Rezeptororgane in der Netzhaut sich zu Feldern zusammenschließen, in denen sich die Erregungen der einzelnen Rezeptororgane addieren. Diese Felder sind umso größer, je geringer die Reizintensität ist (wodurch das Auflösungsvermögen des Auges abnimmt).

Es wäre interessant durch einen Vergleich zwischen einem Achromat und einem Apochromat praktisch zu überprüfen, ob der Farbfehler des Achromaten tatsächlich zu keinem Verlust an beobachtbarer Grenzgröße führt. Allerdings müsste dieser Versuch sehr sorgfältig durchgeführt werden (es müssten zwei Geräte mit gleicher Öffnung und gleichem Öffnungsverhältnis benutzt werden, es müsste das gleiche Okular und der gleiche Zenitspiegel verwendet werden, außerdem sollten beide Instrumente optisch in Ordnung sein, und die Beobachtung sollte von mehreren Beobachtern verifiziert werden).

Sehr helle Sterne sehen nicht punktförmig aus, wenn mit großer Austrittspupille beobachtet wird, sondern haben einen Strahlenkranz. Die Ursache dafür ist, dass unsere Augenlinse durch ihre Aufhängung an Bändern am Rand verspannt ist. Dadurch entstehen die Strahlen um helle Sterne. Bei höherer Vergrößerung ist die Pupille kleiner und die Strahlen werden weniger bzw. verschwinden bei sehr hoher Vergrößerung vollständig.

Bei der Beobachtung von Galaxien und Nebeln stört das sekundäre Spektrum nicht, da die Intensität dieser Objekte nicht ausreicht, um eine Farbwahrnehmung hervorzurufen, bzw. emittieren Nebel ohnehin nur nennenswert Licht in engen Wellenlängenbereichen.   
Hauptsächlich benutze ich das Gerät mit einem TS WA 42mm-Okular. Damit lässt sich bei etwa 20-facher Vergrößerung ein Gesichtsfeld von ziemlich genau 3 Grad überblicken. Das Okular hat zum Gesichtsfeldrand hin eine deutliche Unschärfe. Ich würde schätzen, dass die subjektiv empfundene Bildschärfe etwa im letzten Viertel zum Rand hin abnimmt. Allerdings erscheint der gleichzeitig vom Auge überblickte Bildbereich scharf. Mit dem 42mm-Okular bietet sich bei dunklem Himmel ein feldstecherähnlicher Anblick, nur sind die Objekte größer. Auch ist die Reichweite größer, als beim Feldstecher. Der Reichweitengewinn von 120mm gegenüber 80mm Öffnung beträgt z.B. etwa 1 mag. Da die Anzahl der Sterne je Größenklasse etwa um den Faktor 3 steigt, sieht man bei Sternfeldbeobachtung mit größerer Öffnung deutlich mehr Sterne.

Meiner Meinung nach ist das Gerät ein schönes Fernrohr, zum „spazieren gehen“ am Himmel im DS-Bereich. Es ist gut transportabel, es lässt sich leicht im Auto verstauen, damit ist es kein Problem schnell in ein dunkles Gebiet zu fahren. Ich nutze das Gerät auf einem selbst gebauten Holzstativ mit ebenfalls selbst gebauter azimutaler Montierung. Mit dem 42mm-Okular lassen sich so schöne Beobachtungen machen. Für Sternhaufen und planetarische Nebel nutze ich ab und zu auch ein Okular mit f=12,5mm. Unter Berücksichtigung der o.g. Einschränkungen bin ich mit dem Fernrohr sehr zufrieden, und habe die Anschaffung nicht bereut.