Teleskop

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Das 100-Zoll (2,54 m) Hooker-Spiegelteleskop am Mount Wilson Observatory bei Los Angeles, USA, das von Edwin Hubble zur Messung der Rotverschiebung von Galaxien und zur Entdeckung der allgemeinen Expansion des Universums verwendet wurde.

Ein Teleskop (von altgriechisch τῆλε, tele 'weit' und σκοπεῖν, skopein 'schauen oder sehen'; τηλεσκόπος, teleskopos 'weit sehen') ist ein optisches Instrument, das Linsen, gekrümmte Spiegel oder eine Kombination aus beidem verwendet, um weit entfernte Objekte zu beobachten, oder verschiedene Geräte, die dazu dienen, entfernte Objekte durch ihre Emission, Absorption oder Reflexion elektromagnetischer Strahlung zu beobachten. Die ersten bekannten praktischen Teleskope waren Linsenteleskope mit Glaslinsen und wurden zu Beginn des 17. Sie wurden sowohl für terrestrische Anwendungen als auch für die Astronomie eingesetzt.

Das Spiegelteleskop, bei dem Spiegel zum Sammeln und Fokussieren des Lichts verwendet werden, wurde nur wenige Jahrzehnte nach dem ersten Linsenfernrohr erfunden. Im 20. Jahrhundert wurden viele neue Arten von Teleskopen erfunden, darunter Radioteleskope in den 1930er Jahren und Infrarotteleskope in den 1960er Jahren. Das Wort Teleskop steht heute für eine Vielzahl von Instrumenten, die verschiedene Bereiche des elektromagnetischen Spektrums erfassen können, und in einigen Fällen auch für andere Arten von Detektoren.

Polnisches 1,3-m-Teleskop, Las-Campanas-Observatorium, Chile
Radioteleskope des VLA in New Mexico

Etymologie

Teleskop aus dem 17. Jahrhundert

Das Wort Teleskop wurde 1611 von dem griechischen Mathematiker Giovanni Demisiani für eines der von Galileo Galilei bei einem Bankett in der Accademia dei Lincei vorgestellten Instrumente geprägt. Im Sternenboten hatte Galilei den lateinischen Begriff perspicillum verwendet.

Geschichte

Das früheste existierende Dokument über ein Fernrohr war ein Patent aus dem Jahr 1608, das der Middelburger Brillenmacher Hans Lipperhey bei der niederländischen Regierung für ein Refraktorfernrohr eingereicht hatte. Der eigentliche Erfinder ist nicht bekannt, aber die Nachricht davon verbreitete sich in ganz Europa. Galilei hörte davon und baute 1609 seine eigene Version und machte seine ersten Beobachtungen von Himmelsobjekten.

Das 60-Zoll-Hale-Teleskop (vorgestellt 1908) gilt als das erste moderne große Spiegelteleskop für die Forschung.

Die Idee, dass das Objektiv, also das lichtsammelnde Element, ein Spiegel statt einer Linse sein könnte, wurde schon bald nach der Erfindung des Linsenteleskops untersucht. Die potenziellen Vorteile der Verwendung von Parabolspiegeln - Verringerung der sphärischen Aberration und keine chromatische Aberration - führten zu zahlreichen Designvorschlägen und mehreren Versuchen, Spiegelteleskope zu bauen. Im Jahr 1668 baute Isaac Newton das erste praktische Spiegelteleskop, das heute seinen Namen trägt: den Newtonschen Reflektor.

Die Erfindung der achromatischen Linse im Jahr 1733 korrigierte teilweise die Farbfehler der einfachen Linse und ermöglichte den Bau kürzerer, funktionellerer Linsenteleskope. Spiegelteleskope waren zwar nicht durch die Farbprobleme der Refraktoren eingeschränkt, wurden aber durch die Verwendung von schnell anlaufenden Metallspiegeln behindert, die im 18. und frühen 19. Jahrhundert verwendet wurden - ein Problem, das durch die Einführung silberbeschichteter Glasspiegel im Jahr 1857 und aluminisierter Spiegel im Jahr 1932 gelöst wurde. Die maximale physikalische Größe für Linsenteleskope liegt bei etwa 1 Meter (39 Zoll), so dass die große Mehrheit der großen optischen Forschungsteleskope, die seit der Jahrhundertwende gebaut wurden, Spiegelteleskope waren. Die größten Spiegelteleskope haben derzeit Objektive, die größer als 10 Meter sind, und es wird an mehreren 30-40-Meter-Konstruktionen gearbeitet.

Im 20. Jahrhundert wurden auch Teleskope entwickelt, die in einem breiten Spektrum von Wellenlängen arbeiten, vom Radio bis zur Gammastrahlung. Das erste speziell gebaute Radioteleskop wurde 1937 in Betrieb genommen. Seitdem wurde eine große Vielfalt an komplexen astronomischen Instrumenten entwickelt.

Typen

Der Hauptspiegel des im Bau befindlichen James Webb Space Telescope. Es handelt sich um einen segmentierten Spiegel, der mit Gold beschichtet ist, um sichtbares Licht (orange-rot) über das nahe Infrarot bis zum mittleren Infrarot zu reflektieren.

Die Bezeichnung "Teleskop" deckt ein breites Spektrum von Instrumenten ab. Die meisten erfassen elektromagnetische Strahlung, aber es gibt große Unterschiede in der Art und Weise, wie Astronomen Licht (elektromagnetische Strahlung) in verschiedenen Frequenzbändern auffangen müssen.

Teleskope können nach den Wellenlängen des Lichts klassifiziert werden, das sie auffangen:

  • Röntgenteleskope, die kürzere Wellenlängen als ultraviolettes Licht verwenden
  • Ultraviolett-Teleskope, die kürzere Wellenlängen als das sichtbare Licht verwenden
  • Optische Teleskope, die sichtbares Licht verwenden
  • Infrarot-Teleskope, die längere Wellenlängen als sichtbares Licht verwenden
  • Submillimeterteleskope, die Mikrowellen verwenden, die länger sind als die des Infrarotlichts
  • Radioteleskope, die noch größere Wellenlängen nutzen

Je länger die Wellenlängen werden, desto einfacher wird es, mit Hilfe der Antennentechnik mit der elektromagnetischen Strahlung zu interagieren (obwohl es möglich ist, sehr kleine Antennen zu bauen). Das nahe Infrarot kann ähnlich wie sichtbares Licht aufgefangen werden, im fernen Infrarot und im Submillimeterbereich können die Teleskope jedoch eher wie Radioteleskope arbeiten. Das James-Clerk-Maxwell-Teleskop zum Beispiel beobachtet Wellenlängen von 3 μm (0,003 mm) bis 2000 μm (2 mm), verwendet aber eine parabolische Aluminiumantenne. Das Spitzer-Weltraumteleskop hingegen, das von etwa 3 μm (0,003 mm) bis 180 μm (0,18 mm) beobachtet, verwendet einen Spiegel (reflektierende Optik). Das Hubble-Weltraumteleskop mit der Wide Field Camera 3, das ebenfalls eine reflektierende Optik verwendet, kann im Frequenzbereich von etwa 0,2 μm (0,0002 mm) bis 1,7 μm (0,0017 mm) (von ultraviolettem bis infrarotem Licht) beobachten.

Bei den Photonen der kürzeren Wellenlängen und den höheren Frequenzen werden nicht vollreflektierende Optiken, sondern Auflichtoptiken verwendet. Teleskope wie TRACE und SOHO verwenden spezielle Spiegel, um extremes Ultraviolett zu reflektieren, was zu einer höheren Auflösung und helleren Bildern führt, als es sonst möglich wäre. Eine größere Öffnung bedeutet nicht nur, dass mehr Licht gesammelt wird, sie ermöglicht auch eine feinere Winkelauflösung.

Teleskope können auch nach ihrem Standort klassifiziert werden: Bodenteleskop, Weltraumteleskop oder fliegendes Teleskop. Sie können auch danach eingeteilt werden, ob sie von professionellen Astronomen oder von Amateurastronomen betrieben werden. Ein Fahrzeug oder ein ständiger Standort, der ein oder mehrere Teleskope oder andere Instrumente enthält, wird als Observatorium bezeichnet.

Moderne Teleskope verwenden in der Regel CCDs anstelle von Filmen für die Aufnahme von Bildern. Dies ist die Sensoranordnung in der Kepler-Raumsonde.
Licht-Vergleich
Bezeichnung Wellenlänge Frequenz (Hz) Photonenenergie (eV)
Gammastrahl weniger als 0,01 nm mehr als 10 eHz 100 keV - 300+ GeV X
Röntgenstrahlung 0,01 bis 10 nm 30 EHz - 30 PHz 120 eV bis 120 keV X
Ultraviolett 10 nm bis 400 nm 30 PHz bis 790 THz 3 eV bis 124 eV
Sichtbar 390 nm - 750 nm 790 THz - 405 THz 1,7 eV - 3,3 eV X
Infrarot 750 nm - 1 mm 405 THz - 300 GHz 1,24 meV - 1,7 eV X
Mikrowelle 1 mm - 1 Meter 300 GHz - 300 MHz 1,24 meV - 1,24 μeV
Radio 1 mm - km 300 GHz - 3 Hz 1,24 meV - 12,4 feV X

Optische Teleskope

Ein 1,2-Meter-Spiegelteleskop (47 Zoll)

Ein optisches Teleskop sammelt und bündelt Licht hauptsächlich aus dem sichtbaren Teil des elektromagnetischen Spektrums (obwohl einige auch im infraroten und ultravioletten Bereich arbeiten). Optische Teleskope vergrößern die scheinbare Winkelgröße von weit entfernten Objekten sowie deren scheinbare Helligkeit. Um das Bild zu beobachten, zu fotografieren, zu untersuchen und an einen Computer zu senden, arbeiten Teleskope mit einem oder mehreren gekrümmten optischen Elementen, in der Regel aus Glaslinsen und/oder Spiegeln, um Licht und andere elektromagnetische Strahlung zu sammeln und in einen Brennpunkt zu bringen. Optische Teleskope werden in der Astronomie und in vielen nicht-astronomischen Instrumenten verwendet, darunter Theodoliten (einschließlich Transits), Spektive, Monokulare, Ferngläser, Kameraobjektive und Ferngläser. Es gibt drei optische Haupttypen:

Ferngläser
  • Das Linsenteleskop, das Linsen verwendet, um ein Bild zu erzeugen.
  • Das Spiegelteleskop, das mit Hilfe von Spiegeln ein Bild erzeugt.
  • Das katadioptrische Fernrohr, bei dem Spiegel mit Linsen kombiniert werden, um ein Bild zu erzeugen.

Ein Fresnel-Imager ist ein vorgeschlagenes ultraleichtes Design für ein Weltraumteleskop, das eine Fresnel-Linse zur Lichtbündelung verwendet.

Neben diesen optischen Grundtypen gibt es viele Untertypen mit unterschiedlichem optischem Design, die nach ihrer Aufgabe klassifiziert werden, wie z. B. Astrographen, Kometensucher und Sonnenteleskope.

Das Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope in Guizhou, China, ist das größte Radioteleskop der Welt mit gefüllter Öffnung

Radioteleskope

Das Very Large Array in Socorro, New Mexico, Vereinigte Staaten.

Radioteleskope sind gerichtete Radioantennen, die in der Regel eine große Schüssel zum Auffangen von Radiowellen verwenden. Die Schalen bestehen manchmal aus einem leitenden Drahtgeflecht, dessen Öffnungen kleiner sind als die zu beobachtende Wellenlänge.

Im Gegensatz zu einem optischen Teleskop, das ein vergrößertes Bild des beobachteten Himmelsbereichs erzeugt, enthält eine herkömmliche Radioteleskopschüssel einen einzigen Empfänger und zeichnet ein einziges zeitlich veränderliches Signal auf, das für die beobachtete Region charakteristisch ist; dieses Signal kann bei verschiedenen Frequenzen abgetastet werden. Bei einigen neueren Radioteleskopen enthält eine einzelne Schüssel ein Array aus mehreren Empfängern; dies wird als Focal-Plane-Array bezeichnet.

Durch das Sammeln und Korrelieren von Signalen, die von mehreren Schüsseln gleichzeitig empfangen werden, können hochauflösende Bilder berechnet werden. Solche Mehrfachschalen-Arrays sind als astronomische Interferometer bekannt, und die Technik wird Apertursynthese genannt. Die "virtuellen" Aperturen dieser Arrays sind ähnlich groß wie der Abstand zwischen den Teleskopen. Im Jahr 2005 wurde mit weltraumgestützten VLBI-Teleskopen (Very-Long-Baseline-Interferometry) wie dem japanischen HALCA-Satelliten (Highly Advanced Laboratory for Communications and Astronomy) VSOP (VLBI Space Observatory Program) eine Array-Größe erreicht, die ein Vielfaches des Erddurchmessers beträgt.

Die Apertursynthese wird jetzt auch bei optischen Teleskopen mit Hilfe von optischen Interferometern (Arrays optischer Teleskope) und der Aperturmaskierungsinterferometrie an einzelnen Spiegelteleskopen eingesetzt.

Radioteleskope werden auch zum Auffangen von Mikrowellenstrahlung eingesetzt, die den Vorteil hat, dass sie die Atmosphäre und interstellare Gas- und Staubwolken durchdringen kann.

Einige Radioteleskope werden von Programmen wie SETI und dem Arecibo-Observatorium für die Suche nach außerirdischem Leben eingesetzt.

Röntgenteleskope

Das Einstein-Observatorium war ein weltraumgestütztes fokussierendes optisches Röntgenteleskop aus dem Jahr 1978.

Röntgenstrahlen sind viel schwieriger zu sammeln und zu fokussieren als elektromagnetische Strahlung mit längeren Wellenlängen. Röntgenteleskope können Röntgenoptiken verwenden, wie z. B. Wolter-Teleskope, die aus ringförmigen "gleitenden" Spiegeln aus Schwermetallen bestehen, die die Strahlen nur um wenige Grad reflektieren können. Die Spiegel bestehen in der Regel aus einem Teil einer gedrehten Parabel und einer Hyperbel oder Ellipse. 1952 beschrieb Hans Wolter 3 Möglichkeiten, wie ein Teleskop nur mit dieser Art von Spiegeln gebaut werden kann. Beispiele für Observatorien, die diese Art von Teleskop verwenden, sind das Einstein-Observatorium, ROSAT und das Chandra-Röntgenobservatorium. Bis 2010 sind Wolter-fokussierende Röntgenteleskope bis zu Photonenenergien von 79 keV möglich.

Gammastrahlenteleskope

Das Compton-Gammastrahlen-Observatorium wird 1991 von der Raumfähre in die Umlaufbahn gebracht und sollte bis zum Jahr 2000 in Betrieb sein.

Röntgen- und Gammastrahlenteleskope mit höherer Energie verzichten auf eine vollständige Fokussierung und verwenden kodierte Öffnungsmasken: Die Muster des Schattens, den die Maske erzeugt, können rekonstruiert werden, um ein Bild zu erzeugen.

Röntgen- und Gammastrahlenteleskope werden in der Regel auf Satelliten in der Erdumlaufbahn oder auf hoch fliegenden Ballons installiert, da die Erdatmosphäre für diesen Teil des elektromagnetischen Spektrums undurchlässig ist. Ein Beispiel für diese Art von Teleskop ist das Fermi Gamma-ray Space Telescope.

Die Erkennung von sehr energiereichen Gammastrahlen mit kürzerer Wellenlänge und höherer Frequenz als normale Gammastrahlen erfordert eine weitere Spezialisierung. Ein Beispiel für diese Art von Observatorium ist VERITAS.

Eine Entdeckung im Jahr 2012 könnte die Fokussierung von Gammastrahlenteleskopen ermöglichen. Bei Photonenenergien von mehr als 700 keV beginnt der Brechungsindex wieder zu steigen.

Andere Arten von Teleskopen

Die Reflektoren von HEGRA erkennen Lichtblitze in der Atmosphäre und damit hochenergetische Teilchen

Die Astronomie ist nicht auf die Nutzung elektromagnetischer Strahlung beschränkt. Zusätzliche Informationen können durch die Erfassung anderer Signale mit Detektoren gewonnen werden, die mit Teleskopen vergleichbar sind. Diese sind:

  • Kosmische Strahlungsteleskope erfassen kosmische Strahlung und bestehen in der Regel aus einer Reihe verschiedener Detektortypen, die über ein großes Gebiet verteilt sind.
  • Energetische Neutralatom-Instrumente untersuchen die Magnetosphäre verschiedener Körper, indem sie sich schnell bewegende elektrisch neutrale Atome aufspüren, die durch den Sonnenwind erzeugt werden.
  • Neutrinodetektoren, das Äquivalent zu Neutrinoteleskopen, werden für die Neutrinoastronomie verwendet. Sie bestehen aus einer großen Masse aus Wasser und Eis, die von einer Reihe empfindlicher Lichtdetektoren, den so genannten Photomultipliern, umgeben ist. Die Herkunftsrichtung der Neutrinos wird bestimmt, indem der Weg der von Neutrinoeinschlägen gestreuten Sekundärteilchen aus ihrer Wechselwirkung mit mehreren Detektoren rekonstruiert wird.
  • Gravitationswellendetektoren, das Äquivalent zu Gravitationswellenteleskopen, werden für die Gravitationswellenastronomie verwendet. Gravitationswellen, die durch heftige Kollisionen im Weltraum verursacht werden, werden durch äußerst präzise Messungen der Längenveränderung großer erdgebundener Strukturen nachgewiesen.

Arten von Montierungen

Äquatorialmontiertes Kepler-Teleskop

Eine Teleskopmontierung ist eine mechanische Struktur, die ein Teleskop trägt. Teleskopmontierungen sind so konzipiert, dass sie die Masse des Teleskops tragen und eine genaue Ausrichtung des Instruments ermöglichen. Im Laufe der Jahre wurden viele Arten von Montierungen entwickelt, wobei der größte Teil der Anstrengungen auf Systeme verwendet wurde, die die Bewegung der Sterne bei der Erdrotation verfolgen können. Die beiden wichtigsten Arten von Nachführmontierungen sind:

  • Altazimutale Montierung
  • Äquatoriale Montierung
  • Zenit
  • Transit

Im 21. Jahrhundert wurde eine Art von Steuersystem, das so genannte GoTo-Teleskop, populärer, obwohl es keine Struktur ist. In diesem Fall kann ein Computersoftwaresystem das Teleskop teilweise oder ganz auf eine bestimmte Koordinate am Himmel ausrichten.

Elektromagnetische Lichtundurchlässigkeit in der Atmosphäre

Da die Atmosphäre für den größten Teil des elektromagnetischen Spektrums undurchlässig ist, können nur einige wenige Spektralbereiche von der Erdoberfläche aus beobachtet werden. Dabei handelt es sich um den sichtbaren Bereich, den Nahinfrarotbereich und einen Teil des Radiowellenbereichs des Spektrums. Aus diesem Grund gibt es keine bodengestützten Röntgen- oder Ferninfrarot-Teleskope, da diese vom Orbit aus beobachtet werden müssen. Selbst wenn eine Wellenlänge vom Boden aus beobachtbar ist, kann es aufgrund des astronomischen Seeings von Vorteil sein, ein Teleskop auf einem Satelliten zu platzieren.

Ein Diagramm des elektromagnetischen Spektrums mit der Durchlässigkeit (oder Opazität) der Erdatmosphäre und den Teleskoparten, die zur Abbildung von Teilen des Spektrums verwendet werden.

Teleskopisches Bild von verschiedenen Teleskoptypen

Verschiedene Teleskoptypen, die in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen arbeiten, liefern unterschiedliche Informationen über ein und dasselbe Objekt. Zusammen liefern sie ein umfassenderes Verständnis.

Sechs Ansichten des Supernova-Überrests Krebsnebel, die von verschiedenen Teleskopen bei unterschiedlichen Lichtwellenlängen aufgenommen wurden

Nach Spektrum

Teleskope, die im elektromagnetischen Spektrum arbeiten:

Bezeichnung Teleskop Astronomie Wellenlänge
Radio Radioteleskop Radioastronomie
(Radarastronomie)
mehr als 1 mm
Submillimeter Submillimeter-Teleskope* Submillimeter-Astronomie 0,1 mm - 1 mm
Fern-Infrarot Ferninfrarot-Astronomie 30 μm - 450 μm
Infrarot Infrarot-Teleskop Infrarot-Astronomie 700 nm - 1 mm
Sichtbar Teleskope für das sichtbare Spektrum Sichtbares-Licht-Astronomie 400 nm - 700 nm
Ultraviolett Ultraviolett-Teleskope* Ultraviolett-Astronomie 10 nm bis 400 nm
Röntgenstrahlung Röntgenteleskop Röntgenastronomie 0,01 nm - 10 nm
Gammastrahlen Gammastrahlen-Astronomie weniger als 020 nm

*Links zu Kategorien.

Listen von Teleskopen

Die zurzeit größten optischen Teleskope mit Hauptspiegeldurchmessern über 8 Meter sind:

  • die zwei Keck-Teleskope des Mauna-Kea-Observatoriums
  • die vier Teleskope des Very Large Telescope (VLT) in der Atacama-Wüste in Chile
  • die Gemini-Teleskope auf Hawaii und in Chile
  • das Subaru-Teleskop auf Hawaii
  • das Hobby-Eberly-Teleskop in Texas
  • das Southern African Large Telescope (SALT) in Südafrika
  • das Gran Telescopio Canarias auf La Palma
  • das Large Binocular Telescope (LBT) in Arizona.

Größere Teleskope wie das European Extremely Large Telescope oder das Giant Magellan Telescope sind in Planung.

Historisch bedeutend war unter anderen das Hale-Teleskop auf dem Mount Palomar in Kalifornien.

Weitere Teleskope sind in den Kategorien Optisches Teleskop und Bodengebundenes Observatorium sowie in der Liste der größten optischen Teleskope aufgeführt.

Zum Begriff Teleskop

Der Begriff Teleskop wird über die optische Astronomie (sichtbares Licht, UV und Infrarot) hinaus auch bei Röntgen- und Radiostrahlung gebraucht. Auch optische Baugruppen, die wie ein optisches Teleskop aufgebaut sind, aber nicht der Beobachtung ferner Gegenstände dienen, werden so bezeichnet. Ein solches Teleskop kann zum Beispiel zur Strahlaufweitung (Vergrößern des Strahldurchmessers) von Lasern verwendet werden, um den Strahl über größere Entfernungen übertragen zu können oder um seine Intensität zu verringern.

Teleskop wird gelegentlich noch weiter verallgemeinert auf Anordnungen von Teilchen- oder Strahlungsdetektoren, die richtungsempfindlich sind, also eine Rekonstruktion der Einfallsrichtung der detektierten Strahlung erlauben (siehe Detektorteleskop). Ein Beispiel dafür ist der Begriff Neutrinoteleskop, der stellenweise in der Literatur verwendet wird.

Geschichte der optischen Teleskope

Astrophysik und Großteleskope

Mit dem Aufkommen der Astrophysik konzipierte man sogenannte Doppelrefraktoren, die visuell-spektrografisches und fotografisches Beobachten kombinieren konnten. In Paris und Potsdam wurden 1893/99 solche Refraktoren mit 80/60 cm Apertur errichtet und der Höhenflug der Spektroskopie begann. Doch als in den USA die Lick- und Yerkes-Sternwarte sogar Teleskope mit Objektiven von 91 und 102 cm installierten, war man an die optisch-mechanischen Grenzen gestoßen: Die Linsendurchbiegung machte weitere Steigerungen von Lichtstärke und Auflösung zunichte, und die Montierungen dieser dutzend Tonnen schweren Ungetüme waren extrem aufwendig, da Linsen im Gegensatz zu Spiegeln nur am Rand gefasst werden können.

Daher ging die Weiterentwicklung wieder auf die Spiegelteleskope über, für die man seit etwa 1900 geeignete Verfahren für den Glasguss entwickelt hatte. Den größten Fortschritt brachte das 2,5-Meter-Hooker-Teleskop auf dem Mount Wilson, mit dem erstmals der Rand des Andromedanebels in einzelne Sterne aufgelöst werden konnte und die Spektroskopie auch sehr ferner Objekte gelang. Es erhielt eine stabile Rahmenmontierung, ebenso wie 1947 das 5-Meter-Teleskop von Mount Palomar. Dieses blieb 30 Jahre das weltweit größte Teleskop. Der 1975 für das russische Selentschuk gegossene 6-Meter-Spiegel war der letzte seiner Art – er zeigte bereits deutliche Durchbiegungen – und so ging man bei den Großteleskopen der 1980er-Jahre auf segmentierte Spiegel über. Die meisten dieser modernen Instrumente sind nach dem um 1970 entwickelten Ritchey-Chretien-System konzipiert.

Segmentierter Hauptspiegel des Southern African Large Telescope

Heute (Anfang 21. Jhdt.) gibt es bereits mehrere Spiegelteleskope der 8- bis 10-Meter-Klasse, deren aktive Optik die Spiegelform stabilisiert. Dabei wird auch die Verformung wegen der veränderlichen Teleskopneigung korrigiert. Zusätzlich verringert die neu entwickelte adaptive Optik den Einfluss der Luftunruhe. Für etwa 2025 plant die ESO das 39-Meter-"European Extremely Large Telescope" (E-ELT), das neunmal lichtstärker als die heutigen 10-Meter-Spiegel sein wird.

Teleskoparten

Einfaches optisches Spiegelteleskop nach Newton-Bauart mit Sucher für den Hobby-Gebrauch
Linsenteleskop der Sternwarte Aachen
Das LBT (Large Binocular Telescope)

Je nach dem Frequenzspektrum beziehungsweise Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Strahlung unterscheidet man:

  • Gammateleskope
  • Röntgenteleskope
  • optische Teleskope (Fernrohre und Spiegelteleskope)
  • Infrarotteleskope
  • Radioteleskope.

Von den Weltraumteleskopen abgesehen sind sie auf die Wellenlängen des Astronomischen Fensters angewiesen, in denen die Strahlung von der Erdatmosphäre nicht oder wenig absorbiert wird. Ein möglichst hochgelegener, klimatisch trockener Standort ist dabei von Vorteil.

Um Teleskope auf ein astronomisches Objekt richten zu können, werden sie zumeist auf einer Montierung angebracht. Ausnahmen sind feststehende Großteleskope wie das Arecibo-Observatorium oder Weltraumteleskope, die anders positioniert werden.

Es gibt ein reichhaltiges Teleskopzubehör (siehe weiter unten), angefangen von Filtern bis hin zu unterschiedlichsten Okularen.

Ausrichtung eines Teleskops

Die vier Freiheitsgrade eines Teleskops sind:

  • Rektaszension
  • Deklination
  • Polhöhe
  • Azimut

Moderne Hexapod-Teleskope können mit Hilfe von lineartechnischen Aktuatoren frei in allen drei Raumrichtungen ausgerichtet werden.

Besondere Bauarten

Geöffnete Teleskoptür von SOFIA
  • Turmteleskop
  • Riesenteleskop
  • Schiefspiegler
  • Teleskope für die luftgestützte Astronomie
  • Teleskope mit flüssigem Spiegel

Bedeutende Teleskope

Radioteleskope

  • FAST
  • RATAN 600
  • Arecibo-Observatorium
  • Very Large Array
  • Atacama Large Millimeter Array
  • Radioteleskop Effelsberg

Weltraumteleskope

Nutzung des Primärbildes

Visuelle Beobachtungen mit kleineren Teleskopen werden mittels eines Okulars durchgeführt, das hinter dem Fokus angebracht wird. Handelsübliche Kleinbild- oder Mittelformatkameras oder auch elektronische Sensoren können hier angesetzt werden. Bei großen Teleskopen befinden sich an dieser Stelle verschiedene Zusatzgeräte wie Spektrografen, Fotometer oder Kameras.

Großteleskope nutzen den Fokus des Hauptspiegels (den Primärfokus) für direkte Beobachtungen. Dafür befindet sich bei einigen Teleskopen dort eine Primärfokuskabine, die den Fangspiegel ersetzt. Vor Einführung elektronischer Detektoren hielt sich dort während des gesamten Beobachtungsprogramms ein Astronom auf, heute wird nur das Instrument dort montiert und vom Kontrollraum aus gesteuert. Andere Großteleskope leiten das Primärbild von der Hauptoptik über einen Coudé-Strahlengang oder über optische Glasfasern in einen eigenen Auswertungsraum. Dies ermöglicht den Einsatz von großen Analysegeräten, deren Gewicht sonst die Konstruktion der beweglichen Montage der Hauptoptik erschweren würden.

Teleskopzubehör

  • Okular
  • Barlowlinse
  • Herschelkeil
  • Sonnenfilter
  • Farbfilter
  • Blende (Optik)
  • CCD-Kameras
  • Montierung
  • Suchfernrohr
  • Polsucher
  • Okularauszug