C041A Newton-Justage Text 17.April 2016

Die Orginal-Webseite findet man hier:http://www.ajoma.de/html/justieranleitung.html

Der Bericht der oberen Webseite ist kaum zu übertreffen und ist deswegen fast völlständig übernommen worden. Trotzdem eingangs ein
paar Anmerkungen. Wer mit einem Justier-Laser arbeitet, sollte sich für eine handwerklich solide Ausführung entscheiden, und dabei zu-
nächst überprüfen in einer Drehbank o.ä. ob dieser Justierlaser selbst exakt zentriert ist: Bei einer Drehung muß das Laser-Bündel auf
der Stelle "stehenbleiben".

Aber auch nach dem Einsetzen dieses Zentrier-Lasers in den OAZ muß überprüft werden, wieviel Spiel in der Steckhülse noch vorhanden ist;
um das durch gefühlvolles Anziehen der OAZ-Halteschraube vorsichtig zu reduzieren. Erst nach diesen Vorbedingungen beginnt der eigentliche
mehrstufige Zentrier-Vorgang.

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Schützen Sie Ihre Augen und sehen Sie niemals direkt in den Laserstrahl. Schalten sie den Laser nicht aus Versehen ein,
wenn sie
damit hantieren. Richten sie den Laserstrahl niemals auf Menschen oder Tiere. Lagern Sie bitte ihren Justier-
laser so, daß er uner-
fahrenen Erwachsenen oder Kindern nicht zugänglich ist. Bedenken Sie, daß bei stark dejustierten
Teleskopen der Laserstrahl auch
aus dem Tubus ausgelenkt werden und so ihre Augen treffen kann.

Newton Spiegelteleskope sind zumeist nicht sehr justierstabil, zumindest dann, wenn sie häufig zum Beobachtungsplatz im Auto
transportiert werden. Und das kommt bei mir häufig vor. Daher gehört ein Justierlaser auch zu meiner Ausrüstung. Der schnelle
Hofheim Reise Dobson (f 4,0) muß vor jeder Beobachtung sorgfältig und sehr genau kollimiert werden. Aber auch mein 10-Zöller will
vor jeder Beobachtung justiert werden. Der 10’’ TS-Orion ist nämlich, bedingt durch seine Leichtbauweise, relativ justieranfällig.
Zwischenzeitlich habe ich so viel Übung beim Justieren meiner beiden Newton Teleskope erworben, daß die Kollimation in ein paar
Minuten sehr korrekt erledigt ist.

Newton-Teleskope können bauartbedingt nur dann zufriedenstellende Bilder astronomischer Beobachtungsobjekte zeigen, wenn der
Hauptspiegel und der Fangspiegel zueinander mittig angebracht und auf ihre optischen Achsen zentriert sind. Wenn ein Newton nicht
korrekt justiert ist, wird die sogenannte Koma massiv vergrößert und dabei auch schon in der Bildfeldmitte sichtbar. Bei der prak-
tischen Beobachtung sieht man die Sterne dann nicht mehr punktförmig. Sie haben ein kleines Schwänzchen und sehen daher kome-
tenförmig aus. Normalerweise tritt dieser Effekt nur am Bildrand auf. Außerdem ist es eine erwiesene Tatsache, daß die Justieran-
fälligkeit eines Newton Teleskop mit steigendem Spiegeldurchmesser des Hauptspiegels ebenfalls ansteigt. Außerdem steigt die
Justieranfälligkeit mit zunehmender Lichtstärke des optischen Systems an. Die Kollimation muß also bei großen Hauptspiegeln und
bei Systemen mit hoher Lichtstärke um so korrekter erfolgen

Die prinzipielle Arbeitsweise eines Justierlaser mit vorhandener Reflektionsfläche ist denkbar einfach, Der Laserstrahl trifft zunächst
auf den Fangspiegel und wird von dort auf den Hauptspiegel umgelenkt. Dort wird er ebenfalls reflektiert und auf den Fangspiegel um-
gelenkt. Von dort fällt der Laserstrahl dann in seine Austrittöffnung zurück. Man sieht also bei einem richtig justierten Teleskop auf der
Reflektionsfläche nur einen roten Laserpunkt. Das funktioniert aber nur dann, wenn der Laserstrahl genau mittig durch die Steckhülse
austritt. Ob der Laserstrahl mittig sitzt kann ohne großen Aufwand kontrolliert werden. Der Newton wird waagerecht hingestellt mit
nach oben zeigendem Okularauszug. Der Justierlaser wird in den Okularauszug eingeschoben und angeschaltet - aber nicht geklemmt.
Dadurch wird eine Verkantung des Lasers vermieden. Dann dreht man den Justierlaser im Okularauszug und beobachtet auf dem Haup-
tspiegel den Laserstrahl. Dieser darf nicht wandern, er muß immer an der gleichen Stelle auf dem Hauptspiegel stehen bleiben. Dann
ist der Laser korrekt justiert. Anderenfalls muß der Laser selbst kollimiert werden. Gute Justierlaser besitzen zu diesem Zweck im
Gehäuse versenkte Schrauben.

Zur Justierkontrolle wird der Justierlaser statt eines Okulars in den Okularauszug eingeschoben, und möglichst nicht geklemmt um
auf jeden Fall eine Verkantung des Justierlasers zu vermeiden. Dann wird der Laser eingeschaltet. Sieht man nun auf der Reflektions-
fläche nur einen Punkt ist der Newton korrekt justiert. Liegt aber einer oder gleich beide Spiegel schief zur optischen Achse, kann der
Strahl nicht in sich selbst reflektiert werden. Dann sieht man auf der Reflektionsfläche zwei Laserpunkte. In diesem Regelfall muß das
Newton Teleskop dann kollimiert werden.

Ich gehe in den folgenden Abschnitten stets davon aus, daß der Okularauszug rechtwinklig zum Tubus angebracht ist und der Haupt-
spiegel exakt in der Mitte des Tubus liegt. Bei einem Newton ohne Offsetversatz des Fangspiegels gehe ich davon aus, daß auch der
Fangspiegel genau mittig im Tubus liegt. Bei schnellen Newton unter f6 gehe ich davon aus, daß der Fangspiegel mit dem notwendigen
Offsetversatz im Tubus liegt, also nicht genau mittig sondern versetzt. Das Thema Offsetversatz des Fangspiegel wird weiter unten
beschrieben. Die genannten Voraussetzungen sind eigentlich bei Serienteleskopen immer gegeben, wenn sie denn bei einem Fach-
händler erworben wurden, denn diese prüfen so etwas fast immer vor der Auslieferung an ihre Kunden.

Mit dem Justierlaser, 1. Schritt:  Ausrichtung des Fangspiegels zum Hauptspiegel

Die wichtigste Voraussetzung für die erfolgreiche Justage eines Newton Teleskop ist, daß der aus dem Justierlaser austretende Laser-
strahl genau die geometrische Mitte des Hauptspiegels trifft. Steht der Fangspiegel auch nur ein wenig unter einem anderen Winkel als
45 Grad zum Hauptspiegel, dann trifft der Laserstrahl nicht mehr die Mitte des Hauptspiegels. Um dies beurteilen zu können, muß der
Hauptspiegel eine exakte Mittenmarkierung aufweisen. Meine beiden Newtons waren bereits bei der Auslieferung mit einer solchen Mit-
tenmarkierung in Form eines Lochverstärkerrings versehen.

Das links stehende Bild zeigt den roten, vom Justierlaser ausgetretenen Lichtpunkt auf dem Hauptspiegel. Er befindet sich deutlich neben
der Mittenmarkierung. Der Laserpunkt muß aber, wie schon oben erwähnt, genau die Mittenmarkierung des Hauptspiegels treffen. Um dies
zu erreichen verkippt man nun vorsichtig und in sehr kleinen Schritten über die in den mittleren Bildern zu erkennenden Justierschrauben
den Fangspiegel so lange, bis die Mittenmarkierung des Hauptspiegels getroffen ist. Man beobachtet dabei direkt auf dem Hauptspiegel,
wie sich der rote Laserpunkt in die Mittenmarkierung des Hauptspiegels hinein bewegt. Das Ergebnis dieser Arbeit sollte dann aussehen
wie im rechten Bild dargestellt.

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Mit dem Justierlaser, 2. Schritt: Ausrichtung des Hauptspiegel zum Fangspiegel

Selbstverständlich kann auch noch der Hauptspiegel in seiner optischen Achse zur optischen Achse des Fangspiegels verkippt sein. Um dies
kontrollieren zu können benutzt man die Reflektionsfläche des Justierlaser. Man sieht jetzt beim Blick auf die Reflektionsfläche des Justier-
laser irgendwo auf dieser Fläche den vom Justierlaser ausgehenden, reflektierten roten Laserlichtpunkt, zum Beispiel wie unten im linken
Bild dargestellt. Man muß jetzt nur noch den Hauptspiegel soweit kippen, bis der rote Laserpunkt in sich selbst reflektiert wird und man
daher nur noch einen roten Leuchtpunkt auf der Reflektionsfläche wahrnimmt. Dies habe ich im rechten Bild dargestellt. Dazu benutzt man
die Justierschrauben für den Hauptspiegel. Die beiden mittleren Bilder unten zeigen die zwei dafür vorgesehenen technischen Möglichkeiten
der Hauptspiegelverkippung.

Auf dem Bild mittig links habe ich die Justiereinrichtung des Hofheim Reise Dobson dargestellt. Es handelt sich dabei um die Verstellung des
Hauptspiegels mit Hilfe der drei um 120° versetzten Schraubenpaare, die über die Zug- und Druckschrauben die Verkippung des Hauptspiegels
ermöglichen. Die Zugschraube zieht dabei die Spiegelfassung gegen die Druckschraube. Zur Verstellung muß also die Druckschraube leicht ge-
löst werden, damit man mit der Zugschraube die Verkippung des Hauptspiegels vornehmen kann. Mit den Zugschrauben wird die Lage des
Hauptspiegels nun so lange verändert, bis der reflektierte Strahl durch das Loch fällt und somit in sich selbst reflektiert ist, was im unteren
rechten Bild dargestellt wird. Dann ist der Newton perfekt justiert. Die Wanderung des roten Laserleuchtpunkt während der Verstellung des
Hauptspiegels kann man auf der Reflektionsfläche des Justierlaser sehr gut beobachten, wenn man den Justierlaser so in den Okularauszug
eingeschoben hat, daß die Reflektionsfläche nach hinten zum Hauptspiegel zeigt. Zum Abschluß muß man dann die Druckschrauben wieder
leicht festziehen und den Justierlaser ausschalten.

Auf dem Bild mittig rechts habe ich die Justiereinrichtung des TS Orion Newton dargestellt. Es handelt sich dabei um die Verstellung des Haupt-
spiegels mit Hilfe der drei um 120° versetzten Schrauben, Zwischen den drei Schrauben und der Hauptspiegelauflage ist eine Feder eingelassen,
mit dessen Hilfe der Hauptspiegel verkippt wird. Zur Verstellung muß man also lediglich an den Schrauben drehen. Dreht man die Schraube nach
links, kippt auch der Spiegel nach links. Mit den Schrauben wird die Lage des Hauptspiegels nun so lange verändert, bis der reflektierte Strahl
durch das Loch fällt und somit in sich selbst reflektiert ist, was im unteren rechten Bild dargestellt wird. Dann ist der Newton perfekt justiert.
Die Wanderung des roten Laserleuchtpunkt während der Verstellung des Hauptspiegels kann man auf der Reflektionsfläche des Justierlaser
sehr gut beobachten, wenn man den Justierlaser so in den Okularauszug eingeschoben hat, daß die Reflektionsfläche nach hinten zum Haupt-
spiegel zeigt. Zum Abschluß muß man dann nur noch den Justierlaser ausschalten.

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Justage nach der Barlowed-Methode

Diese Kollimations-Methode hat zwei hauptsächliche Vorteile gegenüber der normalen Methode. Sie ermöglicht eine wesentlich genauere 
Kollimation des Hauptspiegels unter Vermeidung von Fehlern, die durch ein eventuelles Verkanten des Justierlasers oder des Okularauszugs 
auftreten. Bei dieser Methode wird zunächst wie oben im ersten Schritt beschriebenen verfahren. Die Ausgangssituation nach der Ausrich-
tung des Fangspiegels zum Hauptspiegel ist im Bild unten links zu sehen. Dann folgt die Ausrichtung des Hauptspiegel zum Fangspiegel. Und 
dabei kommt dann die Barlowlinse ins Spiel. Man schraubt das Barlowlinsenelement vom Barlowgehäuse ab. Auf dem Bild unten mittig links 
ist das Linsenelement am rechten Bildrand zu erkennen. Dann wird das Barlowlinsenelement in das Filtergewinde des Justierlasers einge-
schraubt und in den Okularauszug eingesteckt. Auf der Reflektionsfläche des Justierlasers sieht es dann in etwa so aus, wie im Bild unten 
mittig links dargestellt. Bei dieser Methode sieht man also keinen Laserpunkt auf der Reflektionsfläche, sondern die Mittenmarkierung des 
Hauptspiegels. Nun folgt die eigentliche Justierung des Hauptspiegels, so wie im zweiten Schritt weiter oben beschrieben. Die Ansicht auf 
der Reflektionsfläche des Justierlaser bei exakter Kollimation des Hauptspiegels ist im Bild unten rechts dargestellt. Sie ist erreicht, wenn 
die reflektierte Mittenmarkierung des Hauptspiegels symmetrisch um das Austrittsloch des Laserstrahls auf der Reflektionsfläche des Justier-
lasers zu sehen ist.

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Justage mit Justierlaser ohne Reflektionsfläche und Justierokular

Bei dieser Methode wird zunächst wie oben im ersten Schritt beschriebenen verfahren. Die Ausgangssituation nach der Ausrichtung des
Fangspiegels zum Hauptspiegel ist im Bild unten links zu sehen. Da diese Laserart aber nicht über eine Reflektionsfläche verfügt, kann
man den Eintritt des roten Leuchtpunktes in die Austrittsöffnung des Lasers nicht sehen. Daher benötigt man zur Ausrichtung der opti-
schen Achse des Hauptspiegels auf die des Fangspiegels ein sogenanntes Justierokular, das unten mittig links dargestellt ist. Das Justier-
okular ist praktisch eine Okularauszugabdeckung mit einem kleinen Loch in der Mitte. Auf der Rückseite ist es silber oder weiß lackiert
oder es ist eine silberfarbene Folie aufgeklebt. Manche Astronomen stellen sich ein solches Hilfsmittel selbst her. Dazu benutzen sie eine
schwarze Kleinbilddose und versehen den Deckel der Dose dann genau in der Mitte mit einem kleinen Loch. Auf die Rückseite des Deckels
kleben sie dann ein passendes Stück Alufolie und schneiden den Boden der Dose ab. Der eigentliche Kollimationsvorgang durch die Bedie-
nung der Justierschrauben des Hauptspiegels erfolgt dabei wie oben im zweiten Schritt beschrieben. Dabei werden die Justierschrauben
des Hauptspiegels so lange verstellt, bis das Einblickloch des Justierokular (der kleine schwarze Punkt in den beiden rechten Bildern) über
die Hauptspiegelmittenmarkierung gebracht ist. Dann ist der Hauptspiegel perfekt justiert. Die Situation beim Durchblick durch das Justier-
okular bei einer vorhandenen Dekollimation ist unten mittig rechts dargestellt und die nach der erfolgreichen Justage des Hauptspiegels
im Bild unten rechts.

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Der Offsetversatz des Fangspiegel beim Newton-Teleskop

Der sogenannte Offsetversatz des Fangspiegel eines Newton Teleskop bewirkt eine vollständige Ausleuchtung des Bildfeldes, was bei der
fotografischen Verwendung des Newton von Belang ist. Bei der visuellen Verwendung des Teleskop wird er erst bei sehr schnellen Syste-
men kleiner als f5 und bei gleichzeitiger Verwendung von ausgesprochenen Weitwinkelokularen relevant. Für die lichtschwächeren New-
tons mit Öffnungen ab f6 braucht man den Offset in der Praxis nicht zu beachten, da die Nichtbeachtung eigentlich nur zu einer Verschie-
bung des gleichmäßig ausgeleuchteten Bildfeldes um den Offsetbetrag führt. Der ist aber bei diesen Newtons verschwindend gering.
Sowohl die Bildschärfe als auch der Bildkontrast werden nicht beeinträchtigt. Daraus folgt, daß man erst bei lichtstarken, also schnellen
Newton Teleskopen, den Offsetversatz des Fangspiegels bei der Kollimation berücksichtigen sollte. Der Fangspiegel sitzt dann mit seinem
Zentrum nicht mehr exakt in der Mitte des Tubus, sondern um den Offsetbetrag in Richtung des Hauptspiegel und entgegen dem Okular-
auszuges versetzt. Wenn man durch den leeren Okularauszug seines Newton sieht, stellt sich der Anblick wie in den nachfolgenden beiden
Abbildungen gezeigt dar.

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Um den Fangspiegelversatz einzustellen zu können, benötigt man zunächst den Offsetbetrag in mm, den man nach verschiedenen mathe-
matischen Formeln berechnen kann. Für die praktische Anwendung wird im allgemeinen die Verwendung der nachfolgenden Formel empfoh-
len, da sie nach den Empfehlungen erfahrener Teleskopbauer hinreichend genau ist.

HS-Durchmesser in mm multipliziert mit kleinem FS-Durchmesser in mm dividiert durch die 4-fache Brennweite

Um diesen Betrag in mm muß der Fangspiegel dann versetzt werden. Der erste Versatz erfolgt in Richtung Hauptspiegel und wird mit der 
zentralen Schraube des Fangspiegelhalters durchgeführt. Diese wird einfach gelöst, damit sich der Fangspiegel um den Offsetbetrag nach 
unten bewegen kann. Die Kontrolle wird dann mit dem Justierlaser durchgeführt. Der Leuchtpunkt muß die zuvor angebrachte Offsetmar-
kierung auf dem Fangspiegel genau treffen. Der zweite Versatz erfolgt dann von der okularseitigen Tubuswand in Richtung der gegenüber-
liegenden Seite. Das wird beispielsweise mit den Schrauben der Fangspiegelspinne erledigt. Man löst dazu die Schraube auf der Okularaus-
zugseite um den Offsetbetrag und zieht die Schraube auf der gegenüberliegenden Seite um den gleichen Betrag an. Zur Kontrolle des 
Offsetversatz werden die Strecken von der Tubusseite des Okularauszug bis zur Mitte der Fangspiegelhalterung und die von der dem Okular-
auszug gegenüberliegenden Tubusseite bis zur Mitte der Fangspiegelhalterung ausgemessen. Die erste Strecke muß um den Offsetbetrag 
länger sein als die zweite Strecke.

Newton Justierung nach der Sterntest-Methode für ein optimales Kollimationsergebnis

Eine noch genauere Justage erhält man beim Sterntest am nicht fokussierten Stern. Der Sterntest ist eine äußerst empfindliche Methode.
Aus diesem Grund müssen alle Arbeiten am Newton sehr feinfühlig und vorsichtig durchgeführt werden. Mit dieser Kollimations-Methode
kann man insbesondere für den Bereich höchster Vergrößerungen alles aus seinem Newton heraus holen. Solche Vergrößerungen machen
selbstverständlich nur dann Sinn, wenn der Hauptspiegel wirklich auf die Umgebungstemperatur heruntergekühlt ist und das Seeing absolut
optimal ist. Und genau dann ist der Sterntest die optimale Methode, um die bestmögliche Abbildungsleistung des Newton Teleskop im Okular
bewundern zu können.

Für den Sterntest muß das Newton Teleskop bereits nach einer der zuvor beschriebenen Methoden justiert sein. Dann wird das Teleskop auf-
gebaut und es bleibt nun mindestens ein bis zwei Stunden im freien stehen, damit der Hauptspiegel ordentlich ausgekühlt ist, wenn man mit
dem Sterntest beginnt. Und noch was ist sehr wichtig. Einen Sterntest soll man nur bei erstklassigem Seeing durchführen, wenn er denn das
oben beschriebene Ergebnis bringen soll. Bei schlechterem Seeing muß man mit der Vergrößerung runtergehen – aber das Ergebnis ist dann
nicht mehr so gut wie bei einem optimalen Seeing.

Welchen Stern soll man nehmen? Meine Empfehlung wäre Polaris, denn er hat ja fast keine Eingenbewegung, was die Kollimation vereinfacht.
Der Polarstern wird dann bei Verwendung der höchst möglichen Vergrößerung im Okular scharf eingestellt, so daß er als schöner runder Punkt
zu sehen ist. Dann wird Polaris im Okular zentriert. Jetzt wird der Stern unscharf eingestellt, indem man den Okularauszug vorsichtig etwas
nach innen bewegt. Im Okular erscheinen dann einige Ringe und in der Mitte sieht man einen Punkt. Die Streben der Fangspiegelhalterung
sollten im Okular nur zu erahnen sein – wenn man sie deutlich erkennen kann ist das Bild zu unscharf und man korrigiert dies durch die entge-
gen gesetzte Bewegung mit dem Okularauszug. Dann wird der gleiche Vorgang noch einmal durchgeführt, diesmal wird der Okularauszug aber
nach außen gedreht. Bei einem Newton Teleskop mit eingestelltem Offset erscheinen die Fangspiegelstreben im extrafokalen Sternscheibchen
nicht exakt zentrisch sondern leicht versetzt. Das Newton Teleskop ist perfekt justiert, wenn alle Ringe sowohl intra- als auch extrafokal zen-
trisch im Okular erscheinen. Wenn dies nicht der Fall ist, wird der Hauptspiegel mit seinen drei Justierschrauben so lange verstellt, bis alle Ringe
zentrisch aussehen.

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