Justierung von Cassegrains bzw. Hypergraphen

(Vervielfältigung - auch auszugsweise - nicht gestattet, Copyright Astro Optik Philipp Keller)

Allgemeines:

Die Justierung eines Cassegrains wird in der Fachliteratur als schwierig und empfindlich beschrieben. Wie so manches Publizierte, ist auch diese Meinung falsch. Grund ist, daß sich beim Cassegrain viele Fehler gegenseitig kompensieren können. Ist beispielsweise der Sekundärspiegel dejustiert, kann man diesen Fehler durch eine Gegenkippung am Hauptspiegel kompensieren. Ebenso läßt sich eine seitliche Verschiebung des Hauptspiegels entweder durch eine Gegenkippung des Sekundärspiegels oder eine Verkippung des Hauptspiegels kompensieren. Geht man stur nach der unten beschriebenen Reihenfolge vor, muss man die einzelnen optischen Elemente mit einer wesentlich reduzierten Toleranz justieren und kompensiert dann am Stern die Restfehler am Hauptspiegel. Wer das nun nicht verstanden hat – macht nichts. Einfach genau die folgenden Punkte einhalten – fertig.

Der Justiervorgang läßt sich in 3 Schritte aufteilen:

Gehen Sie in der oben genannten und im folgenden detailliert beschriebenen Reihenfolge vor, ist die Justierung eines Cassegrains nicht schwerer als die Justierung eines Newtons. Als Hilfsmittel benötigen Sie einen Justierlaser und klaren Himmel (für Punkt 4.). Der Sekundärspiegel muss in der Mitte eine Markierung haben, am besten eignet sich ein kleiner Ring, mit einem Permanentstift gezeichnet.

Spiegel mittig zum Okularauszug bringen

Bei einigen Cassegrains, beispielsweise unseren 340mm f/9 Cassegrains, wird der Spiegel über den Okularauszug und die Hauptspiegelbohrung zentriert – in diesem Fall entfällt dieser Punkt.

Bei anderen Cassegrains läßt sich der Hauptspiegel in der Fassung seitlich verschieben, wenn man die seitlichen Halteklötze löst. Wenn Sie an dieser Einstellung seit der Auslieferung nichts verändert haben, können Sie davon ausgehen, daß es unnötig ist, den Spiegel nachzustellen.

Ansonsten messen Sie einfach den seitlichen Abstand von der Hauptspiegelbohrung zum Baffle und verschieben den Hauptspiegel solange seitlich, bis Sie einen konzentrischen Ring zwischen Hauptspiegelbohrung und Baffle messen. Sie sollten den Hauptspiegel auf ca. 1-2mm zentrieren.

Okularauszug auf Mitte des Sekundärspiegels richten

Stecken Sie Ihren Justierlaser in den Okularauszug des Cassegrains. Überprüfen Sie zunächst, ob der Laserstrahl genau mit dem Okularauszug fluchtet. Kleben Sie sich dazu ein Papier auf das Sekundärspiegelbaffle und markieren Sie sich den Punkt, an dem der Laser auf das Papier auftrifft mit einem Stift. Drehen Sie nun den Laser um 180 Grad um seine Längsache. Bei unseren Okularauszügen drehen Sie aber besser nicht den Laser in der 1,25"-Steckfassung sondern den 2"-Adapter in der Flanschplatte bzw. Ringschwalbe. Das ist von Vorteil, da der Laser meist Spiel im 1,25"-Stutzen hat und durch das Festziehen der Klemmschrauben verkippt wird.

Wenn Sie also die Flanschplatte mit dem Laser um 180 Grad gedreht haben, werden Sie in den meisten Fällen den Laser nicht mehr auf diesem Punkt wiederfinden, sondern etwas seitlich versetzt. Das bedeutet, daß der Laser nicht senkrecht in dem 1,25" Stutzen sitzt oder dejustiert ist. Justieren Sie in diesem Fall zunächst den Laser. Lösen Sie nicht den Laser aus der 1,25"-Steckfassung ! Justieren Sie den Laser an den Justierschrauben des Lasers auf den gedachten Kreismittelpunkt, den der Laserstrahl auf dem Papier beschreibt, wenn Sie den Laser bzw. die Flanschplatte drehen. Wenn Sie um 180 Grad gedreht haben, justieren Sie also auf die Mitte der Verbindungslinie zwischen dem Laserstrahl und dem auf dem Papier markierten Punkt. Wiederholen Sie diesen Vorgang solange, bis der Laser bei einer Rotation um weniger als 1-2 mm wandert.

Verändern Sie nun nichts am Laser und fahren Sie wie folgt fort:

Nehmen Sie das Papier weg und überprüfen Sie, wo der Laserstrahl den Sekundärspiegel trifft. Trifft der Laserstrahl den Sekundärspiegel nicht in der Mitte, haben Sie 2 gleichwertige Möglichkeiten zur Justierung:

1. Den Sekundärspiegel seitlich verschieben
2. Den Okularauszug kippen

Je nach Cassegrain-Bauweise kann A oder B praktischer sein. Häufig bewährt es sich auch, den ungefähren Winkel durch Beilagscheiben unter dem Okularauszug einzustellen und die Feinjustierung durch Veschieben der Spinne zu erreichen. Bei einigen Okularauszügen haben Sie auch Zug- und Druckschrauben für die Justierung, hier geht das Einstellen natürlich besonders einfach. Um ein übermäßiges Schielen (optische Achse nicht mehr parallel zumTubus) des Gerätes zu verhindern, sollte A) nur der Feinjustage (max. 4mm) dienen.

Sie haben nun den Okularauszug justiert und können nun mit dem nächsten Punkt fortfahren. Laser nicht verändern !

Sekundärspiegel auf Mitte des Okularauszuges ausrichten

Justieren Sie den Sekundärspiegel durch Verkippen so, daß der Laserstrahl genau in sich zurück fällt. Es ist klar, daß Sie beim Cassegrain einen Autokollimationslaser oder einen Laser mit integrierter Mattscheibe und seitlichem Einblicksfenster brauchen, da Sie ja sonst den reflektierten Lasertstrahl nicht sehen können. Der Sekundärspiegel ist genau justiert, wenn der Laserstrahl genau in die Mitte der Mattscheibe reflektiert wird.

Die Justierschritte, die Sie ohne Stern durchführen können, sind nun abgeschlossen.

Hauptspiegel justieren

Suchen Sie sich je nach Öffnung einen Stern von ca. 2-5 mag und wählen Sie ein Okular mit ca.2mm Austrittspupille. Drehen Sie am Okularauszug, bis der Stern eine deutliche Scheibe mit der zentralen Abschattung bildet. Bringen Sie den Stern genau in die Mitte des Okulares.

Typischerweise sieht das Abbild des Sternes Intra- und Extrafokal wie folgt aus (Helligkeit ist hier invertiert dargestellt):

Das Cassegrain ist perfekt justiert, wenn sich die zentrale Abschattung genau in der Mitte befindet. In unserem Beispiel hängt die zentrale Abschattung oben. Wenn Sie nun (Nachführung läuft natürlich die ganze Zeit) an den rückseitigen Hauptspiegeljustierschrauben drehen, werden Sie feststellen, daß sich der Stern im Okular bewegt. Suchen Sie sich nun eine Justierschraube, bei der sich der Stern nach unten bewegt. Je nach Stärke der Dejustierung kann dieser Betrag ¼ Okulardurchmesser bis mehrere Okulardurchmesser betragen. Bringen Sie den Stern nun wieder durch Nachführkorrekturen in die Bildmitte und beurteilen Sie erneut das Aussehen des Sternes. Fahren Sie nun fort, bis sich die zentrale Abschattung zentrisch befindet. Merken Sie sich dazu folgende einfache Regel:

Bewegen Sie den Stern mit den Hauptspiegeljustierschrauben in die Richtung, in die Sie die zentrale Abschattung schieben möchten.

Hängt also beispielsweise die zentrale Abschattung rechts, bewegen Sie den Stern nach links etc...

Das Cassegrain ist nun optimal justiert.

Fokuslage

Bei länger andauernden Justierversuchen kann es Ihnen passieren, daß Sie beim Justieren insgesamt den Haupt-oder Sekundärspiegel verschieben. Das hat einen starken Einfluss auf die Fokuslage. Bewegen Sie beispielsweise beim Justieren den Hauptspiegel um 1mm vom Okularauszug weg, verschieben Sie dadurch den Fokus um ca. 8mm nach hinten.

Um das zu verhindern, verkippen Sie den Spiegel immer nur an 2 Justierschrauben und lassen sie die 3. Justierschraube fest. Andererseits kann es natürlich auch gewünscht sein, den Fokus zu verschieben, weil man beispielsweise nicht mehr genug Back-Fokus für das eine oder andere Zubehörteil hat. Verschiebt man den Sekundärspiegel in Richtung Fokus oder den Hauptspiegel in Richtung Sekundärspiegel, legt das den Fokus weiter raus.

Bitte beachten Sie aber, daß Sie bei einem Cassegrain nur einen Spielraum von ca. +-40mm haben, ansonsten bekommen Sie Bildfehler (sphärische Aberration). Beim Hypergraph verschlechtert sich die außeraxiale Abbildungsqualität bereits ab +-15mm von der Idealposition (ausser bei kleinen CCD-Feldern). Beim Hypergraphen lassen Sie sich am besten den idealen Abstand von der letzten Linse bis zum Fokus mitteilen und versuchen diesen so genau wie möglich einzuhalten. Sie können dabei z.B. mit einem Meterstab direkt durch die geöffnete Rückwand Ihrer fokussierten 6x8-Kamera oder KB-Kamera bis zur Linse messen (am besten ein Tempo um das Ende des Meterstabes wickeln).