Grundlagen
Koordinatensystem
Flexible Zeltkuppel für Teleskope - so kann ein eingenordetes Teleskop auch ein paar Tage stehen bleiben!
Infos: Stephan Grün
Um sich am Fixsternhimmel zurecht zu finden, wurde ein Koordinatensystem, ähnlich den Längen- und Breitengraden auf der Erde, eingeführt. Dieses Koordinatensystem teilt den Sternenhimmel in 24 gleichgroße "Apfelsinenschalen".
Die Länge der Apfelsinenschalen ist die sogenannte Deklination. Sie stellt die Verbindung von Pol zu Pol dar, und gibt an, wie viele Winkelgrade vom Beobachter aus gesehen ein Objekt vom Himmelsäquator nach Norden (+) oder Süden (-) entfernt ist. Ein DEC(linations)-Wert von 0° ist also genau auf dem Äquator, ein Wert von +90° ist der Himmelsnordpol. Der Himmelssüdpol hat demnach eine DEC von -90°.
Die Breite der Apfelsinenschale ist die Rektaszension. Hier erscheint die Zählweise zunächst etwas komplizierter. Anstatt nämlich einen kompletten Umlauf um die Himmelskugel in 360° einzuteilen, bedient man sich wie oben erwähnt einer 24er Teilung und spricht wie bei einem Tagesablauf eben von 24 Stunden (h). Jede unsere 24 "Apfelsinenschalen" hat also eine Breite von eben 1 h (1 Stunde). Wie bei der Uhr werden für genauere Angaben diese Stunden in jeweils 60´ (Minuten) und diese wiederum in jeweils 60" (Sekunden) eingeteilt.
Die Zählung der 24 Stunden beginnt bei einem der beiden Schnittpunkte des Himmelsäquators mit der Ekliptik, und zwar im Sternbild Fische.
Die parallaktische (deutsche) Montierung
Bedingt durch die Erddrehung scheinen sich alle Himmelskörper wie z. B. die Sterne (Sonne) um die Erde zu drehen. Sie gehen im Osten auf und im Westen unter. Dabei beschreiben sie, abhängig vom Beobachterort auf der Erde, am Himmel einen gewissen Bogen. Sie steigen also aufwärts bzw. abwärts und wandern gleichzeitig weiter nach Westen. Ein Teleskop müßte zur längeren Beobachtung also ständig auf- bzw. abwärts und gleichzeitig weiter nach Westen geschwenkt werden. Um dies zu vereinfachen bedient man sich der parallaktischen Montierung. Der Trick dieser Montierung besteht darin, die Achse zum Weiterstellen (Rektaszensions-Achse) genau auf den Himmelspol zeigen zu lassen. Damit braucht dann die Achse für die Höhe (Deklinations-Achse) nur einmal auf das Objekt eingestellt zu werden. Zum weiteren Beobachten reicht dann eine ständige Drehung um die Rektaszensions-Achse (RA-Achse).
Praktischerweise haben die meisten parallaktischen Montierungen sogenannte Teilkreise an ihren Drehachsen, deren Einteilungen denen des himmlischen Koordinatensystems entsprechen. Es besteht also die Möglichkeit, ein Objekt "nach Koordinaten" blind einzustellen, ohne es im Sucherfernrohr sehen zu müssen! Hierzu gibt es nun zwei verschiedene Möglichkeiten.
Anwendung der Teilkreise einer parallaktischen Montierung
Die Koordinaten-Methode
Die (scheinbar!) einfachste Anwendung ist die direkte Verwendung der Koordinaten. Nehmen wir an, das Teleskop sei exakt nach Norden ausgerichtet und es soll ein bestimmtes Objekt in der Nähe eines bekannten Sternes beobachtet werden. Nun kann mit Hilfe des Suchers dieser bekannte Stern aufgesucht werden. Als Nächstes werden die Teilkreise so lange verstellt, bis die Koordinaten dieses Sterns angezeigt werden. Als letztes kann nun das gesamte Teleskop (incl. festgestellten Teilkreisen!) auf die Werte des eigentlich gesuchten Objektes verstellt werden. Dieses Objekt sollte nun im Teleskop zu beobachten sein. Leider hat diese scheinbar einfache Methode zwei gewaltige Haken: Einmal weil wegen der Erdrehung bei jedem Objektwechsel erst ein Referenzobjekt gesucht und der RA-Teilkreis neu eingestellt (geeicht) werden muß! Zum Anderen die Tatsache, daß wir in diesem Fall ständig und zum Teil in unbequemster Körperhaltung ein Sucherfernrohr benutzen müssen, obwohl wir nach Teilkreisen arbeiten wollen.
Die Stundenwinkel-Methode
Bei der Stundenwinkel-Methode kommt nun auch der Begriff Sternzeit ins Spiel. Die Sternzeit hat nun nichts mit irgendwelchen Zeitangaben zu tun, sondern mit eben unseren Koordinaten. Da die RA-Werte unseres Koordinatensystems ja in 24 "Stunden" eingeteilt sind, kann man den RA-Kreis wie eine Uhr lesen. Der Zeiger dieser "Uhr" ist der (Süd-)Meridian, also die gerade Linie vom Himmelspol genau nach Süden. Die Sternzeit sagt uns also lediglich, welche RA-Koordinate in diesem Augenblick genau im Süden steht. Deshalb handelt es sich im Grunde immer um eine lokale Sternzeit. Der südliche Horizont ist in Amerika ja (relativ zu den Sternen) wo anders als zum Bespiel in Deutschland!
Der Stundenwinkel ist nun die Differenz zwischen Sternzeit und RA-Wert des Objektes. Er gibt an, in welchem Winkel vom (Süd-)Meridian sich das gesuchte Objekt befindet. Er kann positiv oder negativ sein. Aufgehende Objekte befinden sich östlich vom Meridian und haben einen negativen Stundenwinkel, der immer kleiner wird, bis das Objekt bei Null genau im Süden steht. Von da an wird der Stundenwinkel positiv und immer größer. Das Objekt entfernt sich von Meridian in den Westhimmel hin.
Nehmen wir mal als Beispiel eine Sternzeit von 06 h an. Beteigeuze (RA 5h55´) im Sternbild Orion steht also fast genau im Süden.
Für Pollux im Sternbild Zwillinge, aufsteigend am Osthimmel, ergibt sich bei einer RA von ca 07h50´ also ein Stundenwinkel von -1h50´ (Sternzeit minus RA).
Soweit so gut. Man müßte jetzt also eigentlich nur noch diesen Winkel am RA-Teilkreis sowie die Deklination am DEC-Teilkreis einstellen, und Pollux müßte ganz folgerichtig im Teleskop erscheinen. Das funktioniert auch nach Eichung des RA-Teilkreises. Hierzu wird das Teleskop genau nach Süden ausgerichtet, und zwar so, das sich das Teleskop auf der Westseite der RA-Achse, das Gegengewicht auf der Ostseite befindet (Gegengewichtsachse waagerecht, entspricht normalerweise dem Blick nach Süden). Jetzt wird der Teilkreis selbst so lange verstellt, bis er Null anzeigt. Leider bekommen wir es jetzt aber mit einer speziellen Eigenart parallaktischer Montierungen deutscher Bauart zu tun (Parallaktische Gabelmontierungen bleiben hiervon verschont):
Wandert Pollux im Laufe des Abends nun durch den Meridian in den Westhimmel, sagen wir Sternzeit = 09h40´ ergibt sich folgendes: Der Stundewinkel beträgt wieder 1h50´, diesmal aber positiv! Würde ich mein Teleskop jetzt einfach direkt auf Pollux einstellen, würde es fast unter der Montierung hängen! (Geht auch gar nicht, denn dann schlägt es gegen das Stativ!) Ich muß also, um weiterhin bequem beobachten zu können, erst mein Teleskop von der Westseite der RA-Achse auf die Ostseite umschlagen. Dabei verdreht sich dummerweise der Teilkreis meiner Vixen-SP-DX-Montierung von 0 h (Blick in Südrichtung, Teleskoplage West) auf 12 h (Blick in Südrichtung, aber Teleskoplage Ost). Der Stundenwinkel kann also nicht mehr direkt eingestellt werden. Um die richtige Anzeige für meinen Teilkreis zu wissen, muß ich erst den echten Stundewinkel von dieser 12 abziehen. Das Teleskop muß in dem Fall also auf 11h10´ eingestellt werden!
Die Anzeig meiner Teilkreise wird übrigens bei laufender Nachführung rein zahlenmäßig immer kleiner statt größer (eine "Uhr-Anzeige" sollte normalerweise aufwärts zählen!). Außerdem verfügt der Teilkreis leider über keine Löseschraube, um ihn mal eben um 180° drehen zu können.
An dieser Stelle kommt nun der Astro-Zeiger ins Spiel, der es jedem Amateur nun ermöglicht, an Hand der Sternzeit und des RA-Wertes direkt den entsprechenden Teilkreiswert für seine Montierung ablesen zu können. Zwar hat mein Astrozeiger nur eine 5-Minuten-Teilung, Zwischenwerte können aber ganz gut abgeschätzt werden. Außerdem entspricht diese Genauigkeit auch der Bezifferung mancher Teilkreise. Auf jeden Fall sollte bei genauer Nordung des Telskops ein gesuchtes Objekt im Übersichtsokular zu sehen sein.