Cassegrain-Teleskop

Strahlengang eines Cassegrain-Teleskops[1]

Das Cassegrain-Teleskop [kɑsˈɡʀɛ̃] ist ein Spiegelteleskop. In der Literatur wird es teilweise auch als Jean- bzw. Giovanni-Teleskop bezeichnet. Es wurde 1672 von dem französischen Gelehrten Laurent Cassegrain (ca. 1629–1693) der Öffentlichkeit vorgestellt. Da nur wenige Jahre vorher auch das Newton-Teleskop sowie das Gregory-Teleskop erfunden wurden, fand eine europaweite Diskussion über die Vor- und Nachteile dieser Systeme statt.

Ähnlich wie beim Newton-Teleskop und beim Gregory-Teleskop werden die vom Hauptspiegel gebündelten Strahlen über einen Hilfsspiegel seitlich (Newton) oder durch eine Öffnung im Hauptspiegel zum Empfänger gelenkt.

Radarantenne in Cassegrain-Ausführung

Das einfallende Licht fällt auf einen konkav-parabolischen Hauptspiegel (den Primärspiegel). Dieser reflektiert das Licht zu einem konvex-hyperbolischen Fangspiegel, dem Sekundärspiegel. Er ist so angeordnet, dass sein auf seiner konkaven Seite liegender Brennpunkt mit dem des großen Parabolspiegels übereinstimmt. Sein auf seiner konvexen Seite liegender Brennpunkt zeigt in Richtung des Hauptspiegels. Entweder liegt der Empfänger vor dem Hauptspiegel (siehe Bild der Radarantenne), oder die reflektierten Strahlen erreichen ihn durch eine Öffnung im Hauptspiegel. Alternativ können die Strahlen auch vor dem Erreichen des Hauptspiegels mittels eines Planspiegels seitlich aus dem Tubus geworfen werden. Diese Position der Brennebene nennt man Nasmythfokus.

Anders als beim Newton-Teleskop (Hilfsspiegel ist plangeschliffen) und so wie beim Gregory-Teleskop (Hilfsspiegel ist ein Ellipsoid) verlängert der hyperbolische Hilfsspiegel die Brennweite und ermöglicht kompakte Bauformen. Im Gegensatz zum Gregory-Teleskop liegt der Sekundärspiegel aber näher am Hauptspiegel als dessen Brennpunkt, was eine kürzere Bauform erlaubt.

Das Bildfeld ist gekrümmt und auch andere optische Fehler treten auf. Das gilt besonders, wenn für kleine Teleskope ein sphärischer Hauptspiegel verwendet wird. Bis zu einem gewissen Grad können diese Fehler durch eine Retusche des Fangspiegels verringert werden.

Andere Spiegelteleskope bauen in ihrer Ausführung auf dem Cassegrain-Teleskop auf und versuchen auf unterschiedliche Weisen, Bildfehler zu verringern:

• Nasmyth-Teleskop
• Schmidt-Cassegrain-Teleskop
• Maksutov-Teleskop
• Hypergraph-Teleskop
• Ritchey-Chrétien-Cassegrain-Teleskop (RC-Teleskop)

Das RC-System hat sich beim Bau sehr großer Teleskope durchgesetzt.

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

Großteleskope nutzen auch den Fokus des Hauptspiegels (den Primärfokus) für 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.

Der normale Fangspiegel kann auch durch einen noch flacheren Spiegel ersetzt werden. Das Teleskop bekommt dadurch eine riesige Brennweite. Deshalb muss das Licht durch einen schrägstehenden Planspiegel seitlich aus dem Teleskop-Tubus ausgespiegelt werden. Weitere Planspiegel lenken das Licht durch die Montierung in den Keller des Observatoriums. Diese Umlenkung des Lichtes heißt Coudé-Strahlengang. Im Coudé-Fokus befindet sich im Allgemeinen ein Spektrograf, der ortsfest und umweltstabilisiert aufgestellt werden und daher größer und stabiler konstruiert werden kann. Dadurch können Spektren mit höherer Auflösung als direkt am Teleskop aufgenommen werden. Zunehmend werden statt des Coudé-Strahlengangs, der aufgrund der vielen Spiegel relativ ineffektiv ist, optische Glasfasern im Cassegrain-Fokus montiert, die das Licht unmittelbar in den ortsfest aufgestellten Spektrografen übertragen.

Literatur

• Rolf Riekher: Fernrohre und ihre Meister. 2. Auflage. Technik GmbH, Berlin 1990, ISBN 3-341-00791-1, S. 91–94.

Weblinks

 Commons: Cassegrain telescopes – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• 8,2-Meter-Teleskop vom RC-Typ
• Franz. Website von Chaudon über Laurent Cassegrain