Bau eines fotografisch optimierten Newton-Teleskopes
oder: Warum muß der Tubus immer rund sein?
Kurz nach meinem Einstieg in die Astrofotografie erwarb ich einen gebrauchten Parabolspiegel mit 152mm Durchmesser und 797mm Brennweite. Es war beschlossene Sache, damit ein für die Astrofotografie optimiertes Fernrohr zu bauen. Dabei handelt es sich um das erste von mir gebaute Teleskop. Entsprechend wurden auch einige Fehler gemacht, die nicht verschwiegen werden sollen, damit Interessierte von den gesammelten Erfahrungen profitieren können.
Fernrohrtubus
Für den Bau eines Tubus ist Holz ein sehr interessanter Werkstoff. Zur Bearbeitung sind nur haushaltsübliche Werkzeuge wie Stichsäge, Bohrmaschine und die üblichen Kleinwerkzeuge erforderlich. Die Holzplatten ließ ich direkt im Baumarkt zusägen. Viele Baumärkte bieten diese Serviceleistung ohne Aufpreis an und werben mit millimetergenauen Schnitten. Ich entschied mich für Birke-Multiplex als Grundwerkstoff, weil die Oberfläche recht hart und entsprechend unempfindlich gegen Kratzer ist. Ein großer Nachteil von Birke-Multiplex ist das hohe Gewicht. Bei einem Neubau würde ich eher zum weicheren Pappel-Multiplex greifen, um die Montierung gewichtsmäßig nicht unnötig zu belasten. Drei Tubuswände wurden unterstützt durch Holzleisten an den Innenkanten miteinander verklebt und verschraubt. Zur Steigerung der Verwindungssteifigkeit setzte ich neun Blenden aus 4mm Multiplex ein. Die vierte Seitenwand enthält die Fokussiereinrichtung und ist mit dem restlichen Tubus nur verschraubt, um sie bei Bedarf demontieren zu können.
Zwischen die Montageschiene der Montierung und den Holztubus montierte
ich eine Aluplatte, um die auftretenden Haltekräfte auf eine größere
Holzfläche zu verteilen. Den Tubus strich ich mehrfach außen
mit Holzlack an, im Inneren soll schwarzer Schultafellack aus dem Baumarkt
Lichtreflexe verhindern. Damit ist das Holz hermetisch gegen Feuchtigkeit
abgedichtet. Auch nach zahlreichen Nächten mit teilweise einem klatschnassen
oder gar vereisten Tubus habe ich glücklicherweise noch keine Probleme
an dem Holz feststellen können.
Hauptspiegel
Für den Bau der Hauptspiegelhalterung benötigte ich eine Metallwerkstatt. Den Grundkörper der Spiegelfassung fräste ich aus einer 20mm Pertinaxplatte. Auf einer runden Fläche ruht ringsherum gepolstert durch Korkplättchen der Duran-Spiegel. Er ist seitlich fixiert durch kleine Alukörper. In der Pertinaxplatte befindet sich ein kleiner CPU-Lüfter, der an der Spiegelunterseite die Luft ansaugt und durch eine Öffnung an der Tubusunterseite rausbläst.
Die Pertinaxplatte ist über drei Stege mit den drei fest miteinander verbundenen Tubusseiten verbunden. Mit drei am Tubus fixierten Aluklötzen und drei Zug-/ Druck- Schraubenkombinationen an der Pertinaxplatte kann der Hauptspiegel justiert werden.Falls keine Metallwerkstatt zur Verfügung steht, könnten einige Änderungen den Selbstbau trotzdem ermöglichen: Die Aluklötze an den Tubuswänden könnten durch dickwandigere Alu-Winkelprofile ersetzt werden, zur seitlichen Spiegelfixierung würden auch etwas größere Holzkörper ausreichen, und eine dünnere Pertinaxplatte ließe sich mit einer Stichsäge auf Maß bringen.
In einer Abdeckplatte an der Tubusunterseite befinden sich drei Öffnungen
für die Justageschrauben und eine mittige Bohrung für die abgesaugte
Luft. Bei einer Überarbeitung würde ich den Abstand der Schrauben
zur Tubuswand vergrößern, um Rändelschrauben einsetzen
zu können. Eine nächtliche Spiegeljustage mit Werkzeug in der
einen und einer Taschenlampe in der anderen Hand empfinde ich als nervig.
Fangspiegel und Fokussierung
Zur Vermeidung von Randabschattungen in der Astrofotografie wollte ich den Abstand zwischen Fangspiegel und Kamera möglichst gering halten. Aus diesem Grund entschied ich mich bei der Wahl des Okularauszuges für einen Schlittenfokussierer. Dieser läßt sich leider nur in einer Metallwerkstatt anfertigen.
Der eigentliche Schlitten besteht aus einer Aluminiumplatte mit einer zentralen Bohrung für den Lichtdurchlaß. Der Schlitten ist mit zwei Längsbohrungen versehen zur Aufnahme von Stahlstangen, auf denen der Schlitten verschoben werden kann. Eine dritte Längsbohrung mit M6-Gewinde und einer entsprechenden Gewindestange direkt neben einer der Stahlstangen sollte eine feinfühlige Fokussierung ermöglichen. In der Theorie sollten alle drei Bohrungen parallel zueinander sein. Deshalb machte ich die Bohrungen mit einer Fräsbank, weil ich die Hoffnung hatte, daß diese stabiler und präziser ist als eine Standbohrmaschine. In der Praxis verlaufen die Bohrungen nicht so ganz parallel zueinander. Beim Fokussieren verkippte der Schlitten leicht und verklemmte. Deshalb befestigte ich einigermaßen mittig an der Unterkante des Schlittens einen Aluklotz mit einem M6-Gewinde und versetzte die Gewindestange. Seitdem funktioniert die Fokussiereinheit einwandfrei und nahezu spielfrei.
Zukünftig würde ich nach Linearantrieben aus dem Maschinenbau
Ausschau halten. Hier gibt es direkt fertige Schlitten mit seitlichen Führungen
in verschiedenen Größen, die nur noch mit einer präzisen
Verstelleinheit, einer Bohrung für den Lichtkegel und einer Kamera-/
Okularaufnahme versehen werden müssen.
Während des Fokussierens möchte ich Berührungen des
Fernrohrs vermeiden. Aus diesem Grund befestigte ich am Ende der Gewindestange
einen kräftigen Schrittmotor aus einer Vixen Great-Polaris Montierung.
Mit einer Schrittmotorsteuerung aus dem Elektronikhandel kann ich nun mit
verschiedenen Geschwindigkeiten fokussieren. In einer Handbox habe ich
die Schrittmotorsteuerung und den Schalter für den Hauptspiegellüfter
untergebracht. Zusätzlich habe ich noch zwei Leitungen für zukünftige
Basteleien frei.
Auch die Fangspiegelhalterung läßt sich nur mit einer Metallwerkstatt bauen. Die Fangspiegelhalterung ist über einen Arm mit dem Schlitten verbunden. Diese Konstruktion habe ich mir von einem Newton japanischer Herkunft abgeschaut. Die Justageschrauben (eine zentrale Zugschraube und drei Druckschrauben) werde ich durch Rändelschrauben ersetzen, weil ich immer die Befürchtung habe, daß mir eines abends der Schraubenzieher beim Justieren in den Tubus fällt. Die Fangspiegelhalterung ist hohl für den Fall der Notwendigkeit einer Spiegelheizung. Bisher hatte ich aber noch nie Probleme mit einem beschlagenen Fangspiegel. Vermutlich ist der Holztubus daran nicht ganz unbeteiligt.
Jahre später...
... bin ich noch immer sehr zufrieden mit dem Fernrohr. Den Bau eines Holztubus habe ich bis heute nicht bereut und er erwies sich beim Aufsuchen von Himmelsobjekten als sehr praktisch: Über die Kanten kann sehr einfach drübergepeilt werden. Bei einem Neubau würde ich nur wesentlich mehr auf ein niedriges Tubusgewicht achten und die Zahl der eingebauten Blenden und Aussteifungen reduzieren. Auch die Hauptspiegelhalterung würde ich zukünftig leichter bauen. Für eine bessere Bedienbarkeit ist es für mich wichtig, auf unnötige Werkzeuge wie beispielsweise bei der Optikjustage verzichten zu können. Auf den höheren Platzbedarf bei dem Einsatz von Rändelschrauben hätte ich bei der Konstruktion achten müssen. Glücklicherweise ist die Optik trotz des Transportes zur Beobachtungsplatz sehr justagekonstant. Für den Selbstbau des Newtons erwies sich die Grundkonstruktion aus Holz als sehr vorteilhaft. Die meisten Bauteile lassen sich mit den üblichen Werkzeugen eines ATMlers selbst bauen. Nur bei der Fokussierung und Fangspiegelhalterung bedarf es einer Metallwerkstatt oder kommerzieller Produkte.
Mit diesem Fernrohr angefertigte Astrofotos finden Sie in der Bildergalerie.
Dieser Bericht erschien als Artikel im VdS-Journal für Astronomie
(Heft 19, 1/2006)
