Der Planetarische Nebel M 27 ist das erste Objekt, das mit dem nun vollständig fertig gestellten 15 Zoll-Newton-Teleskop in der Ostkuppel aufgenommen wurde. Ulrich Schüly belichtete 9x10 min mit der ST8 der SFB und einem H alpha-Filter; für den Farbkanal verwendete er 16 ältere RGB-Aufnahmen, die je 5 min mit einer Canon EOS 350D an der AK1 belichtet wurden.

"First Light" in der Ostkuppel

Am 12. September 2007 war ein großer Tag für die Sternfreunde Breisgau e.V. In der Ostkuppel ihrer Sternwarte auf dem Schauinsland entstand das erste fotografische Bild mit dem neuen Newton-Teleskop. Neun Jahre intensiven Engagements finden damit ihren erfolgreichen Abschluss. Für die Vereinssternwarte der Sternfreunde ein historisches Datum, aber beginnen wir mit der Geschichte von vorn.

Das Observatorium für die Erforschung der Sonne auf dem Schauinsland wurde 1943 gebaut, im gleichen Jahr, in dem Prof. Karl-Otto Kiepenheuer in Freiburg das Fraunhofer Institut für Sonnenphysik gründete. Damals hatte das Institut etwa 20 Mitarbeiter. Heute sind es etwa 70 Mitarbeiter und die Beobachtungen zur Erforschung der Sonne haben sich zum Observatorio del Teide nach Teneriffa verlagert. Der Hauptsitz des Instituts befindet sich aber weiter in Freiburg. Es wurde 1978 in Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik umbenannt.

1944 erhielt das Institut die Nachricht, dass es mit einem weiteren Teleskop bedacht werden soll, einem Refraktor von Zeiss Jena mit 60 cm Linsendurchmesser und 11 m Brennweite. Dies sei eine besondere Ehre für das Institut und die Arbeit von Prof. Kiepenheuer. Dessen Freude hielt sich allerdings in Grenzen, denn dieses Teleskop war für die Sonnenbeobachtung gar nicht geeignet. Auch die besondere Ehrung war nur ein Vorwand. In Wahrheit sollte dieses Teleskop mit der zugehörigen Sternwarte als Geschenk von Hitler an Mussolini nach Sizilien gehen. Sizilien war zu diesem Zeitpunkt allerdings schon von amerikanischen Truppen besetzt. Die gesamte Anlage war jedoch bereits fertig gestellt. Man suchte nach einem neuen Standort und entschied sich für den Schauinsland. Es wurde die Rundmauer mit 15 m Durchmesser und 6 m Höhe gebaut. Die eiserne Kuppel und die Hebebühne kamen mit der Eisenbahn nach Freiburg und wurden in Buchten und Ausweichstellen gelagert. Das Teleskop erreichte Freiburg allerdings nie, es steht heute in Pulkowo, einer Sternwarte bei St. Petersburg. Die Rundmauer auf dem Schauinsland blieb damit verwaist, Kuppel und Hebebühne wurden verschrottet.

Rückblickend muss man wohl sagen, dass diese Entwicklung aus dem Blickwinkel der Sternfreunde Breisgau ein Glück war, denn sie schuf die baulichen Voraussetzungen für ihre heutige Sternwarte auf dem Schauinsland. Seit Herbst 1983 sind die Sternfreunde für die Nutzung des Rundbaus mit dem Land Baden-Württemberg im Mietverhältnis. Schon im Winter des gleichen Jahres wurden der Holzbau und die beiden Kuppeln der Sternfreunde gefertigt, im folgenden Frühling aufgestellt und bereits nach neun Monaten am 6. Juni 1984 war Richtfest. Auch die teleskopische Ausrüstung wurde sofort in Angriff genommen. 1985 hat Klaus Benthin sein C14 Schmidt-Cassegrain-Teleskop auf seiner Alt-Montierung zwischen die beiden Kuppeln auf der Beobachtungsplattform montiert. Im gleichen Jahr rüstete Karl-Ludwig Bath die Westkuppel mit der von ihm entwickelten Astrokamera aus, einem 10 Zoll-Newton-Teleskop mit 1 m Brennweite. Klaus Benthin und Karl-Ludwig-Bath stellen damit ihre Teleskope den Sternfreunden seit 22 Jahren zur Nutzung zur Verfügung, eine Tatsache, für die wir uns gar nicht genug bedanken können.

Die Ostkuppel war in der ersten Zeit mit einem 20 cm-Newton-Teleskop von Volker Buß bestückt, später mit einem C11 Schmidt-Cassegrain-Teleskop von Karl-Ludwig Bath. Beide Instrumente wurden jedoch für andere Zwecke benötigt, sodass die Frage nach der weiteren Instrumentierung der Ostkuppel entstand. Die Sternfreunde entwickelten den Wunsch, mehr mit vereinseigenen Teleskopen zur Ausrüstung der Schauinslandsternwarte beizutragen. Deshalb wurden ein 20 Zoll- und ein 12 Zoll-Dobson-Teleskop für die visuelle Nutzung angeschafft. Auch in der Ostkuppel sollte nun ein vereinseigenes Teleskop Platz finden, das sowohl fotografisch als auch visuell genutzt werden kann. Die vorhandene Kuppel sollte mit einem Teleskop und einer Montierung maximaler Größe optimal ausgenutzt werden. Vorbild war die Westkuppel, in der sich die Astrokamera auf ihrer kompakten und für die Astrofotografie sehr gut geeigneten, exakten Gabelmontierung bereits bewährt hatte. Die Gabelmontierung für die Ostkuppel ist eine Spezialanfertigung von Herrn Kraska aus Burgpreppach, der diese Montierung in einer Kleinserie von vier Exemplaren auch noch für andere Sternwarten baute. Dadurch konnten zwar die Kosten in Grenzen gehalten werden, wir mussten aber eine sehr lange Lieferzeit von vier Jahren in Kauf nehmen.

2002 wurde die Gabelmontierung angeliefert und in der Ostkuppel montiert. Dies war eine mehrstündige Arbeit, denn die Montierung wiegt insgesamt etwa 300 kg und musste in mehreren Teilen auf die Plattform getragen und aufgebaut werden. Im gleichen Jahr wurde das Newton-Teleskop für die Ostkuppel bei der Firma Astro-Optik Keller in Auftrag gegeben. Es hat mit 15 Zoll Hauptspiegeldurchmesser und 1,7 m Eigenbrennweite die maximale noch in die Ostkuppel passende Größe und einen ausgezeichneten Quarzspiegel von Lomo. Mit Bildfeldkorrektoren von Keller für 1,2 m und Paracorr für 2 m Brennweite sind fotografische Abbildungsmaßstäbe erreichbar, die sich mit der Astrokamera in der Westkuppel ideal ergänzen. Für die visuelle Nutzung sind zwei Okularauszüge vorhanden, die eine komfortable Beobachtung von beiden Seiten aus gestatten. Der nützliche Vergrößerungsbereich wird mit 5 mm- bis 40 mm-Okularen abgedeckt. Mit einem 40 mm- Okular beträgt das Gesichtsfeld mehr als 1 Grad. Die Lieferzeit für den Keller-Newton war kurz, nur knapp ein Jahr, sodass er im März 2003 in der Ostkuppel montiert werden konnte. Damit begann die Zeit des Einrichtens von Teleskop und Montierung, eine Zeit, die leider weit mehr Probleme ans Licht brachte, als uns lieb war.

Schon bei der Montage sahen wir, dass die Ansätze für die Okularauszüge falsch standen, nämlich in Richtung Nord-Süd und nicht Ost-West. Um nicht das gesamte Teleskop nochmals demontieren und umbauen lassen zu müssen, entschieden wir nach Rücksprache mit dem Hersteller, nur das CFK-Gestänge des Tubusoberteils abzubauen und um 90 Grad gedreht wieder aufzubauen. Dies war eine mehrstündige und heikle Arbeit, denn die Stäbe dürfen nicht auf Biegung oder Druck belastet werden, da sich sonst die Kohlefasern vom Kunstharz trennen, was den endgültigen Defekt bedeutet.

Ein weiteres größeres Problem stellte das Kollimieren von zwei Okularauszügen dar. Ein Newton-Teleskop mit einem Okularauszug kann in wenigen Minuten kollimiert werden. Wie macht man das aber, wenn zwei Okularauszüge vorhanden sind, und der Fangspiegel nur um 180 Grad gedreht werden soll, ohne dass dann jedes Mal für den anderen Okularauszug neu kollimiert werden muss? Zu diesem Problem kann man niemanden befragen, denn niemand hat ein Teleskop mit zwei Okularauszügen - nur wir. Die Lösung dieses Problems hat mehr als sechs Nachmittage "Kopfzerbrechen" und zahlreiche Versuche auf dem Schauinsland gefordert.

Das letzte ganz große Problem bereitete das Schneckengetriebe in Rektaszension. Das preiswert angeschaffte Originalgetriebe erwies sich als vollkommen untauglich, weil es einen Pendelfehler von nahezu einem Grad zeigte. Alle Schneckengetriebe haben einen Pendelfehler. Sein Name geht darauf zurückgeht, dass ein im Okular beobachteter Stern trotz Nachführung keineswegs immer an der selben Stelle zu stehen kommt, sondern sich aufgrund des Getriebefehlers pendelnd hin und her bewegt, bis er nach einer ganzen Umdrehung der Schnecke wieder an seinem Ausgangspunkt zu finden ist. Für die Astrofotografie geeignete Schneckengetriebe in Rektaszension dürfen aber maximal einen Pendelfehler von +/-5 Bogensekunden aufweisen und es dürfen zudem bei der Sternbewegung keine schnellen Richtungswechsel auftreten. Ein ganzes Grad Pendelfehler ist völlig inakzeptabel. Damit wurde die Anschaffung eines anderen Schneckengetriebes notwendig. Im März 2004 wurde die Firma Gierlinger beauftragt, die bereits das Schneckengetriebe in der Westkuppel erfolgreich hergestellt hatte. Leider konnte dieser Erfolg beim Getriebe für die Ostkuppel nicht wiederholt werden. Gierlinger unternahm vier Versuche, ein Getriebe herzustellen, das den obigen Spezifikationen entspricht. Die Messungen auf dem Schauinsland zeigten aber, dass nie ein Pendelfehler von besser als +/-8 Bogensekunden erreicht wurde und zudem immer schnelle Richtungswechsel auftraten. Durch das wiederholte Zurückschicken der Getriebe, erneute monatelange Wartezeiten für einen weiteren Versuch seitens Gierlinger und die dann wieder durchzuführenden Pendelfehlermessungen auf der Sternwarte ist viel Zeit ins Land gegangen, ohne dass sich ein Erfolg abzeichnete. Im Gegenteil, der Pendelfehler des letzten Versuchs von Gierlinger betrug sogar +/-13 Bogensekunden und war damit schlechter als die früher erreichten Werte.

Ein Weg aus dieser Sackgasse zeichnete sich erst ab, als wir auf der 1. Internationalen Astronomie-Messe 2006 den Getriebehersteller Bauer mit einer interessanten Alternative kennen lernten. Das Bauer-Getriebe arbeitet ebenfalls mit einem Schneckengetriebe. Seine Besonderheit liegt aber darin, dass der Pendelfehler des Schneckengetriebes durch ein nachgeschaltetes Planetengetriebe auf ein Achtel seines Werts reduziert wird. Das heißt, dass Pendelfehler von +/-8 Bogensekunden für das Bauer-Getriebe kein Problem darstellen, weil das Planetengetriebe diesen Fehler auf +/-1 Bogensekunde reduziert. Dies allerdings ist ein phantastisch guter Wert, denn selbst beste Schneckengetriebe erreichen kaum besseren Pendelfehler als +/-4 Bogensekunden. Angesichts dieser Qualität entschieden sich die Sternfreunde auf der Mitgliederversammlung im Januar 2007 für die Anschaffung des Bauer-Getriebes, trotz der mehrfach höheren Kosten im Vergleich zu einem einfachen Schneckengetriebe.

Herr Bauer lieferte das Getriebe im Juli 2007 persönlich aus und installierte es in der Ostkuppel. Die noch im gleichen Monat durchgeführten Pendelfehlermessungen bestätigen die erwartete hohe Qualität. Das Bauer-Getriebe arbeitet so genau, dass von einem Pendelfehler gar nicht mehr gesprochen werden kann. Die auftretenden Fehlerbeträge zeigen über die Umdrehungszeit der Schnecke keine Wiederholungen, die einer Pendelbewegung des Sterns im Bild entsprechen würde. Sie sind nur noch durch die Luftunruhe bestimmt. Zudem bleiben aufeinanderfolgende Korrekturschritte im Bereich von einer Bogensekunde und liegen oft sogar weit darunter, sodass von einer idealen Nachführung gesprochen werden kann. Damit war das letzte große Problem, das uns noch einmal über drei Jahre Zeit gekostet hatte, nun endlich gelöst.

Der Helix-Nebel (NGC 7293) im Sternbild Wassermann, der auch schon mit dem neuen 15 Zoll-Newton-Teleskop aufgenommen wurde (9x10 min in H alpha mit ST8-Kamera).

Es verblieb noch das Problem der Anbindung des Encoders in Rektaszension, da durch das in einem geschlossenen Gehäuse montierte Bauer-Getriebe eine direkte Montage auf die Rektaszensionswelle nicht mehr möglich war. Hierfür wurde in Zusammenarbeit mit Herrn Bauer eine neue Lösung gefunden, sodass Teleskop und Montierung in der Ostkuppel nun auch für die Astrofotografie voll funktionsfähig sind.

NGC 7635, der "Bubble-Nebel" im Sternbild Kassiopeia, gehört ebenfalls zu den ersten Objekten, die von Ulrich Schüly mit dem 15 Zoll-Newton-Teleskop abgelichtet wurden (13x10 min in H alpha).

Am 12. September war das lang ersehnte "First Light". Als erstes Motiv bot sich der Planetarische Nebel M 27 an (siehe Bild zu Beginn des Artikels). Die Qualität dieses gelungenen Bildes spricht für sich selbst. Weitere Objekte, die bislang aufgenommen wurden, waren der "Helix-Nebel" (NGC 7293), bei dem im H-alpha-Licht fantastische Strukturen hervortreten, sowie der "Bubble-Nebel" (NGC 7635). Sie bestätigen, dass neben der Astrokamera in der Westkuppel nun mit dem Keller-Newton in der Ostkuppel den Sternfreunden Breisgau ein zweites, ausgezeichnetes astrofotografisches System zur Verfügung steht.

Ulrich Schüly

Nachsatz: An dieser Stelle möchte ich noch einmal Karl-Ludwig Bath, Ulrich Schüly, Andreas Masche und Achim Schaller danken, die sich beim Projekt Ostkuppel teilweise über Jahre hinweg besonders engagiert haben. Ohne ihren sachkundigen Einsatz stünde den Sternfreunden jetzt nicht so ein leistungsfähiges Instrument zur Verfügung.

Martin Federspiel


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Last Update: 20. Dezember 2007
Martin Federspiel (e-mail: clearskies"at"sternfreunde-breisgau"punkt"de)