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Teleskop

TeleskopAls Teleskop werden heute alle Instrumente bezeichnet, die elektromagnetische Wellen sammeln und bündeln um in weiter Ferne Objekte oder Vorgänge besser beobachten zu können. Bis weit in das 20. Jahrhundert wurden Teleskope als Fernrohre bezeichnet. Der Begriff Teleskop wurde erst in der Neuzeit geprägt.

Das erste Teleskop wird als Holländisches Fernrohr bzw. als Galilei-Fernrohr bezeichnet. Dies wurde im Jahr 1608 erfunden und im Jahr 1610 von Galileo Galilei weiterentwickelt. Deutlich schärfere Teleskope wurden erst einige Jahre später konzipiert. Diese werden als astronomische Fernrohre oder auch als Kepler-Fernrohre bezeichnet. Teleskope die mehr Licht bündeln konnten und farbreine Objektive besaßen wurden erst ab dem 1770 gebaut.

Um 1900 stießen die bis zu 20 Meter langen Linsenfernrohre an ihre Grenzen. Die neuen Teleskope waren kompaktere Spiegelteleskope, die heute einen Durchmesser von acht bis zehn Metern erreichen. Die ersten Prototypen dieser Teleskope entstanden aber bereits um 1670 und wurden als Newton-Teleskop bezeichnet.

Die modernen Teleskope unserer Zeit sammeln und bündeln nicht nur sichtbares Licht, sondern im Weltraum auch UV- und Infrarot-Strahlung sowie auf dem Boden Radiostrahlung.

Der Begriff Teleskop in der heutigen Zeit

Heute umfasst der Begriff Teleskop weit aus mehr als nur die optische Astronomie. Moderne Teleskope, ob im Weltraum, in der Luft oder am Boden, sind in der Lage sichtbares Licht, UV-Licht, Infrarot-Licht, Röntgen- oder Radiostrahlung zu erfassen. Auch Gamma-Detektoren oder sogenannte Neutrinoteleskope werden heute unter den Begriff Teleskop gestellt.

Geschichte der optischen Teleskope

Als erstes Teleskop gilt das Galilei-Fernrohr. Dieses wurde vom holländischen Brillenmacher Hans Lipperhey im Jahr 1608 erfunden. Aus diesem Grund bezeichnet man dieses Teleskop auch als holländisches Fernrohr. Erst zwei Jahre später, ab dem Jahr 1610, wurde das holländische Fernrohr von Galileo Galilei weiterentwickelt.

Bereits im Jahr 1611 konzipierte Johannes Kepler ein schärferes Teleskop mit einem größeren Sichtfeld. Dieses Teleskop wird auch als astronomisches Teleskop bezeichnet. Im Jahr 1613 baute Christoph Scheiner das Kepler-Teleskop. Um die chromatische Aberration zu verringern, verwendete man viele Jahre sehr langbrennweitige Objektive. Kompaktere und lichtstärkere Teleskope erhielt man erst, als um 1750 die Achromate erfunden wurden. Jedoch vergingen noch viele Jahrzehnte, bis Josef Fraunhofer um 1825 Objektive mit Öffnungen von über 30 cm herstellen konnte. Bis dahin verwendete man für Beobachtungen anderer Galaxien oder Nebel die Spiegelteleskope.

Erste Spiegelteleskope

Die ersten Spiegelteleskope sind in den 1630er Jahren gebaut worden. Die ersten Teleskope dieser Art hatten aber wegen des gekippten Hauptspiegels große Abbildungsfehler. In den Jahren 1663 und 1672 verbesserten James Gregory, Laurent Cassegrain und Isaak Newton das Spiegelteleskop erheblich. Die Bauart der Cassegrain-Teleskope und die der Newston-Teleskope wird auch heute noch verwendet.

Schnell wurden auch die Spiegelteleskope immer größer. Im Jahr 1845 entdeckte der Hobbyastronom Lord Rosses mit dem 16 Meter langen Leviathan-Teleskop, dessen 1,83 Meter großer Metallspiegel alleine fast vier Tonnen wog, als erstes die Spiralstruktur einer Galaxie. Dies wurde ihn aber von Fachastronomen nicht geglaubt.

Mit den Jahren standen den Teleskopbauern bessere Glassorten und Gussmethoden zur Verfügung. So wurden ab dem 1870 immer größere Linsenteleskope gebaut. Den Anfang der neuen Generation von Riesenteleskope machte die Sternwarte Nizza mit einem 26 Zoll Objektiv. Im Jahr 1877 folgte die Universität Wien mit einem 68 cm Refraktor.

Großteleskope

Nachdem sich die Astrophysik etabliert hatte konzipierte man eine ganz neue Generation von Teleskopen, sogenannte Großteleskope bzw. Doppelrefraktoren, die visuell-spektrografisches und fotografisches Beobachten vereinten. Das erste Großteleskop wurde in Paris im Jahr 1893 gebaut und leitete damit den Höhenflug der Spektroskopie ein. Jedoch stoß man bei Objektiven von knapp über einem Meter an die optisch-mechanischen Grenzen. Die Linsendurchbiegung machte eine weitere Steigerung von Lichtstärke und Auflösung zunichte. Zudem war die Montage dieser mehrere Tonnen schwere Großteleskope extrem aufwändig.

Aus diesem Grund ging die Weiterentwicklung wieder zurück auf die Spiegelteleskope. Den größten Fortschritt brachte damals das 2,5 Meter Hooker-Teleskop auf dem Mount Wilson, mit dem erstmals einzelne Sterne des Andromedanebels einzelne Sterne beobachtet werden konnten. Im Jahr 1947 baute man ein 5 Meter Teleskop auf dem Mount Polmar, welches 30 Jahre lang das größte Teleskop der Welt war. Das in Russland im Jahr 1975 gebaute Teleskop mit einem 6 Meter Spiegel war das letzte seiner Art. Der große Spiegel zeigte bereits ungewollte Durchbiegungen. Ab den 1980er Jahre ging man daher bei Bau neuer Großteleskope auf segmentierte Spiegel über.

Heute gibt es zahlreiche Teleskope mit Spiegelgrößen von 8 bis 10 Metern Durchmessern, deren aktive Optik die Spiegelform stabilisiert. Die adaptive Optik dieser Teleskope verringert zudem den Einfluss auf Luftunruhen. Die Europäische Südsternwarte ESO plant für etwa 2020 den Bau des European Extremely Large Telescope (E-ELT) mit einem 30 Meter Spiegel, welches die 9-fache Lichtstärke der heutigen 10 Meter Spiegel besitzen wird.

Teleskoparten

Teleskope werden nicht nur nach Größe und Bauart unterschieden, sondern auch nach dem Frequenzspektrum bzw. den Wellenlängenbereichen der elektromagnetischen Strahlung, welche sie abbilden können.

So unterscheidet man folgende Teleskoparten:

  • Gammateleskope
  • Röntgenteleskope
  • Optische Teleskope
  • Infrarotteleskope
  • Radioteleskope

Abgesehen von den Weltraumteleskopen sind die Teleskope auf die Wellenlängen des sogenannten astronomischen Fensters angewiesen. Damit ist gemeint, dass die Strahlung nicht von der Atmosphäre der Erde absorbiert wird. Ein möglichst hochgelegener und klimatisch trockener Standort ist dabei vorteilhaft.

Eine weitere Art der Unterscheidung von Teleskoptypen ist die Bauart. Hier gibt es derzeit vier grundlegende Arten:

  • Turmteleskop
  • Riesenteleskop
  • Optische Teleskope
  • Schiefspiegler
  • Lufgestützes Teleskop
  1. Teleskop / F. Char / ESO
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