Größer, weiter, länger.
Sportlicher Ehrgeiz ist bei der Photographie von Planeten, dem Mond und der Sonne gefragt. Gerade bei Planeten stellt sich für viele Fernrohrbesitzer die Frage, wie die Brennweite ihres Instrumentes effektiv verlängert werden kann, um beispielsweise Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn groß genug auf dem Chip einer Web-Kamera, Digitalkamera oder CCD-Kamera abzubilden. Kurzbrennweitige Fernrohre sind im Trend, so dass man ohne eine Brennweitenverlängerung meist nicht auskommt. Anderenfalls sieht man auf der Aufnahme statt eines detailreichen Planetenscheibchens nur einen winzigen hellen Fleck.
Der erste Gedanke richtet sich meist auf die im Okularkoffer vorhandene Barlow-Linse, in der Regel mit dem Verlängerungsfaktor 2x. Durch zusätzliche Verlängerungshülsen kann zwar der Faktor 2x weiter gesteigert werden, allerdings auf Kosten der Qualität, da die Barlow-Systeme i.d.R. für einen fixen Verlängerungsfaktor von 2x optimiert wurden. Eine zweite Lösung ist die Okularprojektion. Das Problem dabei ist, dass nahezu alle Okulare für visuelle Zwecke bestimmt sind und in der Projektionsphotographie mehr oder minder starke Abberationen sichtbar werden oder die erreichte Bildauflösung und der Kontrast abfallen. Möchte man mit dieser Methode nicht nur winzige CCD-Chips belichten, sondern mittels Kleinbild- oder Mittelformatfilm hochauflösende Bilder vom Mond oder von der Sonne anfertigen, kommen zusätzlich Bildverschlechterungen im Randbereich zum Vorschein. Zusammengefasst: Bei der hochauflösenden Planetenphotographie und den dazu erforderlichen, langen Brennweiten werden winzige Fehler im optischen System sofort sichtbar und verschlechtern das mögliche Resultat.
Brennweitenverlängerung ist eine Disziplin, bei der auch Kopfeinsatz gefragt ist. Nur eine möglichst lange Effektivbrennweite kann nicht das Ziel sein, denn durch überlange Brennweiten wird das Planetenbildchen zu dunkel: Lange Belichtungszeiten sind die Folge! „Welche Effektivbrennweite ist die richtige“, muss die Frage daher lauten. Man verwendet folgende Formel:

N = Öffnungsverhältnis für eine beugungsbegrenzte Abbildung
D pixel = Kantenlänge eines Pixels
lambda = Wellenlänge des Lichtes (ich verwende der Einfachheit halber einmal 550nm)
Anhand der von mir verwendeten Ausrüstung lässt sich ausrechnen:

• Beispiel 1: Astro-Physics Refraktor 155mm, F/7
  WebCam Philips ToUPro 740k, Pixelgröße 5,4mm
  Optimales Öffnungsverhältnis : 1:19.2, F= rd. 3.000mm
  Die Brennweite muss um den Faktor 2.75 verlängert werden.
  (entspricht 0.37“ pro Pixel)
  
  
• Beispiel 2: Astro-Physics Refraktor 155mm, F/7
  SBIG ST-2000 XM, Pixelgröße 7,4mm
  Optimales Öffnungsverhältnis : 1:26.4, F= rd. 4.090mm
  Die Brennweite muss um den Faktor 3.8 verlängert werden.
  (entspricht 0.37“ pro Pixel)
  
  
• Beispiel 3: Astro-Physics Maksutov-Cassegrain 254mm, F/14.6
  WebCam Philips ToUPro 740k, Pixelgröße 5,4mm
  Optimales Öffnungsverhältnis :1:19.2; F= rd. 4.890mm
  Die Brennweite muss um den Faktor 1.4 verlängert werden.
  (entspricht 0.23“ pro Pixel)
  
  
• Beispiel 4: Astro-Physics Maksutov-Cassegrain 254mm, F/14.6
  SBIG ST-2000 XM, Pixelgröße 7,4mm
  Optimales Öffnungsverhältnis : 1:26.4, F= rd. 6.700mm
  Die Brennweite muss um den Faktor 1.8 verlängert werden.
  (entspricht 0.23“ pro Pixel)

Die Idee hinter diesen Rechnungen ist, dass man die Brennweite nicht unnötig lang macht, sondern gerade so lang, dass damit die feinsten Details, die die Optik zu liefern imstande ist, abbilden kann. Das so genannte „Nyquist-Kriterium“ verlangt, dass man die kleinsten Objekte an der Auflösungsgrenze der Teleskopoptik, errechnet nach der Dawes-Formel, auf mindestens zwei Pixel zu verteilen hat. Beispiel: Die Auflösungsgrenze einer Optik mit 155mm Öffnung liegt nach Dawes bei rund 0.8“. Daher der angestrebte Wert von 0.4“/Pixel.

Weil viele nicht nur ein einziges Teleskop benutzen und oft auch mehrere Kameras im Einsatz haben, kann nur ein flexibles System mit bestmöglicher optischer Performance in jeder Situation das optimale Setup gewährleisten. An den obigen Rechenbeispielen ist zu erkennen, dass der Verlängerungsfaktor je nach Situation nicht fix ist, sondern unterschiedlich ausfallen kann.

Lange Zeit sah es so aus, als würde es diese 'Eierlegende Wollmilchsau' nicht geben. Doch ab und zu geschieht das Unerwartete: Der Baader Fluorit Flatfield Converter (FFC) wurde entwickelt. Nicht nur, dass er im Bereich 3-fache bis 8-fache Brennweitenverlängerung eine geradezu spektakuläre Leistung auf der optischen Achse ermöglicht. Dazu kommt noch die perfekte Korrektur des Bildes bis in die äußersten Ecken des 6x6 Filmformates (größere Formate stehen mir zum Testen nicht zur Verfügung). Der FFC ist eingebettet in das flexible T2-System von Baader, wodurch die Anpassung und Verwendung mit nahezu jedem Fernrohr problemlos gelingt. Das T2-Zubehörsystem sorgt für eine stabile Montage, was bei langen Effektivbrennweiten sehr wichtig ist.

Fazit: Wer hochauflösende Bilder von Sonne, Mond und Planeten aufnehmen möchte, oder eine flexible Barlow-Linse (Projektiv) mit maximaler Leistung sucht, sollte sich den FFC anschauen. Für mich undenkbar, dass er nicht alle Erwartungen erfüllt und übertrifft. Müsste ich meine Ausrüstung neu zusammenstellen, wäre der FFC nach dem Fernrohr eines der ersten Zubehörteile, die ich anschaffen würde. Denn auch für die visuelle Beobachtung mit variablem Vergrösserungsfaktor ohne Qualitätseinbussen hat der FFC bei mir einen ständigen Nutzwert.

Leider ist es eine Seltenheit, dass im Astronomiebereich ein Zubehör ohne Nachteil ist. Der FFC stellt eine solche Seltenheit dar.

Bildbeispiel 1 rechts:

SATURN, 20. September 2003 / 3:13 - 3:39 UT
Astro-Physics 10" f/14.6, Baader-Planetarium Fluorit Flatfield Converter
Philips ToUCam 740K WebCam
Die Encke-Teilung ist eindeutig zu erkennen (0,06“ Breite!).