II. Azimutale Montierung

 

 

Begriffsklärung

Bogensekunde = Ein Grad wird unterteilt in 60 Bogenminuten und jede Bogenminute wiederum in 60 Bogensekunden. Ein Grad entspricht also 3.600 Bogensekunden 
Meridianebene = teilt die Himmelskugel in gleiche Hälften; in der Meridianebene erreichen alle Fixsterne ihre größte Höhe 
Azimut = Winkel zwischen der Meridianebene und dem Schnittpunkt des Vertikalkreises eines Gestirns mit dem Horizont 
Horizont = Der Horizont (griechisch = der Gesichtskreis) ist die Grenzlinie zwischen der sichtbaren Erde und dem Himmel

Der Name entlehnt sich aus dem azimutalen Koordinatensystem, welches manchmal auch als Horizontalkoordinatensystem bezeichnet wird.


Azimutales Koordinatensystem:

In diesem Koordinatensystem wird ein Punkt am Himmel über seinen Azimutwinkel (=Horizontalwinkel; der Horizont wird von Süd über West, Nord und Ost in 360 Grad eingeteilt wobei Süd gleich zu 0 Grad definiert ist) und über seine Winkelhöhe zwischen dem Horizont und dem Zenit (das ist der Punkt genau über dem Beobachter) festgelegt. Der Höhenwinkel beginnt am Horizont mit 0 Grad zu zählen und endet im Zenit bei +90 Grad.

A = Azimutwinkel 
H = Höhenwinkel (Manchmal verwendet man auch Z = Zenitalwinkel) 
B steht für den Beobachter

Diese Montierungen bestehen aus zwei Drehachsen, die im rechten Winkel zueinander angeordnet sind. Die eine Achse ist die sogenannte Azimutachse und die zweite ist die Höhenachse. Die Azimut - oder auch Drehachse steht dabei senkrecht zur Erdoberfläche, die Montierungsausrichtung ist frei wählbar.

Wenn man einen Stern die Nacht über beobachtet, wird man feststellen, dass er scheinbar eine „Wanderung“ von Ost nach West vollzieht, wobei er im Süden seinen höchsten Punkt erreicht.

Jedoch trügt hier der Schein, denn der Stern bleibt andauernd auf seiner Position. Die scheinbare Bewegung kommt durch die Eigendrehung der Erde zu Stande.

Daraus können wir schlussfolgern, dass wenn man die Koordinaten eines Himmelsobjekts im azimutalen Koordinatensystem angibt, auch noch eine Zeitinformation dazugehört, da sich beide Winkelangaben permanent aufgrund der Erdrotation ändern.

Wenn man eine relativ primitive Montierung besitzt, dann ist diese meist aus einer Gabel. Bei längerer Beobachtung stellt man fest, dass man nach einer Zeitspanne manuell nachjustieren kann um der Erdrotation entgegenzuwirken. Deswegen besitzen professionelle azimutale Montierungen an beiden Achsen Schneckenradantriebe. Die meisten solcher Schneckenradantriebe sind elektronisch einstellbar, so dass die Erdrotation automatisch kompensiert wird. Dies ist sehr vorteilhaft, da die Computer dem Beobachter die mühsame Arbeit der Umstellung beider Achsen abnimmt, da er an kleine Antriebmotoren Daten zur Justierung weitergibt. Am Himmel beschreibt der Stern einen Bogen. In Folge dessen kann man sich dann voll und ganz auf die Beobachtung konzentrieren.

Man kann sagen, dass sich ein Stern in Folge der Erdrotation pro Zeitsekunde um 15 Bogensekunden bewegt.

Die Bilder eines azimutal montierten Teleskops leiden unter dem Phänomen der Bildfeldrotation. Das heißt, dass bei der Nachführung eine Kamera der scheinbaren Drehung des Aufnahmefeldes nicht folgen kann. Somit rotiert die Aufnahme um einen gewissen Mittelpunkt. Deswegen verwendet man, wenn man diesen Nachteil ausgleichen will, einen kleinen Motor, der die Kamera entsprechend mitdreht.

Alle modernen professionellen Großteleskope sind heutzutage mit azimutalen Gabelmontierungen ausgestattet. Anders sind die Teleskopgewichte von einigen Dutzend bis zu einigen Hundert Tonnen mechanisch nicht mehr handhabbar. An solche Montierungen werden enorme Genauigkeitsanforderungen gestellt. Bei Bildauflösungen die heute - in Zusammenarbeit mit entsprechender adaptiver Optik im 1/100 Bogensekundenbereich liegt - dürfen sich der Teleskoptubus oder die Achsen der Mechanik in diesem Auflösungsbereich nicht verbiegen oder verwinden. Der mechanische und der elektronische Steueraufwand der hier betrieben wird, ist oft an der Grenze des technisch Machbaren.

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