Die Spiegelzelle.

Der 40 cm große Hauptspiegel des Sechzehners ruht auf einer Spiegelzelle, die besonders stabil aber auch gleichzeitig im Gewicht erheblich reduziert ist im Vergleich zu üblichen Spiegelzellen. Die eigentliche Lagerung des Spiegels erfolgt einerseits durch eine mittels PLOP optimierte 9-Punkt-Konstruktion für beste Bildqualität ohne Astigmatismus, andererseits durch Kugellager, die den Hauptspiegel lateral völlig spielfrei entlang der Spiegel-Schwerelinie halten.



Damit ein Hauptspiegel sich nicht unter seinem eigenem Gewicht bzw. mechanischer Spannung durch Schrägstellung in unzulässiger Weise verformt, sind moderne Spiegelzellen von Teleskopen so konstruiert, dass sie den Spiegel auf gleichmäßig verteilten Punkten von unten optimal stützen. Die Verteilung und Anzahl der Punkte lässt sich mathematisch für jeden individuellen Spiegel optimieren. Bei dem von Hofheim Instruments im Sechzehner eingebauten Hauptspiegel ergibt die Analyse mit dem von David Lewis entwickelten Optimierungsprogramm PLOP eine hervorragende Lagerung auf 9 Punkten.



Diese 9 Punkte sind in drei Gruppen mit jeweils drei einzelnen Punkten angeordnet, wobei eine Gruppe also aus drei Punkten besteht. Diese drei Punkte bilden jeweils die Ecken eines Dreiecks. Um eine möglichst geringe Durchbiegung des Spiegels zu erreichen, wird der Spiegel also auf drei Aluminiumdreiecke gelegt, an denen äußeren Enden jeweils kleine flache Nylon-Zylinder ein leichtes Hin- und Her-Rutschen des Spiegels ermöglichen. Zum Ausgleich kleinster Abweichungen von der Idealform werden alle drei Aluminiumdreiecke jeweils in ihrem Schwerpunkt kippelig-beweglich aufgehängt und bilden den Kern der gesamten Spiegelzelle. Damit die Dreiecke sich nicht unbeabsichtigt verdrehen können, werden alle drei mit einem schwarzen Nylon-Ring in ihrer Position gehalten.

Durch die leichte Kippmöglichkeit kann der mit über 14 Kilogramm Eigenmasse recht schwere Hauptspiegel jede noch so winzige Durchbiegung spannungsfrei ausgleichen - das Ergebnis sind schön astigmatismusfreie Abbildungen.

Das theoretische Ergebnis der Berechnungen, nämlich die mögliche Verformung des Spiegels durch sein Eigengewicht bei Lagerung auf 9 Punkten, resultiert in einem durch die Lagerung bedingten Fehler in Größe von lediglich 3,1 nm RMS (Oberfläche) - dies entspricht circa 1/173 Lambda. Also deutlich unter der Optimum-Grenze von 4,2nm (1/128 Lambda oder 0,99 Strehl) - weit im “grünen Bereich” und viel, viel besser als man je für ein visuell genutztes Teleskop benötigen würde.



Die Spiegelzelle selbst besteht neben den drei Aluminiumdreiecken, auf denen der Hauptspiegel liegt, aus einer sehr leichten Aluminium-Rahmen-Konstruktion. Stabil zusammengehalten werden die einzelnen Aluminiumrohre durch aufgeklebte, doppelseitige Knotenbleche aus Aluminium, die zusätzlich mehrfach mit den Quadratrohren vernietet sind. Diese Bauweise macht die Spiegelzelle unfassbar stabil und dennoch extrem leicht.



Damit der Hauptspiegel, der auf seinen drei Aluminiumdreiecken lediglich aufliegt, nicht seitlich oder nach unten (zum Beispiel beim Bewegen des Tubus') verrutschen kann, stützen ihn zwei kleine Kugellager mit ihren äußeren Laufflächen punktuell entlang der Schwerelinie des Spiegels ab.



Glas auf Metall ist aber nicht jedermanns Sache, denn im Fall eines harten Stoßes (Transport im Auto) könnten eventuell Beschädigungen entstehen. Daher haben wir uns für Industrie-Kugellager aus Kunststoff entschieden. Die exakte Position der Kugellager wurde von uns ebenfalls mathematisch optimiert, um Verbiegungen des Spiegels weitgehend zu vermeiden. (Für die Spezialisten: nein, die Kugellager stehen bei uns nicht bei 90 Grad.)

Natürlich muss der 16-Zoll Reise-Dobson (wie jedes Newton-Teleskop) nach jedem Transport unbedingt kollimiert werden. Inzwischen ein Standard bei unseren großen Reise-Dobsons (und inzwischen von anderen gerne kopiert): Die Kollimation erfolgt von vorne, ohne mühsames Ertasten von Bedien-Elementen auf der Rückseite der Spiegelbox, an lediglich zwei griffigen, leicht zu erreichenden Rändelschrauben - natürlich ohne zusätzliches Werkzeug, einfach mit den Fingern, auch mit Handschuhen. Diesen Vorteil wird man nicht mehr missen wollen, wenn man ihn erst einmal nachts erlebt hat.

Ein letztes Detail der Spiegelzelle ist die obere, sehr kleine Haltescheibe aus stabilem Carbon. Dreht man diese Scheibe zum Hauptspiegel hin, kann dieser nach Entfernen des Staubschutzdeckels nicht versehentlich nach vorne herausfallen, wenn der Gittertubus ganz nach unten in Richtung Horizont geschwenkt wird.