Polarsternausrichtung

Polarsternausrichtung:

Die korrekte Ausrichtung der 'Deutschen Montierung' oder äquatorialen Montierung auf das genaue Zentrum der Erdrotationsachse, auch Himmelsnordpol (HNP) genannt, ist dann wichtig, wenn man Abweichungen in der Nachführung des Teleskops vermeiden möchte, um auch nach stundenlangen Beobachtungen das Zielobjekt immer noch mittig im Okular zu sehen oder wenn man bei der Astrofotografie Langzeitbelichtungen machen muss und dabei möglichst wenig Korrekturnachführung der DE-Achse haben will.

Dazu verwendet man das Polsucherfernrohr mit Fadenkreuz und Polarisring. Dieses muss vor dem ersten Einsatz des Teleskops auf die RA-Achse justiert werden.

Ich hatte anfangs meine liebe Mühe mit der zielgenauen Ausrichtung auf den Himmelsnordpol, weil ich das Prozedere noch nicht ganz kapiert hatte, und habe mich deshalb meist auf das simple Ausrichten des Fadenkreuzes des eingebauten Polsucherfernrohrs auf den Polarstern (Polaris) beschränkt. Nur ist eben dessen Position leider nicht genau auf dem nördlichen Himmelspol, sondern abhängig von Uhrzeit und Datum kreist Polaris eben um diesen Punkt herum, was selbstverständlich die genaue Ausrichtung erschwert und deshalb wird der zusätzliche Polarisring im Polsucher benötigt.

Beispiel: Wildberg 10.08.12 23:00h MEZS Sommerzeit (Stellarium berechnet die Sommerzeitkorrektur automatisch richtig), Position von Polaris (natürliche Sichtweise).

10 Schritte zur präzisen Ausrichtung auf den Himmelsnordpol (HNP):

Für das Einrichten des Teleskops nehme ich meine Checkliste zur Inbetriebnahme zur Hand.

1. Schritt: Stativ mit dem Kompass zum magnetischen Nordpol ausrichten.

Dabei muss die Deklination zwischen magnetischem und geografischem Nordpol (Austritt der Erdrotationsachse) berücksichtigt werden. Diese Abweichung (Deklination) ist nicht konstant, weil der magnetische Nordpol über die Jahre wandert. Sie beträgt in der Schweiz ca. 2 Grad das bedeutet dass die rote Magnetnadel des Wanderkompasses hier bei etwa 358 Grad stehen muss, um die geografische Richtung Nord anzupeilen.

2. Schritt: Montierung aufsetzen und mit der eingenauten Kreislibelle das Stativ nivellieren.

3. Schritt: RA-Achse auf Indexmarken ausrichten (Grundstellung).

4. Schritt: DE Achse auf Durchsicht ausrichten (entspricht den Indexmarken 2).

5. Schritt: RA Zeitsklala C auf Nullmarke einstellen und fixieren (rastet bei dieser Montierung in ein Loch ein).
Die Noniusskala B (R.A.) wird dazu nicht benötigt und muss vorläufig nicht beachtet werden.

6. Schritt: Meridian des Standortes auf der Einstellscheibe D mit Skala E auf weisse Marke des Polsuchers einstellen (nach Methode 1).

Beispiel für Standort Wildberg: 9° E (bei Verwendung von GMT)

Methode 1: effektive Zeitverschiebung zu GMT (Greenwich Mean Time) einstellen:
Längengrad des Standortes auf der Meridianskala E einstellen auf 9° E (effektive Position Wildberg = 9° östlich vom Greenwich Nullmeridian).
Dabei muss dann bei der Zeiteinstellung auf der RA Skala folgendes berücksichtigt werden, um die entsprechende Zeit GMT zu benutzen:
Bei Winterzeit muss von der lokalen Uhrzeit 1 Stunde subtrahiert werden, bei Sommerzeit müssen 2 Stunden subtrahiert werden.

Diese 1. Methode scheint mir einfacher, weil der echte Längengrad der Position des Standortes, welcher mir vom meinem GPS ermittelt wird, verwendet wird und nur die Zeit auf GMT korrigiert werden muss.

Methode 2: effektive Zeitverschiebung zu Lokalzeit einstellen (so erklärt im Handbuch der Advaced GT Montierung):
Längengrad des Standortes auf der Meridianskala E einstellen auf 6° W, das entspricht der berechneten Position auf Grund der Zeitverschiebung gegenüber MEZ (Mitteleuropäische Zeit), siehe nachfolgende Berechnung:
Standardmeridian für unsere Lokalzeit (MEZ = GMT+ 1 Stunde) = 15° E .
Position Wildberg bei GMT = 9° E östlich vom Geenwich Nullmeridian.
Position Wildberg bei MEZ = 6° W westlich vom Standardmeridian für MEZ (15° - 9°).
Dabei muss nun bei der Zeiteinstellung folgendes berücksichtigt werden, um die entsprechenden Zeit MEZ zu benutzen:
Bei Winterzeit ist es die lokale Uhrzeit, bei Sommerzeit muss 1 Stunde subtrahiert werden.

Diese 2. Methode ist mir zu kompliziert...... weil die Position umgerechnet werden muss (Ost wird West).

7. Schritt: Klemmung der RA-Achse lösen.

8. Schritt: Datum und Uhrzeit einstellen durch Drehung der RA- Achse bis die berechnete Uhrzeit auf dem Rektaszensionsteilkreis der Einstellscheibe C (ACHTUNG die hintere Skaleneinteilung ist auf der Nordhalbkugel gültig) dem Datum auf der Datumsskala D gegenübersteht (Beispiel 10.8. 21:00h GMT), dadurch wird der kleine Ring (Polarisring) im Polsucherfernrohr in die zeitsynchrone Stellung gedreht.

Zur Kontrolle kann man auch das Programm Polsuche verwenden, welches basierend auf den Standortkoordinaten (müssen eingegeben werden) und dem aktuellen Zeitpunkt MEZ (muss eingegeben werden), die effektive Lage des Polarsterns zum Himmelsnordpol (HNZ) grafisch darstellt, wobei die natürliche Sichtweise oder die durch das Teleskop (um 180° gedreht) gewählt werden kann. Das ist vorteilhaft, weil man es es genau so im Polsucher sieht.

Hilfswerkzeuge:
Ein nützliches Hilfswerkzeug ist das Programm Polsuche.exe, welches vom Internet heruntergeladen werden kann. Es simuliert die korrekte Stellung des Polarsterns im Polsucher an einem bestimmten Ort zu einer bestimmten Zeit unter Berücksichtigung der optischen Umkehr im Polsucher.
Bei diesem Programm (Polsuche.exe) müssen alle Daten noch manuell eingegeben werden. Seine Nachfolger (ab Polsuche2.exe) übernehmen Datum und Uhrzeit automatisch von der PC-Uhr und die Standortkoordinaten können gespeichert werden, aber es ist nur in Englisch verfügbar..

Beispiel: Wildberg 10.08.12 23:00h MEZS = MEZ 22:00h eingeben (weil MEZS = Sommerzeit) entspricht 21:00h GMT
Polsuche.exe

umgekehrte Sichtweise im Teleskop

natürliche Sichtweise (entspricht auch der Darstellung im Stellarium)

Nachtrag vom 14.02.2022:

Inzwischen gibt es entsprechende Hilfsmittel auf dem Handy oder Tablet, z.B. Polar Clock oder PolarisView.

9. Schritt: Justieren der Polhöhe mit den Justierschrauben für Polhöhe hinten und vorn und der Himmelsrichtung mit den Justierschrauben der Azimutjustierung bis der Polarstern sich im kleinen Ring (Polarisring) des Polsucherfernrohrs befindet.

Ansicht durch das Polsucherfernrohr (um 180° gedreht), wenn die Ausrichtung stimmt (vergleiche mit der Darstellung im Programm 'Polsuche').
Zur besseren Erkennung der Markierungen im Polsucher (Fadenkreuz und Markierungsring) empfiehlt sich der Einsatz einer Polsucherbeleuchtung.

Damit ist die Ausrichtung der Polhöhe auf den Himmelsnordpol (HNP) abgeschlossen.

10. Schritt: DE-Achse wieder auf Indexmarken 1 ausrichten (Grundstellung) und Polsucherfernrohr verschliessen.

Nun kann das übliche Ausrichten des Teleskops mittels Fadenkreuz im Sucherfernrohr und Zentrierung im Okular auf den Polarstern vorgenommen werden, indem die RA- und DE-Achsen mit der Handbedienung der NexStar Steuerung ausgerichtet werden.

Zur Präzisierung der Go-To Steuerung wird anschliessend eine Zweisternkalibrierung ausgehend vom Polarstern durchgeführt. Dabei werden von der NexStar Steuerung zwei für dieses Datum und diese Uhrzeit geeignete Fixsterne vorgeschlagen und dann entsprechend angesteuert. Mit der Handbedienung werden diese dann genau ins Okularzentrum korrigiert und und dann als Referenzobjekte gespeichert. Durch diese Zweisternkalibrierung wird der anfängliche Fehler mit der Direktausrichtung des Teleskops auf den Polarstern wieder korrigiert. Das Wichtigste ist aber, dass die RE-Achse möglichst genau auf den Himmelsnordpol ausgerichtet wurde und dann nicht mehr verstellt wird, damit für die Nachführung des Telekops auf alle Objekte ausser den Planeten eben nur die Zeitachste gesteuert werden muss um die Erdrotation zu kompensieren.

Funktionsprinzip der Äquatorialen Montierung:

Diese Bauart der Montierung heisst deshalb Äquatoriale Montierung weil sich ihre Hauptdrehachse (Rektaszensionsachse RA) durch eine Ausrichtung der Polhöhe gegenüber der Horizontebene nach dem Himmelsnordpol (HNP) richtet und dadurch eine Schwenkung ermöglicht die der Himmelsäquatorebene folgt.
Die sich im Uhrzeigersinn um ihre Polachse drehende Erde lässt alle Sterne scheinbar nach Westen abwandern.
Um einen Stern über längere Zeit betrachten zu können muss das Teleskop dieser scheinbaren Sternbewegung mit der Rektaszensionsachse folgen.
Diese Drehbewegung ist eine volle Umdrehung innert 24 Stunden und entspricht einem Tagesablauf.
Mit einem Motor und entsprechender Untersetzung wird diese hochpräzise Nachführung der RA-Achse automatisch ermöglicht.
Um das Teleskop auf einen beliebigen Stern oder Planeten (Himmelsobjekt) anzurichten wird die zusätzliche um 90° verschobene Deklinationsachse DE benötigt, welche ebenfalls mit einem Motor und entsprechender Untersetzung ausgerüstet ist.