Kuffner Sternwarte

    Die Instrumente im Detail




    Der Große Refraktor

    Der Große Refraktor ist der drittgrößte Refraktor Österreichs, nach dem Großen Refraktor und dem Westkuppelrefraktor der Universitätssternwarte. Er wurde 1884-1886 gebaut und um 1920, 1946 und 1994-95 überholt.
    Die Optik stammt, wie bei allen Instrumenten der Kuffner-Sternwarte, von Steinheil, München, die Mechanik von Repsold & Söhne, Hamburg.



    KSW Großer Refraktor Refraktor
      Foto: Ralf Greiner

    Technische Daten:

    Objektivdurchmesser (Refraktor):27cm
    Objektivtyp:Zweilinsiger Halbapochromat
    Objektivbrennweite (Refraktor):350cm
    Objektivdurchmesser (Astrograph):15,6cm
    Objektivbrennweite (Astrograph):294cm
    Montierung:Deutsche parallaktische Montierung
    Nachführung:Uhrwerkantrieb,
    seit 1998 elektronisch gesteuert
    Baujahr:1884

    Refraktor und Plejaden

    Der Große Refraktor, aufgenommen in der Halloween-Nacht 2005.
    Durch den Kuppelspalt sieht man rechts vom Fernrohr die Plejaden.
    Bild zum vergrößern anklicken.
    Foto: Daniel Korbel

     

    Astronomische Informationen

    Der Große Refraktor ist ein klassischer Refraktor nach Prinzip des Keplerschen Fernrohrs mit einem halbapochromatischen, zweilinsigen Objektiv (Vorläufer des Zeiss-AS-Objektivs).
    Das Fernrohr hat eine deutsche Montierung, die eine Bewegung um zwei Achsen, also über den ganzen Himmel, ermöglicht. Die Nachführung, also das Ausgleichen der Erddrehung, besorgte ursprünglich ein mechanischer Uhrwerkantrieb, seit 1998 wird diese elektronisch gesteuert.

     

    Historische Bedeutung

    Der Große Refraktor wurde 1884 in Auftrag gegeben und 1886 geliefert. 1887 fanden erste Beobachtungen statt. 1890 wurde der Astrograph, ein fotografisches Fernrohr, montiert.
    Das Aufgabengebiet von 1887-1916 war: Erste astrophysikalische Beobachtungen, vor allem Photographie am Astrographen (Karl Schwarzschild!).

    Heute ist der Große Refraktor das Hauptinstrument für Führungen und Beobachtungen.


    Der Meridiankreis


    KSW Meridiankreis Meridiankreis
      Foto: Martin Sloboda

    Technische Daten:

    Objektivdurchmesser:13,2cm
    Objektivbrennweite:150cm
    Vergrößerungen:60- bis 240-fach
    Höhenkreisteilung:2'
    Durchgangsmessung:Unpersönliches Mikrometer
    Meßgenauigkeit in Rektaszension:0,036"
    Meßgenauigkeit in Deklination:0,49"
    Baujahr: 1884

    Der Meridiankreis der Kuffner-Sternwarte war der größte der gesamten Donaumonarchie; demzufolge ist er heute der größte Meridiankreis Österreichs und einer der größten in Europa. Dieses Instrument hat wohl am meisten zum Ruhm der Kuffner-Sternwarte in den Jahren 1887 bis 1916 beigetragen.
    Die Optik stammt von Steinheil, München; die präzise Feinmechanik wiederum von Repsold & Söhne, Hamburg. 1884 wurde der Meridiankreis in Auftrag gegeben, 1886 geliefert, erste Beobachtungen fanden 1887 statt.

    Die Ausstattung dieses Instruments ist bemerkenswert:
    Ein unpersönliches Mikrometer, das den Durchgang eines Sterns durch den Meridian mit elektrischen Kontakten festhält, verhindert Ungenauigkeiten in der Messung durch reaktionsbedingte Verzögerungen des Beobachters. Ein halbapochromatisches, zweilinsiges Objektiv sorgt für erstklassige Bilder, obwohl dies bei einem solchen Instrument nicht notwendig wäre. Zahlreiche Zusatzinstrumente wie Kollimatorfernrohr (Norden), Mirenlinse (Süden) und Quecksilber-Horizont (Nadir) dienen zur Eichung und Bestimmung von Gerätefehlern. Alle Instrumente ruhen, wie der Meridiankreis selbst, auf massiven Pfeilern, die nirgends mit den Gebäude verbunden sind.

     

    Astronomische Hintergrundinformation

    Das Prinzip der Merdianbeobachtung

    Gemessen werden bei einer Meridianbeobachtung zwei Größen:
    • der Zeitpunkt, zu dem ein Gestirn durch den Meridian geht und
    • die Höhe des Durchgangs über dem Süd-Horizont.
    Aus dieser Messung können bestimmt werden:
    1. die Position des Gestirns
    2. die (Orts)zeit zum Zeitpunkt des Durchgangs
    3. die geogr. Position des Beobachters
    wenn die beiden anderen Parameter jeweils bekannt sind.

    Die Durchführung einer Messung

    Die Messung der Durchgangshöhe erfolgt direkt an der Höhenskala (daher der Name "Meridiankreis") an jeweils 4 Ablesemikroskopen und Mittelung. Genauigkeit: Max. 0,1". Da die geogr. Breite infolge der Polschwankungen um bis zu 1" variieren kann, wurde diese durch Messungen am Vertikalkreis immer wieder überprüft.

    Die Messung des Durchgangszeitpunkts erfolgt mittels eines unpersönlichen Mikrometers; der Beobachter führt eine Markierung der Bewegung des Sterns nach (Dauer eines Durchgangs durch das Gesichtsfeld: ca. 2 Minuten). Diese Markierung löst vor und nach dem genauen Meridiandurchgang ca. 20 elektrische Impulse aus, die auf einen Kanal am Chronographen übertragen werden. Auf dem 2. Kanal werden die Sekundenschläge der Präzisionspendeluhr aufgezeichnet.
    Die Auswertung des Meßstreifens erfolgt anschließend graphisch (Meßapparat!) auf ca. 0,01 Sekunden genau. Die Genauigkeit hängt von der Genauigkeit der Pendeluhr ab.

    Für eine gute Meridianbeobachtung wurden neben dem Beobachter noch 2-3 Assistenten (Sternauswahl, Voreinstellung, Chronograph) und ca. 1 Stunde Vorbereitungszeit benötigt. Eine exakte Sternposition ergibt sich aus gewichteter Mittelung von 10 bis 50 Einzelbeobachtungen!

     

    Historische Bedeutung

    Der Meridiankreis der Kuffner-Sternwarte wurde primär für Positionsmessungen von Gestirnen verwendet (Zonenprogramm der AG, 1890-1904, Zone -6° bis -10°, 8.468 Sterne), es wurden jedoch auch Zeitmessungen (an bekannten Sternen) durchgeführt. Die geogr. Position des Instruments ist konstant und bekannt.


    Der Vertikalkreis

    KSW Vertikalkreis

    Technische Daten:

    Objektivdurchmesser:8,1cm
    Objektivbrennweite:120cm
    Baujahr:1893

     

    Geschichtliche Daten

    Der Vertikalkreis der Kuffner-Sternwarte diente als Zusatzinstrument zum Meridiankreis, um die Polschwankungen der Erde zu messen. Es handelt sich um ein sehr seltenes Instrument, von dem nur mehr sehr wenige erhalten sind. Wie bei allen Instrumenten der Kuffner-Sternwarte stammt die Optik von Steinheil in München und die Mechanik von Repsold & Söhne in Hamburg.
    Der Vertikalkreis wurde 1893 geliefert; im Rahmen des Zonenprogramms der Astronomischen Gesellschaft wurden an diesem Instrument begleitende Messungen durchgeführt.

    Der Vertikal der Kuffner-Sternwarte wurde primär zur Ergänzung für Positionsmessungen von Gestirnen verwendet (Zonenprogramm der AG, 1890-1904, Zone -6° bis -10°, 8.468 Sterne), um die Unsicherheit in der Deklination infolge der Polschwankungen zu messen.

     

    Astronomische Hintergrundinformation

    Prinzip einer Vertikalbeobachtung

    Die Messung erfolgt ähnlich wie beim Meridiankreis, die Auswertung der Ergebnisse erfordert aber einen hohen Rechenaufwand.
    Da sich Unsicherheiten in der geogr. Breite nicht auf den Zeitpunkt des Meridiandurchgangs, sehr wohl aber auf den Zeitpunkt des Vertikaldurchgangs auswirken, sind Messungen des Durchgangszeitpunktes von Gestirnen mit bekannter Position unter Kenntnis der exakten Uhrzeit ein gutes Mittel, die geogr. Breite des Beobachtungsortes zu bestimmen. Genauigkeit: Ca. 0,01" (entspr. 30cm auf der Erde).

    Für eine gute Vertikalbeobachtung wurden neben dem Beobachter noch 2-3 Assistenten (Sternauswahl, Voreinstellung, Chronograph) und ca. 1 Stunde Vorbereitungszeit benötigt. Vertikalkreise sind sehr selten, nur wenige Sternwarten sind heute noch im Besitz eines derartigen Instruments!


    Das Heliometer


    Kuffner Sternwarte Heliometer Heliometer
    Das Heliometer um 1960 Foto: Martin Sloboda (2000)


    Ursprüngliche technische Daten

    Objektivdurchmesser:21,7cm
    Objektivbrennweite:300cm
    Montierung:Deutsche parallaktische Montierung
    Nachführung:Uhrwerkantrieb
    Baujahr:1893

     

    Historische Bedeutung

    Das Heliometer der Kuffner-Sternwarte war ursprünglich ein Meßinstrument, mit dem sehr kleine Winkel gemessen werden konnten. Von dieser sehr seltenen Gerätegattung ist es das größte der Welt!

    Haupteinsatzgebiet war die Messung von Fixsternparallaxen, also die Ermittlung von Entfernungen von Fixsternen.
    Die Optik stammt wieder von Steinheil, München, die Mechanik von Repsold & Söhne, Hamburg. Das Heliometer wurde 1893 geliefert und 1896 in Betrieb genommen.

    Zwischen 1899 und 1908 wurden 16 Fixsternparallaxen gemessen, das war etwa ein Achtel aller weltweit gemessenen Parallaxen.
    Zwischen 1917 und 1947 wurde das Heliometerobjektiv beschädigt; der wertvolle Meßmechanismus wurde dabei zerstört und das Objektiv durch ein normales Objektiv ersetzt.
    Einem denkmalschützerischen Gesichtspunkt folgend sollen 1999 das Objektiv und die Mechanik des Heliometers ihre ursprüngliche Funktion zurückerhalten.

     

    Astronomische Hintergrundinformation

    Wie funktioniert eine Parallaxenmessung ?

    Gemessen werden bei einer Parallaxenmessung:
    • die Winkelabstände (in Bogensekunden) und
    • die Positionswinkel vom zu messenden Gestirn zu benachbarten Gestirnen mit bekannter Position.
    Aus dieser Messung alleine kann noch nichts außer einer sehr genauen Gestirnposition gemessen werden. Eine Parallaxe (und damit eine Entfernung) ergibt sich erst aus dem gewichteten Mittel zahlreicher Einzelbeobachtungen über einen Zeitraum von mind. 6 Monaten, besser 1 Jahr oder mehr.

    Die Messung der Winkelabstände erfolgt mit Hilfe eines in zwei Hälften zerschnittenen Objektivs, das ein Doppelbild erzeugt. Bringt man, durch Verschieben der beiden Objektivhälften gegeneinander, Original des Meßsterns und Doppelbild des Referenzsterns zur Deckung, so kann man auf einem Mikrometer den Winkelabstand in Bogensekunden ablesen. Voraussetzung ist, daß die Schnittlinie des Objektivs durch Drehen des gesamten Objektivkopfes exakt in die Verbindungslinie Stern-Meßstern gebracht wird.
    Die Messung des Positionswinkels erfolgt direkt an einem Ablesekreis nach Drehung des Objektivkopfes. Für eine gute Parallaxenbeobachtung wurden ca. 2 bis 3 Stunden Zeit benötigt. Während dieser Zeit mußten die Witterungsbedingungen (Seeing, Refraktion) konstant bleiben.

    Heliometer Objektiv

    Heliometer-Objektiv

    Foto: Martin Sloboda


    Weitere Fotos von den Instrumenten:

    Die Sternwarte im Herbst 2000
    Fotos von Ralf Greiner


    Fotos von Martin Sloboda


    Weitere Instrumente der Kuffner-Sternwarte

    Unter den Zusatzinstrumenten, die nur teilweise öffentlich zugänglich sind, seien erwähnenswert:
    Die Präzisionspendeluhr Urban No. 18
    die vor allem für die Merdian- und Vertikalbeobachtungen, aber auch für Beobachtungen am Großen Refraktor und Heliometer verwendet wurde.Über ein kompliziertes Leitungssystem wurden die Sekundenschläge dieser Uhr an den Chronographen im Meridiansaal und an sekundäre Zifferblätter (Sekundenspringer) in Refraktor- und Heliometerkuppel übertragen.
    Ein Apparat zur Vermessung fotografischer Platten
    Ein Positionsfadenmikrometer
    zur genauen Messung von kleinen Winkeln an Heliometer und Großem Refraktor.

    In neuerer Zeit wurden auf der Kuffner-Sternwarte eine Reihe moderner Zusatzgeräte angeschafft, teilweise durch Kauf, teilweise als Dauerleihgaben. Dazu zählen ein modernes Amateurfernrohr Celestron 8, eine elektronische Sternzeituhr, diverse Computer, moderne Okulare, Filter und Kameraadapter für die beiden großen Fernrohre, CCD-Kameras sowie audiovisuelle Einrichtungen.


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