Die Sendung «Galileo» kennen die Kids von heute in der Regel ja schon. Doch wer war Galileo Galilei? 1564 in Pisa geboren, war er ein sogenannter Universalgelehrter und wusste als solcher über viele Dinge Bescheid. Heute würde man ihn wohl als Mathematiker, Physiker, Ingenieur, Astronom und Philosoph bezeichnen – oder ganz einfach als Multitalent! Kinder, was wollt ihr einmal werden? Im Rahmen unseres heutigen Bastelabenteuers beschäftigen wir uns allerdings nur mit Galileo Galilei dem Astronomen und seinem Fernrohr. Der AstroMedia Bausatz «Das Historische Galilei-Teleskop» kommt dabei zum Einsatz. Kinder, holt die Leimtube aus der Bastelkiste – wir legen los!
Die Jupitermonde
Erfunden hat das Fernrohr vermutlich der Brillenmacher Hans Lipperhey. Allerdings begann Galileo im Jahr 1609 basierend auf Lipperheys Entwürfen eigene Fernrohre zu bauen. Auch war Galileo dann wohl einer der ersten, der auf die damals tollkühne Idee kam, damit den Nachthimmel zu beobachten – seine spektakulären Erkenntnisse machten ihn berühmt. Unter anderem entdeckte er die vier grossen Jupitermonde (Io, Europa, Ganymed und Callisto) – die kenne wir heute als die Galileische Monde. Diese kann man heute mit einem kleinen Fernrohr oder Fernglas gut sehen oder mit einem starken Teleobjektiv fotografieren. Aber wie wir gleich selbst hautnah erleben werden, war der Fernrohrbau für Galileo mit den damaligen Mitteln nicht ganz so einfach.
Der Teleskop Bausatz
Unser Bastelabenteur auf Galileos Spuren beginnt eher zufällig: Während einer Astronomie Einkaufstour online stolpere ich über «Das Historische Galilei-Teleskop». Der Hersteller AstroMedia verspricht vollmundig: «Mit diesem historisch getreuen Kartonreplikat können Sie ganz unmittelbar die große Forscherleistung Galileis nacherleben, die er trotz der nach heutigen Maßstäben bescheidenen optischen Leistung dieses Teleskops erbracht hat.» Schon überredet! Für gut 20 Franken/Euro bestellen wir uns den Bausatz.
Für unser Geld bekommen wir fünf gestanzte Kartonbögen, zwei Glaslinsen und eine detaillierte Anleitung. Weitere Details verrät die Webseite des Herstellers: «Der Bausatz entspricht in Größe und optischen Eigenschaften den Fernrohren jener Zeit und basiert auf dem einzigen erhaltenen Teleskop, das Galilei mit Sicherheit zugeschrieben werden kann, dem ältesten Teleskop der Welt: Ein mit Leder bezogenes und mit Goldprägungen verziertes Prunkexemplar für Cosimo II de‘ Medici, das heute in Florenz gezeigt wird.». Das klingt vielversprechend genug. Aber haben wir auch genügend Basteltalent das fachgerecht zusammenzubauen?
Viel auszupacken gibt es nicht. Die farbenfrohen Bogen sind gestanzt und die gut beschrifteten Teile können mit einem scharfen Messer leicht herausgetrennt werden. Überraschenderweise entpuppt sich die Schneiderei mit dem Skalpell (wir überstehen den Nachmittag ohne Zwischenfall) als Renner bei den Kindern – und das, obwohl hier nebst einer ruhigen Hand viel Geduld gefragt ist. Allerdings können mit der Anleitung wohl erst Teenager oder Erwachsene etwas anfangen – diese stellt trotz detailliertem Text und zahlreichen Illustrationen eine gewisse Herausforderung dar.
Objektiv, Okular, Vergrösserung
Wir schneiden und kleben, Schritt für Schritt, Haupttubus, dann Okular- und Objektivtubus – sowohl sechseckige Innenrohre wie auch zahlreiche reich verzierte «Leder» Verkleidungen. Unser Fernrohr wird schlussendlich ca. 80 cm lang werden und die Anleitung verspricht uns eine etwa 12-fache Vergrösserung. Das ist etwas kürzer und etwas weniger als das Original, macht aber das Sichtfeld etwas grösser und damit später das Beobachten einfacher.
So nebenbei lernen wir nun auch, dass wir gerade ein sogenanntes Galilei-Fernrohr bauen: Sein Objektiv besteht aus einer konvexen Sammellinse (also wie Brillengläser für Weitsichtige) und hat als Okular eine konkave Zerstreuungslinse (findet man in Brillen für Kurzsichtige). Allerdings ist dieser Fernrohrtyp heute unüblich; er liefert zwar ein aufrechtes Bild, aber leider eines mit einem sehr engen Sichtfeld. Bei modernen Teleskopen steht das Bild nämlich auf dem Kopf, dafür ist das Sichtfeld angenehm gross und damit das Auffinden von Himmelsobjekten einfacher.
Der Trick mit zwei verschiedenen Linsen
Welche Linse nun konkav und welche konvex ist kann man bei unseren Exemplaren leicht erfühlen: Die konvexe, nach aussen gewölbte Linse ist die Sammellinse – sie gehört ins Objektiv; die konkave, nach innen gewölbte Linse ist die Zerstreuungslinse und kommt ins Okular, also den Teil, in den man nachher hineinschaut.
Das muss anno 1608 eine ziemlich verwegene Idee holländischer Brillenmacher gewesen sein, zwei verschiedene Sorten Brillengläser mit einem langen Rohr zusammen zu einem «Fernrohr» zu kombinieren. Deswegen merken wir uns: Selbst bahnbrechende Erfindungen sind sehr oft einfach Kombinationen aus Bekanntem. Opa Simpsons Behauptung, dass «Faxgeräte nichts anderes als’n Waffeleisen mit ’nem Telefon dran» sind dürfte allerdings nicht stimmen.
Nun bauen wir die beiden Linsen in Okular und Objektiv ein und setzen das Fernrohr zusammen. Damit ist unser Galilei-Fernrohr nach ein paar Stunden konzentrierter Bastelei fertig und bereit zur Erprobung!
Auf zur Erprobung!
Jetzt ist der beste Moment die jungen Bastler mit der Gefahr, die von Fernrohren ausgeht, vertraut zu machen: Niemals (auch nicht kurz!) damit in die Sonne blicken – das kann zur sofortigen Erblindung führen. Generell ist es eine gute Idee, Kinder bei Sonnenlicht nicht unbeaufsichtigt mit Fernrohren und dergleichen hantieren zu lassen.
Und wer hat’s erfunden? Eben nicht Galileo Galilei, sondern wahrscheinlich Hans Lipperhey – oder war auch er es nicht? Kinder (!) hätten in seinem Laden mit Brillengläsern rumgespielt und dabei herausgefunden, dass wenn sie zwei Gläser hintereinander hielten, sie den Wetterhahn am weit entfernten Kirchturm sehen konnten. Lipperhey habe das Treiben beobachtet und dann das erste Fernrohr gebaut, heisst es.
Nachdem die Erfinderfrage nun geklärt ist, wollen wir unser selbstgebautes Fernrohr erproben. Aber warten bis Jupiter am Nachthimmel erscheint wollen wir nicht. Da sind wir zu ungeduldig – «Kirchturm» ist hier das Stichwort: In Sichtweite, genauer gesagt in 5km Distanz, befindet sich praktischerweise ein hübscher Kirchturm mit güldenem Zifferblatt – passend zu unserm hübsch verzierten Fernrohr-Replikat.
Schnell steht fest, dass wir mit unserm selbstgebastelten Fernrohr problemlos die Zeit am Kirchturm ablesen können – von blossem Auge ist das schlicht unmöglich. Auch lernen wir einen entscheidenden Vorteil des Galileo-Fernrohrs schätzen: Dieses zeigt nämlich ein aufrechtes und seitenrichtiges Bild (im Gegensatz zum sogenannten Keppler-Fernrohr), womit wir mit Leichtigkeit den Kirchturm finden und beobachten können. Wer hingegen schon einmal mit einem modernen astronomischen Teleskop hantiert hat, weiss wie mühsam es ist, wenn das Bild falsch herum zu sehen ist.
Was zeigt die Kirchturmuhr?
Allerdings lernen wir auch was mit einem «kleinen Sichtfeld» gemeint ist: Unser Fernrohr hat zwar eine durchaus beachtliche 12-fache Vergrösserung, das Bild bleibt aber auf einen engen Kreis begrenzt – sowas kennen wir von modernen Fernrohren und Feldstechern nicht.
Astronomische Beobachtungen gestalten sich damit dann nämlich sehr schwierig, was wir beim ersten nächtlichen Auffinden des Mondes erleben – nur mit viel Mühe können wir den Mond oder helle Sterne anpeilen. Das Gesehene bei Nacht auch noch durchs Fernrohr zu fotografieren erweist sich als fast unmöglich (zumindest ohne grösseren Zeitaufwand). Man kann sich nun tatsächlich gut vorstellen, wie schwierig es damals für Galileo gewesen sein muss, die Jupitermonde zu entdecken.
Fazit
Der Galilei-Fernrohr Bausatz von AstroMedia zeigt anschaulich wie ein Fernrohr funktioniert und die Bastelei beschäftigt jung und alt stundenlang. Die anschliessende optische Entdeckungsreise bei Tag und Nacht zeigt eindrücklich die Unterschiede zu einem modernen Fernrohr. Offenbar hat es in all den Jahrhunderten tatsächlich einen gewissen technischen Fortschritt gegeben! Allerdings wird auch klar wie bahnbrechend diese Erfindung vor 400 Jahren für die Astronomie war: Erstmals sahen Menschen am Himmel Objekte, die vorher unbekannt waren und stellten damit schlussendlich unser Weltbild auf den Kopf.
Und jetzt?
Verstehen, wie Linsen und Fernrohre funktionieren:
Sehen, wie ein Fernrohr funktioniert:
Den Bausatz kaufen, gibts z.B. hier.