Als Montierung bezeichnet man ein System zur Aufnahme von Teleskopen und ist das „Verbindungsstück“ zwischen dem Teleskop und dem Stativ. Sie dient dazu, Teleskope auf einen bestimmten Punkt am Himmel auszurichten. Im Aufbau besteht eine Montierung aus zwei zueinander senkrecht orientierten Drehachsen. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen einer azimutalen Montierung und äquatorialen (parallaktischen) Montierungen. Die Montierung ist aber auch das „Fundament“ für das Teleskop. Sie muss für die zu tragende Optik geeignet sein. Insbesondere ist die Tragkraft und die Stabilität essentiell wichtig, vor allem für die Astrofotografie.
Azimutale Montierungen
Bei einer azimutalen Montierung ist eine Drehachse parallel und die andere senkrecht zum Erdboden ausgerichtet. Damit lässt sich das Teleskop – vereinfacht gesagt – um die vertikale Achse nach „rechts und links“ (Azimut $\alpha=0\ldots 360^\circ$ bzw. von 0 bis 24h), sowie um die horizontale Achse „hoch und runter“ (Höhe $h=0\ldots 90^\circ$, oft auch als Elevation bezeichnet) bewegen. Azimut und Höhenwinkel sind mit dem sogenannten Horizontsystem verknüpft, welches hier $\longrightarrow$ Astronomische Koordinatensysteme ausführlich dargestellt wird.
Da sich die Erde aber im Verlaufe eines Tages einmal um ihre (geneigte) Erdachse dreht, beschreiben alle Sterne am Nachthimmel für einen Beobachter eine scheinbare Kreisbahn, auf deren Mittelpunkt die Erdachse zeigt (= Himmelsnordpol). Dies wird in einer sogenannten Strichspuraufnahme deutlich, bei der mit einer Kamera, die fest in Richtung des Himmelsnordpols orientiert ist, eine Langzeitbelichtung durchführt wird.
Zum Auffinden dieses Punktes dient auf der Nordhalbkugel der Polarstern, der sich sehr nah am wahren Himmelsnordpol befindet und bereits seit Jahrhunderten u.a. in der Seefahrt zur Orientierung und Navigation genutzt wird.
Hat man sein Teleskop nun auf ein Objekt eingestellt, so stellt man sehr schnell fest, dass das Objekt (aufgrund der Erdrotation) „wegwandert“ und man das Teleskop ständig hinterherführen muss. Bei einer azimutalen Montierung muss diese Nachführung immer in zwei Achsen gleichzeitig erfolgen, da wir ja ein Objekt entlang einer Kreisbahn verfolgen. Mit der heutigen Technik und Motoren ist das zunächst kein Problem.
Allerdings kommt dann aber ein weiterer Effekt hinzu: die Bildrotation. Im Verlaufe der Stunden scheint das zu beobachtende Objekt entlang seine Bahn sich auch zu drehen. Für die reine visuelle Beobachtung ist das kein Problem – aber sobald man z.B. das Objekt fotografieren möchte, wird dies zu einem großen, da zum Ablichten von astronomischen Objekten oft Belichtungszeiten von mehreren Stunden erforderlich sind und der Kamerasensor dabei immer parallel zum Boden ausgerichtet bleibt.
Äquatoriale (parallaktische) Montierung
Die äquatoriale Montierung ist ebenfalls aus zwei zueinander senkrecht orientierten Achsen aufgebaut, jedoch kann dabei zusätzlich die Orientierung des Achsenpaares bezüglich des Beobachtungsortes eingestellt werden. Konkret wird eine Achse (= Rektaszensionsachse oder auch Stundenachse genannt) exakt parallel zur Erdachse ausgerichtet. Dies erreicht man, indem sie mithilfe einer Polhöhenwiege in der Höhe um den Wert der geografischen Breite des Beobachtungsortes geneigt und gleichzeitig genau in Richtung Norden ausgerichtet wird.
Die Position eines Objekts wird am Nachthimmel durch zwei Winkelkoordinaten bestimmt: der Rektaszension ($\alpha$ oder $R.\!A.$) und der Deklination ($\delta$). Die Rektaszension – auch Stundenwinkel genannt – wird üblicherweise in Stunden, Minuten und Sekunden angegeben (24 Stunden entsprechen damit 360$^\circ$) und die Deklination in Grad ($-90^\circ \leq \delta \leq +90^\circ$). Diese Winkel sind mit dem äquatorialen Koordinatensystem verbunden, welches hier $\longrightarrow$ Astronomische Koordinatensysteme ausführlich beschrieben wird.
Jeder Stern am Nachthimmel bewegt sich – wie bereits oben erwähnt – auf einer Kreisbahn, in deren Mittelpunkt sich der Himmelsnordpol befindet. Der scheinbare „Radius“ der Bahn (in Winkeleinheiten) ist mit der Deklination (= „Abweichung vom Himmelsnordpol“) verbunden. Da die Deklination eines bestimmten Objektes sich aber nicht ändert, muss das eingestellte Objekt also nur noch mithilfe einer Achse (der Rektaszensionsachse) nachgeführt werden werden. Die Nachführung übernimmt ein Motor, dessen Rotationsgeschwindigkeit exakt an die Erdrotation angepasst ist: er dreht sich so schnell, dass in 24 Stunden genau eine Umdrehung vollführt.
Damit bleibt ein eingestelltes Objekt dauerhaft „fest“ im Okular und kann beobachtet bzw. fotografiert werden, da durch diese Art der Nachführung auch die Bildrotation eliminiert wird: eine an dem Teleskop fest angebrachte Kamera dreht sich durch die Nachführung entlang der Rektaszensionsachse ebenfalls parallel zum Objekt.
Vor- und Nachteile der Montierungstypen
Azimutale Montierungen sind mechanisch einfach zu realisieren und werden in den unterschiedlichsten Bauformen umgesetzt. Zumeist sind diese Montierungen auch relativ kostengünstig. Sie eigenen sich hervorragend zur visuellen Beobachtung. Der große Nachteil ist die Tatsache, dass eine Nachführung des eingestellten Objekts in zwei Achsen erfolgen muss und sie für fotografische Zwecke, die über sehr kurze Belichtungszeiten hinausgehen, aufgrund der Bildrotation ungeeignet sind.
Bei der äquatorialen Montierung erlaubt die schräge Lage der Rektaszensionsachse gegenüber dem Erdboden (parallel zur Erdachse) die durch die Erddrehung verursachte scheinbare Bewegung der Gestirne, während der Beobachtung durch eine Nachführung nur um diese eine Achse zu kompensieren. Jedes Himmelsobjekt kann genau im Gesichtsfeld des Teleskops gehalten werden. Die gesamte Mechanik einer äquatorialen Montierung ist aufwendiger. Objekte können intuitiv nicht so einfach – wie man es von einem Fotostativ oder einer azimutalen Montierung gewohnt ist – eingestellt werden. Insbesondere in der Nähe des Meridians können sich Probleme ergeben, da beim Überschreiten des Südmeridians das Teleskop (bei den meisten Montierungen) irgendwann von der West- in die Ostlage umgeschwenkt werden muss, weil sonst das Teleskop an dem Stativ anschlägt. Außerdem wird die Position des Okulars zu niedrig.
Mithilfe heutiger Technik können alle Montierungstypen für kleines Geld mit Astrocomputern ausgestattet werden, die einem bei der Ausrichtung helfen und anschließend durch „Click and View“ automatisch das Teleskop auf das gewünschte Objekt ausrichten. Dies ermöglicht auch unerfahrenen Amateuren, relativ einfach und schnell in die wunderbare Welt der Astronomie einzusteigen.
