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Das Astronomie-Museum der Sternwarte Sonneberg ist dem Sternwartegründer Professor Cuno Hoffmeister (1892-1968) und seinen Mitarbeitern gewidmet.
Berühmt ist die Sonneberger Sternwarte für ihre fotografische Langzeitbeobachtung des gesamten nördlichen Sternenhimmels. Diese wird für die Dokumentation von Veränderungen an Himmelskörpern betrieben: So können Helligkeitsänderungen an bestimmten Fixsternen (sog. Veränderliche Sterne) und Ortsveränderungen von Kleinplaneten und Kometen auf den Fotoplatten erforscht werden.
Auf der Sternwarte Sonneberg befindet sich das zweitgrößte und aktuellste fotografischer Himmelsaufnahmen der Erde mit über 277 000 Platten, die in manchen Himmelsbereichen das astronomische Geschehen über nahezu 70 Jahre dokumentieren. Auf den Sonneberger Astroplatten wurden besonders viele veränderliche Sterne entdeckt: Allein Cuno Hoffmeister fand 9800 von den 11.000 bisher in Sonneberg entdeckten Veränderlichen.
Zu den heutigen Aufgaben der Sternwarte gehören neben der regelmäßigen Beobachtung des Sternenhimmels die Digitalisierung des Plattenarchivs und die Auswertung der Datenbestände. Neben den traditionellen Helligkeitsmessungen an Veränderlichen werden Positionsmessungen an Kleinplaneten durchgeführt.Neben der wissenschaftlichen Arbeit nimmt die Unterstützung der Ausbildung von Astronomielehrer, Studenten, Amateurastronomen und interessierten Schülern einen breiten Raum ein.
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Die Sternwarte mit ihrem Museum befindet sich am Rande des Sonneberger Ortsteils Neufang. Erreichbar ist das Museum per Bus-Linie C oder mit Pkw. Die Endhaltestelle und der Parkplatz befinden sich 200m von der Sternwarte entfernt.
Der erste Ausstellungsraum ist dem Leben und Wirken Cuno Hoffmeisters und seiner Frau Adelheid gewidmet. In der Mitte des Raumes ist das erste richtige astronomische Fernrohr Hoffmeisters ausgestellt, mit dem er als Jugendlicher das Beobachterhandwerk erlernte und im August 1914 seinen ersten veränderlichen Stern (RW CrB) entdeckte.
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Mitten im zweiten Raum ist die erste Astro-Kamera der Sternwarte aufgestellt. Sie diente im Ersten Weltkrieg als Luftbildkamera. Von 1921 bis 1971 wurden mit ihr große Himmelsausschnitte fotografiert.
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Dieses Linsenfernrohr mit 135mm Objektivöffnung hat beim Aufbau der Sternwarte Sonneberg als Nachführfernrohr eine bedeutende Rolle gespielt. Seit gut 30 Jahren dient es der visuellen Beobachtung von Himmelskörpern bei Führungen, Schulveranstaltungen und Amateurbeobachtungen. Der sinnvolle Vergrößerungsbereich liegt zwischen 30 und 260fach. Dieses Instrument wird auch für Nachtführungen genutzt.
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Die Schmidt-Kamera mit 500mm Öffnung dient der Fotografie von Sternfeldern im drei Spektralbereichen (UBV) und der Gewinnung von Objektivspektren.