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 "live"- Temperatumessung an einem 8" Dobson
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Kurt
Forenautor im Astrotreff

Germany
7085 Beiträge

Erstellt am: 11.12.2002 :  13:01:15 Uhr  Profil anzeigen
In den vergangenen Nächten bot sich reichlich Gelegenheit für zur Messung des Abkühlverhalten an Teleskopen. Heute kann ich ein erstes „life“- Ergebnis vorstellen. Darunter verstehe ich Mess- und Versuchsergebnisse unter „Mitwirkung“ mindestens eines voll funktionstüchtigen Teleskopes bei Beobachtungsbedingungen. Dieses ist so zu sagen der Hauptdarsteller. Wie es sich gehört, hier sein Portrait:



Sein Eigentümer ist Karsten Schätte. Es ist ein 8“ f/6 Dobson mit Zwangsbelüftung und Iso- Tubus (Arbeitsname „Isodobs“) . Karsten wird wahrscheinlich noch einen FL- Bericht zu dem Gerät liefern.
Die Anordnung der Belüftungsventilators erkennt man auf dem nächsten Foto.
Karsten wird wahrscheinlich noch einen FL- Bericht zu dem Gerät liefern.
Das folgendes Schema zeigt die Position der Temperaturmessstellen. (Window „Word“ meint, das schreibt man mit „sss“ und nicht „ ßs“)

Das nächste Foto zeigt den Standort der laufenden Versuchsserie.



Hier zunächst nur die Beschreibung der Versuchsdurchführung und die Ergebnisse zu „Isodobs“ Das Wetter: wolkenlos, gute Transparenz, anhaltend mäßig bis frischer Ostwind

1.Ermittlung von Temperaturdifferenzen im Teleskop beim sog. „Auskühlen“

Dazu wurde „Isodobs“ stand während des Tages im ca. 20°C warmen Werkraum gelagert. Bei Sonnenuntergang um 14 Uhr 20 am 8. 12 wurde es am Messplatz aufgestellt, auf den Polarstern ausgerichtet und die Zwangsbelüftung gestartet. Die Ausrichtung auf den Polarstern scheint mir für weitere Vergleiche sinnvoll, weil dessen Position praktisch unverändert bleibt. Die Höhe über dem Horizont entspricht auch ungefähr einer für unsere Breiten günstigen Höhe von Planeten, Mond und Sonne. .
Das Diagram zeigt die bearbeiteten Messergebnisse.

Physikalisch- optisch wirksam sind hier besonders die Temperaturdifferenzen zwischen Hauptspiegel und Außenluft und innerhalb des Tubus. Zur Erfassung der Spiegeltemperatur wären natürlich mehrere Messpunkte besser als nur der eine Messpunkt M1 auf der Spiegelrückseite. Das würde aber hier den Aufwand unverhältnismäßig steigern. Als Bezugstemperatur wurde der IR Messpunkt M1 gewählt. Das ist die Rasenfläche dicht neben dem Standort. Die Temperaturdifferenzen zwischen den Messpunkten M3 und M4 innerhalb des Tubus betrugen nur max. 0,9°C ca. 15 Minuten nach Messbeginn. Danach lagen diese Differenzen im Bereich der von 0,3- 0,2°C. Deshalb wurde für die Darstellung der Mittelwert (M3+M4)/2 damit die Differenz zu M1 gebildet.
Interessantes Nebenergebnis: Bei windigem, klaren Wetter ist der Temperaturabfall der Luft nach Sonnenuntergang wenig scharf ausgeprägt, wie man aus dem Verlauf der Messung an M5 (el. Thermometer) erkennen kann. Bei früheren Versuchen an windstillen abenden an dem selben Standort mit exakt dem selben Thermometer konnte man dagegen einen Temperatursturz von 7°C innerhalb der 1. Stunde nach Sonnenuntergang registrieren.

2. Auswirkungen des Temperaturganges auf die Bildqualität während der Beobachtung
Nach Ende der obigen Messreihe wurde „Isodobs“ im Werkraum bei 20°C mit eingeschalteter Zwangsbelüftung aufgewärmt und anschließend wieder am exakt dem selben Standort auf den Polarstern ausgerichtet, zunächst mit abgeschalteter Belüftung. Wie erwartet , zeigte sich der Polarstern bei 200x Vergr. intra/extra und fokal als „kochender“ matschiger Lichtfleck. Wenige Minuten nach Einschaltung der Belüftung wurde das Bild zunehmend ruhiger und die extra/intrafokale Beugungsbilder traten deutlicher hervor. Nach 15 Minuten zeigte sich der Spiegel als total überkorrigiert und dazu noch dreieckig verspannt. Wegen der Luftführung von der Rückseite um den Spiegelrand herum ist eine solches Bild gut erklärbar.
Nach weiteren 10 Minuten war dieser Spuk vorbei. Der Spiegel zeigte sich als zumindest sehr gut korrigiert. Es waren auch keinerlei Schlieren im Tubus mehr wahrnehmbar. Das änderte sich auch nach Abschaltung der Belüftung nicht. Die extra/intrafokalen Sternbilder zeigten ein hochfrequentes Zittern sowie stark gerichtete feine Schlieren in rascher Bewegung. Solche seeing- Effekte sind durch Turbulenzen der gesamten, bewegten Atmosphäre über dem Teleskop erklärbar.

Fazit: Eine einzelne Versuchsserie bei einer bestimmten Wetterlage kann nicht alle Fragen zu Tubus- seeing und Auskühlung der Optik beantworten. Immerhin zeigt diese Stichprobe recht detlich wo es lang geht. Ich bald weitere Mess- und Beobachtungsergebnisse hier vorstellen zu können.
Gruß Kurt

Bearbeitet von: am:

KaStern
deaktiviert, auf eigenen Wunsch

Bhutan
2469 Beiträge

Erstellt  am: 11.12.2002 :  21:03:12 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Kurt,

an dieser Stelle erst einmal herzlichen Dank für die Arbeit die du dir mit meinem Dobson gemacht hast!

Das Resultat kann sich sehen lassen und wurde gestern Nacht auch gleich mal ausprobiert.
Weil es so bitterkalt war hatte ich keine Lust auf eine größere Expedition und habe beschlossen unseren Lichtverseuchten Garten aufzusuchen.Sonst meide ich den Garten wegen der Straßenlaternen trotz seiner Nähe,die der Bequemlichkeit natürlich entgegenkommt.

Aus unsere Beobachtung am Montag bei Kurt wußte ich wie sich "Isodobs" verhält wenn er aus der Wärme in die Kalte Nacht verfrachtet wird.Mit eingeschalteter Belüftung reagiert der Spiegel anfänglich noch stärker als im alten Tubus mit hinten offener Spiegelzelle mit Verformung,das Bild ist anfangs unbrauchbar,wird dann aber schnell besser und nach 20 Minuten kann man hochvergrößernd beobachten.Der immer noch vorhandene Wärmeüberschuß des Spiegels erwärmt die über ihm liegende Luft wird aber durch den Lüfter sofort weggeblasen und kann sich nicht durch Schlieren im Bild bemerkbar machen.

Gestern Nacht war Isodobs schon mal einige Stunden auf dem Trockenboden neben unserer Altbauwohnung durchgekühlt auf um 0 Grad und kam dann in den -5° kalten Garten.Der Polarstern zeigte sehr schnell neben hochfrequetem Flirren (wohl atmosspärisches Seeing)auch die typischen Schlieren die durchs Bild laufen und ein Hinweis auf die aufsteigende "Warmluft" sind.
Nach einschalten des Lüfters verschwanden die Schlieren binnen 2 Minuten.Der Spiegel zeigte an Polaris nun einen Hauch Überkorrektur(viel weniger als in der Nacht zuvor,da betrug der Temperaturunterschied aber über 20° ),welche dann nach kurzer Zeit nicht mehr zu sehen war.
Das Atmosphärische Seeing war auf meiner nicht genau definierten persönlichen Scala mittelmäßig bis mäßig.

Saturn habe ich mir mit 214x , 300x , und 400x angesehen(jeweils Televue Povermate 2,5 mit 14mm Pentax,10mm Silberplössl,und 7,5mm Baader Eudia).
Die Schärfe war bei 400x noch o.K,aber es waren nur Cassiniteilung umlaufend,das "Hüftband" des Saturn und seine Polregion deutlich zu sehen.Mein Eindruck war,daß eine Vergrößerung zwischen 214x und 300x optimal gewesen wäre.Um Jupiter zu sehen war ein "Positionswechsel" angesagt.
An der neuen Stelle im Garten zeigte sich Jupiter knapp über einem Hausdach(Altbau).Schon bei 86x erschien Jupiter stark gebeutelt,bei höherer Vergrößerung war deutlich,daß er in der Abwärme des Dächer kochte.
Also noch mal Positionswechsel,in den äußersten Winkel.Nun hatte Jupiter etwas Abstand vom Dach,seine relativ geringe Höhe und die Tatsache,daß auch jetzt immer noch die Häuser das Seeing versauten ließen nur wenige Details erkennen:2Bänder deutlich,2 Bänder so gerade eben und 3 Monde,die kein sauberes Scheibchen zeigten,sondern irgendwie fusselig aussahen.Nach einem eventuellen Schattendurchgang brauchte ich bei diesen Seeingbedingungen gar nicht erst zu suchen.

Der Kontrollblick zu Saturn zeigte mir einen zufriedenstellenden Anblick.

Alle Beobachtungen wurden mit einer zusätzlich aufgesteckten Taukappe mit etwas mehr als 20cm wirksamer Länge gemacht.
Ich habe sie einmal entfernt und so beobachtet,daß der Wind die Wärme von meinem Gesicht vor der Objektivöffnung verbeiblasen konnte.
Ohne Taukappe konnte ich deutlich die Wärmeschlieren erkennen.Mit wieder aufgesteckter Kappe war nichts mehr davon zu sehen(!)

Der Orionnebel war trotz der aufgehellten Umgebung(ich hatte zwischenzeitlich erwogen die weihnachtlich illuminierte Tanne der Nachbarn umhacken)erstaunlich gut zu beobachten.Im Sauerland ist er natürlich besser,aber hier machte sich die Tubusinnenauskleidung mit Velours ausgesprochen positiv bemerkbar.Bei 214x konnte ich außer dem Trapez auch die e- und f-Komponente erkennen.
Sehr schön konnte ich sehen,daß dieser lichtschluckende Velourbelag das Streulicht der Planeten stark vermindert.Wenn sie knapp außerhalb des Bilfeldes waren konnte ich sie immer ganz leicht ins Gesichtsfeld holen,der Lichtschein zeigte deutlich wo sie waren.
Nun geht das nicht mehr,da bleibt nur wenig Streulicht übrig!

Ich dachte mir das könnte sich auch bei der Galaxienbeobachtung bemerkbar machen.
M81 und M82 waren schnell gefunden mit dem 21er Pentax und tatsächlich war selbst unter diesem Lichtverseuchten Himmel nicht nur der Kern von M81 zu sehen sondern auch ein Teil des Halo.M82 war deutlich wie eigentlich immer hier,jetzt aber mit einer Andeutung der Segmentierung!
Das war mehr als ich erwartet hatte.Also habe ich nach der kleinen Galaxie in der Nähe gesucht und nach ein paar Minuten auch gefunden,wenn auch sehr schwach.

Zusammenfassend kann ich sagen,daß die Zwangsbelüftung die Auskühlung deutlich beschleunigt und die Velourauskleidung den Kontrast erheblich verbessert hat.

Der Isoliertubus soll die ausstrahlungsbedingte Abkühlung im weiteren Verlauf der Beobachtung verhindern.Dadurch kühlt die Luft oben im Tubus stärker ab und fällt weil sie schwerer ist nach unten und sorgt wieder für Tubusseeing.Obwohl ich die Belüftung nach 35Minuten abgeschaltet habe konnte ich diesen Effekt nicht ausmachen,während er bei klarem Wetter und fallender Temperatur mit dem alten schwarzen GSO Tubus immer zu beobachten war.Ich werde dazu noch weitere Beobachtungen machen müssen,aber Kurt`s Ansicht zu diesem Thema scheint sich zu bewahrheiten.

Der einzige Nachteil der Umbaumaßnahme war die wegfallende Möglichkeit mit Magneten als Trimmgewichte arbeiten zu können.

Kurt hat deshalb eine Metallstange (demontierbar) am vorderen Tubusende befestigt.Hier können je nach Bedarf 1 oder 2 Magnete angebracht werden um den Tubus in der Balance zu halten,je nach Okular(Nagler oder mini-Ortho )muß man schon ein bischen trimmen.

Die Gegengewichtsstange ist anders als im Bild jetzt aber vorne in einem der unteren Löcher angeschraubt so daß das Drehmoment größer ist.Der Sucher und die Okulare im Auszug übt ja auch ein Drehmoment aus,in entgegengestzter Richtung.

Die Tauschutzkappe kann trotz der Stange aufgesteck werden,weil sie an der entsprechenden Stelle eine Aussparung hat.

Auf dem Bild ist die Stromversorgung für den Lüfter noch nicht angebracht.Sie taucht durch die Aussparung im Frontbrett der Rockerbox durch.
Einige Kleinigkeiten müssen noch optimiert werden,das Holz am Tubus klarlackiert werden.
Der Umbau hat sich aber sicherlich gelohnt.

MfG,Karsten

"Der Mensch benutzt nur ein Drittel seines Gehirns zum Denken."
"Interessant. Und was macht das andere Drittel?"

Bearbeitet von: KaStern am: 11.12.2002 21:25:16 Uhr
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Roland
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
3249 Beiträge

Erstellt  am: 11.12.2002 :  23:44:57 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Kurt,

da hast du dir ja richtig Arbeit gemacht, nur schade dass es nicht windstill war.
Zitat:
Eine einzelne Versuchsserie bei einer bestimmten Wetterlage kann nicht alle Fragen zu Tubus- seeing und Auskühlung der Optik beantworten. Immerhin zeigt diese Stichprobe recht detlich wo es lang geht. Ich bald weitere Mess- und Beobachtungsergebnisse hier vorstellen zu können

Das sehe ich auch so, da gibts bestimmt noch viel auseinanderzudividieren, wie z.B. Spiegelmasse und Auskühlzeit, Tubus und Gitterrohrkonstruktion und das Verhalten verschiedener Spiegelmaterialien bei der Temperaturanpassung. Bin schon mal mehr als gespannt auf deine nächsten Versuche.

Gruß Roland

Bearbeitet von: am:
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binoviewer
Meister im Astrotreff

Austria
322 Beiträge

Erstellt  am: 12.12.2002 :  16:47:22 Uhr  Profil anzeigen  Besuche binoviewer's Homepage
hallo kurt, hallo karsten,

tolles experiment! dieselben erfahrungen habe ich mit meinem geschlossenen system (MN78) auch gemacht. bei mir ist es auch noch so, daß nach abdrehen des lüfters das tubusseeing im laufe
von einigen minuten wieder zunimmt, daher lasse ich den lüfter immer auf geringer stufe
weiterlaufen und schalte nur bei längerer beobachtungspause ab.
soweit ich bis jetzt beobachten konnte, braucht mein gerät auch etwas 15-20min, bis der spiegel die optimale kurve hat. werde aber bei nächster gelegenheit hier mal eine genauere beobachtung machen und dann darüber berichten.
interessant erscheint mir in der sache auch den unterschied im verhalten von offenen und
geschlossenen systemen herauszuarbeiten. grundsätzlich nehme ich mal an, daß ein C8 länger zum auskühlen braucht als ein offener 8"f5 newton.

bin schon auf die nächsten ergebnisse sehr gespannt.

c.s. tom

Bino-Tom

BINOVIEWER:
http://www.binoviewer.at

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Kurt
Forenautor im Astrotreff

Germany
7085 Beiträge

Erstellt  am: 12.12.2002 :  19:49:33 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Tom,
Zitat:
bin schon auf die nächsten ergebnisse sehr gespannt

ich auch! Bei einem geschlossenen System wie SC oder bei einem Newton mit Rohrtubus spielt die unterschiedliche Abkühlung am Tubus Abhängig von der Ausrichtung zum Himmel bzw. die Abkühlung der Korrekturplatte ganz wesentlich mit. Bei den Messungen in den vergangenen 4 Nächten konnte ich z. B. an dem Blechtubus Temperaturdifferenzen zwischen Tubus- Ober/ Unterseite von 2°C messen, und zwar an der Innenseite. Die Oberseite war bei allen Messungen die kältere. Das gilt auch für die Ober/Unterseite der Glasplatte. Dabei wehte permanent ein mäßiger Wind. Bei Windstille dürfte dieser durch IR- Abstrahlung bedingte Temperaturunterschied erheblich deutlicher werden. Bei den Iso- Tuben von Karstens "Isodobs" sowie von "Silbercassi" konnte ich ausser bei den Auskühlversuchen keine Temperaturdifferenzen an den Innenflächen feststellen. Jetzt warte ich auf die nächste Gelegenheit mit Winsdstille und klarem Himmel für weitere Messungen.
Gruß Kurt

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Gast00273
Meister im Astrotreff

Germany
808 Beiträge

Erstellt  am: 12.12.2002 :  21:17:56 Uhr  Profil anzeigen
Lieber Kurt,
sei mir nicht böse: aber dein geniales Bild von den "Dobsonlichtkanonen" weiter unten hat in mir sehr das "Heimweh" entfacht....
diese schönen Hügel im Hintergrund, lichtbenetzt, mit leichtem Reif überzogen...seufz... seufz...
WANN oh WANN seh´ich euch wieder, heimatliche Gefilde?
wo ich oft mit Luna spazieren ging?

:)

(PS: fehlt nur noch ein 16er....)

Klarinetto

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Rohr
deaktiviert

Germany
335 Beiträge

Erstellt  am: 13.12.2002 :  06:12:46 Uhr  Profil anzeigen  Besuche Rohr's Homepage
Hallo Kurt, Karsten und alle übrigen Sternfreunde,

vielleicht habe ich ja einiges verpennt, von dieser hoch interessanten
Diskussion. Habt Ihr die Messungen an unterschiedlichen Spiegelträgern
auch durchgeführt, so daß man auch zu einer Aussage hinsichtlich der
verschiedenen Glassorten kommen könnte? Hätte mich mein IR-Temperatur-
fühler nicht so schmählich in Stich gelassen, hätte der Versuch bei
mir zwischen Py... und Grün-Glas (kein Dinkel oder Grünkern) schon
gefunzt. Habe hier zwei 10-Zöller unterschiedlicher Materialien rum-
liegen - deswegen.

Herzliche Grüße allerseits!

Euer Wolfgang

http://rohr.ajax.de

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Kurt
Forenautor im Astrotreff

Germany
7085 Beiträge

Erstellt  am: 13.12.2002 :  17:35:33 Uhr  Profil anzeigen
Zitat:
Habt Ihr die Messungen an unterschiedlichen Spiegelträgern
auch durchgeführt, so daß man auch zu einer Aussage hinsichtlich der
verschiedenen Glassorten kommen könnte?

Hallo Wolfgang und alle anderen "Zwangsverkühlte",
Das Trägermaterial in Karstens 8 Zoll- "Isodobs" ist aus BK7, 25 mm dick. Nach unseren unabhängigen Beobachtungen ist im Praxis- Einsatz mit Zwangsbelüftung nach 20 Minuten nichts mehr an Deformatiom festzustellen. Das Wärmeleitvermögen, die spezifische Wärmekapazität sowie die Dichte sind für die gängigen Trägermaterialien sehr ähnlich. Daher ist für die eigentliche Auskühlung unter definierten Bedingungen kein wesentlicher Unterschied zu erwarten. Aus den gemessenen Kurven des ebenfalls 25 mm dicken Duran- Rohlings kann man ablesen, dass die Temperaturdifferenz zwischen Rand und Mitte nach 20 Minuten verschwindend gering wird (s. vorheriges Thema). Genau das bestätigt unsere obige Beobachtungen. Die Messungen an beiden Körpern zeigen auch, dass nach 20 Minuten Belüftung der Spiegel noch nicht vollständig temperiert ist. Bei Abschaltung der Belüftung ist das Bild noch unbrauchbar für hohe Auflösung. Das ist ganz offensichtlich auf die vom Spiegel verursachten Luftschlieren zurück zu führen. Nach diesen und früheren Erfahrungen scheint es mir deshalb effekiver zu sein, die Messserien auf das Ziel Optimierung der Belüftung auszurichten, an statt weiterer aufwändiger Messungen des Temperaturausgleiches an unterschiedlichen Spiegelträgermaterialien
Gruß Kurt

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