(38) Sterntest

Stern-Test

Das lesenswerte Buch "Star Testing Astronomical Teleskcope" von H.R.Suiter hat bei
den synthetischen, weil über den Computer gerechneten, Beispielen den Nachteil bzw.
das Problem, wie man diese "künstlichen" Sternscheibchen-Bilder in die Praxis umsetzt.
Die Diskussion um den Sterntest leidet also darunter, daß aus der Ecke der Sympathi-
santen zu wenig bis gar keine Beispiele abgeliefert worden sind, die diesen Stern-Test
in der Praxis zeigen. Es fehlen also die Bild-Veröffentlichungen des Sterntestes
a) am Himmel bzw. Polarstern
b) auf irgendeiner anderen optischen Bank.

Weil ich aber die Argumente derer, die den Sterntest in der Praxis forcieren möchten,
durchaus ernst nehme, als weitere praxis-nahe und einfache Möglichkeit für den
Sternfreund, sein Gerät unabhängig prüfen zu können, wäre eine ganz konkrete An-
leitung, wie man das
a) fotografiert und
b) auswertet und
c) mit den anderen z.B. bei mir erstellten Tests vergleichen kann.

Den Stern-Test in Autokollimation mache ich seit vielen Jahr jeweils zu Beginn
einer Test-Serie. Damit kann man ziemlich gut die Justage des Meßaufbaues
überprüfen, und erkennt zugleich sofort in einer Art Übersicht die markanten
Fehler einer Optik - aber auch nicht mehr, und schon gar nicht quantitativ !
Also wirklich nicht quantitativ, um es nochmals deutlich zu wiederholen.

Mein Beispiel hier ist ein LE NEwton-Spiegel 250/1250 mit einer Randdicke von 19.75 mm
und einem Gewicht von 2235 Gramm. Auf beiden Bildern sieht man Beugungs-
Effekte, die von Staubteilchen meines 15 mm WW Spektros-Okulares her rühren.
Im Verlaufes des Threads werde ich dann die anderen Testergebnisse nachreichen.
Jetzt aber ein paar Fragen an Euch:

Welche der beiden Aufnahmen ist intra- welche extrafokal ?
Was schließt ihr aus den Unterschieden zwischen dem linken und rechten Bild ?
Was sagt euch die von den Störeffekten bereinigten Flächen der Sternscheibchen?
Könnt ihr etwas zur Korrektur dieses Spiegels sagen?
Wie groß könnte der Strehl sein ?
Was sagen euch die Sternscheibchen zur Glattheit der Fläche ?
Wie groß könnte bei diesem Spiegel die Höchstvergrößerung sein ?

Vielleicht findet ihr ja noch weitere Fragen.

Die Aufnahme ist doppelten so genau wie am Stern, weil das
Licht in Autokollimation zweimal über die Spiegelfläche
geht.

http://rohr.aiax.de/sterntest.jpg

Um eine ruhige und sachliche Diskussion möchte ich alle bitten!

Freundliche Grüße

Wolfgang Rohr

Herzlichen Dank erst einmal für Eure Bereitschaft, mitzumachen.
Um Euch nicht zu lange auf die Folter zu spannen, möchte ich
einen Teil dieses Spiegeltestes jetzt "nachreichen"

Dieser Spiegel zeigt deutlich eine abfallende Kante. Das sieht man
also ganz genau im Sterntest. Dabei darf man aber nicht vergessen,
daß diese im Labor gegen einen Planspiegel gewonnene Aufnahme
doppelt so genau ist, wie am Himmel, und auch das Seeing perfekt
ist. Mein künstlicher Stern hat einen Durchmesser von 0.012 mm,
ist bei Melles Griot gekauft. Auch ich habe das Problem mit dem
Licht. Also führe ich von einem Auto-Scheinwerfer-Birnchen das LIcht
über ein Lichtleiter-Kabel direkt unter die/das Pinhole und mit einem
kleinen 5x5x5 mm Prisma-Spiegel geht es dann zur Optik, also
auch keinen störenden Teiler-Würfel im Strahlengang.

Philipp muß ich recht geben, man muß zunächst die Orientierung
intra/extrafokal wissen, bevor man seine Schlüsse ziehen kann. In
dieser Hinsicht funktioniert der Test ähnlich wie der Ronchi-Gitter-
Test. Zu den anderen Merkmalen möchte ich mich erst später
äußern.

Eigentlich müßte ich bei der Beurteilung des Spiegels mit dem Ronchi-Gitter
beginnen. Und ich müßte streng vereinbaren, immer das gleiche intrafokal
gewonnene Bild zur Beurteilung der sphärischen Aberration bzw. des Öffnungs-
fehlers heranzuziehen. Dann weiß ich, daß eine Verjüngung der Ronchi-Linien
immer eine Schnittweiten-Verlängerung und eine bauchige Verbreiterung der
Linien eine Schnittweiten-Verkürzung aus der jeweiligen Zone bedeutet. Mit
diesem Ronchi-Gitter-Test hole ich mir also zunächst eine wichtige Orientierung,
auch zur Beurteilung des Sterntestes, auch zur Beurteilung des Interfero-
grammes. Auch beim Interferogramm habe ich mich auf eine bestimmte Ein-
stellung festgelegt, damit ich sofort bestimmte Fehler erkennen kann.

Herzliche Grüße

Wolfgang Rohr

Das mit dem Grab,

lieber Matthias,

ist unser aller Schicksal! Wissen ist deshalb eine flüchtige
Angelegenheit. Dein leichtes Augenzwinkern habe ich vermutlich
bemerkt. Zum Pinhole: Ich hätte noch eines hier mit 0.008 mm
oder 8 Micron, mußte aber feststellen, daß da schon zuwenig
Licht durchkommt. An Deinem künstlichen Sternhimmel hätte ich
allergrößtes Interesse, vor allem der Doppelsterne wegen, die
man dort trifft und unterm Mikroskop ausmessen kann für quanti-
tative Aussagen etc.

Aus meinem früheren Leben, also noch in der Vor-Foren-Zeit, kenne
ich eine ganze Reihe von Leuten, die sich ähnlich intensiv mit
dieser Materie befaßt haben - ich habe noch heute Kontakt zu
ihnen: zu nennen wäre Karl-Ludwig Bath, Wolfgang Busch, Alois Ortner,
Kurt Benischeck, Eugen Aeppli, Harrie Rutten, Thomas Baader, den
Marty Trittelvitz, den Namensvetter Hans Rohr (schon verblichen) und noch
viele, die aus welchen Gründen auch immer das Licht der Foren noch
nicht erblickt haben. Hoffentlich wachsen immer genügend nach, die
sich auch dafür interessieren - das ist auch eine Art Dienst
fürs Gemeinwohl.

Ebenfalls mit einem leisen Augenzwinkern!

Wolfgang Rohr

Was kann er denn überhaupt der Sterntest?

Der Sterntest ist mit Sicherheit ein qualitativer Übersichts-Test, indem er ganz
bestimmte Fehler sichtbar macht:
- ganz bestimmt zeigt er die Spiegelkante: abfallend/hochgezogen
- etwas ungenauer, ob unter/überkorrigiert
- Zonen, die ganz feinen aber nicht
- Unruhe der Fläche, wie "Wolken" etc.
- auf jeden Fall Astigmatismus, oder Koma bei Dejustage
- eine exakte quantitative Abschätzung sicher nicht, oder nur, wenn
man mit der Micrometer-Schraube die Abstände genau festhält,
wenn man das Seeing und Tubus-Seeing heraus-integriert.
(man kann ja auch einen Foucault-Null-Test am Himmel zuverlässig
durchführen)

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Sabine:
Allerdings frage ich mich wie man hier auf einen sehr guten Spiegel schließen
kann wenn man doch immer behauptet, das die Beugungsscheibchen intra-
wie extrafokal identisch sein sollten.
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Hallo Sabine,
wie identisch die Sternscheibchen sein sollen, sagt keiner, und wie die Merk-
male zuzuordnen sind, auch keiner. Erst im Vergleich mit anderen Tests
kann man die Wertigkeit des Sterntestes ermitteln.

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Tom
grad der defokussierung / zweites hauptproblem: das seeing + tubusseeing
hohe brennweite / von amateuren im freien geknipst sind sie kaum was wert.
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Hallo Tom,

wenn er exakt werden soll, der Sterntest, muß man natürlich alle Bedingungen
nennen, unter denen er erfolgt ist. Da mein Kreuztisch mit Micrometer-Schrauben
ausgestattet ist, wäre das für mich überhaupt kein Problem. In die gleiche
Richtung argumentiert der Phillipp Keller. Das Seeing könnte man wahrscheinlich
über die Bildnachbearbeitung in den Griff kriegen. Je höher Du die System-
Brennweite wählst (also plus Telekonverter) umso ungenauer wird das. Mit einem
10 mm Kellner-Okular sollte man schon sehr zuverlässig den Sterntest machen
können. Das Fotografieren von Sternscheibchen ist eine Spezialität. Mit einem
alten Fotoapparat noch kein Problem, aber mit den elektronischen Kameras eines,
der kurzen Objektiv-Brennweiten wegen. Die Austritts-Pupille liegt für diese
Kameras zu nahe am Okular.

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Keller
Abstand vom Fokus wissen müsste, also wieviel du Intra- oder Extrafokal warst.
wenn man die letzten 3mmm abblendet, ist es ein sehr guter Spiegel. Aber frage
mich nicht nach Streeeeel.
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Hallo PHillipp,

natürlich weiß ich, daß Dir der Sterntest geläufig ist, weil Du ihn genau kennst,
seine Stärken und Schwächen, und weil Du weißt, was man damit sehen kann,
und was nicht. Es gibt ihn nach Roddier eben auch als quantitativen Test, aber
nur, wenn man sich exakt an ganz bestimmt definierte Parameter hält. Die
Aussage mit dem Rand ist richtig. Ob es ein guter Spiegel ist oder nicht, diese
Antwort möchte ich noch ein wenig hinausschieben.

Vom Markus Ludes fehlt mir noch ein Echo. Dessen Erfahrung hätte ich gerne
auch in diesem Thread gehabt.

Trotzdem erst noch ein Gegenbeispiel, bevor ich später weitere Tests abliefere.
Vergangene Woche hatte ich hier ein AS Zeiss Objektiv 100/1000 hier. Am
Stern, so berichtete mir der Sternfreund hätte man auf einer Seite wunderbare
Beugungs-Ringe, auf der anderen Seite zwar fokussierte Sterne, aber sehr viel
Streulicht außenherum, und ob ich das richten könne.

Also nahm ich das eigentlich sehr gute Objektiv vor den Planspiegel, und konnte
außer einem hohen Strehl nichts Auffälliges feststellen.

Wieso, grübelte ich,
wieso sieht der Sternfreund so merkwürdige Effekte.
Ich schau mir also die Fassung so an, die Druckspuren von den Befestigungs-Schrauben
und dreh' das Objektiv falsch herum. Jetzt habe ich exakt die vom Sternfreund be-
schriebenen Effekte, wie man auf nachfolgenden Sternscheibchen-Bild sehen kann.
Da jetzt das Objektiv mächtig unterkorrigiert ist, hat das Sternscheibchen intrafokal
die allerschönsten Beugungs-Ringe, während extrafokal das Streulicht aus der Mitte
mit der längeren Schnittweite den Frieden stört.

Herzliche Grüße

Wolfgang Rohr

Mit solchen Aufnahmen kannst Du mich begeistern !
Ganz ehrlich und ohne Augenzwinkern. Versuche mit
künstlichem Sternhimmel habe ich bereits gemacht.
Wenn man kleine Planspiegel unter dem Mikroskop
betrachtet, findet man oft auch derartige Stern-
himmel - natürlich nicht ganz so exakt wie auf
Deinem Bild. Falls irgendwo herrenlos solche
kleinen Spiegel herumliegen, ich würde sie Dir aus
der Hand reißen ...
Ein exakt definierter Sternhimmel, mit Grenz-Größen,
Doppelsternen ... danach suche ich doch schon wer weiß
wie lange !!!

Herzliche Grüße

Wolfgang Rohr

Hallo Martin,

nach diesem kleinen Ausflug, welchen Unterschiede es bei den
fotografierten Sternscheibchen geben kann, und was man daraus
erkennen kann und was nicht, also wieder zurück zum ursprüng-
lichen Spiegel:

PhasenKontrast oder Rauhheits-Test
Bereits im Sterntest konnte man auf eine ziemlich glatte und
homogene Fläche schließen - mit dem PhasenKontrast-Test
jedoch eindeutig nachweisbar.

Ronchi-Test

Hier geht es um die Korrektur der Parabel und wie der Rand
aussieht. Der einzige Schönheitsfehler dieses Spiegels ist
der Rand. Insofern hat Phillipp Keller recht, daß man den
Rand lediglich um 3-5 mm abblenden muß, um ein excellentes
Bild zu bekommen.

Interferogramm

Über die Interferenz-Streifen läßt sich der Fehler jetzt
quantifizieren. Es können also immer noch Wetten über den
Strehl abgeschlossen werden: Wie hoch ist der Strehl:
a) Koma-bereinigt
b) mit abfallendem Rand
c) mit abgeblendetem Rand

Fröhliche Grüße

Wolfgang Rohr

Nachtrag:

war heute ein Vixen Cassegrain 200/1800 bei mir. Klar, daß
wir zuerst den Stern-Test durchführten, und auch fotogra-
fierten. Die deutliche Unterkorrektur konnte man aber eben
nicht am Sterntest sehen, sondern erst in aller Deutlichkeit
mit dem Ronchi-Gitter. (Damit ist nur ein einzelnes derartiges
Gerät beschrieben, und keine generelle Wertung ausgesprochen !!!)

Hallo Torsten

die beiden Sternscheibchen rechts zeigen Deinen Spiegel doch sehr schön:
Eindeutig ist bei ca. 60% vom Durchmesser eine kleine Zone erkennbar. Wenn
der Foucault-Test besser ausgeleuchtet wäre könnte man sie zuordnen. Der
Rand scheint sehr exakt zu sein, also keine abfallende Kante. Die Parabel-
Korrektur ist möglicherweise bei 100%, weil sich die Flächen abzüglich der
Seeing-Störungen ziemlich ähnlich sind. Es müßte ein sehr guter Spiegel
sein. Vielleicht gelingt Euch dazu passend eine gute Foucault-Aufnnahme,
auch zum Vergleich mit Euren Sternscheibchen. (In den Bildern stecken oft
noch mehr Informationen, wenn man sie aufhellt)

Herzlichen Dank für Euer Interesse,

Wolfgang Rohr

Hallo Freunde,

das Thema unseres Projekt-Tages heißt Astronomie + Meßtechnik,
augenblicklich probieren wir aus, ob wir von unserem Schulrechner
in Eltmann/Bayern auf diesem Server landen. Unser "Pauker" hat
nämlich sein T-Shirt von AstroTReff an, und da steht alles drauf,
wo man bei diesem Thema was erfährt.

Gruß an alle

Thomas Stäblein und Sebastian Hornung

Halbvoll oder halbleer ?

Dieser Spiegel wäre ein typisches Beispiel für die Sichtweise:
Halbvoll oder halbleer?
Wer für halbleer argumentiert, wird sich auf den Schönheitsfehler der
- abgesunkenen Kante stürzen, wird erzählen, wieviel
- Streulicht durch diesen Fehler verursacht wird und daß er doch
- keinen 10-Zöller bekommen hat, er wird versuchen, den ohnehin günstigen
- Preis zu drücken oder er lehnt ihn überhaupt ab, diesen "minderwertigen" Spiegel

Der fröhliche Besitzer hingegen, hat sich das Ganze genauer angeschaut. Für ihn
ist das Glas halbvoll, oder fast ganz voll. Er hat also auch alle meine Messungen
bekommen, wie man sie auf dem Board nachvollziehen kann. Er weiß, daß man
- die max 5 mm Kante mit einer Blende abdecken kann und dann einen
- brillianten Spiegel hat, dessen
- Glätte er in über Ronchi, Sterntest und PhasenKontrast-Test qualitativ nachvollziehen kann und der
- Strehl je nach Betrachtung varieren kann, also in diesem Fall "unscharf" ist.

<font color="yellow">(In eigener Sache: Hatte gestern nach zwei Jahren erneut Gelegenheit, das gleiche Vixen-Gerät
zu justieren und bei gleicher Wellenlänge zu vermessen und auszuwerten und traf bis auf 2%
das gleiche Strehl-Auswert-Ergebnis. Soviel zur Wiederholgenauigkeit!)</font id="yellow">

Roland vom anderen Board hat also mit seiner Bemerkung recht:

========== Zitat-Roland ================
jetzt ist die Sache klar: nach dem Ronchibild sowie dem Interferogramm zu urteilen hat der Spiegel
abgeblendet wohl 98-99%, nicht abgeblendet schätze ich mal immer noch so 92-93% da der Flächen-
inhalt der Kante ziemlich klein ist.
========== Zitat Ende ================

Alles weitere entnehme man dem Datenblatt. Bei der Auswertung hätte ich mehrere
Möglichkeiten gehabt, entweder einseitig die Koma zu unterdrücken, oder den Randabfall
durch Verkleinern des Durchmessers und das Ganze jeweils getrennt auszuwerten. Hab
ich in bestimmten Fällen auch schon gemacht.

Noch zwei ganz andere Anmerkungen:
- Dieser Thread war diesmal forenübergreifend in Frieden-stiftender Absicht
- Vielleicht habt Ihr durch diesen Projekt-Tag neue Kunden gewonnen, also
behandelt sie pfleglich vor allem deswegen, weil sie mich fragten, woher
man so tolle T-Shirt herbekommt (natürlich umsonst !!! Halt wie überall!!!)

Soviel zum Thema Sterntest!

Gruß an alle

Wolfgang Rohr

Hallo Albrecht,

brauchst net länger mit de Hufe zu scharren! Spiegel iss heut',
wie vereinbart zum Zit. "fröhlichen Besitzer" abgeschickt worden.
Ein Hoch auf unsere Post, und daß sie Dir morgen den Spiegel über-
reicht. Bitte bei Gelegenheit eine Rückmeldung aus der Praxis,
am liebsten eine Sternscheibchen-Aufnahme. Auch an den Fangspiegel
denken und den nicht klemmen und das Ganze sauber justieren.

Viel Vergnügen damit am Himmel.

Wolfgang Rohr

<font color="yellow"><b>Anmerkung in eigener Sache:

- GSO-Spiegel werden von mindestens <font size="6">drei</font id="size6"> deutschen HÄndlern vertrieben.
- die in SuW 7/2003 S63 f von WR vertretene Markteinschätzung kann ich
gut nachvollziehen, besonders wenn man zwischen den Zeilen lesen kann.</b></font id="yellow">