Blendenform zur Reduzierung von Beugungseffekten

Schwere Frage...Refraktor kaufen oder auf Schiefspiegler umstellen.
Gruß Armin

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Letman</i>
-Gibt es eine Software, welche das Beugungsbild eines Sterns in Abhängigkeit der Strebenform berechnet?
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Solch eine Software gibt es sicherlich, aber ich kann dir jetzt keine konkret angeben. Es ist aber nicht schwierig selber zu programmieren. Du musst für jeden Punkt in der Bildebene folgendes machen:
In die Eintritts-Apertur (d.h. der Hauptspiegel) fallen z.B. 1000x1000 Strahlen parallel ein. Für jeden Strahl wird die exakte Laufzeit bis zur Bildebene berechnet, und dann wird das Signal im Bildpunkt phasenrichtig aufaddiert. Solche Strahlen, die auf die Streben treffen, werden weggelassen. Zum Schluß wird der Betrag für diesen Bildpunkt berechnet, das ist dann die Helligkeit in demBildpunkt. Das braucht sehr viel Rechenzeit, aber der Algorithmus ist eigentlich ganz einfach.

Gruß
Michael

Hallo,

probier es mal mit gebogenen Streben. In der SaT hatten sie in den 90ern mal Artikel darüber. Die Beutung wird zwar nicht weniger, aber es entsteht eine diffuse Aufhellung um die hellen Objekte herum die weniger auffällig ist als die Spikes.

MfG

Rainmaker

Sascha,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">... Wie könnte eine Strebenblende aussehen um diese Beugungseffekte zu minimieren.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">die Spikes sind immer senkrecht zur Strebe (genau genommen immer ein Spikepaar). Nimm gekrümmte Streben, und die Spikes verschwinden (allerdings zu Lasten des Kontrasts im Gesamtbild). Der Trick besteht darin, dass die Gesamtbiegung aller Streben sich am besten zu einem Halbkreis oder Vollkreis addieren.

Was besseres fällt mir grad nicht ein ...
Da Du die Streben nicht verbiegen willst, kannst auf die Streben eine Art Band als 'Schlange' drauflegen, so dass die Strebenkanten von einem Muster mäandrierender Viertelkreise abgedeckt sind (Die andere Hälfte zum Halbkreis bedecken die die senkrecht dazu stehenden Streben beim 4-Streben-Design). Die Bögen müssen aber im Übergang ansatzlos ineinander übergehen. Fairerweise gesagt: Ich hab's noch nicht ausprobiert. Mal es Dir am PC auf und schnibble Dir doch probeweise Pappstreifen, die du auf die Streben klebst und probiers vielleicht aus.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Letman</i>
-Wie könnte eine Strebenblende aussehen um diese Beugungseffekte zu minimieren.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Die Fangspiegel-Spinne mit vier Streben ist bereits der beste Kompromiss, um die Beugungseffekte zu minimieren. Durch zusätzliche Abschattungen kannst du zwar die Energie, die jetzt in den Spikes landet, an andere Stellen verteilen, aber die Gesamtenergie die nicht im Beugungsscheibchen landet kann nicht kleiner werden.
Vermindern kann man diese Energie nur durch dünnere Streben, oder im Extremfall durch Weglassen der Streben, was dann ein teures Planglas-Fenster erfordert.

Wenn ein interessantes Objekt dummerweise genau hinter einem Spike liegt, dann kann man sich dadurch behelfen dass man das ganze Teleskop um 45° dreht, so dass das Objekt genau zwischen zwei Spikes zu liegen kommt.

Gruß
Michael

Hallo Sascha,

ich denke du kannst die Spikes vollständig zum Verschwinden bringen, allderings ist dies auch mit Lichtverlust (vielleicht sogar mehr als 50 %) verbunden. Wenn du vier (möglichsts große) kreisförmige Öffnungen so anordnest, dass deren Mittelpunkte jeweils auf den Diagonalen um 45 Grad gewinkelt zu den Streben sitzen, dann verwendest du als Optik vier Off-Axis-Parabeln, die im Fokus kreisförmige/ringförmige Beugunsscheibchen zeigen, denen ein quadratisches Schachbrettmuster überlagert sein sollte, Spikes treten allerdings nicht auf. Vorraussetzung ist, dass die 4 kreisförmigen Öffnungen so sitzen, dass die Streben bis zum Fangspiegel hin komplett abgedeckt werden. Im Grund kann man dies ganz einfach mit schwarzem Karton ausprobieren.

Viel Erfolg und beste Grüße

Thomas

p.s. das Beugungsbild entspricht dem eines obstruktionsfreien Teleskops mit etwa einem Drittel des Durchmessers (das überlagerte, sehr feine Schachbrettmuster wird man nicht auflösen können), fotografisch wird dies vermutlich nicht stören, da man sowieso nicht an die beugungsbegrenzte Auflösung heran kommt

Hallo Michael,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: mkoch</i>
... oder im Extremfall durch Weglassen der Streben, was dann ein teures Planglas-Fenster erfordert. ...

Gruß
Michael
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Was wenn man den FS schweben läßt? Ein paar klotzige Seltene-Erden Magnete an den FS geklebt und außen um den Tubus ein paar kräftige Spulen. Dann eine clevere Regelelektronik, die über den Spulenstrom den FS immer an der selben Stelle hält. Ggf. kleine Retroreflektoren seitlich am FS und von der Tubusseite interferometrisch und berührungslos mit Lasern (IR damit's die Nightvision nicht stört) die Position messen und in die Regelung rückkoppeln. Ahhh, ich sollte das patentieren lassen. Geniale Idee. Ich stell' mir das tiefe Brummen beim Beobachten von den dicken Kabeln und von dem fetten Schaltschrank daneben vor. Beobachter mit Herzschrittmacher oder falschen Zähnen sollten nicht zu nahe treten. Wer baut sowas?

Clear Skies,
Gert

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Gert</i>
Was wenn man den FS schweben läßt? Ein paar klotzige Seltene-Erden Magnete an den FS geklebt und außen um den Tubus ein paar kräftige Spulen.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Und bei Stromausfall? Klirr... oh, der Fangspiegel mit den fetten Magneten ist gerade auf dem Hauptspiegel aufgeschlagen...

Gruß
Michael

Gert ....
prima, per Induktion hast du gleich auch eine FS-Heizung.

Hallo Sascha,
also ich finde das linke Bild mit den kräftigen scharfen Spikes um Klassen besser, als das Matschbild auf der anderen Seite.
Selbst die schwachen Sterne im Halo sind viel deutlicher zu sehen.
Für meinen Geschmack würde ich die jeweils gegenüberliegenden Fangspiegelstreben zueinander fluchtend ausrichten, damit die Spikes am Ende nicht auffächern und gut isses.
Ich weiß, andere Leute empfinden das anders, aber ich finde scharfe knackige Spikes ästhetisch.
Viele Grüße
Jörg

Hallo Gert,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Was wenn man den FS schweben läßt? Ein paar klotzige Seltene-Erden Magnete an den FS geklebt und außen um den Tubus ein paar kräftige Spulen...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

gefällt mir, genau so![^] Warum denn einfach wenn es auch kompliziert geht.[:D][:D][:D]
Ein derartiges Projekt könnte allerdings zum "Lebenswerk" ausarten.[:o)]

Gruß Kurt

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: TGM</i>
Wenn du vier (möglichsts große) kreisförmige Öffnungen so anordnest, dass deren Mittelpunkte jeweils auf den Diagonalen um 45 Grad gewinkelt zu den Streben sitzen, ...
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Wenn man eine obstruktionsfreie kreisförmige Öffnung mit 1/3 des ursprünglichen Durchmessers hat, dann verschwinden zwar die Spikes, aber das Beugungsscheibchen wird im Durchmesser 3 mal so groß wie vorher. Damit ist nicht viel gewonnen.
Wenn man nun vier Stück von diesen Öffnungen hat, dann ist die Beugungsfigur eine komplizierte Mischung aus dem ursprünglichen Beugungsscheibchen und dem 3 mal größeren Scheibchen. Kreisförmig ist die Figur nicht.

Gruß
Michael

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: mkoch</i>
<br />[quote]
Wenn man eine obstruktionsfreie kreisförmige Öffnung mit 1/3 des ursprünglichen Durchmessers hat, dann verschwinden zwar die Spikes, aber das Beugungsscheibchen wird im Durchmesser 3 mal so groß wie vorher. Damit ist nicht viel gewonnen.
Wenn man nun vier Stück von diesen Öffnungen hat, dann ist die Beugungsfigur eine komplizierte Mischung aus dem ursprünglichen Beugungsscheibchen und dem 3 mal größeren Scheibchen. Kreisförmig ist die Figur nicht.

Gruß
Michael
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Hallo Michael,

ich denke generell lässt sich nicht sagen, ob ein etwa dreimal größeres Beugungscheibchen stört, das hängt vom Teleskopdurchmesser ab, bei einem größeren Newton wird die Bildschärfe eh durch das Seeing begrenzt. Saschas Grundidee mit den Blenden ist ja völlig richtig, doch die vielen kleinen Öffnungen - vermutlich auch nicht optimal plaziert - blähen die Sterne unnötig auf. Wenn man nur vier richtig platzierte, möglichst große Blenden verwendet ist dies Problem entschärft.

Zur Form des Beugungsbildes, die Spikes sollten vollständig fehlen, der Umriss wird perfekt kreisförmig/ringförmig sein, es gibt mit Sicherheit keine Mischung mit dem ursprünglichen Beugungsbild, durch 2D- Fourietransformation der kompletten Anordnung der Blendenöffnungen kann man sich davon überzeugen. Auch ohne Rechnung kann man sich dies plausibel machen, das Licht "weiß" ja nicht wie das Teleskop ohne die Blende mit den 4 Öffnungen aussieht.

beste Grüße

Thomas

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: TGM</i>
Auch ohne Rechnung kann man sich dies plausibel machen, das Licht "weiß" ja nicht wie das Teleskop ohne die Blende mit den 4 Öffnungen aussieht.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Doch, das Licht "weiß" wie das Teleskop ohne die Blenden aussieht, weil die Gesamtanordnung immer noch den gleichen Durchmesser hat.
Zu diesem Thema steht einiges in
Daniel J. Schroeder: Telescope Optics, ISBN 0126298106
In der ersten Ausgabe Kapitel 17, in der zweiten Ausgabe Kapitel 18.

Gruß
Michael

Hallo Michael,

wenn du Zweifel hast, rechne es nach, der Durchmesser des ursprünglichen Teleskops geht in den maximalen Abstand der Blenden ein, doch der Abstand bestimmt nur die weiter oben erwähnte schachbrettartige Feinstruktur des Beugungsscheibchen, auf die Form des Umriss hat er keinen Einfluss, die Form ist kreis- bwz. ringförmig.

beste Grüße

Thomas

Thomas,
"schachbrettartige Feinstruktur" und "kreisförmig" schließen sich einander aus. Faktisch sind vier Kreisblenden (im Quadrat angeordnet) identisch mit der interferometrischen Überlagerung von 4 Einzelteleskopen mit vergleichbarer Öffnung und Abstand zueinander. Frag die Radioastronomen, die machen so was ständig, um ihre "Baseline" zu vergrößern.

Mit den Abständen der Blenden bestimmst du das Gesamtauflösungsvermögen und machst dieses "richtungsabhängig", denn diagonal gemessen ist der Abstand größer als zwischen zwei benachbarten Blendenlöchern. Das ist für mich mehr als nur "Feinstruktur".

Gruß

Hallo zusammen,

statt vieler Worte, die Fourietransformierte der besagten 4 Öffnungen, die dem Beugungsbild ähnelt. Um die korrekten Intensitäten zu erhalten müsste man die Werte noch quadriereren, dann bleibt praktisch nur der Kreis und der erste Beugungsring übrig.
Die Feinstruktur wird bei einem größeren Newton sicherlich vom Seeing ausgewaschen

zum Vergleich das Entsprechende für eine Öffnung.

beste Grüße

Thomas

p.s. hier ist doch bereits das Quadrat der Fouriertransformierten dargstellt, hatte ich übersehen. Und noch etwas, die Intensitätsskala ist vermutlich nicht linear, denn es gibt einen Kontrastregler

p.p. s. Hallo Sascha, vielleicht ist diese Blende mit vier Öffnungen eine Lösung

Sehr hübsch!

Wie sähe es denn aus, wenn die 4 einzelnen Aperturen so weit vergrößert werden, dass sie sich fast berühren?
Ich vermute, dasselbe Muster mit etwas besserer Auflösung?

Gruß,
Martin

Hallo Martin,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: MartinB</i>
<br />......Wie sähe es denn aus, wenn die 4 einzelnen Aperturen so weit vergrößert werden, dass sie sich fast berühren?
Ich vermute, dasselbe Muster mit etwas besserer Auflösung?......
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

limiterender Faktor ist hier die Fangspiegelgröße.
Bei vier Spinnenbeinen darf der Fangspiegel bzw. seine Fassung nicht größer sein als Radius Blende*(SQRT(2) - 1), sonst deckt er einen Teil der Blenden ab und produziert neue Beugungskapriolen.
Beim Durchrechnen mit vier Spinnenbeinen komme ich auf einen Fangspiegel mit ca. 18% vom Hauptspiegeldurchmesser, fotografisch ein NoGo.

Hallo Sascha,

Wie auch Thomas halte ich diese Blendenanordnung für den besten Kompromiss.
Da Du die Größe Deines Fangspiegels kennst, kannst Du die optimale Größe und Position der Blenden ermitteln und das ganze testen - wenn Du willst.

Gruß & CS Franjo

Hallo Sascha,

ich bin mal gespannt was beim Praxis-Test herauskommt.

Noch eine Bemerkung zur Größe der Öffnungen, selbst wenn sie fast aneinander stoßen und eine kreisförmige Fangspiegelhalterung sogar einen Teil der Öffnungen leicht abdeckt sollten die Konturen des Beugungsbildes kreisförmig bleiben, das zentrale Scheibchen wird sogar kleiner, doch es wird vermutlich die Ringstruktur radial leicht moduliert, und damit etwas mehr Licht zu großen Winkeln gestreut (ich hatte das Programm auf einem alten Rechner.., weiss nicht ob man damit etwas komplizierter Blenden berechnen kann). Noch etwas, die Intensitätsskala in den Plots weiter oben ist vermutlich nicht linear, denn es gibt einen Konstrast-Regler. Doch der Vergleich mit der dem "Beugungsbild" von nur einer Öffnung, zeigt dass die radiale Intensitätsabnahme in beiden Fällen praktisch identisch ist.

beste Grüße und viel Erfolg

Thomas