cassegrain mit planem fangspiegel

  • hallo, leudee!


    mal wieder ne telesko-design frage
    (ihr seht, das beschaeftigt mich schon ne weile ;-))):


    design beschreibung:
    normaler cassegrain spiegel, buendelt das Licht
    und wirft es auf einen planen fangspiegel, der es
    durch das hauptspiegelloch zurueckwirft zum okular.


    problematik:
    - obstruktion zu gross?
    - wo bekommt man plane (runde) fangspiegel her?


    proton

  • Hallo Proton,


    dein eingezeichneter Fangspiegel ist aber nicht plan,denn er verlängert ja
    in der Zeichnung die Brennweite,erkennbar an dem spitzeren Strahlenbündel
    nach der Reflektion am Fangspiegel(!)


    Ein planer FS verlängert/verjüngt das Strahlenbündel nicht.
    Also muß er sich dort befinden,wo das Strahlenbündel noch mehr als die
    Hälfte des Hauptspiegeldurchmessers groß ist,denn der Brennpunkt muß
    für visuelle Nutzung ja noch ein Stück hinter dem Hauptspiegel liegen.


    Die Obstruktion ist also deutlich größer als 50% [:0]


    MfG,Karsten

  • Proton,


    ich habe das mal geometrisch nach der alten Optikerregel: "Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel" gezeichnet. Der Strahlengang wäre meines Erachtens eher so:



    D.h. hinten bleibts weitgehend dunkel. Das würde auch erklären, warum es noch niemand gebaut hat. [:D]


    Stefan

  • well, well, well, ihr habt wohl recht!! ;-))
    bin ich vor wenigen minuten auch drauf gekommen,
    aber dann ist mir der Gregorian ins gehirn gekommen:


    parabolischer hauptspiegel, parabolischer
    fangspiegel (aber _hinter_ dem hauptspiegel-brennpunkt!!)
    sollte eigentlich auch fuer sehr schnelle haupspiegel
    funzen, oder?
    etwa so:


    proton

  • Man könnte das System vorne mit einem "Spionspiegel" abschließen - dann gibts weder zu große obstruktion noch Probleme mit der Fangspiegelhalterung.


    Was bleibt sind wohl die Probleme eine meinetwegen 8" Planplatte zu bekommen die gut genug ist und die einseitige Verspiegelung so zu gestallten, dass die Reflexions- und die Transmissionseigenschaften brauchbare Ergebnisse liefern.


    Erfindereische Grüße
    Raphael

  • Hallo Proton,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">parabolischer hauptspiegel, parabolischer
    fangspiegel (aber _hinter_ dem hauptspiegel-brennpunkt!!)
    sollte eigentlich auch fuer sehr schnelle haupspiegel
    funzen, oder?
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    wenn ich das richtig verstanden habe muß der Fangspiegel im Gregorian-
    Cassegrain ellyptisch geformt sein um sphärische Aberration zu vermeiden.
    Dazu kommt noch,daß bei gleicher Öffnungszahl N (z.B. N = 16) dieser
    Fangspiegel größer ausfallen muß als der hyperbolische Fangspiegel beim
    klassischen Cassegrain.Oder bei gleicher Obstruktion wird N deutlich größer.
    Ein Vorteil ist das höhen- und seitenrichtige Bild des Gregorian.
    Für Astro braucht man das allerdings eher nicht,bei terrestrischer
    Beobachtung ist sowas schon eher gefragt.


    Für schnelle Hauptspiegel?!
    Dann muß die Asphärisierung beim Fangspiegel auch entsprechend größer
    ausfallen.Ist nicht gerade leicht zu machen [xx(]


    Die Tubuslänge ist beim Gregorian auch größer (Hauptspiegelbrennweite
    + Fangspiegelbrennweite) als beim kompakten klassischen Cassegrain.


    MfG,Karsten

  • Hallo Karsten,


    endlich begreife ich, wo mein Brett vorm Kopf bei der
    entsprechenden Diskussion auf astronomie.de festgenagelt
    ist :) Martin geht davon aus, dass der Hauptspiegel bei
    beiden Systemen identisch ist.


    &gt; Dazu kommt noch,daß bei gleicher Öffnungszahl N (z.B. N = 16) dieser
    &gt; Fangspiegel größer ausfallen muß als der hyperbolische Fangspiegel beim
    &gt; klassischen Cassegrain


    Nur wenn das Design ansonsten völlig gleich bleibt. Sowohl beim
    Cassegrain als auch beim Gregorian hängt die Größe des Fangspiegels
    bei gleichem Öffnungsverhältnis des Gesammtsystems sehr stark vom
    Öffnungsverhältnis des Hauptspiegels ab. Je kleiner dieses gewählt
    wird, desto kleiner kann auch der Fangspiegel ausfallen. Deshalb halte
    ich es nicht für angebracht dem Gregorian einen größeren Fangspiegel
    anzukreiden.


    &gt; Für schnelle Hauptspiegel?!
    &gt; Dann muß die Asphärisierung beim Fangspiegel auch entsprechend
    &gt; größer ausfallen.Ist nicht gerade leicht zu machen


    Das Hauptproblem der Herstellung eines Cassegrain-Fangspiegels
    nämlich der Test des selben entfällt beim Gregorian, weil er wie du
    schon schreibst einen konkaven elliptischen Fangspiegel hat. Diesen
    kann man ganz einfach in einem Nulltest testen.


    Ciao, Heiner

  • Hallo Heiner,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Sowohl beim Cassegrain als auch beim Gregorian hängt die Größe
    des Fangspiegels bei gleichem Öffnungsverhältnis des Gesammtsystems
    sehr stark vom Öffnungsverhältnis des Hauptspiegels ab. Je kleiner
    dieses gewählt wird, desto kleiner kann auch der Fangspiegel ausfallen.
    Deshalb halte ich es nicht für angebracht dem Gregorian einen größeren
    Fangspiegel anzukreiden.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    tja,unausgesprochen bin ich nun auch wieder vom gleichen Hauptspiegel
    ausgegangen(!),zum Beispiel einem 8"f/4 Parabolspiegel,der einmal in
    einem f/16 Cassegrain verwendet wird und zum anderen in einem f/16
    Gregorian Verwendung findet.


    In beiden Fällen beträgt der Verlängerungsfaktor M = 4


    Wenn man nun vom Brennpunkt her das Strahlenbündel über den Cassegrainsekundärspiegel
    hinaus verlängert bis zu dem Ort an dem sich der Gregoriansekundärspiegel
    befindet hätte man die notwendige Obstruktionsgröße im Vergleich gefunden.


    Bei gleichen Eckdaten (N , Hauptspiegelbrennweite) muß die Obstruktion
    beim Gregorian dann zwangsläufig größer sein.


    MfG,Karsten

  • lass mal konkret werden:


    angenommen der HS ist 10" (254mm), wie gross


    a) die HS Brennweite
    b) der FS Durchmesser
    c) die FS Brennweite


    sein, damit folgende Kriterien erfuellt sind:


    1) moeglichst kurze Baulaenge
    2) moeglichst kleiner Fangspiegel


    ?
    proton

  • Hallo proton


    du hast etwas wichtiges Vergessen:
    * wie gross soll das ausgeleuchtete Feld sein?
    * wie gross soll das beugungsbegrenzte Feld sein?
    * soll das Ding auch praktisch machbar sein?


    Ich habe mal ein Programm gemacht, mit dem man solche
    Sachen für Cassegrains (incl. RC usw.) durchrechnen kann:
    http://otterstedt.abflug.de/atm/cassegrain.zip
    Sollte Bedarf bestehen kann ich es mal um die
    Gregorian-Varianten erweitern.


    Ciao, Heiner

  • hey, danke fuer das geile Program!
    es waere natuerlich noch viel praktischer,
    wenns das auch fuer Linux und mit Gregorian-Design
    gaebe. hast du auch die Formeln fuer alle
    Werte in der Uebersicht parat?


    aber ist auf jeden Fall schonmal n gewaltiger
    Schritt nach vorne!
    proton

  • Hallo Proton,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">lass mal konkret werden:


    angenommen der HS ist 10" (254mm), wie gross


    a) die HS Brennweite
    b) der FS Durchmesser
    c) die FS Brennweite


    sein, damit folgende Kriterien erfuellt sind:


    1) moeglichst kurze Baulaenge
    2) moeglichst kleiner Fangspiegel


    ?
    proton<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    das läßt sich so nicht beantworten,du must einige Eckdaten festlegen!


    Zum Beispiel die Öffnungszahl.Oder welche Brennweite darf der Hauptspiegel
    bei 254mm Öffnung minimal haben (z.B. damit du ihn noch selbst anfertigen
    kannst,parabolisieren etc).Und wie Heiner schon schrieb:
    Wie groß soll das zu 100% ausgeleuchtete Bildfeld sein?


    Einen klassischen Cassegrain hat man häufig als f/16 (also N = 16) gebaut.
    Weil man einen f/4 Spiegel noch einigermaßen als Parabolspiegel
    machen kann und der Fangspiegel mit M = 4 noch beherrschbar ist
    (wenn man es wie Kurt kann,ich kann es nicht).


    Einen f/3 Parabolspiegel zu machen ist alles andere als einfach!
    Damit könntest du dann natürlich einen kompakteren Cassegrain bauen.
    Wenn es dir auf kurze Baulänge ankommt würde ich allerdings Abstand
    vom Gregorian nehmen,der ist halt doch deutlich länger (bei ansonsten
    gleichen Eckdaten wie Hauptspiegelbrennweite und f/ )


    Ohne Festlegung von deiner Seite sowie einer Beschreibung der zu
    verwendenden Komponenten (vorhandener Hauptspiegel?) kann es nicht
    konkreter werden...


    Allgemein kann man jedoch sagen:
    zu 1) Möglichst kurze Hauptspiegelbrennweite
    zu 2) großer Verlängerungsfaktor des FS,zum Beispiel M = 5


    Beide genannten Variablen tragen zu einer starken Bildfeldwölbung bei.
    Die ist visuell aber viel weniger kritisch als photographisch.


    MfG,Karsten

  • Hi Proton,
    es gibt noch die Variante mit Nasmyth- Fokus. Dabei wird der vom Sekundärspiegel kommende Strahlenkegel ungefähr in Höhe der Deklinationsachse mit einem kleinen ell. Planspiegel um ca 90° nach außen abgelenkt. Das erspart die Durchbohrung des HS und man hat auch mehr Freiheiten bezüglich Vergrößerungsfaktor und Minimierung der Obstruktion. Die Baulänge kann man dadurch aber nicht verkürzen.


    Die Herstellung eines konvex- hyperbolischen FS für ein f/5 HS Parabolspiegel, Verlängerungsfaktor ca. 3 ist noch kein besonderes Problem. Für schnellere HS wird es dagegen echt haarig.


    Gruß Kurt

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