Hallo,
heute möchte ich mal ein ungewöhnliches Design eines Gregory Teleskops vorstellen.
Es geht auf H.H. Selby zurück.
Bei einem herkömmlichen Gregory befindet sich ja der konkave SP hinter dem Fokus des HS.
Das Teleskop wird so recht lang und daher hat sich ja das Cassegrain durchgesetzt und das Gregory führt ein Schattendasein.
H.H. Selby hatte jetzt die pfiffige Idee den Strahlengang im Fokus des HS abzulenken und den SP seitlich und damit außerhalb des Strahlenganges zu platzieren.
Dadurch befindet sich nur noch ein winziger Ablenkspiegel im Strahlengang, dieser muss nur so groß sein wie das gewünschte zu 100% ausgelautete Feld im Primärfokus.
Nun hat man aber das Problem den Strahlengang nach der Reflektion am SP wieder am wenn auch sehr kleinen Ablenkspiegel vorbeizubekommen.
H.H. Selby löst dieses in dem der kleine Ablenkspiegel etwas aus der 45° Position gekippt wird, der SP bleibt aber unverändert rechtwinklig zur Optischen Achse des HS an der Tubuswand und mit seinem Zentrum auf Höhe des Fokus des HS.
Dadurch wird nur ein seitlich versetzter Teil des SP genutzt (dieser muss also größer dimensioniert werden) und so wird der Strahlengang am Ablenkspiegel vorbeigeführt.
Ich habe das mal für eine 150mm Optik mit Oslo durchgespielt.
Erst mal zeigte sich eine kleine Koma und Asti auf der Achse.
Die kleine Koma lässt sich über den HS wegjustieren. (im Beispiel Winkel… 0,1°)
Der Asti muss durch die passende konische Konstante des SP(im Beispiel SP….cc -0,25), von dem ja nur ein Teil seitlich seines Zentrums genutzt wird, beseitigt werden.
Ist das erledigt erhält man eine perfekte Abbildung auf der Achse.
Im Feld sieht es allerdings recht bescheiden aus denn hier schlägt ein heftiger Asti zu.
Nebenbei dieses ist auch noch geneigt (im Beispiel 5,8°)
Hier das Design mit Zeichnung für 0,2° Feldwinkel entsprechend 17,4mm zu 100% ausgeleuchteten Felddurchmesser.
Im Primärfokus reicht allerdings ein Durchmesser des Ablenkspiegels von geradezu winzigen 8,4mm also 5,6% Obstruktion!
Das klingt genial, auf der Achse ist also eine praktisch APO mäßige Abbildung zu erwarten.
Das Problem ist das Feld.
Hier die Spots für 0,2° Feldwinkel (Radius)
Ich habe die Darstellung der Achsen so gewählt wie in Winspot (Y+ ist rechts) da ich nachher auch Simulationen mit Winspot zeige.
Subjektiv sieht das ja vielleicht noch erträglich aus aber ein Asti ist im Spot anders zu bewerten wie zb. eine sphärische Aberration.
Betrachtet man den RMS der Wellenfront bei 0,2° Feldwinkel sieht der mit rund RMS 0,3 doch sehr sehr bescheiden aus.
Das ist halt der Haken an dieser auf den ersten Blick wirklich genial erscheinenden Idee.
Diese Optik ist also nur was für Beobachtungen streng auf der Achse, hat da aber eine fantastische Abbildung und ist verhältnismäßig einfach zu verwirklichen.
Es kann ein handelsüblicher Parabolspiegel verwendet werden.
Lediglich einen einfach zu realisierenden relativ kleinen konkaven SP mit im konkreten Fall mindestens 70mm Durchmesser und cc -0,25 müsste man schleifen.
An den winzigen Ablenkspiegel werden keine hohen Anforderungen gestellt da sich dieser im Primärfokus befindet.
Hier wird theoretisch ja nur eine Fläche in Größe des Beugungsscheibchens im Primärfokus für einen „Bildpunkt“ genutzt.
Ich habe mir neben Selbys Lösung auch noch 2 weitere Möglichkeiten der Korrektur für die Achse überlegt.
Möglichkeit 1
Eine Torische Deformation des SP
Das will ich mal in Winspot zeigen.
Dieses Programm ist ja etwas verbreiteter und einfacher zu handhaben wie Oslo so das es viele selbst mit Winspot nachvollziegen können.
Hier mal alle Daten und die Spots dazu.
Das Ergebnis ist ähnlich der eingangs vorgestellten Lösung, das Design kommt aber mit entsprechend kleinerem SP aus.
Möglichkeit 2 kommt mit rein sphärischem SP aus.
Hier wird der Asti auf der Achse über den Ablenkspiegel korrigiert der ebenfalls rein sphärisch ist.
Die Überlegung dahinter, das bekannte Problem des Fangspiegel Asti im Newton.
Dieser entsteht wenn der FS nicht exakt Plan ist sondern einen wenn auch sehr großen Krümmungsradius hat.
Was beim Newton ärgerlich ist können wir uns hier zunutze machen.
Wir geben dem Spiegel also einen Radius und korrigieren so den Asti auf der Achse für unser Gregory System mit gekipptem SP.
Die entscheidenden Parameter sind hier Fokusabstand, Krümmungsradius und Kippwinkel.
Ich habe mich um den Spiegel weiterhin möglichst klein zu halten für einen sehr geringen Fokusabstand von 30mm entschieden.
Belässt man es bei 45° Kippwinkel ergibt sich so im konkreten Fall ein Krümmungsradius von -4100mm um den Asti im System für die Achse zu korrigieren.
Der Fokusabstand ist hier aber recht kritisch.
Verfehlt man den Radius beim schleifen kann jederzeit über anpassen des Fokusabstandes nachkorrigiert werden.
Hier mal alle Daten und die Spots zu dieser Möglichkeit.
Fazit
Die Umsetzung scheint relativ einfach und man kann nach Persönlichem Geschmack aus insgesamt 3 Möglichkeiten wählen.
Die Abbildung auf der Achse ist bis auf die Spikes praktisch der eines hochwertigen APOs vergleichbar.
Der große Haken ist die Feldabbildung, die ist wirklich sehr bescheiden und macht dieses System zu einer Optik die wirklich nur für die Achse bzw. einem sehr achsnahen Bereich zu gebrauchen ist.
Man könnte überlegen das Feld zu korrigieren, ein erster Entwurf mit schräg im Strahlengang stehender Keillinse zeigt auch im Feld ein überzeugendes Ergebnis aber es stellt sich dann natürlich die Frage ob der ganze Aufwand lohnt oder man zb. gleich zum klassischen Kutter mit Keillinse geht der dann völlig obstruktionsfrei ist und auch keine Spikes hat.
Grüße Gerd
