Schupmann vs. Kutter Schiefspiegler?

Hi Sándor,

danke für deine Antwort. Wenn's sich nur lohnen soll, dann lohnt nichtmal der Selbstbau eines Newtons, da man heute recht günstig wirklich brauchbare Teleskope kaufen kann. Ich sehe es ähnlich, dass beim Schiefspiegler das Teleskop als solches seinen Reiz hat.

Wie hieß nochmal das Programm zur Strahlenrechnung, von dem oben ein Screenshot gezeigt wird? Ich kann's gerade nicht finden. Vor einiger Zeit hatte ich zumindest in der Theorie mal Strahlen damit durchgerechnet. Besonders schön und sehr interessant empfand ich die Intensitätsverteilung des austretenden Lichtbündels in der Fokusebene. Wenn das Abbild noch weitgehend innerhalb des Beugungscheibchens lag, sollen die Systeme in der Theorie sehr gut abbilden.

(==>)Richard. Gibt es die Bilder auch außerhalb von Facebook? [:)]
Edit: Die google Bildersuche brachte einige Treffer. [;)]

Beste Grüße
Christian

Hallo Christian,

wenn alles fertig ist, dann wird es natürlich auch einen entsprechenden Bericht jenseits von Facebook geben. Vorab aber schon ein paar Bilder dazu.
Zur Info: Der Linsenkorrektor hat 2 Stück Linsen mit 150mm Durchmesser. Der Hauptspiegel hat 350mm, und der Sekundärspiegel 175mm Durchmesser. Die Gesamtlänge des Instruments beträgt ca. 3200mm.

Hallo Sándor!

Die Testbilder zu deinen Spiegeln sehen meiner Ansicht nach sehr gut aus! Der kleine Randdefekt am Sekundärspiegel spielt keine Rolle, weil er für die Abbildung in der Bildmitte nicht gebraucht wird. Dieser Teil des Sekundärspiegels würde nur für die Abbildung am äußersten Feldrand benutzt. Also kein Problem.

Es wäre vorteilhaft, wenn der Kippwinkel des Hauptspiegels etwas größer gewählt würde. Dann ragt er nicht mehr in die Lichtstrahlen, die auf den Hauptspiegel fallen. Etwa 2,7 Grad würden völlig genügen. Der Entwurf muss dann wieder neu optimiert werden. Die Bildqualität ist so gut, dass der etwas größere Kippwinkel keine nennenswerten Auswirkungen hat.

(==>) Christian P: Das Programm heißt Winspot, geschrieben von David Stevick. Wenn es jemand braucht, bitte melden. Es wird nicht mehr weiterentwickelt, läuft aber auch noch unter Win10.

Viel Erfolg, Sándor!

LG,

Guntram

Hallo Sandor.

Das sind gute Neuigkeiten!
Der Abstand, den du suchst, wird üblicherweise mit dem groß geschriebenen griechischen Buchstaben Delta bezeichnet. Es gilt folgende Formel:

Am Beispiel deines Entwurfes in Winspot, den du weiter oben eingefügt hast, komme ich auf 407,6mm.

Achtung! Dieser Abstand gilt von der Mitte des Hauptspiegels - rechtwinklig zur Verbindungsline Sekundärspiegel zu Fokus.
Bitte die Skizze genau beachten!

Das ist nicht die Linie, die du eingezeichnet hast!

Der Abstand, auch zweite Achsdistanz genannt, lässt sich nicht direkt messen. Du musst dich ein wenig behelfen. Aber es ist nicht notwendig, diesen Abstand ganz genau einzuhalten. Wenn der Abstand etwas ungenau ist, etwa ein Zentimeter, wird das beim Justieren automatisch und völlig korrigiert. Normale Genauigkeit und Sorgfalt beim Bau ist ausreichend. Keine Angst!

Viele Grüße,
Guntram

Hallo Sandor.

Ich habe deinen Entwurf in Winspot eingegeben. Das sieht sehr gut aus.

Viel Erfolg weiterhin!

Grüße,

Guntram

Hallo Sandor,

herzlichen Glückwunsch zum ersten erfolgreichen Test der Optik. Das sind ja schon gute Fortschritte. [:)]

Ich hätte noch einige Fragen zum Design.

Bei deinem letzten Design sieht es so aus, als wenn der Hauptspiegel die Torus-Form bekommt (aber ich glaube die Auflistung der optischen Flächen im Screenshot täuscht). Ich habe das Design mal in PointSpread simuliert. Beide Krümmungsradien wurden der Einfachheit halber auf 4200mm gesetzt. Die Torus-Konstante des sekundären Spiegels ist hier ~ -0.02450. Ohne eine toroidale Verformung des Sekundärspiegels bekomme ich überhaupt keinen brauchbaren Spot simuliert. Deswegen wundere ich nicht, dass die Abbildung am Mond schon so gut war. Liegen hier Praxis und Theorie doch soweit auseinander? [:)] Aber gut, schön, dass es schon so gut geht.

Beste Grüße
Christian

Hallo Sandor.

Ich habe heute in der Mittagspause nochmals deinen Entwurf angesehen.
Dein Hauptspiegel hat vermutlich den gleichen Krümmungsradius wie der Sekundärspiegel, also 4190mm. Wenn du ihn durch Spannen in ein Toroid umwandelst, müsste, denke ich, der sagittale Krümmungsradius gleich verändert werden wie der tangentiale Krümmungsradius.
Bei deinem Entwurf ist der Unterschied aber ungleich: 8mm bzw. 6,57mm. Ist das Absicht? Vielleicht denke ich falsch.

Jedenfalls habe ich unter der Annahme, das die Veränderung der Krümmungsradien gleichmäßig erfolgt, einen leicht veränderten Entwurf gerechnet, bei dem die Koma auch noch weiter reduziert ist. Man könnte das Spiel noch weiter treiben. Das hat dann aber keinerlei praktische Bedeutung mehr. Ich schätze, dass der Strehlwert bei diesen Entwürfen schon im Bereich 97% - 98% liegt.

Hier ist der Kippwinkel des Sekundärspiegels etwas vermindert. Dadurch wird das Instrument etwas weniger ausladend, und auch die Bildfeldneigung konnte ein wenig verbessert werden, von etwa 6,9 Grad auf 6,7 Grad. Das ist ein Vorteil wenn mit 2 Zoll Großfeldokularen beobachtet wird.

Viele Grüße,

Guntram

Hallo Sandor.

Ja, ich habe gut gegessen, danke!
Beide Entwürfe werden funktionieren. Die Unterschiede sind nicht groß.
Du kannst durch die Verspannung ja das Toroid stufenlos regeln. Dadurch stellt sich beim Justieren dann automatisch das richtige Toroid ein.
Diese Entwürfe sind sehr gutmütig. Das wird schon!

Viele Grüße,
Guntram

Hallo Sandor, Guntram, Christian

Das gibt ein hervorragendes Teleskop! Die Korrektur von Asti um Coma wird gut möglich sein. Soweit ich in meinem alten Programm von Sasian rechnen kann, bleibt dann nur noch sphärische Aberration von etwa 0.75 des AD im Seidel Fokus, d.h. noch weniger im „balanced“ Fokus. Ich hätte Lust, es einmal dann mit einem meiner 6 Zoll Yolos zu vergleichen.

Dass Dein Teleskop, Sandor, auch ohne Korrektur des Asti ordentliche Bilder am Mond gibt, hängt damit zusammen, dass Du beim Kollimieren automatisch die Kippwinkel optimierst. Das Sasian Programm hat eine Optimierungs Routine. Habe ein Beispiel gerechnet: Bei Kippwinkeln von 3.27 bzw. -8.58 komme ich auf 0.71 AD Asti und 2.14 AD Coma. Das dürfte bald einmal an ein nicht optimal kollimiertes SCT (wie wir sie häufig antreffen) herankommen.

Was mich Wunder nimmt: Wie wird die Spiegelfläche im Foucault aussehen, wenn Du die Verspannung auf die nötigen 13 mm Radiusdifferenz einstellst. Du müsstest den Spiegel einfach in der Verspannung „übers Kreuz“ testen.

Ob das Teleskop die Kollimation und die Verspannung am Himmel hält, ist eine weitere spannende Frage. Da wäre eine objektive Testung mit WinRoddier z.B. an Vega ohne grossen Materialaufwand möglich.

Mit Gruss, Beat

Hallo Sandor,

das wird sehr gut. Du wirst ein tolles Planetenteleskop bekommen. Und das ging jetzt auch ganz schön schnell, gefällt mir Bin gespannt auf die ersten Beobachtungsberichte.

Wirst Du auch mal direkt mit dem 150/700-Newton vergleichen? Das wäre interessant. Ich hatte das auch schon länger vor, aber dann doch immer lieber mit dem Schiefspiegler weiterbeobachtet, als den Newton zusätzlich aufzubauen.

Viele Grüße

Holger

Hallo Sandor

Habe mal gerechnet wie weit die Punktquelle (Porzellan der Leitung) entfernt sein soll, damit der Durchmesser des "ray fan plots" einen Airy Disc Durchmesser nicht überschreitet. Du hast dann in etwa eine "beugungslimitierte" Abbildung.

Bei einer Distanz von 500 Metern hat Asti (die limitierende Aberration) etwa ein Airy Disc (AD) Durchmesser.

Bei 100 Metern Distanz ist die Coma etwa ein AD gross, Asti natürlich viel mehr, aber das könntest Du für den Test mit einer grösseren Radiusdifferenz (die Du ja einstellen kannst) kompensieren. Wenn nützlich, kann ich Dir die nötige Radiusdiffenrez rechnen. Messen könntest Du sie recht präzise im Foucault Test.

Bei 100 Metern Distanz würde sich anbieten, die Messung bequemer, Sonne- und ziemlich Wetter unabhängig mit einer Laser Diode durchzuführen.

Dies im Sinne einer Anregung mit Gruss,
Beat

Hallo Sandor.

Ja, das sieht schon sehr gut aus!
Du hast recht, es ist nicht leicht, das Beugungsbild mit einem Einzelbild gut zu dokumentieren.

Weiterhin viel Erfolg,

Guntram

Hallo Guntram und Sandor

Habe noch nie versucht bei einer Oeffnung von mehr als 4 Zoll ein Beugungsbild im Enzelbild an einem Stern oder einer Punktquelle wie einem Isolator zu dokumentieren. Ich glaube nicht dass die PSF damit schlüssig beurteilt werden kann. Oder Hast Du, Guntram, das schon gemacht?

Visuell geht das, bei perfektem Seeing an einem Stern im Zenith. An einem 500 m entfernten Isolator bei Sonne kann man es auch visuell (für eine High End Optik, wie sie Sandor herstellt) vergessen.

Ich habe brauchbare Bilder der PSF nur im Keller nach Temperaturausgleich in Autokollimation. Die Art der Kamera ist dabei nicht entscheidend.
Was mich aber bei jedem Test mit WinRoddier verblüfft ist, wie die gerechnete PSF mit der beobachteten übereinstimmt. Darum glaube ich auch an die Testresultate. Hier braucht es aber eine kleine CCD Planetenkamera, die vorzugsweise mit FireCapture läuft.

Dein Statement, das es schon sehr gut aussieht, scheint mir etwas aus der Luft gegriffen. Ich hoffe es für Sandor!

Mit Gruß, Beat

Hallo Beat.

Ja, ich habe vor Jahren versucht, das Beugungsbild meines damaligen 110mm Schiefspieglers zu dokumentieren. Ich habe eigens eine Christbaumkugel in der Nähe der Bergstation der Karren-Seilbahn in etwa 3,5 Kilometer Entfernung angebracht. Und ich erinnere mich noch heute an die Schwierigkeiten, unsere damals erste, primitive Sucherkamera so über der Austrittspupille des Okulares zu positionieren, dass zumindest der Reflex der Sonne zu sehen war!
Auf einem der vielen Bilder war dann auch ein zerfranstes Beugungsbild sichbar, aber ohne jede Aussagekraft.

Bei Tag, über aufgeheizten Dächern, ist es visuell nicht möglich, genaue Justierarbeiten an so einem Reflex durchzuführen. Für Vorarbeiten könnte es reichen, zumindest, wenn man früh am Morgen arbeitet, bevor sich die Turbulenz voll ausbildet.
So sehe ich auch die Bilder, die Sandor hier zeigt: Als Aufnahme des derzeitigen Standes der Dinge, durch ein noch nicht fertiges Teleskop, unter ungünstigen Umständen, mit nicht optimaler Ausrüstung aufgenommen. Sandor schreibt das ja selbst, Zitat: Ich kann so das im Teleskop gesehene Bild nicht zeigen.

Dennoch stimmt mich das mittlere Bild optimistisch: Ein helles, rundes, scharf begrenztes Beugungsscheibchen, das von seeingbedingte Ringfragmenten umgeben ist.

Viele Grüße,

Guntram

Hallo zusammen,

Beat hatte recht. Es gibt ein Optimum für rein sphärische Spiegelflächen mit einer einigermaßen brauchbaren Abbildung. Die MTF ist zwar nicht ganz auf Höhe einer perfekten 150mm Öffnung aber schon recht gut. Mit thorischer Verformung wird's dann natürlich (theoretisch) fast perfekt. Die MTF ist dann nur noch minimal unter der eines perfekten Teleskops.

Also danke für die Hinweise.

Viel Erfolg weiterhin Sandor!

Gruß
Christian

Hallo zusammen,

um dem mal noch einen Zahlenwert hinzuzufügen: bei einer Verkippung des Hauptspiegels von 3° (also etwas mehr als oben) komme ich bei perfekter Justage auf > 99.5% Strehl für die Feldmitte, bei 500 nm Wellenlänge. Das ist perfekt. Jetzt ist die Aufgabe nur noch, mit der Justage da möglichst nahe hinzukommen...

Viele Grüße

Holger

Hallo Holger

Du kannst einen Spiegel etwas verkippen, musst dann aber mit dem Kippwinkel des zweiten die entstehenden Aberrationen, vorab Asti, kompensieren. In Deinem Fall mit 3 Grad muss der Kippwinkel des Sekundärspiegels auch grösser sein, etwa 11,4 Grad. Du kannst den entstehenden Asti aber auch mit grösserer Radiusdifferenz des Toriods korrigieren. Dann hast Du das System wieder optimiert, weil du den Kippwinkel des Sekundärspiegels für die Korrektur der Koma "reserviert" hast.
Sinnvoll ist es aber generell, die Kippwinkel so klein wie möglich zu halten, gerade so, dass der Sekundärspiegel nicht in den Strahlengang hineinragt.

Mit der Justage kann man, weil man den obgenannten Spielraum hat, beliebig nahe ans Optimum kommen. Man braucht dafür einfach ein perfektes Seeing oder noch bessser Autokollimation.

Hast Du bei der Berechnung Deines Strehl Wertes die sphärische Aberration berücksichtigt?

Mit Gruss, Beat

Hallo Beat,

ja, genau so - Kippwinkel des Primärspiegels groß genug, dass keine Vignettierung auftritt, Koma über den Kippwinkel des Sekundärspiegels rausgestellt, Astigmatismus über die torische Verspannung (im Optikdesign aber natürlich einfach gemeinsam optimiert). Meine Aussage ist dann: selbst bei 3° am Hauptspiegel ist man noch über 99.5% Strehl - auch wenn man den Winkel tatsächlich so klein wie möglich wählen würde, schon damit die Verkippung des Bildfeldes kleiner bleibt. Dann wird es auch auf Achse noch besser.

Der Restfehler ist sphärische Aberration und Dreiwelligkeit zu etwa gleichen Teilen, wenn ich mir das richtig gemerkt habe. Die anderen Zernikes waren irrelevant.

Viele Grüße

Holger