Dk, CC und RC Design

  • Ich habe zwei Fragen, die erste allgemein, die zweite zu den oben genannten gefalteten Optiken


    1. Kann man sagen, der Durchmesser des Airyscheibchens ist die Auflösung der Optik? Wenn ich also durch eine beugungsbegenzte 5 Zoll Optik ein Airyscheibchen sehe und es mit dem Bild desselben Sterns durch ein beugungsbegrenztes 10"-Teleskop vergleiche, dann ist es doppelt so groß und viermal so dunkel. Stimmt das?


    2. Es gibt sphärische, parabolische, ellipsoide und hyperbolische Spiegel. Zwei Annahmen: 1. hyperbolisch ist nicht gleich hyperbolisch, im RC-Design ist der Fangspiegel hyperbolischer als der Hauptspiegel, stimmt das? 2. Ellipsoid meint die flache Seite der Ellipse nicht die spitze (fast parabolische), stimmt das?
    Dann gibt es die Kombinationen:


    HS elli, FS sphär.
    (HS sphär, FS para)? Gibt es das? Wenn nicht, warum nicht?
    HS para, FS hyper
    HS hyper, FS hyperhyper


    Allen Designs gemeinsam ist dann, dass der FS immer einen Tick "hyperbolischer" ist als der HS. Hyperbolisch meint, wie stark die Krümmung von innen nach außen abnimmt, und das passiert in der Reihenfolge:
    Elli, sphär, para, hyper, hyperhyper


    Oder stimmt das Ganze nicht? So zum allgemeinen Verständnis

  • Hallo Guilty,


    man beschreibt diese Flächen als Kegelschnitte mit verschiedenen Deformationen gegenüber der Sphäre. Nur die Sphäre selbst (Deformation/Exzentrizität= 0) und die Parabel (Deformation/Exzentrizität = -1) sind fest. Für Hyperbeln und Ellipsen gibt es unterschiedliche Flächenverläufe, je nach Exzentrizität. Es gibt dabei sowohl oblate als auch prolate Ellipsen (Verbindungsgerade paralell oder senkrecht zur optischen Achse/ spitze - flache Seite)
    Beim Cassegrain sind die Kombinationen:
    Pressmann-Charmichael: Sphärischer HS - Elliptischer FS
    Dall-Kirkham: Elliptischer HS - Sphärischer FS
    Klassischer Cassegrain: Parabolischer HS - Hyperbolischer FS
    Ritchey-Chretien: Hyperbolischer HS - stark hyperbolischer FS


    Clear skies
    Tassilo

  • Hi "Quilty",


    das Airyscheibchen bereichnet sich als Winkelgroesse durch 1.22 lambda/D, wo lambda die Wellenlaenge und D der Optikdurchmesser ist. Vergroesserst Du D, dann wird das Beugungsscheibchen kleiner. Allerdings musst Du beim Blick durchs Fernrohr bei beiden Fernrohren die gleiche absolute Vergroesserung benutzen, um die Beugungsscheibe beim groesseren System kleiner zu sehen. Die Gesamthelligkeit des Abbildes ist viermal hoeher, aber die Flaechenhelligkeit nimmt aufgrund der kleineren Beugungsscheibe zu. Dieser Vorteil geht aber in der Praxis meist durch die Luftunruhe verloren.


    Zu den Asphaeren - die werden in der Optik auch gern als "konische Konstante" (abgekuerzt "CC" fuer "conic constant") bezeichnet. Eine Sphaere hat CC=0, ein Parabolspiegel CC=-1 und eine Hyperbel liegt jenseits der -1. Bei den Ellipsenformen gibt es die Unterscheidung der prolaten ("steilen") Ellipse (CC zwischen 0 und -1) und der oblaten "flachen" Ellipse mit CC groesser 0. Alle diese Formen sind Kegelschnitte.

  • Danke euch beiden, das hört sich nach Bestätigung meiner Vermutung an, wenn ich auch nicht alles verstehe.


    Airy: also es ist wenigstens ein Maß für die Auflösung, oder? Klar, ich muss bei beiden Optiken den selben Stern mit der selben Vergrößerung angucken. Gesamthelligkeit viermal so hoch, die Flächenhelligkeit müsste dann 16 mal so hoch sein, da die Fläche sich auf ein Viertel reduziert. Aber, man sieht doch sofort, den Punkt, den die Optik als Scheibe zeigt, kann sie eben nicht auflösen, aber sie kann zwei Scheibchen auflösen, die sich gerade berühren, und die liegen dann genau um ihren Durchmesser auseinander. Richtig oder Denkfehler? Jetzt gibt es welche die sagen, man kann nicht nur eine Acht sondern auch schon eine 0 als zwei Objekte wahrnehmen und quasi auflösen, aber das ist Ansichtssache.
    Zu den Cassegrain-Designs:
    wenn ichs richtig verstehe hatte ich recht, und der FS ist immer "hyperbolischer" als der HS, das heißt, seine konische Konstante ist kleiner. Und im DK ist der HS eben oblat-elliptisch, richtig?
    Die Kombi sphärischer HS-parabolischer FS scheint es nicht zu geben, nur mit hyperbolischem FS.
    Dann wären noch Kombis möglich wie sphärischer HS + prolat-elliptischer FS usw.
    Mir ist schon klar, dass die Fertigungsqualität und genaue Anpassung der individuellen Exemplare wichtiger ist für ihre Abbildungsqualität als das Designprinzip, aber gibt es unter all diesen Varianten ein Design, welches bei demselben Öffnungsverhältnis und derselben Obstruktion prinzipiell am besten ist? Außer dem Argument, dass sphärische Spiegel am günstigsten und/oder besten hergestellt werden können. Stimmt dieses Argument noch? Und wenn ja, wo ist es wichtiger, beim HS oder beim FS? Wenn ja und letzteres, ist das nicht ein Punkt für das Dall-Kirkham.
    Und: gibt es momentan an asphärischen Fangspiegeln nur hyperbolische, weil die alle von GSO kommen?

  • Hallo quilty,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Aber, man sieht doch sofort, den Punkt, den die Optik als Scheibe zeigt, kann sie eben nicht auflösen, aber sie kann zwei Scheibchen auflösen, die sich gerade berühren, und die liegen dann genau um ihren Durchmesser auseinander. Richtig oder Denkfehler? Jetzt gibt es welche die sagen, man kann nicht nur eine Acht sondern auch schon eine 0 als zwei Objekte wahrnehmen und quasi auflösen, aber das ist Ansichtssache.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    du denkst geometrisch und das ist falsch. Du musst die Sache wellenoptisch betrachten. Da muss als erste klar sein das es keineswegs einfach nur ein Scheibchen ist sondern ein komplexes Gebilde das man als PSF zu Deutsch Punktspreizfunktion bezeichnet.
    Die PSF zeigt in der Seitenansicht im Zentrum einen Kegel und sieht so aus.


    https://forum.astronomie.de/th…#lg=thread-243759&slide=0


    Zwei benachbarte Kegel können einander durchdringen und trotzdem können ihre Spitzen noch getrennt werden. Erst wenn sie sich soweit durchdringen das kein Kontrast mehr zwischen den Beiden Peaks auszumachen ist ist die Auflösungsgrenze erreicht. Das ist dann der Fall wenn sie um Faktor 2,44 näher zusammen stehen als der Durchmesser des Beugungsscheibchens.


    Ob 8 oder 0 ist nicht das Kriterium worauf es ankommt.
    Das kennzeichnet nur einen bestimmten Grad der Trennung von Doppelsternen.
    Was wirklich zählt ist nur ob noch ein Kontrast zwischen 2 benachbarten Details besteht. Solange es noch Kontrast gibt solange können die beiden Details klar voneinander getrennt und damit aufgelöst werden.
    Sehr anschaulich wird das am Liniengitter oder am Siemensstern.
    https://de.wikipedia.org/wiki/Siemensstern
    Die Auflösungsgrenze ist der Punkt an dem die Linien zu einer einheitlichen Fläche verschmelzen.


    Zum Cassegrain.
    Es geht hier nicht darum mal alle Kegelschnitte die es so gibt miteinander zu kombinieren.
    Das Entscheidende ist die sphärische Aberration zu korrigieren und das erfordert zwingend das HS und SP in ihrer konischen Konstante exakt aufeinander abgestimmt sind.
    Möchte man beim SP mit einer Sphäre auskommen benötigt der HS eine CC von rund -0,6.
    Das wäre das Dall Kirkham, der Nachteil ist hier die große Koma im Feld.


    Die lässt sich verringern wenn man einen Parabolspiegel als HS verwendet.
    Das würde bei sphärischem SP aber eine SA bedeuten. Um diese SA zu korrigieren benötigt der SP eine Retusche. Wie stark hängt von den Eckdaten wie dem Verlängerungsfaktor des SP ab.
    Die CC des SP ist kleiner als -1.


    Mit parabolischem HS gibt es aber noch geringfügig Restkoma.
    Diese kann vollständig korrigiert werden wenn der HS eine CC etwas kleiner -1 bekommt. Meist so um die -1,05 bis -1,2 je nach dem wie man das System ausgelegt hat.
    Das führt aber weitere SA ein die mittels noch stärkerer Retusche des SP wieder korrigiert werden muss.
    Dafür ist die Koma im Feld hier vollständig korrigiert.
    Man nennt es dann Ritchey-Chrétien
    Das sind die einzigen 3 Varianten die Sinn machen.


    Grüße Gerd

  • Hallo Gerd,
    danke für die ausführliche Antwort, von welcher ich natürlich nicht alles verstehe.


    Auflösung. Dann wäre sie 2,44 mal Durchmesser Airyscheibchen, oder? Was mich etwas wundert bei Doppelsternen, wo eben diese Scheibchen ganz klar auseinander liegen, und da bilde ich mir ein, wenn ich so einen einfachen Doppelstern hätte, wo beide ungefähr gleich hell und eben nicht zu hell sind, dass ich eben zwei Scheibchen so lange sehen kann, bis sie sich berühren. Leider kann man so Doppelsterne nicht einfach langsam zusammenschieben, um zu sehen, was passiert. Oder entstünde dann vorher irgendein größeres Gesamtscheibchen, bevor die sich berühren?


    Und gilt das noch, Sphärische Spiegel können besser und/oder günstiger hergestellt werden? Und wo kommt es besonders auf die Qualität an am HS oder am FS?

  • Hallo quilty,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Auflösung. Dann wäre sie 2,44 mal Durchmesser Airyscheibchen, oder?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    nicht mal sondern durch. Es können noch Details aufgelöst werden die 1/2,44 des Durchmessers des Airyscheibchen groß sind.
    Die Auflösung ist also wesentlich besser als man nach geometrischer Bertachtung erwarten würde.
    Wie die Situation beim Doppelstern in der Nähe der tatsächlichen Auflösungsgrenze ist siehst du sehr schön bei Sparrow.
    https://de.qwe.wiki/wiki/Sparrow%27s_resolution_limit


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Leider kann man so Doppelsterne nicht einfach langsam zusammenschieben, um zu sehen, was passiert. Oder entstünde dann vorher irgendein größeres Gesamtscheibchen, bevor die sich berühren?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Real natürlich nicht aber in der Simulation kann man das schon machen.
    Das Programm Aberrator ermöglicht sowas sehr einfach.
    Was es leider nicht zeigen kann wäre das Liniengitter mit dem die Grenzauflösung veranschaulicht werden kann.


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Und gilt das noch, Sphärische Spiegel können besser und/oder günstiger hergestellt werden? Und wo kommt es besonders auf die Qualität an am HS oder am FS?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Ja das gilt immer noch wobei heutige Poliermaschinen eine Parabel auch ohne aufwendige Handretusche hinbekommen. Schwieriger ist wes aber trotzdem noch.
    Bezüglich Qualität kommt es auf Beide gleichermaßen an.
    Allerdings ist es beim FS in der Regel einfacher da dieser ja wesentlich kleiner als der HS ist.


    Grüße Gerd

  • "Bei der Sparrow-Auflösungsgrenze scheinen sich die beiden Airy-Scheiben jedoch nur an ihren Rändern zu berühren, was laut Sparrow auf eine Helligkeitskontrastreaktion des Auges zurückzuführen ist. Die gleiche Überlegung gilt für die Auflösung von zwei Wellenlängen in einem Spektroskop, bei dem Emissions- oder Absorptionslinien eine beugungsinduzierte Breite aufweisen, die dem Durchmesser einer Airy-Scheibe entspricht."


    Hallo Gerd, so langsam wirds klarer. Das Zitat habe ich aus dem Link, und das war genau meine Beobachtung und Vermutung. Also, praktisch gesehen, wenn ich durch mein Teleskop gucke, glaub ich, der Durchmesser der Scheibchen reicht mir für die tatsächliche Auflösung. Dazu kommt natürlich, was man realistisch ohne Vorwissen sieht. Also, ich habe mal versucht, an epsilonlyrae die Auflösung des Kurzrefraktors Bresser AR 102xs bei 184x zu überprüfen, und siehe da, nach ewig langem Gucken, nachdem ich mich für den besten Teil des Spektrums entschieden habe zu fokussieren, ja, die Distanz war ungefähr doppelt so groß wie die Scheibchen, und eine halbe Distanz hätte ich vielleicht finden können. Aber ohne Vorwissen wäre ich bei dem Ding nie auf die Idee gekommen, dass das vier Sterne sind. Im übrigen sind die Airyscheibchen offenbar eben keine Scheibchen sondern Flecken, die innen heller sind (wie M13), auch wenn ich sie im Teleskop flächig eben wie kleine Venusscheiben sehe. Das lässt vermuten, dass hellere Sterne durch dieselbe Optik größere Scheibchen erzeugen, sodass diese Auflösung nach Scheibchendurchmesser auch etwas relativ ist und von der Helligkeit der Objekte abhängt.


    Fang- und Hauptspiegel. Da hatte ich einfach die Idee, wenn mal ein Fleck oder eine Unebenheit von einem cm2 auf dem Spiegel ist, das doch beim kleineren mehr stört, oder? Dass also die Oberfläche des kleineren noch besser sein muss, denn alles Licht muss ja auch über ihn und jeder Fehler wird stärker vergrößert als beim HS.
    Und an asphärischen Fangspiegeln scheint es nur hyperbolische zu geben, wenn auch mit verschiedenen konischen Konstanten.
    Aber das Ganze hat erstmal weitergeholfen

  • "Pressmann-Charmichael: Sphärischer HS - Elliptischer FS", das kam von Tassilo. Den hatte ich überlesen.
    Darf ich annehmen, dass der elliptische FS prolat ist? Es gibt dann nur keine parabolischen Fangspiegel, das ist etwas komisch

  • Hallo quilty,


    das Pressmann-Charmichael ist aufgrund der enormen Koma im Feld praktisch unbrauchbar.
    Es wäre zwar nett wenn man beim HS mit einer Sphäre auskommen könnte aber leider ist der Preis bei der Feldkorrektur den man dafür zahlen muss viel zu hoch.
    Es ist ja schon beim Dall-Kirkham ein großer Kompromiss bezüglich Koma den man hier macht um mit einem sphärischen SP auskommen zu können.
    Aber beim Pressmann-Charmichael ist die Koma noch um etwa das 3 fache dramatischer.
    Es ist daher praktisch nicht zu gebrauchen und daher nur rein theoretisch eine Option.
    Ich habe es daher wegen Unbrauchbarkeit nicht erwähnt und nur die sinnvollen Varianten genannt.


    Wenn du weist das der SP beim Dall-Kirkham sphärisch ist sollte klar sein das er beim Pressmann-Charmichael unmöglich eine prolate Ellipse sein kann.
    Der SP müsste hier selbstverständlich eine oblate Ellipse sein und zwar schon recht heftig mit hoher CC.


    Wie ich schon einmal schrieb macht man nur Sachen die auch Sinn ergeben. Macht man einen Kompromiss, nimmt also einen Nachteil in kauf muss es auf der anderen Seite einen Vorteil geben sonst macht es keinen Sinn.
    Es geht hier nicht um den reinen Selbstzweck und darum werden hier auch nicht alle denkbaren Kegelschnitte verwendet so wie du dir das offenbar vorstellst.
    Eine Parabel für den SP ist zb. etwas das man nicht macht weil es hier kein vernünftiges Verhältnis von Vor und Nachteilen gibt.
    Wenn man schon eine ausgeprägte Koma im Feld in Kauf nimmt dann nur wenn man im Gegenzug mit einer Sphäre beim SP auskommt.
    Muss man sowohl SP als auch HS retuschieren also einen erheblichen Mehraufwand betreiben dann sollte sich der schon lohnen und auch eine erhebliche Minderung der Koma bei rauskommen. Sonst macht das keinen Sinn.


    Grüße Gerd

  • "Wenn du weist das der SP beim Dall-Kirkham sphärisch ist sollte klar sein das er beim Pressmann-Charmichael unmöglich eine prolate Ellipse sein kann.
    Der SP müsste hier selbstverständlich eine oblate Ellipse sein und zwar schon recht heftig mit hoher CC."


    Irgendwie hab ich die Zitierfunktion noch nicht gefunden.
    Gerd, dir ist das vielleicht klar, mir nicht. Denn bei allen anderen Designs ist die konische Konstante des FS kleiner als beim HS, nur der Presmann-Camichel passt nicht ins System. Ist aber eben vielleicht auch kein System, und das war die Frage, ob es eins ist. Im übrigen müsste wie bei hyperbolisch auch parabolisch nicht gleich parabolisch sein, je nachdem, welchen Teil der Parabel man verwendet, dasselbe gilt für ellipsoid. Es ist ja auch möglich, dass alle Designs, die sinnvoll sind, auch schon existieren, ich kann mir jedoch auch vorstellen, dass es nicht so ist. Und braucht man für so ein Design tatsächlich Wellenoptik? Auch da dachte ich, geometrische Optik müsste genau die passenden Spiegelformen liefern.
    Gruß
    Stephan

  • Hallo Stephan,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Gerd, dir ist das vielleicht klar, mir nicht. Denn bei allen anderen Designs ist die konische Konstante des FS kleiner als beim HS, nur der Presmann-Camichel passt nicht ins System.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    schon beim DK ist die cc des HS kleiner als die des Sekundärspiegels. Deshalb ja mein Hinweis darauf.
    Der HS hat beim DK eine CC von um die -0,6 und der SP ist eine Sphäre also cc 0.
    Demzufolge muss die cc des SP größer 0 werden wenn die cc des HS 0 sein soll.


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"> Im übrigen müsste wie bei hyperbolisch auch parabolisch nicht gleich parabolisch sein, je nachdem, welchen Teil der Parabel man verwendet, dasselbe gilt für ellipsoid<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Nein es muss zwingend rotationssymmetrisch sein.
    Ein off Axis Abschnitt eines Kegelschnitts würde heftigsten Astigmatismus einführen.
    Sowas macht man nur bei Schiefspieglern, also bei gekippten HS
    So besteht der off Axis Newton aus einen Off Axis Abschnitt eines Rotationsparaboloid.
    https://www.telescope-optics.net/tilted3.htm
    Der klassische Newton muss aber zwingend rotationssymmetrisch sein.
    Genauso wie ein Cassegrain System wenn es kein Schiefspiegler ist.


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Es ist ja auch möglich, dass alle Designs, die sinnvoll sind, auch schon existieren,<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Bei etwas derart Einfachem wie einem 2 Spiegel Cassegrain System sind selbstverständlich alle denkbaren Varianten bekannt.
    Aber verwirklicht werden trotzdem nur die Sinnvollen.


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Und braucht man für so ein Design tatsächlich Wellenoptik? Auch da dachte ich, geometrische Optik müsste genau die passenden Spiegelformen liefern.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Nein Wellenoptik braucht es hier nicht, es reicht einfache Geometrie.
    Es gibt sogar vergleichsweise einfache Formeln um so ein System zu berechnen.
    Man benötigt also nicht mal unbedingt Raytracing.
    Mein Hinweis auf die Wellenoptik bezog sich ausschließlich auf das Auflösungsvermögen das du Eingangs angefragt hattest.


    Grüße Gerd

  • Hallo Gerd,
    ich meine natürlich nicht, dass man Außenarme der Parabeln verwendet, sondern, dass man nur zwar immer symmetrische Teile der Parabeln verwendet aber unterschiedlich weit bis in die Außenarme. Und das führt z.B. bei Ellipsen dazu, dass sie ganz innen fast sphärisch sind aber immer elliptischer werden, je weiter man nach außen geht.


    Hatten wir uns beim DK nicht drauf geeinigt, dass der HS oblat-elliptisch ist? Das war auch eine meiner ersten Fragen. Oder habe ich das falsch verstanden?
    Also, dass die Krümmung in der Mitte am geringsten ist. Und bei oblatem HS wäre die kk doch positiv und die des FS 0.
    Gruß
    Stephan

  • Hallo Stephan,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">ich meine natürlich nicht, dass man Außenarme der Parabeln verwendet, sondern, dass man nur zwar immer symmetrische Teile der Parabeln verwendet aber unterschiedlich weit bis in die Außenarme.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    es gibt bei einer Parabel nur einen einzigen Punt an dem sie Symmetrisch ist.
    Das ist dann der Fall wenn der Scheitelpunkt exakt in der Mitte liegt.
    Jede Verschiebung des Scheitelpunkts außermittig hat Asymmetrie zur Folge.


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Hatten wir uns beim DK nicht drauf geeinigt, dass der HS oblat-elliptisch ist? Das war auch eine meiner ersten Fragen. Oder habe ich das falsch verstanden?
    Also, dass die Krümmung in der Mitte am geringsten ist. Und bei oblatem HS wäre die kk doch positiv und die des FS 0.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Nein hatten wir nicht, ich hatte schon in meinem ersten Beitrag hier glasklar geschrieben das beim DK der HS eine cc von rund -0,6 hat.
    Das kann bei dem konkaven HS auch gar nicht anders sein denn wir wollen die SA ja korrigieren und nicht verstärken.


    Grüße Gerd

  • Scheiße, mit Verlaub. Dann stimmt mein System nicht, dass also die kk des FS immer kleiner ist als die des HS. Wär jetzt irgendwie, ohne die geometrische Optik konkret zu bemühen, so schön logisch gewesen.

  • Hallo Gerd,
    ich hab deine erste Nachricht nochmal gelesen, und, Asche auf mein Haupt, da steht das schon drin, wer lesen kann..
    Nun: Du sagst Retusche, das hört sich an wie mogeln. Wenn es das nicht ist, hört sich das so an, dass das RC-Design das optimale wäre. Es wird auch behauptet, dass das RC das größte fotografisch brauchbare Feld liefert, das DK jedoch die beste Abbildung auf der Achse. Also, sind diese hyperbolsichen Korrekturen und Retuschen eben doch etwas gemogelt und erzeugen Nachteile in der Abbildung? Mir fällt auf, dass die RCs im Vergleich kürzer sind und mehr Obstruktion haben, was natürlich zusammenhängt wie auch beim Newton, je kürzer desto mehr Obstruktion. Aber könnten nicht längere, etwa F/ 12 bis f/15 RCs dann optimal sein, oder gehen die aus anderen Gründen wieder nicht?
    Gruß
    Stephan

  • Hi Stephan,


    "Retusche" in der Optik ist kein Mogeln, sondern eine legitime Formaenderung einer optischen Flaeche. Man sagt im Englischen auch "figuring" dazu, beispielsweise das Parabolisieren eines sphaerischen Spiegels. Das sind alles ganz kleine Abtragungsmengen, die erst beim Polieren erfolgen und einem Spiegel die zugedachte konische Konstante bringen. Amateurspiegelschleifer machen das gewoehnlich, um einen Parabolspiegel zu erlangen und es ist mehr Messen als Polieren. "Retusche" klingt ein bisschen nach Nachbesserung oder Kaschieren eines Missgeschicks, ist aber in diesem Fall geplant und notwendig. Vielleicht eine ungeschickte Wortwahl. "Figurieren" (engl. "figuring") hat sich leider nicht etabliert.


    Das RC hat ein grosses Feld und runde Sternabbildungen bis in die Ecken, was fuer die astronomische Positionsmessung (Astrometrie) foerderlich ist. Alle Systeme sind auf der Achse perfekt, aber das Dall-Kirkham ist einfacher in der Herstellung. Gerade fuer Amateure, da der Fangspiegel (konvex, schwerer zu pruefen) sphaerisch bleiben kann. Deshalb ist das Dall-Kirkham entweder fuer Planeten spezialisiert (lange Brennweite, kleiner Fangspiegel, Verwendung nahe der Achse), oder er wird mit einem Feldkorrektor versehen. Dann kann er auch grosse Felder, beispiel Orion Optics ODK oder Planewave-Astrografen.

  • Hallo Jürgen,
    das hört sich so an, das,s wenn man so ein einfaches offenes, kleines Design sucht, das RC optimal wäre. Mich stört dabei eben die große Obstruktion, die man nur braucht, weil die alle so kurz sind. Aber Mit F/12 oder F/15 müsste dieses dann unter den Cassegrain-Abarten optimal sein, oder? Und, das gilt weiterhin, natürlich, wenn alle Elemente gleich gut aufeinander abgestimmt sind.
    Habe letzte Woche festgestellt, dass das CC deutlich empfindlicher für Seeingprobleme, wahrscheinlich bodennahe Luftdichteschwankungen ist als ein geschlossenes Mak oder wohl auch Refraktoren. Dasselbe müsste auch für alle Newtons gelten. Also im direkten Vergleich waren die Bilder viel unsteter als durchs Mak, wobei die besten Momente (Bruchteile von Sekunden) vergleichbar mit den (länger, Sekunden anhaltenden) besten Momenten des Maks waren, aber die schlechten Augenblicke, teilweise mit Doppelbildern, schlechter waren als die durchs Mak. Das scheint wohl ein echter Nachteil der offenen Spiegelteleskope zu sein. Das hat nicht mal was mit Akklimatisation zu tun sondern einfach, dass so viel veränderliche Luft zwischen die Spiegel passt, da würde also auch ein Gittertubus nicht helfen. Sonst müsste für mich so ein guter, länger RC so ziemlich optimal sein, nach dem, was du sagst.
    Gruß
    Stephan

  • Hallo Stephan,


    zum Retuschieren hatte Juergen ja schon was geschrieben.
    Ich will noch ergänzen das man bei der Politur immer erst die Sphäre herstellt.
    Das ist die Form die der Spiegel bei „normalem“ Polierprozess am ehesten annimmt und die daher am einfachsten herzustellen ist.
    Kann man es bei der Sphäre belassen ist man an der Stelle auch schon fertig.
    Nur wenn man einen anderen Kegelschnitt herstellen möchte muss man noch mal ran und die zuvor hergestellte Sphäre retuschieren.
    Dazu sind besondere Anstrengungen nötig, geänderte Strichführung, anderes Tool bis hin zum Mini Tool und diverse Tricks und Kniffe um aus der Sphäre dann die gewünschte Kurve entstehen zu lassen. Auch der Messaufwand ist nun höher.
    Der Begriff Retuschieren bezeichnet hier also auf das Umarbeiten einer Sphäre hin zur gewünschten Kurve.


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">das hört sich so an, das,s wenn man so ein einfaches offenes, kleines Design sucht, das RC optimal wäre.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Das RC hat natürlich die beste Feldkorrektur, ist aber im Gegenzug am Aufwendigsten in der Herstellung. Es ist also Relativ was man da nun als optimal ansieht. Man könnte genauso gut das DK wegen dessen viel einfacher herzustellenden SP als optimal ansehen.
    Es ist halt so das alle 3 so ihre Vor und Nachteile haben.
    Es nützt auch wenig wenn ein Design in der Theorie super toll aussieht es aber in der Praxis wegen der schwierigen Herstellung dann Schwächen zeigt und hier dann das einfacher herzustellende die bessere Abbildung liefert.


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"> Mich stört dabei eben die große Obstruktion, die man nur braucht, weil die alle so kurz sind. Aber Mit F/12 oder F/15 müsste dieses dann unter den Cassegrain-Abarten optimal sein, oder?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Je kürzer desto weniger Obstruktion aber umso schwieriger die Herstellung.
    Kurz bezieht sich hier auf die Baulänge (schneller HS), nicht auf die Systembrennweite oder Systemöffnungszahl.
    Theoretisch können alle 3 Varianten also DK, klassisches Cassegrain und RC gleich ausgelegt werden.
    Also alle 3 auch mit gleich großer Obstruktion.
    Es ändert sich lediglich die CC beider Spiegel, sonst nichts.
    In der Praxis setzt die Herstellbarkeit bei den aufwendigeren Varianten klassisches Cassegrain und RC engere Grenzen bei der Auslegung.


    Der Verlängerungsfaktor des SP sollte hier möglichst nicht über 4 liegen, maximal wäre Faktor 6 vertretbar, beim RC eher weniger.
    Sonst ist der SP nicht in hinreichender Qualität herstellbar.
    Das liegt daran das der Krümmungsradius des SP umso kleiner wird je höher der Verlängerungsfaktor sein soll.
    Je höher der Verlängerungsfaktor des SP umso weniger Obstruktion.
    Das DK kann wegen des sphärischen SP etwas extremer ausgelegt werden.
    Dadurch lässt sich hier auch die kleinste Obstruktion erreichen.
    Der Nachteil ist halt die ausgeprägte Koma im Feld.


    Ich finde das das klassische Cassegrain das Optimalste ist. Es stellt den besten Kompromiss zwischen Aufwand und Feldkorrektur dar.
    Es ist weniger schwierig als das RC herzustellen und hat bereits eine sehr gute Feldkorrektur mit sehr wenig Rest Koma.
    Gegenüber dem zwar einfacher herzustellenden DK kann es mit wesentlich besserer Feldkorrektur punkten. Der höhere Aufwand lohnt sich daher.
    Außerdem hat man beim klassischem Cassegrain die Option auch den Newtonfokus zu nutzen. Es ist daher vielseitiger.


    Grüße Gerd

  • Hi Stephan,


    noch zu den Turbulenzen: Im offenen System zeigen diese sich am Anfang der Beobachtung, also beim Auskuehlen, deutlicher. Das geschlossene System ist hier traege. Allerdings dauert das Auskuehlen beim geschlossenen System deutlich laenger, sodass man zwar weniger Stoerungen sieht, diese aber laenger da sind. Beispielsweise der "Warmluftsee" oben an der Korrektorplatte, der das defokussierte Sternscheibchen tropfenfoermig aussehen laesst. Ich habe das mal bei einem russischen 7" f/15 Maksutov-Cassegrain erlebt. Zwei Stunden Tropfenform, dann endlich ausgekuehlt und dann auch gleich der Korrektor beschlagen. Gerade der Taubeschlag nervt, zusammen mit der langen Auskuehlung, sodass ich persoenlich offene Systeme bevorzuge. Aber das haengt natuerlich von den auesseren Gegebenheiten ab - Instrumentengroesse, transportabel oder Sternwartengeraet, Taukappe oder Tauheizung montiert und so weiter.

  • Gerd,


    schoene Zusammenfassung. Was noch hinzuzufuegen ist, ist die Bildfeldkruemmung. Die nimmt zu, wenn das optische System weniger "entspannt" ist, d.h. wenn die Hauptspiegelbrennweite geringer ist und der Fangspiegel einen hoeheren Vergroesserungsfaktor hat. Das macht das System zwar kompakter, aber es erhoeht auch die Bildfeldwoelbung, was gerade in der Fotografie mit groesseren Sensoren (oder damals Fotoplatten) hinderlich ist.

  • Hallo Jürgen und Gerd,
    das hört sich jetzt mal gut an, und ich bekomme meine Fragen immer besser beantwortet


    An Jürgen: Das mit dem Auskühlen ist mir schon klar. Was ist aber, wenn ich schon 3 Stunden durchs CC gucke und die Bilder noch immer viel unruhiger flattern (in Sekundenbruchteilen mit Doppelbildern) als im Mak? Die einzige Erklärung für mich ist, dass eben Luft mit großen Dichteunterschieden im Bereich von cm bis dm durch die Optik zieht. Vielleicht sind längere Newtons dann sogar besser dran, wenn die Dichteschwankungen wirklich auf so kleinem Raum vorkommen.


    Zu Gerd: Schöne, geschlossene Darstellung. Der CC ist quasi ein Kompromiss zwischen DK und RC. Mir fiel auf, dass eben die RCs oft noch kürzer sind, baulich und in Brennweite als die CCs, und ich hatte mich schon gefragt, ob das RC automatisch zum CC wird, wenn man es verlängert. Und, ist das nicht logisch, wenn die Geräte sehr kurz sind, muss der Fangspiegel immer größer werden, damit er den HS noch ganz sieht, Das gilt fürs Newton sowieso, müsste aber auch fürs RC gelten. Jedenfalls trifft es auf die momentan erhältlichen Designs zu, dass die RCs die größte Obstruktion aufweisen.
    Stimmt das tatsächlich, der FS hat einen umso größere Verlängerung, je flacher (weniger gekrümmt) er ist? Das hätte ich genau anders herum gedacht. Stell dir mal einen CC vor, wo der FS plan wär, würde natürlich nicht funktionieren, da Licht vom HS-Rand symmetrisch auf seinen gegenüber liegenden Rand reflektiert würde und nicht durch die Mitte käme. Deshalb muss man den FS so lange krümmen, bis das Licht in der Mitte landet. Und mit dieser Krümmung bekommt man doch die lange Brennweite, oder? Der Winkel, unter dem die Randstrahlen ins Okular treffen wird doch immer spitzer, das heißt, die Brennweite immer länger, bis Krümmung zu groß wird und die Strahlen parallel oder sogar auseinander laufen. Doch alles mit steigender Krümmung, oder?
    Gruß
    Stephan

  • Hallo Gerd,
    es ist so schlimm, ich muss richtig lesen. Du hast geschrieben, der Krümmungsradius des FS wird um so kleiner, je höher sein Vergrößerungsfaktor ist. Ich hatte gelesen, die Krümmung... Sind wir uns also in diesem Punkt auch einig.
    Ich hatte so gedacht, wenn man ein Cassegrain-Typ designt und es baulich möglichst kurz haben will, landet man nach Abwägen aller Effekte, Kompromiss und Optimierung automatisch beim RC. Wenn es länger werden darf, sind Koma und andere Fehler nicht mehr so kritisch, und man landet nach demselben Optimierungs- und Kompromissprozess beim CC. Kann das sein?

  • Hi Stephan,


    wenn das Bild nach drei Stunden immer noch unruhig ist, dann ist es nicht mehr das nunmehr ausgekuehlte Teleskop, sondern definitiv die Luftunruhe ausserhalb. Denn die Spiegel sind bis dahin ausgekuehlt. Solange sich also keine Waermequelle im Tubus befindet, muss die Turbulenz von ausserhalb kommen.

  • Hallo Jürgen,
    meine Rede. Und dass dieser Effekt so stark sein kann, dass man an dem Ding wirklich zweifelt und sich fragt, ob es überhaupt brauchbar ist oder ob schon wieder ein Spiegel locker ist. Ich halte es für möglich, dass kein anderes Design so anfällig dafür ist, wie die kurzen, gefalteten, offenen Optiken. Das ist anders bei Sternwarten, wo ein dickes RC in der Kuppel mit kleiner Öffnung vor solchen bodennahen Dichteschwankungen geschützt ist.

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