Hallo Reinhort
Mache mir auch gerade Gedanken zur Spinne.
Die meisten behaupten, je dünner die Aufhängung, desto weniger sieht man die Spikes.
Ganz gut soll dünner Federdraht sein.
CS Konrad
Hallo Reinhold,
von so einer Konstruktion habe ich in der Praxis noch nichts mitbekommen, zumindest nicht im Amateurbereich. Es sieht aber sehr interessante aus, die simulierten und im Laborexperiment erstellten Bilder sind vielversprechend.
Wenn man keine Spikes haben will, hat sich im ATM Bereich ja die curved spider durchgesetzt. Funktioniert ja ebenfalls sehr gut. Der Vorteil dieses Systems hier wäre, dass man entsprechende Blenden vor eine vorhandene Spinne setzen könnte.
Wie gesagt, praktisch gesehen habe ich so etwas noch nicht. Es käme also auf eien Versuch an.
EDIT:
was ich vermisse ist eine konkrete Anleitung zur Konstruktion der Blenden, insbesondere die bei der Konstruktion zugrunde gelegten Radien. Nehmen die den Radius der Teleskopöffnung? Oder übersehe ich da etwas?
Bis dann:
Marcus
Hallo Reinhold,
Grundsätzlich ist der Kontrastverlust proportional zur Fläche, die im Strahlengang herumsteht. Integral betrachtet sind daher möglichst dünne Fangspiegelstreben zu bevorzugen.
Darüber hinaus kann man die Verteilung des Kontrastverlusts auf die verschiedenen Ortsfrequenzen beeinflussen, wie die gekrümmten Spinnenbeine zeigen.
Mit zusätzlichen Blenden an einer geraden Spinne kann man es (im Sinne einer MTF) nur schlechter machen; dass die Methode im gezeigten Paper so gut funktioniert, liegt vermutlich unter anderem daran, dass die Dicke der Spinnenbeine unrealistischerweise an kritischen Stellen wirklich auf Null abfällt.
Ich würde daher an der Stelle keine Wunder erwarten, es mag sein, dass die PSF etwas gefälliger aussieht (wie bei den gekrümmten Spinnen auch), aber de facto bezahlt man mit einer Umverteilung des Lichts aus dem Maximum des Beugungsscheibchens heraus.
Jetzt ist das etwas, was genau so schnell ausprobiert wie gerechnet ist, von daher kann man auch einfach mal machen. Im Prinzip ist das aber einer Rechnung extrem gut zugänglich, die auch exaktere Ergebnisse liefern wird und zur Verifizierung experimenteller Ergebnisse aus meiner Sicht auf jeden Fall gemacht werden sollte.
Viele Grüße
Holger
Hallo,
Es gibt da noch die Fans der gebogenen Spinne, aber da sind die krummen Beine auch dicker. Siehe Holgers Beitrag. Im Prinzip kann man mit unterschiedlich geformten Masken eine Art Airy-Disk-Engineering betreiben. Die Airy Disk ist ja nicht Anderes als eine Fouriertransformation der Eintrittsöffnung. Sowas müsste man eigentlich mit Mathe Programmen wie 'Octave' etc, selber hinkrigen. Wollte ich immer mal probieren, aber bisher nie Zeit dafür gehabt.
Eine nette Anwendung des Airy-Disk-Engineering ist ja das geplante 'Starshade' für Hubble. Da werden die Intensitäten im Airy-Disk so hin und her geschaufelt dass einen Bereich ganz dicht von der Bildmitte gibt, wo man frei von Störungen beobachten kann. Da soll ja ein extra solarer Planet dann neben dem Stern beobachtet werden. Dafür ist der Rest des Fokusbildchens dann Matsch.
https://exoplanets.nasa.gov/internal_resources/1210/
Cheers,
Gert
Marcus,
hast recht, die Herleitung der Blendenkonstruktion ist etwas schwammig. Insbesondere leuchtet mir nicht ein, weshalb man vom Beugungsscheibchen ausgeht und dieses dann wieder in der Pupille plaziert. Interessieren würde mich ein Vergleich mit gekrümmten Streben mit Radius und Dicke vergleichbar zur hier gezeigten Konstruktion - ich vermute, dass das Ergebnis sich nicht groß unterscheiden wird.
Viele Grüße, Holger
Hallo Holger,
Zitat von Cleo[…] Grundsätzlich ist der Kontrastverlust proportional zur Fläche, die im Strahlengang herumsteht. Integral betrachtet sind daher möglichst dünne Fangspiegelstreben zu bevorzugen. […]
Frage: Lohnt es sich aus deiner Sicht überhaupt - abseits der Spikes-Geschmackfrage - über die Fangspiegeldicke nachzudenken, wenn bereits durch den Fangspiegel so viele Quadratmillimeter Fläche im Strahlengang hängen, dass es auf weitere relativ wenige Quadratmillimeter mehr oder weniger dicker Fangspiegelarme nicht mehr ankommt?
Also realistisch dicke, etwa 0,1mm oder 0,5mm oder gar 2mm.
Beispiel: 150mm Öffnung. Mittige Fläche 35mm Durchmesser (= 962mm2). Armlänge 230mm bei 4x (=115mm2 bei 0,5mm). Gesamtfläche 17662mm2.
Dahinter die Frage: Sähe ich den Kontrastverlust?
Grüße, Reinhold
Hallo Reinhold,
die zusätzliche Fläche darf man direkt in Strehlverlust als Maß für den integralen Kontrastverlust umrechnen, das wäre hier gut ein halbes Prozent. Tatsächlich landet auch nur so wenig Licht in den Spikes. Lohnt sich also nur wegen deren Helligkeit. Ich bin bei 6" mit Fahrrad-Messerspeichen (0.8 mm) zufrieden.
In Bezug auf die Sonne: ganz grob gesprochen bekommst Du ein halbes Prozent des Lichts als Streulichthintergrund, das sollte zu verkraften sein. Eine andere Speichengeometrie würde daran auch nichts ändern.
Anmerkung: es ist natürlich immer schwierig, das nur mit einer Zahl zu fassen zu bekommen - für den Fangspiegel entspricht der Strehlverlust auch der Fläche (und damit dem Quadrat der Obstruktion), während der MTF-Verlust bei niedrigen Ortsfrequenzen proportional zu deren Durchmesser ist. etc.. Aber bei den Spikes geht es m.E. wirklich nur um Ästhetik.
Viele Grüße, Holger
Hier hat jemand viel herum simuliert:
https://authors.library.caltech.edu/87974/1/106981Q.pdf
Dünn und gebogen scheint eine sehr gute Lösung zu sein.
Dünn heisst hier 0.002 Spiegeldurchmesser, bei 150mm also 0.3mm. (siehe Figur 16, im Link)
Gruss Konrad
Hallo
Im Prinzip bekommt man die Spikes weg wenn man in dickere Material die geraden Kanten durch lauter Virtelkreise ersetzt. Allerdings ist auch die Länge der Kante im Verhältnis zur offenen Fläche entscheidend und die Kann ten werden durch solche Maßnahme länger, der Kontrast eher schwächer, hilft gerade bei flächigen Objekten die keine Spikes machen nicht.
Im Grunde ergibt sich der Kontrast beim Apo aus der Beugungskante vom Umfang der Optik zur freien Fläche, mit entsprechend großen Newton erfüt man das auch, da eben Außenumfang, Länge FS Streben plus optisch wirksamer Umfang des FS
Und da an den Kanten die Beugung entsteht muss man bedenken das die Streben mit zwei Kannten wirksam sind, wie zwei parallele Kanten interferieren ist sicher auch noch zu bedenken
Gruß Frank
Hallo Konrad,
besten Dank für dieses Dokument. Die Herleitung der Kreissegmente, super dargestellt.
Zitat von fastride[…] Dünn und gebogen scheint eine sehr gute Lösung zu sein.[…]
Ja, nur, für uns mit unseren relativ kleinen Spiegeln vermutlich schwierig umzusetzen. Die Wanddicke der Spiegelarme ist so gering, dass es für unsereins schwierig wird, eine verwindungssteife Konstruktion hinzubekommen.
Vixen hat es am VMC110L mit Aluminiumdruckguss ausgeführt. Und im Ergebnis die Wanddicke der Arme doch recht deftig ausführen müssen. Man könnte es so ausrücken, die Spikes sind verschwunden, der Kontrast hat im Gegenzug nachgelassen.
Mit drei geraden Armen kann demnach unsereins unter Auswahl verwindungssteifen Materials mit möglichst geringer Wanddicke das Maximum rausholen.
Der Erinnerung nach war das Material Stahl? Rauh sandgestrahlt oder geätzt und dann schwarz brüniert, so als erster unreiner Gedanke … ?
Viele Grüße, Reinhold
Man könnte aus sowas
sowas bauen
Das könnte durch die Federkraft genug steif bleiben.
CS Konrad
PS: Alternativ würde auch ein Federstahlmassstab gehen
PPS: Nein habs gerade mit dem Massstab probiert, der ist zu wenig steif in Biegerichtung, das ganze wäre nicht steif genug.
Hallo Konrad,
für visuelle Nutzung würde ich mir diese Klimmzüge sparen. Ich glaube, Reinhold trifft es ganz gut:
Man könnte es so ausrücken, die Spikes sind verschwunden, der Kontrast hat im Gegenzug nachgelassen.
Die meisten Objekte sind eh nicht so hell, dass die Spikes überhaupt stören würden. Wenn man sich unbedingt auf Planeten konzentrieren möchte und die Spikes störend findet, kann man ja auch einen Mak-Newton nehmen.
Bei fotografischer Nutzung sieht es unter Umständen anders aus, aber da sind ja auch deutlich größere Obstruktionen nötig bzw. tolerabel.
Viele Grüße
Holger
Hi Konrad,
Das könnte durch die Federkraft genug steif bleiben.
Viel Masse (Fangspiegel mit Halterung) an dünnen Federstahlbändern ==> Funktion wie die Unruhe in einer Uhr, schwingt bestimmt nett bei jeder Bewegung oder leichtem Stups am Tubus.
Die Krux an der Sache ist doch, egal wie man die Spinne auslegt, es wird immer ein Anteil Licht in die Beugungsringe wandern. Die gekrümmte Spinne erzeugt zwar keine Spikes, bringt dafür aber mehr Licht in die Beugungsringe. Den Teufel mit dem Belzebuben austreiben....
Gruß Stefan
Moin,
gebogene Spinnen müssen imho keinesfalls fett ausfallen.
Dass das in der Regel so (oder wenig steif) zu sehen ist, liegt an den großen, ausladenden Bögen.
Es sagt aber meines Wissens niemand, wieviele Bögen es sein dürfen. Je höher die Anzahl der Bögen in einem Spinnenarm, um so flacher werden sie und somit steifer. Das verhält sich dann nicht mehr grundlegend anders, als ein normaler, gerader Spinnenarm.
Ich weiß nicht, ob das heute noch angeboten wird. Früher gab es jedenfalls mal gewellte Fahrrad-Messerspeichen. Da ist/war sicher der Kurvenverlauf nicht so "schön". Aber das Prinzip passt. "Schön" wären sauber aneinander gereihte Bögen mit einem eingeschlossenen Winkel von je 90° (bei 4-Arm-Spinne).
Wenn man Lust hat, kann man auch ausrechnen oder messen, wie die Bögen bei Einbau-Spannung auffedern und den Bogenwinkel entsprechend ein wenig vergrößern.
Die effektive Länge der Spinnenarme wird etwas mehr als 10% (PI/4*SQRT(2)) größer. wahrscheinlich muss die Spinne auch etwas dicker sein. Von "Folien" halte ich ohnehin nichts. Die verdrehen sich zu leicht, wodurch der vermeintliche Vorteil schnell dahin ist. Der Zuwachs an störender Fläche sollte trotzdem überschaubar bleiben. Nicht mehr als vielleicht 30%.
Das sollte sich als CFK-Teil laminieren lassen. Erst einfach flaches Laminat. Da Abreißfolie drauf und zum aushärten zwischen leiterartig angereihte, versetzte Rundstäbe spannen. Bei sauber eingestellter Laminatdicke sollte so ein ziemlich exakter Wellenverlauf möglich sein.
So werde ich es jedenfalls versuchen, falls ich mal an meiner Baustelle weitermache ...
CS
Harold
Hallo Holger,
Zitat von Cleo[…] … kann man ja auch einen Mak-Newton nehmen. […]
… warum auch immer haben die marktgängigen Instrumente eine für Sonne, Mond, Planeten zu hohe zentrale Obstruktion. Das was ich auf der einen Seite gewinne, mache ich damit auf der anderen Seite wieder kaputt.
So ein Teil hatte ich seinerzeit in Erwägung gezogen. Der Meniskus ist leider durchbohrt, damit ist mir eine Verringerung der Obstruktion nicht möglich. Wäre der Fangspiegel auf einen nichtdurchbohrten Meniskus geklebt, hätte ich so ein Teil schon hier und hätte einen kleineren Fangspiegel eingebaut.
Grüße, Reinhold
Wäre der Fangspiegel auf einen nichtdurchbohrten Meniskus geklebt, hätte ich so ein Teil schon hier und hätte einen kleineren Fangspiegel eingebaut.
Und damit einen Öffnungsverlust einbauen- der kleinere Spiegel würde vom Strahlengang überblendet. Dazu würdest du durch den OAZ guckend am FS vorbei den Himmel sehen könnten bzw. umgekenrt betrachtet fällt Licht von vorne direkt in den OAZ
Und damit einen Öffnungsverlust einbauen- der kleinere Spiegel würde vom Strahlengang überblendet. Dazu würdest du durch den OAZ guckend am FS vorbei den Himmel sehen könnten bzw. umgekenrt betrachtet fällt Licht von vorne direkt in den OAZ
… wäre es soweit gekommen, hätte ich ein kompletten Neuaufbau in einem (etwas) längeren Tubus in Betracht gezogen. Öffnungsverluste hätte ich mir keine eingehandelt. Und dass der Meniskus dann 10cm weiter vorne liegen würde, hätte die Abbildungsqualität eher weniger negativ beeinflusst.
Während Newtons und Refraktoren und andere nicht durchbohrte Optiken recht gut von uns in die ein oder andere Richtung (Weitfeld, Foto, Sonne, Planeten, Mond) optimiert werden können, ist dieser Weg bei allen durchbohrten Optiken für uns praktisch immer verbaut.
Du musst mit der durch die Bohrung herstellerseitig festgelegten Mindestobstruktion leben oder das Instrument wechseln.
Hallo Reinhold,
Es müsste ein Material sein, was verwindungssteif ist, sich gut aufrauhen und schwärzen lässt.
Bei gleicher Geometrie ist das E-Modul maßgeblich. Stahl ist grob doppelt so steif wie Kupfer oder Messing.
Bei Biegung hängt die Steifigkeit weiterhin vom Flächenträgheitsmoment ab. Bei einfachen rechteckigen Querschnitten skaliert das mit der dritten Potenz des Maßes, das in Richtung der Biegung orientiert ist.
Ein Messing- oder Kupferblech muss also grob 2^(1/3) mal so dick ein wie ein Stahlblech, um die gleiche Biegesteifigkeit aufzuweisen. Also z.B. 1,25mm statt 1mm.
Aufrauhen ist bei keinem der Werstoffe ein Problem. Sehr effektiv ist Läppen mit SiC K80. Der Abtrag ist gering. Das Korn drückt sich bei viel Druck mehr ein. Das "Gegegenstück" sollte moglichst hart sein. Z.B. Granit, Glas oder noch besser ein Stück Verschleßschutzkeramik.
Wenn beide Seiten gleich bearbeitet werden, bleibt (bzw. wird) das auch (wieder) gerade. Anonsten buckelt die stärker bearbeitete Seite durch die eingebrachten Druckspannungen.
Lack sehe ich nicht als Problem. Ich habe Schultafellack verwendet. Der Dickenzuwachs durch den sehr sparsam tupfend augetragenen Lack ist deutlich unter 1/10mm geblieben. (gemessen 6/100mm)
CS
Harold
Hallo
TITAN ist ein gutes Stück steifer als Stahl, von wegen dicke
Maten schwarzen Lack gibt es besser im Modellbau
Die Mehr Länge durch die reingepressten Radien müsste man damit kompensieren das man 3 statt 4 Streben ausführt
An Schwächen flächigen Nebeln sind bei passendem Feld selten so helle Sterne das visuell Spikes stören würden, zumal zwischen den Spikes der Kontrast Recht gut ist.
Im Prinzip verstreut man das Licht dieser Spikes mit dem apodisieren nur auf das ganze Feld, visuell schlecht, fotografisch geht das eher dann mit dem Kontrastregler in der Bildbearbeitung.
Gruß Frank
Hallo Frank,
[…] Im Prinzip verstreut man das Licht dieser Spikes mit dem apodisieren nur auf das ganze Feld, visuell schlecht, fotografisch geht das eher dann mit dem Kontrastregler in der Bildbearbeitung.[…]
Unabhängig von der Spikebeseitigungsmethode wandert das Licht der Spikes stets in die Umgebung.
Wer Spikes unterdrücken möchte, bekäme jedenfalls eine weitere Methode in die Hand.
Eine Dreier-Spinne mit derart massiv gestalteten geraden Fangarmen ist zudem möglicherweise „stabiler“ ausführbar, als eine mit drei dünnen gebogenen Fangarmen, bei gleichem visuellen Ergebnis. Diese Fangarmform kann durchaus ein Angebot sein. Natürlich nicht ganz trivial in der Herstellung. Alustrangguss?
Zitat[…] TITAN ist ein gutes Stück steifer als Stahl, von wegen dicke […]
Sicher? Also das E-Modul liegt nach einschlägigen Angaben im Internet für Titan Grade 5 bei 114kN/mm2 und für Baustahl bei 210kN/mm2.
Gruß, Reinhold
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