Hallo Beisammen,
Eine tolle Idee mit dem geschwungenen Stab zur FS Halterung. Es wäre doch möglich das einfach zu testen. Man nimmt ein SCT oder Mak und schneidet aus schwarzer Pappe den Umriss der Halterung. Das dann einfach vor die Optik geschwenkt und man kann den Unterschied direkt sehen. Speziell bei hoher Vergrößerung bei Planeten oder Doppelsternen ein prima Experiment.
Clear Skies,
Gert
Hallo
Interessant, es gibt aber schon einige Ansätze zum Apodisieren.
Du könntest ja auch mehrere kleinere 180grad Bögen übereinander stapeln um die Obstruktion kleiner zu halten?
Gruß Frank
Hallo zusammen,
der Thread nimmt Fahrt auf, das gefällt mir 
.
m.haardt : ja, ich hatte drei gebogene Spinnenbeine ausprobiert, die Daten aber wieder gelöscht, weil zu schlecht... Habs nochmals konstruiert und den Test durchlaufen lassen. Es sind drei Spinnenbeine mit 60° (Summe muss 180° sein) und 2mm Dicke. Das sieht dann so aus:
Maske:
Beugungsbild:
Autsch. Auf Cloudynights nennen sie das Pinwheel (Windrädchen). Ist leider schlechter als das Halszäpfchen.
Weshalb das? Denkt an die zu erfüllende Bedingung in meinem Beitrag #21: die Anzahl Kanten ist zu minimieren. Jede Kante im Ortsraum zeigt sich als Kante im Frequenzraum. Statt je einer Kante (links und rechts) haben wir nun 6 Kanten.
Nun zum Vorschlag von FRANK21 (falls das nicht war, was Du wolltest, schick mir eine Skizze):
Maske:
Beugungsbild:
Hmm, Wort mit X, war wohl nix. Durch die kleineren Bögen ist im Bildraum die Periodizität kürzer geworden. Das heisst, das Beugungsbild der Bögen wiederholt sich in kürzeren Abständen. Ein solches Muster wollen wir auch nicht.
Leider gibt es nicht so viele sinnvolle Möglichkeiten, die drei Bedingungen in #21 zu erfüllen.
Ich werde morgen Abend mal die Skripte sauber kommentieren und dann mit einer Kurzanleitung hochladen. Dann kann jede(r) selber damit spielen.
Die Idee von Gert hatte ich auch schon. Da wir einen C14 im Verein haben, könnte ich das bei Gelegenheit mal ausprobieren.
Herzliche Grüsse Robert
Hallo Robert
Vielen Dank für die Plotts zu den Bildern .
Für mich bestätigen die Plots die Bilder sehr gut .
Wenn man eine Einarmspinne bauen will gibt es aus mechanischen Gründen (Steifigkeit) keine Notwendigkeit
den Querschnitt am inner und äußeren Ende symetrisch zu bauen wie beim Halszäpfchen .
Dsa Fangspiegelende kann wegen des viel geringeren Drehmoments schlanker ausfallen ,
eine dem Drehmoment angepaßte Dicke ^3 Kurve zum Beispiel .
So läßt sich ohne viel Steifigkeitsverlust Obstruktionsfäche einsparen .
Für die ungleichen Radien wird man einen "Preis" zu zahlen haben , vermutlich aber nicht besonders viel .
Gruß Rainer
Hallo Robert
Geniale Software 👍
Hätte 8ch mir so nicht vorgestellt
Gruß Frank
Hallo Rainer,
bittesehr, machen wir das Bein dünner, die Radien kleiner. Meinst Du in etwa so?
Und das passiert:
Durch das Strecken der Bögen zu Ellipsen haben wir einen nennenswerten Anteil "Gerade" (Verletzung Regel 1). Zudem sind die Radien der Ellipsen kleiner als bei einem durchgehenden Kreis. Deshalb wird auch hier die Periodizität kürzer. Das bisschen Lichtgewinn habe wir durch prominentere Störungen erkauft.
Es ist leider so, man treibt hier den Teufel mit dem Belzebub aus. Schraubt man an einem Ende, wackelt es an einem anderen.
Ich habe Stunden verbraten damit, Muster zu erkennen. Das Resultat war letztendlich:
- das "perfekte" Beugungsbild wird durch Störungen im Bildraum gefaltet, d.h. dessen Grösse definiert die Periodizität und die Form der Störungen
- Anteil rechteckiger Strukturen minimieren (Spikes werden kleiner)
- Radien maximieren (Periodizität wird länger)
- Anzahl Kanten minimieren (Anzahl Störungen wird kleiner, die Energie der verbleibenden besser verteilt)
Ich empfehle jedem, die Diskussion auf Cloudynights durchzulesen (kann schon mal einen langen Abend dauern 
), die Erkenntnisse daraus sind extrem lehrreich. Wer genau hinschaut, wird "meine" Lösung wiederfinden. Ich habe das weder erfunden noch entdeckt.
Der Lichtverlust meiner "Halszäpfchen"-Lösung wird meiner Meinung nach durch sauberere Beugungsbilder mehr als wett gemacht.
Das aber ist meinen Vorgaben geschuldet. Es gibt mit Sicherheit Anwendungen mit anderen Prioritäten. Offensichtlich werden z.B. bei den meisten Grossteleskopen die Spikes der Fangspiegelspinne als weniger störend empfunden als Artefakte durch andere "Stör"-Geometrien. Ausser es gibt wirklich ein zwingendes Argument dagegen werde ich daher diese Lösung umsetzen.
Bitte bedenken: diese Bilder hier sind sterile synthetische Visualisierungen. Die Realität ist grausamer. Seeing, Imperfektionen der Optik(en), kleiner Spiegel (hey, es ist immer noch ein 6-Zöller) etc. haben einen so grossen EInfluss, dass der Unterschied zwischen nur zentrale Obstruktion (eh nicht umsetzbar bei Newton) und Halszäpfchen nicht messbar sein wird (schon gar nicht visuell).
Wenn jetzt Stathis oder ein anderer unserer Grossteleskopbauer mit einem 40-Zöller daherkommt und die Fangspiegelhalterung optimieren will, dann, ja dann fangen wir an zu feilen. Weil dann schrauben wir die Ansprüche entsprechend hoch und der Aufwand lohnt sich.
Herzliche Grüsse Robert
Statisch ist das für einen Newtonfangspiegel eine kleine Katastrophe, weil es einer Drehfeder gleichkommt. So sieht die spiralförmig eingerollte Spannfeder einer Uhr im Prinzip auch aus.
Dadurch würde die Fangspiegeljustage bei einem Newton extrem empfindlich z.B. auf Temperaturänderungen reagieren. Für einen Cassegrain-FS usw. könnte man das noch hinnehmen, da hier eine Verdrehung des FS optische ohne Auswirkung bleibt.
- Geraden sind zu vermeiden. Geraden im Ortsraum bleiben Geraden im Frequenzraum.
- Bögen müssen insgesamt 180° oder vielfache davon haben. Damit werden Objekte des Ortsraums über 2x180° im Frequenzraum verteilt.
- Die Anzahl Kanten ist zu minimieren. Jede Kante im Ortsraum zeigt sich als Kante im Frequenzraum.
Ich hoffe, ich hab das noch richtig in Erinnerung.
Man kommt dem auch ohne Simulation bei, indem man die Maske invertiert: Man stelle sich ein Teleskop vor, das eine schlitzförmige Öffnung hat. Die Öffnung in Schlitzbreite ist dann viel kleiner als in Schlitzlänge, entsprechend verhält sich das Auflösungsvermögen, das von der Öffnung abhängig ist. In Schlitzbreite ein breiter Matschfleck, in Schlitzlänge messerscharf ... zufällig genau wie ein Spike. Das Ergebnis gewisser Symmetrieeigenschaften der Fouriertransformation.
Gedanklich kann man durch den Schlitz auch schräge Öffnungsbreiten untersuchen und sich dadurch veranschaulichen, dass es für die Dicke (und Helligkeit) des Spikes durchaus auch auf die Schlitzbreite ankommt. Und das gilt auch umgekehrt für die Breite von FS-Streben.
Robert, vielleicht kannst du eine Masken-Invertierung mal simulieren und uns das veranschaulichen.
Hallo Kalle,
here we go :
So, und jetzt wartet ihr bis heute Abend, dann könnt ihr selber basteln 
Herzliche Grüsse Robert
Hallo zusammen,
ANleitung ist hier zu finden: Simulation von Beugungsbildern mit ImageJ
Bei Fragen, fragen
Herzliche Grüsse Robert
Moin Robert,
das ist ein interessanter Thread, auch wenn ich nicht weiß, ob das bei der Objekterkennbarkeit relevante unterschiede macht. Visuell finde ich die Spikes einer normalen Spinne nicht störend.
Auf jeden Fall hat das angeregt, ein wenig mit der aufgezeigten einfachen Möglichkeit Maskulator zu experimentieren.
Nach meinem bisherigen "Wissen" hängt die verteilte Energie von der obstruierten Fläche ab, und die Verteilung von der Form.
Ich habe für einen groben qualitativen Vergleich fiktive Bauteile variiert. Die Masken sind nur mit Paint gemalt und sicher hier und da nicht ganz sauber.
Frage: spielt es eine Rolle, wo die Teile im Strahlengang liegen?
Testobjekt: eine normale, aber "magische" Spinne, bei der die Teile immer mal woanders liegen können.
Fazit: Ja, es hat eine Auswirkung. allerdings bei subjektiver Beurteilung nicht sonderlich stark. Die relativ große außermittige "Zentral-"Abschattung führt zu einer Verzerrung. Die Parallelen Arme sind "dicker" und "kürzer" und ergeben einen breiteren, weicher gezeichneten Spike.
Frage: Spielt die größe der Radien bei einer gebogenen Spinne eine Rolle. Und: Spielt es eine Rolle, wie ich die Spinne "zerhacke" und die Schnipsel anordne?
Fazit: die kleineren Radien ergeben ein unruhigeres Bild. Ob das Artefakte sind, da ja bei begrenzer Pixelzahl der tatsächlicher Verlauf immer schlechter angenähert wird, kann ich nicht einschätzen.
Die verstreute "Spinne" macht für mich kein merkbar anderes Bild, als die zusammenhängenden Kringel.
Wenn aber die Anordnung der Kringel-Schnipsel hier kein deutlich anderes Bild ergibt, kann man die ja mal zu einer gewellten Spinne in üblicher Anordnung zusammensetzen:
Fazit:
Dass sich hier bei der kleinsten Welle so deutliche Spikes herausbilden ist etwas unerwartet und mir noch nicht anschaulich klar. Wie aber oben schon geschrieben: Die Annäherung des exakten Wellenverlaufs ist bei der geringen Pixelzahl eher schlecht. Es können Artefakte sein - oder auch nicht.
Vielleicht versuche ich es mal mit imagej (wenn ich es hinbekomme).
CS
Harold
Hallo Robert
Vielen Dank für das Bild der "Steifigkeits optimierten" Einarmspinne .
Ja genau so war Sie gemeint . Übrigens finde ich das Ergebnis garnicht so schlecht .
Meine Priorität wäre es allerdings auch nicht Spikes zu elimenieren .
Viele Grüße Rainer
Hallo Rainer,
es stellt sich wirklich die Frage, was tolerierbar ist und was nicht. Sind z.B. Störungen schwächer als 5mag relativ zum beobachteten Objekt ok? Oder 10mag?
Ich weiss es nicht.
Als Beispiel, was ich meine habe ich das Beugungsbild von Halszäpfchen mit Dynamikumfang 15mag, 10mag und 5mag nebeneinander gestellt:
Man sieht, bei 10mag ist alles schon viel ruhiger, bei 5mag sieht man allenfalls noch, dass der verbliebene erste Beugungsring Ohren hat, also nicht rund ist wie bei einer unobstruierten Apertur. Aber das haben wir auch bei einer Spinne mit vier Beinen, einfach dann mit vier Ohren 
. Einmal mehr, im realen Einsatz werden solche Effekte durch Luftunruhe und Seeing überstrahlt.
Für mich war die Frage mehr, ob ich mit einer solchen Konstruktion das Bild unzulässig versaubeutle oder nicht. Das scheint nicht der Fall zu sein. Die wenigen % Mehrlicht, die ich mit der abgemagerten Version heraushole, wiegen mMn. den Nachteil eines unruhigeren Beugungsbildes nicht auf. Die Lösung, die ich für mich gefunden habe, erfüllt neben der optischen auch die mechanischen Anforderungen, die ich definiert hatte.
Herzliche Grüsse Robert
Servus Robert,
ich habe den Thread bisher nur als interessierter, stiller Leser verfolgt. Sehr spannend, danke dir und den anderen "Theoretikern". Ich habe da nur eine wohl recht prophane Frage:
Sind die Nachteile, die die Zäpfchenlüsung mit sich bringt nicht deutlich größer als die etwas geringeren Beugungsmuster?
Folgende Probleme sehe ich:
1.) Temperaturabhängigkeit – bei der klassichen Spinne heben sich die Längenveränderungen, was ihre Zugwirkung angeht bei Verkürzung (beim Abkühlen) gegenseitig auf, da alle vier Streben entgegengesetzt ziehen. Beim Zäpfchen müsste sich die Lage des Fangspiegels druch den einseitigen Zug bei der Materialkontraktion verschieben.
2.) Justage – ist das System stabil genug, um eine dauerhafte Justage zu ermöglichen? Oder muss dafür das Zäpfchen dann doch zu dick sein?
Und jetzt zur Beugung selbst – beim Zäpfchen sind es asymmetrische Beugungsmuster, die dafür etwas breiter aussehen, als die schmalen, dafür langen Spikes der klassischen, dünnen Spinne. Stört das breitere, hoizontale Beugungsartefakt nicht doch mehr als die dünnen Spikes?
Und als letzte Frage:
Warum sind die professionellen Teleskope mit der klassischen Spinne gefertigt worden (selbst Hubble)? Könnte das nicht daran liegen, dass die Nachteile des Zäpfchens in der Summe größer sind?
Liebe Grüße,
Christoph
Frage: ... Und: Spielt es eine Rolle, wie ich die Spinne "zerhacke" und die Schnipsel anordne?
Alles eine Frage der Symmetrie. Man könnte denken, dass die Lage keine Rolle spielt ...
Aber in Bezug zur Öffnungsblende (der äußere schwarze Rahmen) entsteht eine Symmetrieverletzung.
Die Bedeutung der Superposition und der Invertierung ist doch, dass das Beugungsbild auch durch die Summe virtueller Hilfslinien beeinflusst wird. Egal ob jetzt in der Blende oder im Durchlass. Ich habe in Deinem Beispiel einfach mal rot zwei Vertreter eingezeichnet, welche einer der Vorzugsrichtungen der Symmetrieverletzung aufzeigen, die es, wäre der runde Schatten noch in der Mitte, nicht gäbe.
Beim Zusammenschalten von Radioteleskopen versucht man umgekehrt, so viele unterschiedliche Strecken zwischen den Punktempfängern durch eine zufällige Verteilung aufzubauen, dass Beugungsmuster nicht prägend werden. Man würde also 3 Empfänger nie in einem gleichseitigen Dreieck, sondern einem etwas schiefen Dreieck aufstellen, wenn man das Auflösungsvermögen unabhängig von einer Vorzugsrichtung haben möchte. Manchmal will man aber das Gegenteil, max. Auflösung in einer Richtung, wenn man z.B. .weiß, in welcher Richtung von einem hellem Stern ein extrasolarer Planet ist. Das heißt, mögliche Spikes sollen diesen dann nicht ausgerechnet überstrahlen.
Hallo Christoph,
Zu 1. Das sehe ich nicht so eng. In erster Linie wird sich eine Verschiebung in der Achse Fangspiegel - Focuser zeigen, allerdings in einer Grössenordnung, die kaum feststellbar sein dürfte.
Zu 2. Ich plane, die Konstruktion mit Dibond auszuführen. Man kann grob sagen, dass 1mm Dibond ca. 7mm Sperrholz entsprechen, d.h. eine 4mm Dibondplatte ist etwa gleich steif wie eine 28mm Sperrholzpatte, bei einem Bruchteil des Gewichts. Zusätzlich wird das ganze noch über Stege abgestützt. Ich kann mir beim besten Willen nicht vorstellen, dass sich da irgendwas verstellen kann.
Nach meinem Skiurlaub nächste Woche werde ich in einem neuen Thread die (laufende) Konstruktion der Montierung vorstellen, dann sieht man das besser.
Zu den Beugungsmustern: keine Ahnung, was schlimmer ist. Ich werde, vorausgesetzt die Sichtbedingungen lassen das zu, mit zwei Masken für den C14 im Verein versuchen, einen Unterschied zu beobachten. Maske 1 wäre eine Spinne mit vier Beinen, Maske 2 das Halszäpfchen. Falls erfolgreich, werde ich darüber berichten.
Ich kann Dir wirklich nicht sagen, weshalb traditionellerweise auch bei Grossteleskopen vierbeinige Spinnen eingesetzt werden. Ich denke aber, dass dies bei den kurzbauenden Gitterkonstruktionen zu mechanisch günstigen Lösungen führt. Die Spikes werden als das kleinere Übel angesehen. Ausserdem skaliert das ganze nicht linear, sprich was bei einem 150mm Teleskop gut funktioniert, wird bei einem 10m Gerät kläglich scheitern.
Es gibt noch ein interessantes Paper zum Hubbleteleskop. Du wirst erstaunt sein, was da dem Hauptspiegel alles im Weg steht :
Erdgebundene Grossteleskope sind ausserdem ausschliesslich AltAz Geräte, d.h. das Bild muss derotiert werden. Die Spikes bleiben stehen. Bei einer Langzeitaufnahme (in Realität also einer Serie von Aufnahmen) werden die Spikes daher rausgerechnet. Guggst Du z.B. hier:
In anderen Fällen sieht das anders aus. Im Paper
werden die Auswirkungen von Spinne und Spalten von segmentierten Spiegeln untersucht. Bei der Suche nach Exoplanenten sind Spikes ein grösseres Problem als "verschmierte" Beugungsbilder.
Und dann haben wir noch das neuste Gadged, das JWST. Da sind es drei dicke Beine plus segmentierte Spiegel. Da gibt es noch einiges mehr rauszurechnen.
Sieht man sich reale Beugungsbilder am (für uns relevanten) Teleskop an, ist von all der Schönheit und Symmetrie der Beugungsbilder dank begrenztem Seeing aber eh kaum etwas zu sehen.
Für einen 150mm f6 Newton wie bei mir ist die Variante mit dem Halszäpfchen also sicher einen Versuch wert.
Herzliche Grüsse Robert
Hallo
Ich kann Dir wirklich nicht sagen, weshalb traditionellerweise auch bei Grossteleskopen vierbeinige Spinnen eingesetzt werden. Ich denke aber, dass dies bei den kurzbauenden Gitterkonstruktionen zu mechanisch günstigen Lösungen führt. Die Spikes werden als das kleinere Übel angesehen. Ausserdem skaliert das ganze nicht linear, sprich was bei einem 150mm Teleskop gut funktioniert, wird bei einem 10m Gerät kläglich scheitern.
Bei dem Biegewinkel geht die Länge ^2 und die Gewichtskraft ^3,zusammen ^5 .
Die Steifigkeit bei linearer Vergrößerung leider nur ^4 , sodas man für gleichen Biegewinkel die "Einarmspinne "
mehr als linear vergrößern muß .
Außerdem spielt die Art des Fangspiegels für das Gewicht eine Rolle .
Der im Vergleich zu einem RC oder Cassegrain viel kleinere(Durchmesser) , dünnere , und damit leichtere Newton Fangspiegel benötigt
bei 6" aus mechanischen Gründen keine 4 Armspinne .
Wenn die Form und damit auch die Größe der obstruierenden Fläche durch die Manipulation des Beugungsbildes bestimmt wird , und
nicht mehr allein durch die mechanischen Anforderungen , wird man etwas mehr gestörtes Licht haben wie nötig .
Was ein Beobachter unter welchen Beobachtungbedingungen als besser empfindet wird unterschiedlich sein .
Gruß Rainer
Servus Robert,
vielen Dank für die mehr als informative Antwort! Die Artikel, die du verlinkt hast, werde ich mir in aller Ruhe anschauen.
Für einen 150mm f6 Newton wie bei mir ist die Variante mit dem Halszäpfchen also sicher einen Versuch wert.
Das auf alle Fälle! Ich wollte dem auch gar nicht widersprechen, sondern nur Fragen stellen.
Liebe Grüße,
Christoph
Hallo Christoph,
ja diese Paper sind wirklich interessant.
Das auf alle Fälle! Ich wollte dem auch gar nicht widersprechen, sondern nur Fragen stellen.
Das hab ich gar nicht so empfunden . Deine (und auch andere) Fragen sind anregend und sorgen für die notwendige Distanz einiger meiner Annahmen.
Herzliche Grüsse Robert
Hallo zusammen,
Skiurlaub in dunklen Bergen regt manchmal zum Denken an
Hier hab ich noch verkündet
Ich weiss es nicht.
Nun denn, schauen wir doch mal hier nach:
Da finden wir ein paar Anhaltspunkte, welche Bildsensoren welchen Dynamikumfang erreichen.
Für das menschliche Auge ist dieser im räumlichen Nahbereich um die 150 - 200 (5.44 - 5.75mag, über weite Bereiche etwa 10000-15000 (10 - 10.44mag). Für sehr gute Bildsensoren sind es etwas mehr als 28000 (etwa 11mag).
Bei HDR und/oder Bildstacking erreichen wir vermutlich 15mag.
Aha. Für visuelle Beobachtung reichen als 5mag, bei Fotografie 10 - 15mag.
Hoffe, das bringt etwas Klarheit in dieses Detail.
Herzliche Grüsse Robert (z.Z. in Münster, Obergoms)
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