"Edge Support Calculator"

Hallo Michael,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ich habe hier ziemlich reproduzierbar und unabhängig von der Jahreszeit 0.2K Gradient auf 50cm, und zwar linear.
Ich messe mit 3 kalibrierten Thermometern mit 0.01K Auflösung, Höhe überm Tisch 2cm, 30cm, 58cm...
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
dann macht Du das noch erheblich gründlicher als ich. Im Sommer hab ich 0,3°C auf 30 cm Höhendifferenz gemessen. Linearität hab ich nicht geprüft. Nur dass ein linearer verikaler TK der Luft keine Störung ergeben soll leuchtet mir noch nicht so recht ein.
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Fussboden 12.2°C
Decke 12.8°C (der Raum oben drüber ist unbeheizt)
Wird vielleicht noch gleichmässiger wenn ich die Tür zumache.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Bei mir ist der Raum darüber Wohnraum. Dann hab ich eine Außenwand mit Treppenaufgang ins Freie. Im Winter gehen bei mir brauchbare Messungen an Spiegeln nur im Iso- Tunnel.

Gruß Kurt

Hallo Kurt,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">2.Eine der wichtigsten Störgrößen wird schlicht vergessen. Das ist der vertikale Temperaturgradient der Luft <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Wärs nicht einfacher einen senkrechten Testaufbau mit dem Spiegel liegend zu realisieren? Da könnte man gleich den Teststandfehler eliminieren.
Schon eine 30°-Neigung müsste nach Sinus und Co den Asti-Fehler halbieren. Eine Plop-Zelle vorausgesetzt - aber die muss fürs Teleskop eh gebaut werden.

Im übrigen halte ich Temperaturbedingungen, die im Einsatz auch nicht realisierbar sind, für etwas übertrieben. Warum nicht gleich eine Vakuumkammer/Unterdruckkammer - garantiert kein Seeing. [;)].

Gruß

PS: Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Spiegel mit Silikonblobs wie ein Mobile an Fäden aufzuhängen bzw. das Eigengewicht zu entlasten. Das müsste doch messbare Auswirkungen haben, wenn er nur noch mit halben Gewicht im Teststand ruht.

Hallo,

&gt; Nur dass ein linearer verikaler TK der Luft keine Störung ergeben soll leuchtet mir noch nicht so recht ein.

--&gt; Kurt

Der Temperaturgradient bewirkt, dass die Lichtstrahlen auf Kreisbahnen laufen. Mit sehr grossem Radius, versteht sich. Da aber alle Strahlen gleichermassen betroffen sind, ändert das nicht viel an der gemessenen Form des Spiegels. Vereinfacht kann man sagen, dass sich einfach der Krümmungsmittelpunkt des Spiegels ein paar Hundertstel Millimeter nach oben oder unten verschiebt.

--&gt; Kalle

&gt; Warum nicht gleich eine Vakuumkammer/Unterdruckkammer - garantiert kein Seeing.

Das überlassen wir besser den Profis:
http://www.lzos.ru/en/astro_mirrors_control.htm

Gruss
Michael

Hallo Kalle,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Wärs nicht einfacher einen senkrechten Testaufbau mit dem Spiegel liegend zu realisieren? Da könnte man gleich den Teststandfehler eliminieren.
Schon eine 30°-Neigung müsste nach Sinus und Co den Asti-Fehler halbieren. Eine Plop-Zelle vorausgesetzt - aber die muss fürs Teleskop eh gebaut werden.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Eine vertikale Aufstellung erfordert ca. 5 m Raumhöhe. Wer hat das schon verfügbar? Ich hab einmal für meinem 16“ Spiegel einen vertikalen Testaufbau im Treppenhaus realisiert. „einfacher“ kannst Du dabei vergessen. Die Messung des Spiegels in seiner Spiegelzelle mit einigen Winkelgraden Neigung ist dagegen kein Problem.

Bei 30° Neigung wäre die Gewichtskraft in radialer Richtung um dem Faktor cos30° = 0,8665 gemindert. Das wäre noch kein großer Gewinn.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Im übrigen halte ich Temperaturbedingungen, die im Einsatz auch nicht realisierbar sind, für etwas übertrieben... <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Allgemein gesprochen sollten die Messbedingungen schon so sein, dass die Störungen z. B. durch Temperaturgradienten der Luft oder des Substrates deutlich kleiner werden als die Messwertdifferenzen wegen tatsächlicher Fehler der Optik. Sonst könnte man auch auf Messungen verzichten und die Optik nach dem Beobachtungserlebnis beurteilen. Wenn man hier die relativ geringe theoretisch vorausgesagte Deformation bei der exaktgenauen Lagerung praktisch nachmessen will geht es nur mit hohem Aufwand. In der Praxis macht dann ein großer dünner aus Pyrex ohnehin was er will, wenn nur ein Lufthauch mit geringem TK draufpustet. Wenn man also die nahezu ideale Lagerung realisieren würde wäre das nur bei einem Spiegel aus Zerodur o. ä. tatsächlich von nutzen. Ob und wie oft man das tatsächlich in der Praxis merkt steht auf einem ganz anderen Blatt. Ich hab z. B. erst nach zweijährigen Gebrauch bemerkt, dass mein 16" aus Sitall ca. 0,6 lambda Asti hat,das aber erst bei einer Interferometermessung!
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
PS: Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Spiegel mit Silikonblobs wie ein Mobile an Fäden aufzuhängen bzw. das Eigengewicht zu entlasten. Das müsste doch messbare Auswirkungen haben, wenn er nur noch mit halben Gewicht im Teststand ruht.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Mach mir das mal vor[^].

Gruß Kurt

Hallo Leutle,
jetzt mal was aus der Praxis und die Theorie beiseite gestellt:
Mein 16er ist 25mm dick bei f/4,2 und ist mit einer vom Roland gemachten Kugellager/Wippen Lagerung versehen.
Die greift ungefähr im Schwerpunkt an und verändert sich mit der Justage.
Gestern abend war es zwar saukalt, aber ich wollte trotzdem ausprobieren wie sich die Abbildung verändert, wenn die laterale Lagerung nicht genau im Schwerpunkt angreift.
Nun ist der Spiegel ja ziemlich dünn, kühlt schnell aus und das Seeing war eigentlich ganz brauchbar.
Gute Voraussetzungen zum Testen!
Ergebnis: In der Praxis merke ich keinen Unterschied, auch wenn die Lagerung 2mm weiter innen oder außen angreift!
Getestet am Polaris konnnte man in beiden Positionen gleich gute Abbildungen sehen.
Ich werde also bei meinem neuen 18" Spiegel, der ja bei 20mm Dicke und f/4,2 schon grenzwertig ist, eine ähnliche Lagerung benützen.
Cs
Timm

Ich hab damals die Idee von Alois Ortner mit den Wippen umgesetzt und erfahr mit diesem Austausch, dass die Lösung schlechter sei als als zwei einfache 45°-Lateralstützen. Zur Erinnerung anbei ein Foto dieses Umbaus. Bei Beibehaltung der Wippen sollen 22° und 67° die beste Antwort sein, weil bei 67° der seitliche Gegendruck genau den unteren kompensiere. Bei Alois Lösung entstünde erheblicher Astigmatismus, insbesondere durch die 14°-Position.

Gruß Rolf

Hier die wohl richtigen Auflagepunkte. Die Frage ist jetzt, wo genau die Achse der Wippen sein muss.

Gruß Rolf

Hallo Robert,
Ist es OK, wenn ich auf Deutsch antworte?
Danke für die Nachrechnungen, die Resultate sind sehr interessant.
Die Werte, die auf dem Foto angegeben sind, sind die Werte des ZERNIKE-Faktors 4 für Astigmatismus in X-Richtung. Sind Deine Rechenergenisse RMS-Werte? Das würde die Differenz ziemlich genau erklären! Ein Z4 von 0.048 ergibt einen RMS von 0.02 (Aus OPENFRINGE berechnet), also genau Dein Resultat.
Berücksichtigt Euer FE-Programm den Astigmatismus, der aus dem Einknicken des Hohlspiegels unter Eigengewicht folgt?
Könntest Du bitte eine Lagerung mit Auflager nahe 0 Grad (also unten) berechnen?

Michael: Danke für die Herleitung des Effektes! Bei Klemmung bei 90 Grad entsteht ein reiner Astigmatismus, bei Klemmung bei 45 Grad und darum herum entsteht kein reiner Astigmatismus mehr, es ist mit einer Mischung aus KOMA und ASTIGMATISMUS zu rechnen. Der von uns so benannte Knickastigmatismus (Potato Chipp effekt) setzt sich ebenfalls aus KOMA und ASTIGMATISMUS zusammen (siehe Bild der Experimente von Alois). Es ist also prinzipiell möglich, dass sich die Effekte gerade kompensieren. Es scheint mir einfach etwas zufällig, dass diese Kompensation für alle Spiegelschlankheiten und Öffnungsverhältnisse gleich gross sein sollten.

Grüsse Max

Hallo Rolf !

Guntram Lampert hat mich auf dieses Thema aufmerksam gemacht, sonst hätte
ich davon gar nichts gewusst.
Ich finde es toll das du unermüdlich alles ausprobierst und auch meine
Wippenlagerung interessant gefunden hast.
Leider habe ich noch keine genaue Grundlagenforschung machen können
weil der Versuchsspiegel eine Eigenkoma und auch Astigmatismus hat
und deshalb die Bilder noch nicht veröffentlichen wollte.
Aber jetzt hilft es vielleicht doch ein wenig zu erklären warum ich auf
die ungleiche Armlänge der Wippen gekommen bin.

Leider wird fast immer nur von Astigmatismus und selten davon das dabei
auch Koma entsteht gesprochen.
Die Bilder sind entstanden als ich zum ersten mal einen 450 mm großen und 50 mm
dicken F/4,5 Spiegel getestet habe.
Dabei wollte ich wissen welchen Einfluss die Lagerungsarten haben und habe
noch nicht an eine Dokumentation gedacht. Vielleicht kann ich das einmal an einen bessern Spiegel nachholen.
Weil diese Berechnung ist sicher auch interessant und nahe liegend.
Bei meiner Untersuchung kam heraus das die 90° Auflage eine sehr schlechte ist,
weil dabei auch eine sehr starke Koma entsteht. Die Auflage war nur 1/3 so breit wie
der Spiegelrand und im Schwerpunkt. Also konnte nicht an den Spiegelrand drücken.
Habe auch aus Neugierde die Auflage zur vorderen Spiegelkante verlagert und
da bekam er so richtig schöne Ohren und zur Rückwand verlagert hat sich die Koma verstärkt.
Was ich sonst noch alles gemacht habe wäre zu viel hier zu berichten.
Vor allem war ich überrascht das der Spiegel so durchhängen kann.
Nach kurzer Überlegung war mir klar das der Knickasti nur oberhalb der Auflage entstehen
kann und das unterhalb Zugkräfte und in der Mitte auch noch Druckkräfte von oben einwirken
und nicht zuletzt auch noch die Klemmwirkung von der Seite hinzu kommt.
Als nächstes war die 60° Auflage dran. Hier ist schon eine deutliche Verbesserung zu sehen,
die Ohren sind verschwunden und die Koma ist schwächer geworden.
Es hat sich eine Brücke gebildet die die der Auflagehöhe entspricht.
Bei der Schlingenlagerung ist diese Brücke gebogen und etwas weiter unten.
Hier muss ich dazu schreiben das der Abgesunkene Rand nicht alleine von der Schlinge
kommt es ist auch ein Teil davon vom Spiegel selber. Dies gilt auch für die 90°
und 60° Auflage. Diese Bilder gelten daher nur um den Unterschied zu erkennen
aber noch nicht als genaue Aussage.
Überrascht war ich aber als ich auf Grund dieser Erkenntnis wagte eine Auflage
bei 14° zu probieren.
Leider habe ich damals nicht an eine Dokumentation für eine Diskusion gedacht
und den Spiegel gedreht und nur das Bild der besten Stellung gemacht.
Hier ist fast reiner Astigmatismus zu sehen aber mit den P-V Werten verglichen
der niedrigste. Wippenlagerung hatte ich damals noch keine und kann daher
leider nicht den Vergleich dazu stellen.
Da in der Mitte scheinbar noch nicht so bekannt, Zug und Schubkräfte einwirken
habe ich mich entschlossen, eine Wippenlagerung mit ungleicher Armlänge zu machen
um diesen Kräften entsprechend entgegen zu wirken.
Beim Round Robinspiegel 305 F/5 Dicke 24,5 mm konnte ich sie zum ersten mal
ausprobieren. Der Prüfstandastigmatismus war dann nur noch
0,03 L P-V Wellenfront und das sind 0,005 L RMS der Wellenfront bei L 532 nm.
Also schon sehr klein.
Trotzdem finde ich diese neue Berechnung interessant mit der aufhebenden
Wirkung bei 67,5° zu untersuchen.
Ich würde die 67,5° behalten und die 22° auf 20° ändern und eine Wippe mit
dem Verhältnis 1 zu 1,5 machen.
Oder vorher noch rechnerische Untersuchungen machen wie Max schon angesprochen hat.
Vielleicht gelingt es mir einmal eine Dokumentation der verschiedenen Auflagen zu machen.
Aber dann mit Astigmatismus und Koma.

Viele Grüße
Alois

Hallo Alois,

gut, dass Du antwortest. Ich betrachte das alles als Praktiker und hör immer rein, wenn's etwas zu verbessern gibt. Der Houdini sagt, dass die Wippen bei 22,5/67,5 gleichschenklig sein müssen. Nun sagst Du etwas anderes. Mir wäre es lieb, wenn mal etwas Eindeutiges käme, damit ich nicht immer wieder umbauen muss ... .
Gruß und nochmals Danke für all diese Bemühungen.

Rolf

Hallo Rolf.

Da habe ich es dir wohl eher schwer gemacht.
Aber auch leichter. Weil das Beispiel vom Round Robin zeigt das wer eine
Wippenlagerung hat, schon im Vorteil ist. Weil der noch vorhandene
Astigmatismus mit 0,03 L P-V Wellenfront und das sind 0,005 L RMS der Wellenfront
bei L 532 nm schon so klein ist das es um die paar Prozente unterschied nicht mehr an kommt
und dies bei horizontaler Beobachtungslage nicht mehr zu erkennen ist.
Aber wenn man etwas macht will man schon das bessere machen wenn es gleich viel kostet.
Genauere Daten kann ich erst vielleicht in einen Jahr liefern.
Ich habe mir Gedanken gemacht wie ich das am besten überprüfen könnte,
ohne immer eine Parabel mit 27 Streifen auswerten zu müssen.
Ich werde mir einen 300 mm Kugelspiegel machen weil das geht auch leicht sehr genau zu machen
und kann aus dem CoC ohne Fremdeinfluss gemessen werden.
Wenn du auf die von Houdini berechnete Grundlage umbauen möchtest,
dann würde ich mich auf seine Daten verlassen und gleicharmige Wippen machen
weil sonst ist der Beweis zerstört.
Wenn ich meine Übungen mache, werde ich auch eine Wippe nach seiner Art machen.
Auch mir ist lieber zu wissen was richtiger ist.

Viele Grüße
Alois