Verrückte Teleskop Idee

Hallo Whitehole,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">von dem kleinen spiegelsement müsste doch die selbe information weitergereicht werden wie von entsprechend großen abschnitt auf dem vollspiegel oder wie oder was wo ist mein denkfehler
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Worauf zielst Du ab, soll das Rotoskop die gleiche Auflösung wie ein entsprechender größerer Spiegel erreichen oder die gleiche Lichtsammeleistung?
Es funtkioniert jendenfalls weder das eine, noch das andere!

Warum erreicht man nicht die gleiche Auflösung? Man kann zwar - und vielleicht steckt diese Idee hinter deiner Überlegung - mehrere Spiegel interferometrisch miteinander kombinieren (geht bei der Radioastronomie sehr gut, Stichwort Apertursynthese), der Knackpunkt hierbei ist aber die Gleichzeitigkeit. Dein Spiegelsegment müsste, um die gleiche Auflösung eines 10 m Spiegels zu erreichen die Lichtwelle gleichzeitig von allen Positionen zum Brennpunkt leiten. Das ist aber unmöglich, es kann nicht gleichzeitig an zwei Orten sein.

Warum erhöht sich nicht die Lichtsammelleistung? Stell dir das Sternenlicht als Fluss von Photonen vor, d.h. Photonen pro Zeiteinheit pro Fläche. Die eingefangenen Photonen pro Zeiteinheit entsprechen dem Fluss mal der einfangenden Fläche, und dabei ist es unerheblich, ob die Fläche rotiert oder oszilliert oder sonst was. Ein Quadratzentimerter Spiegel bleibt ein Quadratzentimeter, ob man ihn rotiert oder nicht. Vielleicht steckt dahinter die Vorstellung, daß man unter dem Rotor eines Hubschraubers bei Regen nicht nass wird, aber das funtkioniert leider so nicht mit Photonen, da die Rotationsgeschwindigkeit im Verhältnis zur Lichtgeschwindigkeit unendlich viel kleiner ist.

Ich hoffe das trägt etwas zur Aufklärung bei.

Viele Grüße,
Andreas

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: LutzLiebers</i>
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Und solch ein cosh hat nach Leibnitz keine abbildenden eigenschaften.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
servus!
irgendsowas würde ich auch vermuten, obwohl der franjo mit seiner überlegung prinzipiell recht hat. auf der anderen seite ist die durchbiegung bei einer optischen fläche so gering, dass das zumindest in erster näherung keine rolle spielen sollte.

vielleicht sollte man einmal versuchen, so einen cosh in eine sphäre reinzupolieren [;)]

(==&gt;)whitehole: was zählt ist, die lichtsammelleistung des teleskops - energie aus photonen/zeit, nicht die lichtsammelwirkungwirkung. deswegen ist ein herumflatternder spiegel kein ersatz eines grossen spiegels - von beugung/auslösung etc. mal ganz abgesehen...

lg
wolfi

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Wo ist der Held, der dies berechnet/berechnen kann/will, und der uns dann sagt, was für ein .....oid bei der Folie entsteht?
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Wenns wirklich nur radiale Kräfte gibt wärs ein Sphäroid. Aber da gibt es bestimmt auch noch Randeffekte, Schwerkraft etc.
Alles in allem sicherlich eine bestenfalls als Solarofen geeignete optische Fläche. Jürgen hat hierzu soweit ich weiss extensive Versuche gemacht und auch in einem thread hier oder bei a.de mal beschrieben.

Viele Grüße,
Andreas

Das ganze würde ( hat man glaube ich schon an Anfang mal erwähnt ) nur funktionieren, wenn der kleine spiegel sich mit Überlichtgeschwindigkeit bewegt. Weil dann würden die photonen in relation zur spiegelgeschwindigkeit still stehen. Bei jeder bewegung die langsammer als die Lichtgeschwindigkeit ist, gehen Photonen verlohren die einfach vom Spiegel nicht aufgefangen werden können.

Es ist wie mit dem Schiebedach, fahre ich schneller als der Tropfen fällt, regnet es nicht ins offene Schiebedach rein. Selber schon getestet.

Gruß Jürgen

Hi whitehole,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...von dem kleinen spiegelsement müsste doch die selbe information weitergereicht werden wie von entsprechend großen abschnitt auf dem vollspiegel oder wie oder was wo ist mein denkfehler
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
ohne genaue Kenntnis der Theorie über die Ausbreitung von Licht ist das Risiko Denkfehler zu begehen recht hoch. Das kleine Spiegelelement mit irgendwelcher Geometrie reicht eben nicht die selbe Information weiter wie ein üblicherweise kreisförmiger Vollspiegel. Davon könntest Du Dich durch einfach durchzuführende Versuche überzeugen, z. B. Betrachtumg von annähernd punktförmigen Lichtquellen
a) mit einem kleinen Teleskop (kann auch ein kleiner Refraktor sein) und üblicher voller kreisfömiger Öffnung
b) mit selbigem Teleskop, aber irgendwie segmentförmig oder sonstwie beliebig abgeblendet.

Es gibt keinen physikalisch einleuchtenden Grund anzunehmen, dass ein exakt um die opt. Achse rotierendes Spiegel- oder Linsenelement eben durch die Rotation seine Abbildungseigenschaften ändern würde.

Gruß Kurt

Hallo,

nochmal zum Membranspiegel. Die Idee ist nicht neu, bereits Professor Bauersfeld (Erfinder des Projektionsplanetarium, 1920er Jahre) hat damit experimentiert.

Ich "entdeckte" den Effekt als 14-jaehriger beim Zusammenpressen einer planen Kunststoffscheibe und einer meniskusfoermigen Scheibe unter Wasser. Durch die Saugwirkung wurde die Planscheibe verformt, und es stellte sich ein Brennpunkt ein.

Spaeter habe ich dann die Zelle Typ 1 beim Klempner um die Ecke fertigen lassen. Ein mechanischer Kolben verduennte die Luft hinter einer 100mm-Platte aus 1mm starkem Brillenkunststoff (Dank an Fa. Stratemeyer aus Bochum fuer die Spende, und an Befort fuers Aluminisieren - Sponsoring kommt immer gut [:D]). Problem war die Plattenstaerke, die an der Schnittstelle zum Rand, wo die Platte flach in eine Gummiplatte eingepresst war, zu einem konvexen Uebergang fuehrte. Die Form war also eher mit einer Schmidtkurve vergleichbar, allerdings mit Kruemmungswechsel bei 90% Radius, nicht 70%.

Spaeter habe ich dann das Problem der Plattenstaerke mit Plastikfolien umgangen. Das Projekt hiess mittlerweile ULI (Ultraleichter Inflationsspiegel) ... ULI2 war eine 200mm-Zelle, diesmal gedreht (Dank an Windhoff AG, Rheine - insbesondere an die Lehrwerkstatt!) und mit einer verspiegelten Folie des Typs Hostaflon ET (Danke an Hoechst und die MAN Technologie GmbH!) bestueckt. Frontseitig wurde das Ganze durch eine durchsichtige Folie gleichen Typs abgedeckt und mit einem Kompressor (Dank an meinen Bruder, der diesen gebaut hat!) Luft eingeblasen. Hiermit konnte ich z.B. ein Sonnenbild an eine 20m entfernte Mauer projezieren und die Randverdunklung sehen. Idee war, einen solchen Ueberdruckspiegel im Weltraum einzusetzen, wo man ja das Vakuum aussen hat. Ist Jahre spaeter bei einer Shuttlemission gemacht worden - fuer einen Radiospiegel der 10m-Klasse. Die muessen meine Jugend-forscht-Arbeit gelesen haben. [:o)]

ULI 3 war dann die ULI2-Zelle im Vakuumbetrieb. Dank an Baader - jetzt hatte ich die 12my-Mylarfolie, die eine bessere Qualitaet als die unidirektional gezogene Hostaflonfolie aufwies. Dank einer grosszuegigen Spende der Leybold AG zu Koeln hatte ich jetzt endlich eine vernuenftige Drehschiebervakuumpumpe mit Nadelventil zur Regulierung. Ich meinte, eine Kettenlinie zu sehen, und fittete eine solche den Daten meiner Laservermessung an. Leider waren die Fehlerbalken so gross, dass ich auch eine Parabel haette anfitten koennen ... ich bekam damals als Schueler ein Paper ueber die "Kirchhoffsche Plattentheorie" in die Hand, mathematisch sehr anspruchsvoll und ein "bisschen" zu hoch fuer mich. Auf jeden Fall ist die theoretische Formanalyse alles andere als trivial.

Zu guter Letzt kam ULI4, wo die Folie in einem groesseren Spannrahmen eingespannt wurde und die "Schmiegflaeche", wie ich den Randkontakt nannte, durch einen getrennt justierbaren "Topf" mit optisch anpoliertem Rand gebildet wurde. Hiermit konnte ich einige Fehler herausjustieren, aber eine optische Qualitaet stellte sich auch hier nie ein. Interessanterweise fand ich eine Skizze einer genau gleichen Zelle 2004 auf der SPIE-Konferenz ueber astronomische Instrumentierung in Glasgow auf einem Poster wieder. Der Autor dort war zuversichtlich, bald beugungsbegrenzte Spiegel der 1m-Klasse herstellen zu koennen. Ich hoerte allerdings nie wieder von ihm.

Das VNT (Vakuum-Newtonteleskop), das ich in meiner vom Innovationsfoerderverein Rheine eV gesponserten Gartenhaus-Sternwarte betrieb, hatte nie einen Newtonfokus, sondern lediglich einen Schirm am Ort des Primaerfokus. Ich konnte am Mond die Maria erkennen, mehr ging nicht. Das System hatte in etwa die Aufloesung des blossen Auges.

So kam ich zum gleichen Schluss wie eine Autorin aus England in den 1970er Jahren (Sky and Telescope), die ein grosses Stueck Folie um eine Fahrradfelge montierte und das Ganze mit einem Staubsauger evakuierte: Es ist und bleibt ein Lichtsammler. Sie setzte eine grossflaechige Fotodiode ein. In der Radioastronomie waere ein solcher Folienspiegel bedingt brauchbar, aber die Kontrolle drumherum ist zu aufwendig: Die Druckdifferenz ist zu kritisch, Wind macht Probleme. Man muss das Ganze in einem klimatisierten Radom betreiben.

Uebrigens, in gleicher Sky & Telescope aus den 1970ern beschrieb ein Autor aus Medellin (Kolumbien) sein 26cm-Teleskop, wo der Spiegel aus einer duennen Glasscheibe bestand. Allerdings gab es keine Auskunft ueber die optische Qualitaet, lediglich Angaben ueber den Druck, der die Scheibe zum Platzen brachte ...

Quintessenz: Der Vakuumspiegel wird seit bereits ca. 100 Jahren immer wieder neu "erfunden", aber trotz etlichen Aufwandes ist es meines Wissens nur einmal gelungen, beugungsbegrenzte Exemplare herzustellen (LAM Marseille, Vortrag auf der SPIE-Konferenz "Astronomical Instrumentation 2008" in Marseille, Juli 2008). Diese jedoch nur in sehr kleinen Abmessungen, so um 1 cm Durchmesser. Motivation war auch nicht das kostenguenstige Erstellen grosser Spiegel, sondern der Zoom-Effekt fuer eine Anwendung in der adaptiven Optik.

Ich hoffe, meine Ausfuehrung konnte etwas Klarheit bringen.

Hallo Jürgen,

vielen Dank für die ausführliche Schilderung. Das sollte man mal in eine ATM FAQ einfließen lassen, die Frage kommt ja alle Jahre wieder auf.

Aber wer ist und woher kommt die Maria im Mond?
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ich konnte am Mond die Maria erkennen, mehr ging nicht.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Viele Grüße,
Andreas

edit: habe gerade nachgelesen, daß der Plural von Mare tatsächlich Maria ist und nicht wie ich dachte Marae. Wieder was dazugelernt, danke.

Hi Andreas,

danke fuer die Blumen. [:)]

"Maria" ist der Plural von "Mare", gemeint sind also die Mondmeere. Womit ich mich als alter Lateiner geoutet habe. Dass mich u.a. Latein vom Gymnasium zur Hauptschule brachte, schreibe ich besser nicht dabei. [:I]

ich bin zwar auch ein alter Lateiner, aber die große Liebe wollte sich nie einstellen... Mit Ach und Krach nach 6 Jahren das große Latinum geschafft.

Wenn mich mein Sohn heute fragt muss ich aufpassen daß ich Deklinieren und Konjugieren nicht verwechsle... [:I]

Aber der Plural von rosa ist rosae!

Grüße nach UK

Hi Jürgen,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...Es ist wie mit dem Schiebedach, fahre ich schneller als der Tropfen fällt, regnet es nicht ins offene Schiebedach rein. Selber schon getestet...
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

hast Du auch getestet wie die Luftstömung unmittelbar über der Dachöffnung aussieht. Die hat nämlich eine aufwärts gerichtete Komponente und verhindert damit das Eindringen der Regentropfen. Sonst würde bei senkrecht zur Bewegungrichtung der Trofen bewegter Dachöffnung jede Menge Tropfen durchkommen.
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<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...Das ganze würde ( hat man glaube ich schon an Anfang mal erwähnt ) nur funktionieren, wenn der kleine spiegel sich mit Überlichtgeschwindigkeit bewegt. Weil dann würden die photonen in relation zur spiegelgeschwindigkeit still stehen.
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Mal ganz abgesehen von dem physikalischen Blödisnn der Überlichtgeschwindigkeit konkreter Massen, dazu noch auf Kreisbahnen wo bleibt die Logik? Jedenfalls kann ich da nicht folgen.

Gruß Kurt

Hi Kurt,

der kleine Spiegel muesste an jeder Stelle gleichzeitig sein.

Mal den Faden ein bisschen weiterspinnen (Achtung, Amateurrelativistik !) ... eine Zone auf dem Segment bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit. Die Photonen stehen, da im System der Spiegelzone keine Zeit vergeht. Fuer eine Zone mit groesserem Radius herrscht Ueberlichtgeschwindigkeit, da die Winkelgeschwindigkeit ja konstant ist. Hier sollten also dann die Photonen rueckwaerts laufen, sprich sie treffen den Spiegel gar nicht. Was immerhin den Vorteil hat, dass man dort nicht verspiegeln muss. Und weiter innen bewegen sich die Photonen wieder, sodass ein Verlust entsteht. Ganz in der Mitte ist es am aergsten - aber man kann ja dort ein Loch machen: Cassegrain.
[:o)] Wieso muss ich die ganze Zeit an Asterix im Regen denken ???

Mein Gegenvorschlag: Man macht mehrere Segmente. Genaugenommen so viele, dass sie zusammengesetzt einen Vollspiegel ergeben. Kein Aerger mit Ueberlichtgeschwindigkeit, keine aufwendige Lagerung. Neunpunktzelle reicht. [:)]

Hi,

mal eine Erklärung von einer anderen Seite aus betrachtet.

Der rotierende Spiegel soll ja nach dem Wunschdenken den ganzen ersetzen und genauso gut sein in der Abbildung.

Nehmen wir eine Lampe und beleuchten damit eine Fläche bekommen wir auf dieser eine bestimmte Helligkeit.

Lassen wir z.B. 10 Lampen kreisförmig um die Fläche angeordnet leuchten erhöht sich die Helligkeit auf der Fläche entsprechend.

Die rotierende Spiegelteilfläche wäre im Vergleich: Es sind 10 Lampen da, aber immer nur eine brennt, also Lauflicht- Ergebnis: die Helligkeit auf der Fläche ist die von einer Lampe und nicht die von 10.
Bei Teilspiegel rotierend ist es genauso, wurde ja schon gesagt, ich versuchte es nur mal anders zu beschreiben.

Gruß
Stefan

Genau das ist es - die Flaeche bleibt invariant unter Rotation. Auch wenn das menschliche Auge durch seine Traegheit einen Vollspiegel (allerdings mit einem Bruchteil seiner Reflektivitaet!) wahrnimmt, so bleibt die Flaeche doch die des Sektorelements.

Wenn man ein Tortenstueck schnell genug rotiert, wird auch keine komplette Torte draus !

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Wenn man ein Tortenstueck schnell genug rotiert, wird auch keine komplette Torte draus !
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Obwohl, wenn man sich mit offenem Mund im Kreis herum aufstellt hat nach einer kurzen beschleunigten Rotation jeder was davon, und durch den Spincoating-Effekt fühlt man sich versaut als hätte man eine komplette Torte im Gesicht...

Jetzt ist aber wirklich Wochenende...

Quizfrage: Füllt sich ein leerer Pool schneller, wenn ich beim Befüllen den Schlauch so bewege daß er für das menschliche Auge einen größeren Durchmesser zu haben scheint? [;)]

Gruß,
Felix

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: whitehole</i>
ok es wird keine komplette torte aber das auge sieht eine komplette torte<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Möööp, falsch!

Das Auge sieht ein rundes Ding das zwar den Durchmesser einer ganzen Torte hat, aber <b>transparent zu sein scheint</b>.

Der rotierende Teleskopspiegel würde also etwa so aussehen wie ein halbdurchlässiger Vollspiegel. Und wenn wir uns jetzt vorstellen da wäre tatsächlich ein halbdurchlässiger Spiegel, naja dann geht eben genau das was du dir an zusätzlichem Licht erhoffst durch den Spiegel durch anstatt von ihm reflektiert zu werden.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">ok es wird keine komplette torte aber das auge sieht eine komplette torte<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Das ist eben der Punkt ! Das Auge "sieht" zwar wegen seiner Traegheit einen Vollspiegel, aber wenn Du einen Vollspiegel danebenstellst und beide gleichzeitig betrachtest, wirst Du feststellen, dass die Reflektivitaet des Vollspiegels R ist, waehrend der Rotorspiegel eine Reflektivitaet R' = f R aufweist mit f als Bruchteil, den das Segment an der Vollflaeche hat.

Nochmal ein Analogon. Bastel Dir einen Propeller aus schwarzer Pappe. Schwarze Pappe absorbiert Licht. Also, wird das Teil bei schneller Rotation wie ein kompletter Absorber wirken ? Mitnichten ! Du bekommst einen Kreisbereich, durch den gesehen die dahinterliegende Umgebung dunkler erscheint. Und zwar soweit abgedunkelt, wie die Rotorflaeche den Vollkreis abblendet. Hast Du z.B. drei Rotorsegmente von 36 Grad, so bekommst Du eine Daempfung von 30% da jedes Segment 1/10 von 360 Grad abdeckt.

Und mit dem Spiegel ist es voellig analog, lediglich in Reflexion.

Wenn es anders waere, wuerde z.B. ein Flugzeugpropeller im Betrieb als lichtundurchlaessige Vollscheibe erscheinen. In Wirklichkeit ist der Propeller jedoch fast unsichtbar - was schon unappetitliche Unfaelle zur Folge hatte.

Hallo weisses Loch,

jetzt verstehe ich erst, wie du dir die Funktion eines Newton vorstellst. Du hast die Funktionsweise der Bildentstehung m.E. überhaupt nicht verstanden.
Ein Spiegelsegment beim Newton, egal wie klein es ist, zeigt nicht ein Teilbild wie bei einem flachen Spiegel (der aus einem festen Winkel betrachtet wird), sondern immer das <b>komplette Bild</b> in der Brennpunktebene! Nur dunkler und mit weniger Auflösung! Das Spiegelsegment kannst du dann rotieren lassen soviel du willst, das Bild bleibt dunkel und schlecht aufgelöst.

Die Parabelform mit Hyperlichtgeschwindigkeit rotieren zu lassen, könnte etwas bringen, oder? An der Realisierung hapert es noch ein bisschen.
;-))

Gruss

Gerhard

...weil der Motor zu warm wird, wollte ich noch anbringen und das am Wochenende! Typisch! [:D][:D]

Aber jetzt im Ernst: Ein WARP3-Parabolspiegel wäre schon nett! Spart Platz, wenn er nicht benötigt wird, mindestens 1x Radius! [:D] (*au*)

Blöd ist nur, dass der Tubus gleich gross bleibt! [:)] Schauert echt öd aus! (Ich hau mir eh schon auf die Finger! )

Hallo Jürgen, <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...Kein Aerger mit Ueberlichtgeschwindigkeit...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

so viel hab ich verstanden: die Vermeidung von Überlichtgeschwindigkeit wohl ein absolutes MUSS für einen gut funktionierenden Spiegel. Jetzt stimmt mein Weltbild wieder[:o)][^]

Gruß Kurt