Abstand Sekundärspiegel beim Cassegrain ermitteln?

  • Hallo Leute!


    Ich beschäftige mich in letzter Zeit mit einem älteren Cassegrain hier in unserer regionalen Sternwarte. Dieses Teleskop hat schon einige Jahrzehnte auf dem Buckel und der Hauptspiegel ist von der Oberfläche her schon so angegriffen, das einfach Neubelegen nicht geht. Es ist in Gitterrohrbauweise gefertigt aber dennoch sehr massiv. Die einzig bekannten Daten, die ich habe, sind Primärspiegel 305mm Durchmesser, 1800mm Brennweite und 5500mm Brennweite des Gesamtsystems. Natürlich auch die Maße, welche durch einfaches Messen am Gerät zu ermitteln wären.


    Jetzt haben wir durch einen glücklichen Umstand ein neubelegtes Spiegelset mit fasst der gleichen Größe bekommen. Primärspiegel 300mm Durchmesser und auch 1800mm Brennweite und sekundär hat dieses System 4500mm. Wo diese beiden Spiegel mal drin waren und in welchem Abstand ist unbekannt. Die Dicken der beiden Primärspiegel sind identisch.


    Nun habe ich etwas zum Thema Cassegrain gegoogelt, habe mir auch das Programm myCassegrain geladen und etwas experimentiert. Ich kam zum Ergebnis, dass der Sekundärspiegel fasst 9cm näher zum Hauptspiegel muss wie sein Vorgänger.


    Kann mir das jemand bestätigen oder liege ich da falsch?
    Da der neue Sekundärspiegel etwas größer ist möchte ich die Halterung nicht auf „gut Glück“ umbauen.


    Ich wollte den Abstand anhand einer Zeichnung ermitteln, habe aber vom 2. Spiegel keine Brennweite. Wie kann man da vorgehen?



    Schöne Grüße!


    Marcel

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  • Hallo Marcel,


    rein nach Gefühl kommen mir die 9 cm bei einem Meter Brennweitenunterschied sogar etwas wenig vor.
    Das Problem beim Cassegrain ist, dass die Gesamtbrennweite von der Brennweite des Fangspiegels und Abstand HS/FS abhängig ist. Und der Abstand variiert natürlich durch den benötigten Backfokus. Je näher der FS an den HS rückt, um so grösser wird die Gesamtbrennweite.
    Für genaue Werte müsstest du die Brennweite des FS ermitteln.


    Aber da können unsere Optikexperten sicher noch mehr zu sagen.


    Gruss Heinz

  • Hallo Marcel,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...Ich wollte den Abstand anhand einer Zeichnung ermitteln, habe aber vom 2. Spiegel keine Brennweite. Wie kann man da vorgehen?


    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Man müsste den Radius des FS mittels Sphärometer messen. Die Brennweite wäre dann 1/2 Radius. Dabei riskiert man allerdings eine Beschädigung der Verspiegelung.
    Dann gilt die Beziehung:


    1/a + 1/b = -2/R2 (vorbehaltlich Vorzeichenfehler[:I])



    Als weitere Möglichkeit könnte man die Spiegel einfach einbauen und das Teleskop auf ein weit entferntes Objekt richten und den Fokus suchen. Wenn das Bild zu weit innen liegen sollte dann muß der FS näher an den HS heran und umgekehrt.


    Vielleicht hilft Dir auch das Programm Winspot weiter. Damit kann man u. a. beliebige Cassegrain- Konfigurationen austüfteln.


    Gruß Kurt

  • Hi Kurt!


    Ein Sphärometer hab ich (noch) nicht.
    Wir hatten die 2. Variante probiert und da am Himmel nur Wolken waren, eine weit entfernte Laterne angepeilt. Wenn der Auszug ganz drin war konnte man ein fasst über das ganze Gesichtsfeld gehendes Beugungsscheibchen erkennen. Als ich den Fangspiegelabstand nochmal 3cm zusätzlich verkürzt hatte, mehr gab die Halterung nicht her, wurde dieses Scheibchen etwas kleiner. Also muss ich ja definitiv näher ran. Aber scheinbar sehr viel näher. Der Fangspiegelhalter ist mit einer zentralen Schraube an der Spinne befestigt.
    Ich werde mal versuchen diese durch ein Stück Gewindestange zu ersetzen, Stabilität und Schwingungsverhalten mal außen vor gelassen. Dann einfach ein Stück schieben und schauen und schieben und wieder schauen...


    Mal sehen ob's so geht. Morgen ist eine größere Veranstaltung. Da wäre es schön wenn das Teil funktioniert...


    Winspot kannte ich nicht, schau ich mir aber auf jeden Fall mal an.



    Gruß Marcel

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  • Hi Marcel,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...Ich werde mal versuchen diese durch ein Stück Gewindestange zu ersetzen, Stabilität und Schwingungsverhalten mal außen vor gelassen. Dann einfach ein Stück schieben und schauen und schieben und wieder schauen...
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    so ähnlich würde ich es auch probieren. Der bei Euren Teleskop noch zu geringe Abstand b ändert sich bei Vergrößerung von b erheblich schneller als man denkt. Berichte bitte vom Ergebnis.


    Gruß Kurt

  • Nabend Kurt!


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Kurt</i>


    Der bei Euren Teleskop noch zu geringe Abstand b...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Aber b muss doch kleiner werden oder hab' ich hier einen Denkfehler?



    Gruß Marcel

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  • Hallo Marcel,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Marcel_S</i>
    <br />Nabend Kurt!


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Kurt</i>


    Der bei Euren Teleskop noch zu geringe Abstand b...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Aber b muss doch kleiner werden oder hab' ich hier einen Denkfehler?



    Gruß Marcel
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    sorry, da hab ich mich mißverständlich ausgedrückt. Richtig ist es so: Wenn man den Abstand a vergrößert, dann wird b überproportional größer.


    Beispiel :
    Es gilt die Formel
    b = a x f / ( f – a )
    f sei die Brennweite des Sekundärspiegels.


    (Zahlenangaben in mm):
    a = 600
    f = 1000


    b = 600 x 1000 / (1000 – 600) = 1500


    Das wäre im konkreten Fall wohl noch zu kurz. Deshalb wird a versuchsweise um 30 mm auf 630 mm vergrößert:


    b(neu) = 630 x 1000 /( 1000 - 630) = 1703


    Bei Verlängerung von a um 30 mm wächst b um 203 mm!


    Gruß Kurt

  • Hi!


    Nach langer Zeit kam ich endlich dazu wieder mal etwas an unserem alten Cassegrain zu tun.
    Ich habe inzwischen die Fangspiegelhalterung mit einer M8 Gewindestange modifiziert. Jetzt kann ich den Sekundärspiegel bis ca. 40 cm nach innen schieben.


    Als heute der Himmel nachmittags schön blau war ging es ab in die Sternwarte. Teleskop auf den Horizont gerichtet (Wald) und die Halterung 1 cm vor geschoben, Spiegel grob ausgerichtet, Auszug einmal ganz rein und wieder raus und dann wieder von vorn.


    Das ging solange bis ich ca. 25 cm weiter innen war. Genau gesagt 2 Stunden. Ab dann hat sich die Gewindestange zu sehr gebogen und an ein Ausrichten war nicht mehr zu denken.


    Das Blöde ist jetzt - kein Bild [xx(]


    Diese beiden Spiegel gehören definitiv zusammen, waren in einem fast baugleichen Teleskop und sind neu belegt. Da muss doch mal wenigstens irgendwann was verschwommenes oder unscharfes zu sehen sein.


    Oder sind hier die Toleranzen wirklich so gering, dass es nur in einem definitiven Abstand funktioniert. Eingendlich muss doch da etwas Spielraum sein? Bzw. gibt es noch irgend einen Trick die Brennweite des Sekundärspiegels zu ermitteln um einen groben Anhaltspunkt zu haben.



    Schöne Grüße!


    Marcel

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  • Hallo Marcel,


    ich werde morgen mal testen wie eine versilberte Fläche nach dem Aufsetzen meines Sphärometers aussieht. Wenn das kratzerfrei funktionieren sollte wäre das eine Möglichkeit. Und ich vermute, ohne diesen Krümmungsradius zu kennen wird es schwierig eine rechnerische Lösung zu finden.
    Welchen Durchmesser hat den der FS?


    Alternativ habe ich eine Art Möchtegern-Planspiegel (noch nicht ganz fertig) hier, damit könnte man per künstlichen Stern einen Versuch starten.


    Viele Grüße
    Kai

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: mintaka</i>
    <br />
    rein nach Gefühl kommen mir die 9 cm bei einem Meter Brennweitenunterschied sogar etwas wenig vor.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    hi!
    das stimmt bei einem cassegrain leider alles nicht ... da muss man brennweiten und auch korrektur sehr genau beachten. am einfachsten wäre es, Du sagst uns krümmungsradien der spiegel und - wenn geht - auch die konischen konstanten der spiegel.


    lg
    wolfi
    PS: ... ich bin leidgeprüft ... ich hab den tubus von einem china - mak zu exzessiv gekürzt. der fokus liegt jetzt im infiniten ...

  • Hallo Marcel,
    ich habe mal mein Prog gequält und bin zu folgenden Ergebnissen gekommen, immer bei einem
    Abstand von 250mm von HS zum Gesamtbrennpunkt:
    altes System: Abstand HS- FS 1294mm
    Neues System: Abstand HS- FS 1214mm
    Beim erdgebundenem Ausprobieren sollte der Abstand zum Beobachtungsobjekt mindestens 3 Km
    betragen sonst muss Abstand HS-FS erweitert werden.
    Gruss Ulrich

  • Hallo!


    Heute werde ich wieder probieren. Mal sehen was bei den Maßen raus kommt. Schönen Dank erstmal! Ich berichte was rauskommt...



    Schöne Grüße aus dem Vogtland!


    Marcel

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  • Hallo!


    Wir haben gestern noch mal zu dritt "rumprobiert". Ich habe den Abstand mal so eingestellt, wie Ulrich geschrieben hat. Wenn man jetzt eine Laterne anpeilt, die weit genug weg ist, sieht man ein gelbes Scheibchen, welches gut 90% des Gesichtsfeldes füllt. Fokusiert man dann, ändert sich aber die Größe des Scheibchens nicht. Das müsste doch größer oder kleiner werden und Fokusierweg ist mehr als genug da.


    Ich habe langsam den Verdacht, dass die Angaben zum neuen Spiegel nicht genau stimmen. Wenn ich mir Ulrichs Werte alt/neu anschaue stimmt das mit der alten Position nicht überein. Der alte Sekundärspiegel was gut 18 cm weiter weg als die 1294 mm...



    Gruß


    Marcel

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  • hallo marcel!


    wie schon gesagt - beim cassegrain alles ned so einfach. man kanns nämlich auch schaffen, den cassi so einzustellen, dass er ein paralleles strahlenbündel rausklopft ... dann liegt die fokusebene im unendlichen, und so einen langen fokussierweg hast auch wieder nicht. am gescheitesten wäre, ihr kriegt sowas wie eine optische bank auf die reihe und simulierts ein objekt im unendlichen mit einer hilfslinse...


    lg
    wolfi

  • Hallo Marcel,
    grundsätzlich ist das richtig was Wolfi schreibt , doch ist der Aufwand zu gross (hilfslinse, optische Bank). Ich empfehle dir folgendes: Baue beide Spiegel aus und wenn mal die Sonne scheint kannst du schnell Primärbrennweite des HS feststellen ( Brennpunkt, Zollstock). Wenn ihr zu Zweit seid könnt ihr auch noch mehr heraus bekommen (Sekundärspegel bei ca. 70 % der HS-Brennweite, dann Gesamtbrennpunt suchen und dann den
    Abstand von HS zu FS messen ). Aber bitte vorsichtig und nie !! direkt gucken.


    Gruss Ulrich

  • Hallo ihr zwei!


    Das mit dem Ausbau ist so eine Sache. Das Gerät ist nicht nur robust, es ist besonders robust. Es war schon ein ganz schöner Akt den neuen Hauptspiegel zu montieren. Die Spiegelzelle hat mit Spiegel ca. 30 Kg und diese in geschätzten 2,6m Höhe einzubauen ist sehr schwierig gewesen. Das geht nur zu zweit und man kann den Tubus auch nicht ganz senkrecht nach unten stellen. Man muss das schwere Teil schräg ansetzen und festschrauben [xx(].


    Die Variante mit der Sonne hört sich gut an. Mal sehen, ob ich das eventuell auch im eingebauten Zustand hinbekomme...



    Gruß


    Marcel

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  • Hallo Marcel,
    Ich habe mir deine Daten nochmal angesehen und ich finde die von dem HS doch sehr ungewöhnlich . Öffnungsverhältnisse beim HS vom 1:2,5 bis 1:4 sind normal, aber wie bei dir 1:6 ? Und das Ganze 2mal , noch erstaunlicher. Ich würde mal denke , der neue HS hat nicht 1800mm Brennweite sondern 800. Dann wäre der Abstand HS FS ca 650mm . Das würde auch zu deinen Überprüfungen passen . Das kannst du aber auch über den Durchmesser des Sekundärspiegels heraus bekommen und brauchst ihn dazu nicht einmal herausbauen. Bei 1800mm Brennweite des HS müsste der FS-Durchmesser ca. 115 mm betragen , bei 800mm nur 70 mm Durchmesser.


    Gruss Ulrich

  • Der Sekundärspiegel hat ca. 105mm. Das habe ich noch so in Erinnerung, als ich die provisorische Halterung mit der Gewindestange zum Testen gebaut habe. Meine Lochkreissäge hatte mit 95mm für die Grundplatte nicht gereicht...

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  • Hallo Marcel,
    das würde bedeuten das der HS ca 1600 mm Brennweite hat, ungewöhnlich, aber warum nicht.
    Der Abstand HS- FS wäre dann ca. 1127mm wenn die Gesammtbrennweite stimmt.



    Gruss Ulrich

  • Hallo Leute!


    Wir haben jetzt die Brennweite vom Hauptspiegel per Sonne ermittelt und siehe da - 1537mm. Also anders wie mit Edding am Spiegel stand. Der Fangspiegel hat einen Durchmesser von 105mm.
    Da der Brennpunkt innerhalb des Tubus liegt, muss ich sicher sehr weit zurück.


    Könntet ihr diese Werte bitte noch mal rechen.


    Danke!


    Marcel

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  • Hallo Marcel,


    rein rechnerisch dürfte dann der Abstand HS-FS 1087mm sein . Doch denke bitte daran
    das Millimeterverschiebungen im Abstand HS-FS Zentimeter in der Lage des Gesamtbrenn-
    punktes bewirken. Also langsam heran tasten.


    Gruss Ulrich

  • Hallo Marcel,


    vielleicht kann ich auch noch hilfreiches beitragen. Mit dem von Ulrich gerechneten Abstand solltet ihr einen Brennpunkt finden können. Wenn so, ist der Sekundärspiegel am einfachsten mit einem Laser à la Baader zu justieren. Dann erst den Hauptspiegel am Stern justieren.


    Nun benötigen 'experimentelle Cassegrainsysteme' oft eine millimetergenaue Feinjustierung der exakten Spiegelabstände. Das ist anders als bei Systemen mit sphärischen Elementen wie z.B. ein SC, wo man frisch-fröhlich den Spiegelabstand ohne starke Qualitätseinbussen in der Abbildung verändern kann. Erkennen kann man das nur bei sehr guter Justierung und am Sterntest intra- und extrafokal. Fallen die Beugungsscheibchen intra- und extrafokal sehr unterschiedlich oder total verschwommen aus, verschiebt mal den Sekundärspiegel in eine Richtung um maximal einen Millimeter und schaut ob ihr eine Verbesserung beobachtet. Wenn schlechter, dann natürlich den Sekundärspiegel in die andere Richtung verschieben.


    Irgendwann werdet ihr so eine Position finden, die ziemlich identische intra- und extrafokale Beugungsbilder zeigt wie es gemäss Sterntest aussehen sollte. Dann habt ihr den richtigen Abstand gefunden, und nur so kann das System seine volle Leistungsfähigkeit entfalten. Ich wünsche euch viel Glück beim Einstellen!


    Grüsse
    Jan

  • Hallo Leute!


    Heute gab es endlich mal ein Bild. Ursache für die bisherigen Fehlversuche waren die doch sehr geringen Toleranzen, die ich ganz schön unterschätzt hatte. Für den heutigen Versuch hatte ich die Konstruktion mit der langen Gewindestange etwas verbessert.


    Da der Fangspiegel ja irgendwo innerhalb vom Gitterrohrtubus sein muss, habe ich an 3 der Stangen eine Schlauchschelle angebracht und mit dünnem Stahldraht also einer Art Drahtspinne das Ganze zusätzlich fixiert. Dann alles mittig ausgerichtet und getestet -&gt; kein Bild [:(!].


    Als ich dann das Okular zum Spaß mal freihand weit weg vom Auszug hin und her bewegt hatte, kam plötzlich ein Bild und sogar recht gut für die Nummer. Das war grob mit dem Zollstock gemessen ca. 56cm weg aber ein Bild.


    Bei 56cm habe ich gedacht, schiebst du den Fangspiegel mal pauschal 10cm weiter weg vom Hauptspiegel. Wieder alles ausgerichtet und grob justiert -&gt; kein Bild und zwar egal wo. Aber so wie sich die Schatten im Okular verhalten haben, hätte man glatt denken können, der Fokus liegt jetzt innerhalb vom Auszugsrohr. Also habe ich den Auszug mal runtergebaut, denn der ist ca. 20cm lang und siehe da, der Fokus war fast im Tubus.


    Zum Schluß haben wir zu zweit Stück für Stück probiert, bis der Fokus bei halb ausgefahrenem Auszug lag. Nochmal nachjustiert und siehe da es passte [:)]. Das war dann ca. 2cm weiter innen als die errechnete Position. Es ist schon enorm wie der Fokus hinten wandert, wenn man den Fangspiegel ein klein wenig bewegt.


    Allerdings war das Bildfeld (40mm Okular) nicht vollständig ausgeleuchtet. In der Mitte war es schön hell, klar und scharf und zum Rand hin dann unschärfer und matt. Nach etwas zusätzlichem Feintuning am Fangspiegel und zusätzlichem Ausrichten des Hauptspiegels im Justierokular wurde es aber deutlich besser ist aber bei weitem noch nicht perfekt. Drückt man das Auge fast ins Okular, passt es aber.


    Weiteres Verbessern ist mit der provisorischen Halterung aber sinnfrei. Wir haben uns entschlossen, da die Position jetzt fest steht, den Gitterrohrtubus so zu kürzen, dass der Fangspiegel wieder in der original Spinne und somit justierstabil und geschützt im Hut liegt. Vorher, wenn das Wetter mitspielt, will ich das Ding am Freitag nochmal in den Himmel halten und am Stern testen.


    Wird sich eigentlich der Fokus nochmal leicht verschieben zwischen Horizontbeobachtung und unendlich (Stern) und ist die Ausleuchtung zum Rand hin eine reine Justiersache von Fang- und Hauptspiegel oder hat der Abstand hier nochwas zu sagen?



    Noch mal vielen Dank für die vielen helfenden Ratschläge!


    Marcel

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  • So, heute war das erst Mal Himmel angesagt und das Teil bringt wirklich ein schönes Bild. Der Fokus ist um ca. 3cm reinzu gewandert also werde ich den Fangspiegel noch etwas verschieben. Jetzt kann er mit gutem Gewissen gekürzt werden und wenn alles fertig ist, poste ich zum Abschluss mal noch zwei schöne vorher/nachher- Bilder.



    Schöne Grüße aus dem Vogtland!


    Marcel

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  • Hallo Marcel,
    schön das es doch geklappt hat. Mit diesem Cassegrain hab ihr ein gutes Mond und Planeten-
    teleskop. Die justierung der Spiegel ist sehr unkritisch .


    Viel Freude damit, Ulrich

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