Hallo Tino,
vielen Dank, 1m korrigiertes Bildfeld ist in der Tat extrem, von Korsch-Teleskopen hatte ich noch nie etwas was gehört und bin dann noch auf folgenden Bericht gestoßen:
https://www.researchgate.net/p…asic_angle_and_best_focus
beste Grüße
Thomas
Hallo Tino,
vielen Dank für die Infos die mir vieles erhellen.
Nochmal zu dem Teleskopdesign, mit deiner Information, dass es sich um einen Three-Mirror Anastigmat handelt, habe ich nochmal versucht etwas Genaueres über das Teleskop zu ergoogln, doch ohne echtes Ergebnis. Gibt es einen Artikel in dem das optische Konzept ausführlich (auch mit Ray-Tracing?) vorgestellt wird? Off Axis Teleskope wie verschiedene Formen von Schiefspieglern werden ja auch hier im Forum gelegentlich als interesannte Selbstbauprojekte vorgestellt, doch sind dies eher ziemliche Exoten. Ich finde es bemerkenswert, dass ein so komplexer Teleskop-Typ für eine Satelliten-Mission ausgewählt wurde und fände es interessant mehr darüber zu erfahren.
beste Grüße
Thomas
Hallo Stefan, hallo Tino
herzlichen Dank für all die Infos direkt aus dem Gaia-Team und herzlichen Glückwunsch zu den ersten in der Pressemitteilung vorgestellten Ergebnissen, bin bei Youtube auf dies Video gestoßen:
Eine direkte Frage zu der ersten Ergebnissen, danach liegt der Genauigkeit momentan je nach Helligkeit der Sterne im Bereich 200-700 Mikrobogensekunden, interpretiere ich dies richtig? Wenn ich es richtig verstehe, Gaia wurden Ende 2013 gestartet, wurde diese Messungen über einen recht beträchtlichen Zeitraum (1-2 Jahre?) durchgeführt. Wenn die Genauigkeit im Wesentlichen durch die Photonenstatistik bestimmt wird und die gesamte Projektdauer auf vielleicht 10 Jahre angesetzt ist, wäre eine deutliche Steigerung der Genauigkeit (eine Größenordnung) kaum zu erwarten. Doch dies scheint offensichtlich nicht der Fall zu sein, denn für den finalen Katalog werden ja mehr als 10 mal bessere Werte angepeilt. Was ist die Ursache?
Schließlich, das optische Konzept der beiden Teleskope, die ja off axis betrieben werden und trotzdem über einen extrem großen Winkelbereich beugungsbegrenzt zu sein scheinen, ist auch sehr interessant und ungewöhnlich, in den Publikation auf der Webseite wird lediglich das Konzept umrissen und auf Artikel in SPIE oder Büchern verwiesen, an die der Laie nicht so ohne weiteres herankommt (oder habe ich etwas übersehen?). Gibt es die entsprechenden Manuskripte auf dem arXiv-Server, oder eine allgemeine Anregung, könnte das Gaia-Team die vielen interessanten Manuskripte dort ablegen?
Durch das schöne, erste verlinkte Video
(oder ein ähnliches, das in einem Vortrag gezeigt wurde ) bin ich übrigens auf das sehr interessante Gaia-Projekt aufmerksam geworden.
Beste Grüße
Thomas
p.s. Bin schon auf den Bericht in Sterne und Weltraum gespannt
Hallo Thomas,
vielen Dank für die interessanten Informationen. Auf den ersten Blick sieht GAIA im Vergleich mit anderen astronomischen Projekten etwas langweilig aus, doch extreme Präzsionsmessungen sind gut für Überraschungen, beinhalten die Möglichkeit etwas neues zu lernen. Ich bin gespannt, ob GAIA auch etwas zur Thematik dunkler Materie, verscheidene Modelle dunkler Materie/ Modifiaktion der Gravitation etc. beitragen wird.
Gruß
Thomas
Hallo Tino,
vielen Dank für die Infos, du kennst dich mit GAIA extrem gut aus. Inzwischen habe ich mich in den verschiedenen Dokumenten über GAIA umgesehen, offensichtlich wird ein sehr großer Aufwand betreiben, als Master-Uhr kommt eine Atomuhr zum Einsatz. Für den 14. September ist einen erste Veröffentichung von Sternpositionen angekündigt, da gibt es bestimmt einen Pressemitteilung auch mit Details wie der ererichten Genauigekeit.
beste Grüße
Thomas
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: tbstein</i>
<br />Hallo Thomas,
schau mal hier http://spaceflight101.com/gaia/gaia-instrument-information/ Hierbei verwendet man eine spezielle Integrationstechnik: TDI (Time-Delayed Integration). Der Satellit muß sich kontinuierlich drehen und deshalb steht das Bild nicht still. Die Pixelreihen der CCDs werden aus diesem Grund zeilenweise weitergeschoben, genauso als ob man sie auslesen würde, nur halt genau mit der Drehgeschwindigkeit des Satelliten. Deshalb kann man ein stehendes Bild erzeugen. Auf dieser Seite steht auch die ominöse 4,42s.
Gruß Tino
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Hallo Tino,
besten Dank, GAIA verwendet offensichtlich eine sehr komplexe und rafinierte Art der Datenaufnahme, dies ist sehr beeindruckend. Ich finde es erstaunlich, dass es gelingt die Rotation des Teleskops so exakt mit dem Weiterschieben der Ladungen auf dem Chip zu synchronisieren. Wenn die Spannungen, mit denen dies geschieht nicht exakt stimmen ist die Genauigkeit hin.
Hast du Infos darüber, welche Genauigkeit schon erreicht wurde?
Im Grunde ist es nur möglich für die Bildmitte eine perfekte Synchronisation zu erreichen, doch vermutlich ist das Gesichtsfeld so klein dass sich die Fehler nicht auswirken. Oder es gibt weitere Tricks wie dies später korrigiert wird?
Gruß
Thomas
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: tbstein</i>
<br />Sorry ein Rechenfehler meinerseits. Ein Überlauf in Längsrichtung bei 1,6° und 60 as/s dauert natürlich nur 96s, also sinds bei 4,42s Integrationszeit etwa 22 Messungen und nicht 180. Sorry. Man könnte jetzt die theoretisch erreichbare Genauigkeit berechnen mit 190000 (Fullwell), 22 Messungen, 70 Überläufe. Da der Stern aber durch die gedrehten Spiegel jeweils 2x pro Überlauf gemessen wird, ergäbe das eine Standardabweichung von 190 mas / sqrt(2 x 292600000), also etwa 5,5 uas. Alles idealisiert, praktisch ist bei hellen Quellen die Flatkorrektur und Kalibrierung essentiell und bei Dunklen das Photon-Shotnoise. Ob man das alles so zusammenfassen kann, weiß ich nicht, aber die Meßgenauigkeit wird minimal mit 5 uas angegeben, also wäre man schon an den Grenzen des Möglichen. Siehe http://www.cosmos.esa.int/web/gaia/science-performance
Gruß Tino
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Hallo Tino,
wo kommen die 4.42 s Integrationszeit her?
Ich finde sie sehr kurz, denn das Teleskop muss sich ja zwischen den Aufnahmen zu einer neuen Position bewegen, und während der Messungen sollte es doch wohl stehen.
Gruß
Thomas
Hallo Tino,
vielen Dank für das Link, das Paper hab ich dort auf die Schnelle nicht gefunden, ich werde später in Ruhe nochmal danach schauen. Dann werde ich die Zahlen auch genau betrachten, doch auf den ersten Blick sieht alles recht stimmig aus, die Abschätzung für die Photonen bzw. Elektronen liegt erstaunlich nahe bei den 10 Millionen auf die ich gekommen war. Vom Cramer-Rao Limit habe ich noch nie gehört, doch dass die maximale Genauigekeit mit dem Kehrwert der reziproken Wurzel der detektierten skaliert bedeutet wohl, dass die Genauigkeit von der messbaren Helligkeitsdiffernz auf zwei Pixeln herrührt, die schließlich durch das Rauschen bestimmt ist.
Das Überraschende, oder vielleicht doch nicht so Überraschende, es gibt keine Grenze, wenn man länger belichtet und/oder mehrere Aufnahmen wird die Auflösung immer besser. Dies gilt natürlich nur wenn es keinen systematischen Fehler gibt, lässt sich daher wohl nur im Weltraum realisieren.
beste Grüße
Thomas
ps. Hallo Stick, wie du schon vermutet hast, es läuft alles darauf hinaus, dass über die Mittelung die Präzsion besser wird, mit einem Teleskop und DSLR werden vermutlich das Seeing und systematische Fehler dafür sorgen, dass man weit von der theoretischen Werten entfernt bleibt
erstmal viele Dank für all die Infos und Kommentare.
Ich komme nochmal auf die Eingangsfrage nach der Messmethode zurück, wie wird die extreme Genauigkeit erzielt?
Wird jeder Stern insgesamt 70 mal abgebildet, erhöht sich die Genauikeit durch Mittelung um dem Faktor Wurzel 70, also 8. Jede Einzelmessung muss daher eine Positionsgenauigkeit von 240 Mikrobogensekunden aufweisen, bei 10 mue Pixelgröße und 34 m Brennweite der GAIA Teleskope muss man die Position bei einer einzelnen Aufnahme auf 1/300 Pixel bestimmen. Bei den Sternen heller als 12 mag, werden 3 Mikrobogensekunden angestrebt, also muss die Präzision sogar 1/3000 Pixel betragen, wohlgemerkt bei einer (!) Aufnahme. Wie geht dies, welcher Chip kann das? Wenn man die Position aus dem Helligkeisunterschied von zwei Pixel bestimmt dann muss das Rauschen pro Pixel kleiner als 1/3000 also 0,03 % sein, es müssen also mehr als 10.000.0000 Photoelektoren-Elektronen in einem Pixel gespeichert sein. Wie ereicht man dies mit 10 mue Pixeln? Dies ist 100 mal mehr als üblich. Oder es gibt noch weitere 'Tricks' ( Mittelung über mehrere Pixel?) die die extrem Auflösung ermöglichen.
==> Thomas_Schmidt, vielen Dank für deinen Hinweis,
ich wusste gar nicht, dass GAIA schon erste Ergebnisse geliefert hat, da ist die Präsizion mit 1 Millibogensekunden angegeben. Das ist sicher super, andererseits je nach Helligkeit 30-300 mal unterhalb des extrem hoch gesteckten Ziels.
Wie geht es denn weiter mit GAIA, werden die Daten schrittweite bekannt gegeben und im Lauf der Zeit steigt die Genauigekeit?
beste Grüße
Thomas
Hallo Stick, hallo Markus,
vielen Dank für die Informationen.
Was mich halt wundert ist die extreme Präzision. Sicher kann man eine Auflösung besser als ein Pixel erzielen, doch wie schafft man 1/10000 Pixelgröße? Ich sehe keinen anderen Weg als extrem viele Aufnahmen des gleichen Sternfeldes zu machen. Selbst wenn man alle systematischen Fehler ausschalten kann wird es schwierig die Postion so genau zu bestimmen, weil jeder Detektor rauscht.
Mal runter gerechnet auf eine normale Kleinbidlkamera mit Standardobjektiv bedeutet dies eine Genauigkeit im Bereich 1/1000 Bogensekunde, der Durchmesser eines Fußabruckes auf dem Mond...
Gruß
Thomas
Hallo zusammen,
heute bin ich auf eine interessante Mission der ESA aufmerksam geworde, GAIA, eine bereits gestartete Raumsonde, die zur hochgenauen Durchmusterung des Himmels eingesetzt werden soll.
Klingt vielleicht auf den ersten Blick vielleicht etwas langweilig, doch mich überrascht die extreme Genauigkeit. Laut Wiki soll die Genauigkeit 30 Mikrobogensekunden (entsprecht etwa einer Euro-Münze in der Entfernung des Mondes) betragen, bei hellen Sternen laut einer anderen Quelle sogar 3 Mikrobogensekunden, also einem Stecknadelkopf auf dem Mond. Zum Vergleich Hubble hat eine Auflösung von etwa 0.05 Bogensekunden, also mehr als 10000 mal schlechter.
Wie funktioniert dies?
Einfach 'nur' Mittelung der Position über extrem viele Messungen?
Vielleicht hat sich hier im Forum schon jemand intensiver mit GAIA beschäft und kann etwas dazu schreiben.
beste Grüße
Thomas
