Beiträge von Pardon im Thema „DIY: Apodisationsmaßnahmen an Fangspiegelarmen“

    Mann sollte das Blech auf alle Fälle verwindungstabiel mit zwei Schrauben am Tubus befestigen, zwei Schrauben anlöten, oder abwinken und ein 3mm blechstreifen mit Gewinde zum spannen

    Hallo Frank,


    Eine solche Spannbefestigung in einem zylinderförmigen und vergleichsweise dünnen Rohr wird unseren Anforderungen eigentlich nicht gerecht und verleitet nur zu dem intuitiven Vorgehen, die Außenmuttern soweit fest zu donnern, dass der Tubus gerade noch nicht eindellt.


    Hallo zusammen,


    Ginge man zu einem Maschinenbauer und bäte ihn um eine Tragwerkkonstruktion, die im Querschnitt (wegen der Spikes) nicht mehr als soundsoviel Prozent Fläche beanspruchen darf, dessen Spiegel nicht ins Schwingen kommen darf, der sich bei Teleskoplageänderung …. und so weiter, in ein vorhandenes Rohr eingebaut können werden soll … dann käme vermutlich alles Mögliche bei raus, nur nicht der Halter, der in den Tubus gespannt wird.


    Ein Beispiel:


    Die Spinne stammt aus einem der üblichen 150/750 - 1400. Ich habe sie entlackt, um sie schlanker und maßhaltiger aussehen zu lassen. Das Tubusende sitzt innen im Ring. Solche Fangspiegelträger werden auch käuflich angeboten. Ich bewerte die Machart als eine grundsätzlich solide Konstruktion.



    Stellen wir uns kurz vor, der Ring säße nicht am Ende, sondern im Tubus eingeschoben 8) . Eine spannungsfreie Konstruktion. Der Ring würde gleichzeitig den Tubus versteifen.


    In dem Fall sind die Tragarme leider nicht blechartig ausgeführt, bei den großen am Markt allerdings schon. Das Konstrukt ist aus Aludruckguss und nichts steht unter Spannung.


    Nun ist Aludruckguss individuell in Einzelfertigung recht teuer und uns in unseren großen und kleinen Werkstätten eher nicht so zugänglich. Aber man könnte einen Ring mit T-förmigen Querschnitt nehmen und Bleche und Halter einlöten oder einkleben (die aus Wolfram ;) ).


    Auch hier wieder, wen die Spikes stören, klemmt Apodisationsschablonen auf. Wen nicht, hat einen enormen Steifigkeitsgewinn für Tubus und Tragwerk.


    Dieser Machart haftet der grundsätzliche Nachteil an, dass der Spiegelschwerpunkt nicht im Tragwerkmittelpunkt sitzt. Damit handelt man sich eine gewisse Schwingungs- und Verbiegeanfälligkeit ein, die man wiederum konstruktiv neu in Griff bekommen müßte.


    Ein weiteres Beispiel. Diesen Fangspiegel hatte ich nebst Halter und Schiebefokussierer und Hauptspiegel vor zwanzig Jahren oder so gekauft. Historisch, müsste so aus den Sechzigern stammen, in Zieglers Buch „Das Fernrohr für Jedermann“ ist der Schiebefokussierer abgebildet. Stammt aus einem 150/1200.




    Stellen wir uns auch hier folgendes kurz vor. Die Spiegel säße mittig im Tragwerkmittelpunkt. Ideal. Die beiden Tragbleche sind sinnvoll gestaltet. Allerdings sind die Bleche tubusradial nicht so widerstandsfähig wie axial. Das lässt sich durch Einfügen zweier gekreuzter Stäbe sehr gut vermeiden.


    Eine solche Spiegelfassung liesse sich auch gut im Mittelpunkt einer Dreiarm- oder Vierarmspinne integrieren.


    Will sagen, wenn wir uns auf neue Werkstoffe (z.B. Wolfram) und Methoden (z.B. Kleben) einlassen, lassen sich aufwandsarm verwindungsteife und spikesarme Tragwerke für Fangspiegel konstruieren und herstellen.


    Viele Grüße, Reinhold

    Hallo Frank,


    wenn es um Steifigkeit, Widerstand gegen Verwindung, damit Vibrations- und Verbiegungsunlust geht, dann zählt letztlich nur das E-Modul. Beim Querschnitt sind wir ja in der Blechlösung festgelegt, ein langes schmales Rechteck.


    Wenn wir im web in die gängigen Tabellen schauen, hat Baustahl, Schwarzblech hat ein größeres E-Modul als Edelstahl und die weiteren üblichen Verdächtigen. Ich möchte noch auf einen ungewöhnlichen Werkstoff aufmerksam machen


    -> Wolframblech


    ungefähr doppelt so verwindungssteif wie Schwarzblech. Salopp ausgedrückt, wenn vorher ein 0,3mm dickes Schwarzblech reichte, tuts ein 0,15mm dickes Wolframblech.


    Bei dünnen Blechen muss man natürlich noch das Beulen im Auge behalten. Aber wer mal Wolfram in den Händen hielt …


    Damit nicht genug. Die üblichen Spinnenarme enden tubusseitig in einer Schraube und das Blech läuft dorthin spitz zu. Da mag das Blech verwindungssteif sein, aber die Befestigung in der Tubuswand ist es nicht.


    Um die Sache perfekt zu machen, müsste das Blech rechteckig sein und sowohl tubusseitig als auch spiegelseitig auf voller Höhe befestigungsmäßig gepackt werden.


    Hat natürlich den ganz kleinen Nachteil, dass der Spiegel über die volle Öffnung dann auch die Blechfläche „sieht“. Gut, dann wird es pingelig. Aber ein festsitzender, nicht vibrierender Spiegel dürfte wichtiger sein …


    Gegen Wolfram kann kein anderes Material anrennen … gut, teurer als Schwarzblech, aber immer noch im erträglichen Bereich …


    Ein hilfreicher Gedanke?


    Viele Grüße, Reinhold

    Hallo Guntram,


    […] Die Beugung wird ja nicht beseitigt, sondern nur verschmiert. Jedenfalls verschwinden die diesbezüglichen Experimente mangels Erfolges in der Mottenkiste der Teleskopbauer, bis das Thema irgendwann wieder einmal durchgekaut wird.[…]

    Dass die Beugungserscheinung nicht beseitigt, sondern verlagert wird, ist, soweit ich das überschaue, durchaus und weit bekannt. Das ist nun kein Argument für Nichts.


    Es sind keine Experimente ohne Erfolg. Die Apodisation wird ja nicht als Heilmittel gegen Beugungserscheinungen als solche aus der „Mottenkiste“ geholt, wie du wohl annimmst, sondern als eine Möglichkeit angeboten, die Sichtbarkeit von Spikes zu unterdrücken.


    Das ist die Botschaft des eingangs erwähnten Berichtes.


    Weiter gedacht, möglicherweise kommt es günstiger Apodisationsschablonen auf einen vorhandenen Stand der Technik zu klemmen, als den Teleskopkopf auf hauchdünne Drähte umzurüsten. Wer keine Spikes auf Sternfeldaufnahmen möchte, klemmt sie auf, und, wenn es am nächsten Tag an den Planeten geht und dort nichts brächte, kommen sie wieder runter, so what …


    Und wer neu plant, ist vermutlich gut beraten, erst mal alle Optionen und Parameter auf den Tisch zu legen, auch die aus der besagten Mottenkiste.


    Viele Grüße,

    Reinhold

    Hallo zusammen,


    wenn ich das sehe, frage ich mich, was hält mich davon ab, die Zwei-Arm-Lösung in 90-Grad-Anordnung zu wählen? Das sollte ich doch mit dünnen Stahlblechen „stabil“ und verwindungssteif kontruieren und bauen können.


    Und wenn der Tag kommen sollte, an dem mich Spikes an Sternen stören oder mein geliebten Kontraste an Sonnenfleck oder Granulation dahingehen, dann apodisiere ich eben die beiden Arme ;) entweder mit Veloursfolie ;) oder mit dem eingangs untersuchten Apodisationsmuster.


    Bei der Suche mit „Spider Diffraction Newton“ wird man international, inbesondere auf „cloudynights“ mit unglaublichen Simulationsergebnissen fündig.


    Viele Grüße, Reinhold

    Hinweise auf (gut erhältliche) Werkstoffe sind für DIYs wertvolle Hinweise, für die man gar nicht genug danken kann.


    Um auf die eingangs erwähnte Forschungsarbeit zurück zu kommen. In diesem Bericht, der experimentell untermauert ist, schneidet die Drahthalterung im Hinblick auf Spikes - zumindest für mein Empfinden - nicht so toll ab.


    Zudem erfordert sie mechanisch wegen der hohen Zugkräfte mehr und anderen Aufwand, als bei der klassischen „Blechlösung“. Zumindest in meiner Öffnungsklasse.


    Die Kontrastübertragung wird - so meine bisher gewonnene Erkenntnis - durch die von den Fangspiegelarmen beanspruchte Summe der (axialen) Einzelflächen bestimmt. Und, an einer Stelle klingt Suiter für mich so, dass die Kontrastminderung bei der Planetenbeobachtung durch die Spikes zustande käme, die die weitere Umgebung aufhellen. Insofern und vielleicht überhaupt wäre es, wenn ich das auf die Spitze treiben wollte, erstrebenswert die Zahl der Arme auf zwei in 90 Grad-Anordnung oder auf eins zu reduzieren und vielleicht zu apodisieren.

    Hallo zusammen,


    irgendwo in einem Forum hatte mal jemand flapsig bemerkt, dass man sich bezüglich der Spikes nicht bemühen brauche, es würde genügen, die Bleche mit Schwarzem Velours zu bekleben und sie verschwänden und gut wäre.


    Klar, ich kann es nicht abwarten, das zunächst mit dem üblichen DC-Fix am Himmel zu überprüfen.


    Ich nannte so etwas in einem anderen Zusammenhang mal Mikro-Apodisation. Die Wellenlänge des Lichtes ist deutlich, wirklich deutlich kleiner, als die Rauhigkeit der Veloursschicht in der flachwinkligen Seitensicht. Ist die Lichtbeugung an rauhen Kanten wie an glatten Kanten? Lässt sich das in den Simulationsprogrammen berücksichtigen? Ich bin kein Optiker und kann dazu nichts Fundiertes beitragen. Ich kann es nur ausprobieren.


    Meine Verifizierung am Stern wird wohl noch brauchen, das liegt an Balkonien, dem Sichtfenster, dem Wetter und geeigneten hellen Sternen.


    Wäre ja ein Hammer, wenn Veloursfolie genügte, um den Spikes das Ende zu geben.


    Viele Grüße, Reinhold


    Viele Grüße, Reinhold

    Hallo Frank,


    […] Im Prinzip verstreut man das Licht dieser Spikes mit dem apodisieren nur auf das ganze Feld, visuell schlecht, fotografisch geht das eher dann mit dem Kontrastregler in der Bildbearbeitung.[…]

    Unabhängig von der Spikebeseitigungsmethode wandert das Licht der Spikes stets in die Umgebung.


    Wer Spikes unterdrücken möchte, bekäme jedenfalls eine weitere Methode in die Hand.


    Eine Dreier-Spinne mit derart massiv gestalteten geraden Fangarmen ist zudem möglicherweise „stabiler“ ausführbar, als eine mit drei dünnen gebogenen Fangarmen, bei gleichem visuellen Ergebnis. Diese Fangarmform kann durchaus ein Angebot sein. Natürlich nicht ganz trivial in der Herstellung. Alustrangguss?


    Zitat

    […] TITAN ist ein gutes Stück steifer als Stahl, von wegen dicke […]


    Sicher? Also das E-Modul liegt nach einschlägigen Angaben im Internet für Titan Grade 5 bei 114kN/mm2 und für Baustahl bei 210kN/mm2.


    Gruß, Reinhold

    Hallo Harold,


    besten Dank. Das mit den E-Modulen hatte ich nicht mehr so drauf, aber dass Stahl der Werkstoff der Wahl ist, wenn es um Steifigkeiten geht, hatte ich noch gut in Erinnerung. Nur wenn zwecks Gewichtsersparnis die Wanddicken zu dünn werden, steht der Wechsel zu Aluminium an.


    Nachdem ich die MTF-Kurven bei Suiter gesehen habe - die waren für einen Newton mit 200mm Öffnung und 2mm dicke Arme und 20% Mittenobstruktion gerechnet - kommen mir schon Zweifel, ob es sich lohnt, mich hier um jedes Zehntel Spiderdicke zu bemühen.


    Wenn die Spiderarme dünne Stahlbleche werden, sollten sie in der flachwinkligen Draufsicht nicht glänzen. Und da ist Schultafellack nach meiner Erfahrung nicht die erste Wahl.


    Bei dem Thema habe ich viele Lösungsansätze gekauft und ausprobiert. Das bislang schwärzeste Schwarz in der flachwinkligen Draufsicht ist eine 0,3mm dicke Folie der Firma TipTopCarbon GmbH und nennt sich POLI-TAPE TUBITHERM (R) PLT Flockfolie. Schwärzer dürfte es in der Schrägdraufsicht kaum mehr gehen. Das reflektionsärmste schwärzeste Schwarz, dass ich je gesehen hatte und in den Händen hielt. Unglaublich.


    Es ist ja nicht nur der (eher minimale) Kontrastverlust der durch die eingebrachte Fläche der Fangarme entsteht, sondern auch das „Glänzen“ der Bleche, das ich im Auge behalten möchte.


    Die Flockfolie gibt es auch in Weiß. Für Fälle, in den es auf Reflexfreiheit ankommt und es gleichzeitig weniger wärmesaugend (wie in schwarz) zugehen soll, wie etwa bei der Sonnenbeobachtung.


    Mit Aufrauhen der Bleche und Bestreichen oder Brünieren werde ich jedenfalls niemals so reflektionsfrei hinkommen, wie mit dieser Folie. Vielleicht teste ich beide Varianten aus. Mal sehen.


    Wer das Thema Fangspiegelarmdicke nicht ganz so beeinflussend sieht, macht mit der Folie, die zusammen 0,6mm zusätzliche Dicke bringt, nicht nur nichts falsch, sondern alles richtig.


    Viele Grüße, Reinhold

    Und damit einen Öffnungsverlust einbauen- der kleinere Spiegel würde vom Strahlengang überblendet. Dazu würdest du durch den OAZ guckend am FS vorbei den Himmel sehen könnten bzw. umgekenrt betrachtet fällt Licht von vorne direkt in den OAZ

    … wäre es soweit gekommen, hätte ich ein kompletten Neuaufbau in einem (etwas) längeren Tubus in Betracht gezogen. Öffnungsverluste hätte ich mir keine eingehandelt. Und dass der Meniskus dann 10cm weiter vorne liegen würde, hätte die Abbildungsqualität eher weniger negativ beeinflusst.


    Während Newtons und Refraktoren und andere nicht durchbohrte Optiken recht gut von uns in die ein oder andere Richtung (Weitfeld, Foto, Sonne, Planeten, Mond) optimiert werden können, ist dieser Weg bei allen durchbohrten Optiken für uns praktisch immer verbaut.


    Du musst mit der durch die Bohrung herstellerseitig festgelegten Mindestobstruktion leben oder das Instrument wechseln.

    Hallo zusammen,


    solche geprägten Titanbleche sind recht verwindungssteif, zumindest steifer als glattes Blech.


    Eine Hürde von Blechen ist deren Oberfläche und Farbe. Wenn man lackieren müsste, würde wieder Dicke aufgetragen werden.


    Es müsste ein Material sein, was verwindungssteif ist, sich gut aufrauhen und schwärzen lässt.


    Schwarz brünieren trägt jedenfalls nicht auf. Damit kämen für mich Messing, Kupfer und Stahl ins Spiel.


    Und die Spiegeljustage nach aussen verlagern, damit man nicht in die Mitte langen muss und mittig alles recht leicht gestalten kann.


    Das alles ist schon eine kleine konstruktive Herausforderung.


    Grüße, Reinhold

    Hallo Holger,


    Zitat von Cleo

    […] … kann man ja auch einen Mak-Newton nehmen. […]

    … warum auch immer haben die marktgängigen Instrumente eine für Sonne, Mond, Planeten zu hohe zentrale Obstruktion. Das was ich auf der einen Seite gewinne, mache ich damit auf der anderen Seite wieder kaputt.


    So ein Teil hatte ich seinerzeit in Erwägung gezogen. Der Meniskus ist leider durchbohrt, damit ist mir eine Verringerung der Obstruktion nicht möglich. Wäre der Fangspiegel auf einen nichtdurchbohrten Meniskus geklebt, hätte ich so ein Teil schon hier und hätte einen kleineren Fangspiegel eingebaut.



    Grüße, Reinhold

    … ich werfe mal


    Seine Worte sind unmissverständlich. Schaut man sich die im Buch dargestellte MTF für einen 20% obstruierten Newton an, liegt die Kurve für die „Spider“ so knapp daneben, dass ich mich schon frage, ob ich diesen Unterschied an Sonne, Mond, Jupiter … jemals als solchen sehen werde.


    Aktuell habe ich am 150/1200 - 35 Newton 4x 1mm dicke Arme aus Blech.


    Viele Grüße, Reinhold

    Hallo Konrad,


    besten Dank für dieses Dokument. Die Herleitung der Kreissegmente, super dargestellt.


    Zitat von fastride

    […] Dünn und gebogen scheint eine sehr gute Lösung zu sein.[…]


    Ja, nur, für uns mit unseren relativ kleinen Spiegeln vermutlich schwierig umzusetzen. Die Wanddicke der Spiegelarme ist so gering, dass es für unsereins schwierig wird, eine verwindungssteife Konstruktion hinzubekommen.


    Vixen hat es am VMC110L mit Aluminiumdruckguss ausgeführt. Und im Ergebnis die Wanddicke der Arme doch recht deftig ausführen müssen. Man könnte es so ausrücken, die Spikes sind verschwunden, der Kontrast hat im Gegenzug nachgelassen.


    Mit drei geraden Armen kann demnach unsereins unter Auswahl verwindungssteifen Materials mit möglichst geringer Wanddicke das Maximum rausholen.


    Der Erinnerung nach war das Material Stahl? Rauh sandgestrahlt oder geätzt und dann schwarz brüniert, so als erster unreiner Gedanke … ?



    Viele Grüße, Reinhold

    Hallo Holger,


    Zitat von Cleo

    […] Grundsätzlich ist der Kontrastverlust proportional zur Fläche, die im Strahlengang herumsteht. Integral betrachtet sind daher möglichst dünne Fangspiegelstreben zu bevorzugen. […]

    Frage: Lohnt es sich aus deiner Sicht überhaupt - abseits der Spikes-Geschmackfrage - über die Fangspiegeldicke nachzudenken, wenn bereits durch den Fangspiegel so viele Quadratmillimeter Fläche im Strahlengang hängen, dass es auf weitere relativ wenige Quadratmillimeter mehr oder weniger dicker Fangspiegelarme nicht mehr ankommt?


    Also realistisch dicke, etwa 0,1mm oder 0,5mm oder gar 2mm.


    Beispiel: 150mm Öffnung. Mittige Fläche 35mm Durchmesser (= 962mm2). Armlänge 230mm bei 4x (=115mm2 bei 0,5mm). Gesamtfläche 17662mm2.


    Dahinter die Frage: Sähe ich den Kontrastverlust?


    Grüße, Reinhold

    Hallo zusammen,


    Die experimentellen Ergebnisse zeigen auch den Fall der Drahtbefestigung. Bei der Bewertung der Ergebnisse spielt das persönliche Empfinden mit rein. Grundsätzlich störten mich beispielsweise vier Spikes nicht, andere vielleicht schon. Ich empfinde in der praktischen Beobachtung ein Bild mit Spikes „schärfer“ als eines ohne. Die experimentellen Ergebnisse beziehen sich nun auf eine Sternabbildung. Und da erstaunte mich, dass die Ergebnisse der Drahtbefestigung im Quervergleich (für meinen Geschmack) nicht so toll abschneiden.


    Wenn ich das recht sehe, wird üblicherweise sowohl in der Theorie als auch der Praxis ein Stern, die exakte Bildmitte, und die Fangspiegelarme mit Form und Dicke, aber nicht mit tubusaxialer Ausdehnung betrachtet. Sprich seine Querschnittsfläche.


    Im Feld „sieht“ der Spiegel statt drei oder vier Drähten eher sechs oder acht. Und aus einem hauchdünnen Blech wird im Feld ein „breiter“ Fangspiegelarm. Je nach gewünschten Ergebnis kann so eine Drahtbefestigung im Feld den gegenteiligen Effekt haben.


    -> Und am Ende, wie sind die praktischen Auswirkungen nicht am Stern, sondern in der flächenhaften Darstellung beispielsweise am Mond oder Sonne?


    -> Neben der Geschmacksfrage der Spikes in der Sternabbildung stellt sich mir die Frage, wie sichtbar die durch die Fangspiegelarme verursachte Kontrastminderung in der Praxis zum Beispiel am Mond oder an der Sonne überhaupt ist.


    Lohnen sich die tiefschürfenden Überlegungen überhaupt? Was ich nicht sehe, brauche ich nicht verbessern. Eine aufwändige Drahtkonstruktion oder zwei apodisiert ausgeformte Träger im 90-Grad-Winkel oder drei schnöde Bleche oder oder oder …


    Viele Grüße, Reinhold

    Hallo liebe Astrofreunde,


    wer hat eine solche Apodisationsmaßnahme oder eine ähnliche mal praktiziert?


    Über die experimentellen Ergebnisse in „figure 6“ und 8 war ich doch recht erstaunt.


    Ich bin dabei, einen Halter für einen 150/1200 Solar-Newton zu entwerfen. Welcher ist der Beste vor dem Hintergrund Kontrastübertragung einer flächenhaften Darstellung, nicht einzelner Sterne.


    Solare Grüße, Reinhold