Hallo,

ich muß zugeben, dass ich bei der Justage meines 12" SC immer noch Probleme habe. Speziell wenn ich versuche die Airy Disk zu verwenden.

Irgendwie kriege ich so eine Abbildung wie im "Buch" steht nicht hin, das ist immer nur ein Gewabber (trotz ruhiger Luft und Auskühlung).

Jetzt habe ich gelesen, das Abblenden das Bild deutlich verbessern soll.
Ist das so?

Und wenn ja, dann wie genau muß so eine Blende gearbeitet sein? Nicht das ich mir mehr Beugungsfehler einhandle als ich das Bild verbessere.

Und nächste Frage, welchen Durchmesser sollte die Blende haben?

CS
Volker

Hallo Volker,

12" Öffnung und dazu ein annähernd lehrbuchmäßiges Sternbild das passiert in unseren Breiten vielleicht in einer Nacht pro Jahr. Dazu kommen noch die pezifischen SC- Problemchen wie Tubusseeing und Justierempfindlichkeit. Bei Abblendung wird auch noch die ohnehin schon beträchtliche Obstruktion größer. Aber probier es doch einfach mal mit verschiedenen Blendendurchmessern aus. Dabei könntest du auch eine off Axis Blende mit ca. 90 mm Durchmesser verwenden. Dann könntest du näherungsweise das Beugungsbild eines fast perfekten Refraktos erwarten, wenn denn Tubussseeing nicht stört und das atmosphärische Seeing passt. Letzteres wird mit kleiner werdenden Öffung immer wahrscheinlicher.

Unsere Teleskope sind grundsätzlich auf volle Auflösung und damit Schärfe bei voller Öffnung für die achsnahe Abbildung ausgelegt. Deshalb bringt Abblendung nix. Das ist bei Fotoobjektiven mit f/2 oder gar lichtstärker nicht mehr möglich. Da bringt denn auch Abblendung mehr an Schärfe.

Gruß Kurt

Hallo Volker,

es gibt gleich 2 Gründe warum ein Abblenden keine genauere Justage ermöglicht.

Grund 1

Es ist zwar richtig das durch abblenden das Beugungsscheibchen unter Seeingeinfluss besser abgebildet wird aber warum ist das denn so.
Weil man das BS durch das Abblenden vergrößert und sich damit auch dessen Relation zum vorherrschenden Seeing ändert.
Man kann es natürlich soweit „aufblasen“ ( die Optik abblenden) bis das Seeing keine nennenswerte Störung mehr verursacht.
Nur hat uns das jetz was gebracht?
Nein wir unterliegen hier einer Selbsttäuschung denn Fehler zb. Koma werden bei dem aufgeblasenen BS weit später sichtbar wie bei dem kleinen BS der original Öffnung.
Obwohl das BS dann ruhiger und klarer definiert erscheint können wir wenn wir es durch abblenden aufblasen nicht genauer justieren.

Das ist so als ob man eine Messuhr mit 1/1000 Anzeige durch eine mit 1/100 Anzeige ersetzt und jetzt meint weil die Anzeige der 1/100 Messuhr in der letzten Nachkommastelle beim Messen weniger schwankt das die Messung jetzt genauer wäre.

Grund 2

Was beim abblenden auch passiert ist ein verändern des Öffnungsverhältnisses.
Auch das scheint Der welcher ein Abblenden zwecks Justage empfiehlt schlicht zu übersehen.
Jeder weiß das ein f/4 Newton weit kritischer bezüglich der Justage ist wie ein f/8 Newton.
Es ist daher völlig unsinnig aus einem f/4 Newton durch abblenden einen f/8 Newton zu machen. Wer meint er könne so die Genauigkeit der justage des f/4 Newtons verbessern macht sich Selbst was vor.

Nicht anders verhält es sich bei einem SCT.
Auch dessen Koma wird durch das Abblenden und das daraus resultierende langsamere Öffnungsverhältnis des Systems stark verringert.
Auch absolut gesehen also die Relation zum jetzt größeren BS noch garnicht berücksichtigt!
Das käme noch hinzu und wurde ja schon im Grund1 besprochen.

Im Anhang mal ein klassisches SCT 200 f/10 mit sphärischen Spiegeln.
Einmal mit voller Öffnung und einmal auf 140mm abgeblendet.
Ich denke der Darstellung muss ich nichts hinzufügen.

Grüße Gerd

Hallo Gerd,

Bei Deiner Argumentation gehst Du explizit oder implizit davon aus, dass die Genauigkeit der Justierung nicht besser als der Radius der Airy Disk, also etwa λ/D sein kann. Das ist aber nicht ganz korrekt.

Man kann nämlich das Zentrum einer scheibenförmigen Intensitätsverteilung mit einem Messfehler bestimmen, welcher sehr viel kleiner als der Radius der Scheibe ist. Man kann ja bekanntlich auch den Mittelpunkt der Sonnenscheibe auf wesentlich besser als 15 Bogenminuten entsprechend ihrem Radius fixieren.

Es hängt dann im einzelnen von der Intensitätsverteilung und auch von der absoluten Signalstärke ab, wie genau eine Bestimmung der Zentroide gelingt. Man unterscheidet ja z.B. bei einer Normal- oder Gaussverteilung zwischen dem rms oder sigma als Maß für die Breite einerseits, und dem Fehler des Zentralwerts, welcher wesentlich kleiner als der rms ist, andererseits.

Im konkreten Fall kann ich mir durchaus vorstellen, dass man unter kontrollierten Laborbedingungen auf der optischen Bank auch eine abgeblendete Optik hinreichend gut justieren kann. Für eine perfekte Optik sollte unter Laborbedingungen eine Justiergenauigkeit von weitaus besser als λ/D von einer beliebigen Teilapertur möglich sein. Insofern relativiert sich Dein Hinweis auf die größere Beugungsscheibe.

Ich will es mal ganz überspitzt so formulieren: Zur Justierung eines qualitativ hochwertigen Planspiegels mit dem Laser reicht ein beliebig kleines Flächensegment. Der Rest des Spiegels ist dann automatisch auch justiert. In ähnlicher Weise fixiert bei einer qualitativ hochwertigen Teleskopoptik eine beliebige Teilapertur bereits die achsiale Orientierung des Gesamtsystems.

Ob eine Justierung an einer repräsentativen Teilapertur im konkreten Fall praktisch oder eher unpraktisch ist, hängt von vielen Faktoren ab. Eine Reduzierung der Frage auf die Größe der Beugungsscheibe erscheint mir dabei zu einseitig.

Gruß, Peter

Hallo Peter,



so hab ich das nie behauptet.
Selbstverständlich wird ein Fehler schon spürbar wenn er deutlich kleiner wie das BS ist.
Das ändert aber nichts an der Tatsache das wenn man die Relation absolute Größe Fehler zu BS durch aufblasen des BS verändert dieser dann immer weniger auffällig wird bis er schließlich unter die Nachweisgrenze fällt.
Bei kleinem BS sprich voller Öffnung aber dann wieder sichtbar wäre.

Das ist letztlich auch der Grund warum das BS bei bestimmtem Seeing durch abblenden besser abgebildet wird.
Man darf aber daraus keinesfalls schließen das das Seeing absolut betrachtet jetzt geringer wäre.

Man würde eine Justage eines abgeblendeten Teleskops bereits als perfekt betrachten obwohl bei voller Öffnung noch ein Fehler sichtbar wäre.
Trotz der Tatsache das auch kleinere Fehler wie das BS sehr wohl sichtbar sind.

Was Du leider völlig unterm Tisch fallen lässt wäre Grund 2
Das bei abblenden langsamere Öffnungsverhältnis und die daraus resultierende Verringerung von Fehler auch als absolute Aberration gesehen.

Im Anhang ein 200mm f/4 Newton mit 0,05° gekipptem HS
Einmal mit Voller Öffnung und einmal auf 100mm abgeblendet.
Im abgeblendeten Zustand würde man annehmen die Justage wäre perfekt.
Immerhin ha es hier auch Strehl 0,996.
Da ist unmöglich am Stern noch ein Fehler zu erkennen.

Entfernt man die Blende ist der vermeintlich auch so perfekt justierte Newton plötzlich gerade noch so Beugungsbegrenzt bei jetzt sehr deutlich sichtbarer Koma.

Grüße Gerd

Hallo Gerd,

soweit sind wir uns also einig.


Das klingt zwar alles sehr vernünftig und plausibel. Wenn man das aber mal genauer betrachtet, offenbart sich da eine gewisse Schwammigkeit. Es macht dann schon einen erheblichen Unterschied, ob man eine Optik justiert, die mit einem Strehl von 0.8 gerade noch "beugungsbegrenzt" ist, oder eine Optik, die perfekt ist. Es macht auch einen erheblichen Unterschied, ob so eine Justierung bei typischem Seeing am Himmel oder unter kontrollierten Bedingungen auf der optischen Bank stattfindet.

Im ersten Fall wirken alle möglichen Aberrationen und dies setzt auch Grenzen für die Justierbarkeit der Optik. Im zweiten Fall ist das jedoch völlig anders.

Stell Dir doch mal in einem Gedankenexperiment einen praktisch perfekten Parabolspiegel mit einer rms Oberfläche von λ/100 vor und den beleuchtest Du auf der optischen Bank mit UV-Licht einer Wellenlänge von 250 nm. Dann hätte die Airy Disk im UV nur noch den halben Durchmesser von dem für sichtbares Licht. Wenn Du die Optik ins Vakuum stellst, kannst Du das Spiel mit der Halbierung der Beugungsscheibe theoretisch nochmal wiederholen und so bis auf Lyman-alpha runtergehen.

Du kannst also eine perfekte Optik, jedenfalls grundsätzlich und theoretisch, wesentlich besser als das Beugungslimit für sichtbares Licht justieren. Du brauchst dafür auch gar kein ultraviolettes Licht, denn Du kannst die Zentroide der Airy Disk dann auch im Sichtbaren wesentlich besser als λ/D fixieren.

Der Knackpunkt ist hier die Differenzierung zwischen perfekter und gerade beugungsbegrenzter Optik und zwischen einer Justierung am Himmel und im Labor.

Gruß, Peter

Hallo Peter,



wie schon gesagt, hier sind wir uns völlig einig.
Man brauch daher selbstverständlich auch kein UV Licht um eine Optik für sichtbares Licht hinreichend genau zu justieren.
Aber man braucht es um eine Optik für UV licht hinreichend genau zu justieren
Die Verkleinerung des Beugungsscheibchens war doch auch überhaupt nicht das Thema.
Es geht hier um das Gegenteil!
Um bei der Wellenlänge zu bleiben kommt das justieren einer abgeblendeten Optik dem Versuch gleich diese Optik bei voller Öffnung im Infrarotlicht wesentlich besser als das Beugungslimit für sichtbares Licht zu justieren.

Nicht umsonst setzt man Fehler immer in Relation zur Wellenlänge.
Eine Koma mit recht kleinen 1/8 Lambda PV bei 2000nm Wellenlänge zeigt sich nun mal bei 500nm mit dem beachtlichen Fehler von ½ Lambda PV.

Was Du leider weiterhin ignorierst ist die Tatsache das durch das Abblenden außerdem auch noch die Koma absolut betrachtet deutlich verringert wird.

Komatische Queraberration eines Newton200 f/4 bei 0,1° Feldwinkel.

K= 3/8 x f/N^² x tan Alpha x 0,5
K= 3/8 x 800/16 x tan 0,1° x 0,5
K = 0,0164mm

Gleicher Newton auf 100mm und damit f/8 abgeblendet.
K= 3/8 x f/N^² x tan Alpha x 0,5
K= 3/8 x 800/64 x tan 0,1° x 0,5
K = 0,0041mm

Die Koma wurde also durch halbieren der Öffnung auf ¼ reduziert da das Öffnungsverhältnis mit dem Quadrat eingeht.
Und zwar absolut gesehen in mm!
Rechnet man die Relation zum jetzt doppelt so großen Beugungsscheibchen noch dazu erscheint uns die Koma 8 mal geringer wie bei voller Öffnung bei exakt gleicher Dejustage.

Du musst einsehen das eine Koma die durch das Abblenden auf 1/8 ihres eigentlichen Wertes verkleinert wurde schnell unter die Nachweisgrenze fällt.

Grüße Gerd

Hallo Gerd, ja und? Es geht doch hier nicht um die Evaluation von Aberrationen wie Koma, sondern um die Justage der Optik. Aber lassen wir das. Diese Diskussion dreht sich im Kreise und bringt uns jetzt nicht weiter.

Nichts für ungut,
mit freundlichen Grüßen,
Peter

Hallo Peter,

die Justage am Stern basiert genau auf der visuellen Auswertung der Coma.

Viele Grüße,
Horia

Hallo Horia,

sicher, beim Newton und bei gewöhnlichen SCs, also bei allen von Natur aus 'komatösen' Optiken ist das die Standardmethode. Man sieht zwar keine Komaschwänze, das gibt's nur weit außerhalb der optischen Achse, aber eine gewisse Asymmetrie beim ersten Beugungsring. Wenn der denn überhaupt sichtbar ist, denn das ist leider die Crux von diesem Sterntest, zumal bei großen Optiken. Es ist deshalb auch praktisch so gut wie unmöglich, am echten Stern eine achsiale Fehljustierung von der Größenordnung λ/D entsprechend dem Radius der Beugungsscheibe zu erkennen. Schau Dir mal Fig. 6-9 im Buch von Harold Suiter an, wenn Du das hast. Fig. 6-9b gilt bereits für ein Misalignment von 3 Bogenminuten und das ist 360 mal größer als als der Radius der Airy Disk für die dort gezeigte 10" Optik. Ein wesentlich besseres Alignment ist nur unter kontrollierten Bedingungen auf der optischen Bank möglich.

Man kann das Argument aber auch umdrehen: Wenn ich am Stern kein Misalignment mehr sehen kann, dann schert es mich in der Praxis auch nicht ...

Grundsätzlich braucht man zum achsialen Alignment der Teleskopkomponenten aber keinen echten Stern. Das kann man z.B. mit einem künstlichen Stern am Okularende wie dem bekannten GMK-Kollimator von Grzybowski erledigen, und da spielen Aberrationen wie Koma und dgl. gar keine Rolle. Funktioniert sogar an Planelementen wie Fenstern.

Gruß, Peter

Hallo Peter,

wer sagt denn, dass die perfekte Abbildung IMMER GENAU auf der Achse zu finden sein muss? Sicher, das wäre dann der Idealfall. In der Praxis gibt es mindestens ein Beispiel, wo auf der optischen Bank der optimale Strehl ganz knapp neben der Achse erreicht wird. Ich kenne ein 7" Apo-Objektiv bei dem sich sich der Wert bei best möglicher Justage/Zentrierung der Linsen untereinander von ca. 0,93 auf 0,96 erhöhte. Das konnte Alois jüngst sehr schön ermitteln. Genau auf der Achse zeigte sich am Stern im Labor eine ganz leichte Koma, welche minimal neben der Achse nicht mehr zu finden war. Hier handelt es sich zwar um einen Stern im Labor, was aber keinen Unterschied zum echten Stern macht. Der sehr kleine Komafehler wäre in der Praxis allerdings nur sehr schwer und auch nur nur bei sehr gutem Seeing zu erkennen.

Was sagt uns dieses Beispiel? Letztendlich braucht man eben doch die tatsächliche Sternabbildung für die optimale Justage. Nur "achsiales Alignment" allein reicht unter Umständen nicht.

Viele Grüße
Werner

...nur um Mißverständnissen vorzubeugen... Mit "perfekter Abbildung" meine ich natürlich die Abbildung bezüglich der jeweiligen Optik. 0,96 ist nicht perfekt. Ich hätte besser schreiben sollen: Die "best mögliche Abbildung" mit dem besten Meßwert, bzw. dem höchsten Strehl.

Viele Grüße
Werner

Hallo Werner,



für die bestmögliche Abbildung bei Abblendung einer gegebenen Optik ist aber nicht die Strehlzahl sondern die Kontrastübertragung maßgeblich. Diese wird insbesondere bei SC infolge der zunehmenden Obstruktion sehr schnell intolerabel schlecht.

Hallo Werner,

bei Deinem Beispiel handelt es sich doch wohl immer noch um eine rotationssymmetrische Konfiguration, oder wie soll ich das verstehen? Und eine rotationssymmetrische Optik muss selbstverständlich immer so justiert werden, dass die Zentren und die Achsen der optischen Komponenten so gut wie möglich übereinstimmen.

Die Justage einer rotationssymmetrischen Optik beinhaltet also ganz allgemein, unabhängig vom Typ der Optik, zweierlei:

(1) Zentrieren der optischen Komponenten auf einer gemeinsamen Achse
(2) Ausrichtung der Komponenten auf die gemeinsame Achse

Beim kommerziellen Schmidt-Cassegrain reduziert sich die Justierung auf die Ausrichtung des Sekundärspiegels, alle anderen Parameter sind im wesentlichen schon vom Hersteller vorgegeben und fixiert.

Eine Justage über die Minimierung von Koma ist zwar eine für Parabolspiegel charakteristische Methode, sie ist aber keineswegs universell. Unabhängig von den detaillierten Abbildungseigenschaften als Funktion des achsialen Abstandes haben alle rotationssymmetrischen optischen Komponenten immer ein Zentrum und eine Achse, deren Richtung bereits von der infinitesimalen zentralen Umgebung des jeweiligen Spiegel- oder Linsenelementes festgelegt ist. Die Form dieser Elemente außerhalb der Achse bestimmt zwar wesentlich die Qualität der Abbildung, sie verändert aber nicht die achsiale Ausrichtung. Um diese zu bestimmen, reicht im Prinzip die Reflexion eines Laserstrahls oder eines künstlichen Sterns in der Mitte der optischen Komponente.

Darum allein geht es beim Justieren. Wenn alle optischen Komponenten solchermaßen korrekt ausgerichtet sind, dann ist die Abbildung auf der Achse und im Feld so gut wie theoretisch möglich für die vorliegende optische Konfguration. Wenn Du stattdessen die Abbildungsqualität allein für einen außerachsialen Feldpunkt oder für eine Subapertur optimierst, produzierst Du sicherlich kein akzeptables Resultat im gesamten Feld und für die gesamte Optik. Dazu kommen die bekannten praktischen Probleme bei der Einschätzung von optimaler Abbildung unter dem Einfluss von Seeing etc. Ich würde mich also davor hüten, unter suboptimalen Bedingungen und ohne Plan an meiner Optik rumzuschrauben.

Gruß, Peter

Hallo Peter,





im Kreis drehen wir uns hier nicht.
Du hast lediglich schnell mal ein neues Fass aufgemacht (Justiermethode) um das es überhaupt nicht ging.
Also kein Kreis in dem wir uns drehen sondern Du bist plötzlich abgebogen und wir reden nun offenbar aneinander vorbei.
Warum dieser Schwenk?

Es geht hier um den Sinn des Abblendens bei der Justage am Stern!
Egal ob echter oder K Stern in sinnvoller Entfernung vor dem Teleskop.

Du bist jetzt plötzlich bei kleinen Lichtlein die im OAZ stecken und der Interpretation einer Vielzahl von Reflexen die diese Lichtlein an sämtlichen optischen Flächen (auch Reflexe an Linsen) zeigen.
Ich bezeichne die Dioden des GMK nicht als K Stern bzw. K Strene.

Das ist zwar auch Justege aber eine völlig andere Methode die hier nie zur Debatte stand!
Was sollte ein Abblenden auch bei Justage mit dem GMK oder Laser bringen?

Ob die Justage mit dem GMK nun an die am Stern herankommt darüber lässt sich streiten.
Damit wir uns richtig verstehen.
Mit Justage am Stern meine ich grundsätzlich die Beurteilung des fokussierten Sterns, nicht irgendwelcher Reflexe kleiner Lichtlein oder eines Lasers an optischen Flächen.

Erfahrene Leute bevorzugen jedenfalls die Feinjustage am Stern und nutzen Laser oder GMK nur zur Vorjustage.

Ist das Seeing so schlecht bzw. die Öffnung so groß das das Seeing den fokussierten Stern in Speckles zerfallen lässt wird man aber sicher mit dem GMK auch ganz gut fahren.
Man muss dann letztlich das Beste aus der Situation machen und wie Du schon schreibst.



Das trifft es recht gut.



Grundsätzlich zeigt jedes rotationssymmetrische optische Systeme bei Dezentrierung Koma, auch nicht „komatöse“ Optiken.
So zeigt zb. das Meade ACF Koma-Free bei Dejustage die gleiche Koma die auch ein klassisches SCT mit sphärischen Spiegeln und gleichen Eckdaten bei dieser Dejustage zeig.
Es kann bei komplexeren Optiken aus der Feldabbildung keinesfalls auf das Verhalten bei Dejustage geschlossen werden.

Grüße Gerd

Hallo Kurt,



das Abblenden soll hier ausschließlich zum Zweck der Justage erfolgen!
Keinesfalls während einer Beobachtung!

Das Abblenden zum Zweck der Justage halte ich nicht wegen der dann erhörten Obstruktion für unsinnig sondern wegen der erheblichen Minderrung der Koma so das eine leichte Dejustage die bei voller Öffnung stört im angeblendeten Zustand unter die Nachweisgrenze fällt.

Grüße Gerd

Hallo Peter,

zunächst einmal spreche ich von einer Apo-Linse, nicht von einem Spiegel. In meinem Beispiel ist keine Rotationsymmetrie gegeben, da der Linsenstapel an einer bestimmten Stelle um einen kleinen Betrag "gekippt" werden muss, um die optimale Abbildung zu erreichen.

Der Sterntest kann den Komafehler nachweisen und man kann durch optimierte Justierung am Stern den Fehler beheben. Eine Laserjustage bzw. ein "achsiales Alignment" allein schlägt fehl. Nur die Optimierung am Stern direkt kann dies leisten. Um nichts anderes ging es mir.

Anbei die Abbildung der beschriebenen Situation (bei voller Öffnung). Wenn ich das Optimum im 2. Bild erreiche passt alles, was will ich dann mehr??

Gruß
Werner

Dann justiert mal fröhlich weiter ...

Gruß, Peter

Hallo Peter,

offensichtlich drehen wir uns jetzt doch im Kreis also lassen wir es.
Wir diskutieren hier lang und breit in zig Beiträgen über Sinn oder. Unsinn des Abblendens zum Zweck der Justage und nun kommst Du mit einer Justagemethode bei der es überhaupt keine Rolle spielt.
Da fragt man sich schon was das jetzt soll.
Ist es wirklich so schwer einzugestehen das Abblenden bei der Justage keinen Vorteil bringt?





Grüße Gerd

Hallo Gerd, liebe Mitleser,



OK, bin etwas aufs Nebengleis geraten . Abblendung zwecks Verbesserung der Justage mittels Sterntest kann ich mir auch nicht als besonders sinnvoll vorstellen.

Gruß Kurt

lieber Volker und weitere Justagebegeisterte,

lassen wir doch die Kirche im Dorf(*) - bei einem 12" SC sieht man unter freiem Himmel nur sehr selten eine Airy Disk. Also ist es nicht sinnvoll die zum Justieren hernehmen zu wollen. Abblenden macht die Justage ungenau, wie Gerd eindrucksvoll erklärt hat. Beim SC können wir aber davon ausgehen dass der FS zentrisch im Strahlengang liegt (nicht wie beim Newton mit deutlichen Offset) und daher kann man etwas Defokussieren bis der FS-Schatten auftaucht und diesen per Justang zentrisch zum szintillierenden Lichtring machen. Das reicht für das jeweils vorhandene Seeing IMHO vollkommen aus die praktisch mögliche Schärfeleistung aus dem Instrument rauszuholen.

lg Tommy
(*) - die in meinem Dorf wünsche ich mir allerdings weit weg, denn der liebe Herr Pfarrer pflegt seine Wirkungsstätte nachts rücksichtslos mit Flutlicht anzustrahlen was meinen gesamten Himmel aufhellt.

Hallo Tommy,

danke Dir für das klare Statement.

Den anderen auch Danke für die ausführlichen Erläuterungen.

Also brauche ich mir mal keine Sorge um die Qualität der Optik machen, wenn ich keine vernünftige Airy Disk hinkriege

Grüße und CS
Volker