Sterntest - intrafokal keine Beugungsringe zu sehen

[Mkmueller]

Hallo liebe Community,

im Thread "Okularqualität selbst beurteilen" hatte ich auch off-topic Themen besprochen. U.a. hatte ich dankenswerterweise auch das Thema Sterntest mit Euch vertiefen können.

Mit altem Equipment (JMI-OAZ, 18" f/4,5 HS und 3,1" FS von Galaxy Optics), mittlerweile aber mechanisch optimiert, habe ich nun Sterntests durchführen können.

Bei 231x (= 2 mm AP) habe ich bei gutem Seeing (laut Meteoblue sollten gestern in Schwäbisch Gmünd beste Bedingungen herrschen, alle Seeing-Spalten waren "grün") extrafokal die Beugungsringe sehr gut wahrnehmen können. Übrigens war es das erste Mal, das ich einen solchen Test duchgeführt habe. Ich denke, weit mehr als 5 Ringe waren sichtbar, die 5 äußeren waren klar zu sehen und ich habe sie zählen können, der Rest war duch Turbulenz nicht mehr zu unterscheiden. Der Fangspiegelschatten und die Spinnenarme waren gut zu sehen, auch der FS Versatz war genau zu sehen (also nicht zentrierter FS-Schatten), so wie ich es in der Grobjustage auch wahrnehme.

Dann meine Ernüchterung: intrafokal waren keine Ringe zu sehen, beim besten Willen konnte ich keinen Ring klar ausmachen, sondern es war nur ein waberndes Bild mit FS-Schatten und Fangspiegelarme zu sehen. Ich konnte mich daher nicht mal an die Aufgabe machen, das Bild zwischen intra- und extrafokal auf Astigmatismus des HS zu untersuchen, hier sollte sich das Bild ja um 90° drehen, wenn ich durch den Fokus gehe.

Kennt Ihr dieses Problem? Ich habe davon noch nirgends gelesen. Könnt Ihr mir evtl. sagen, an welcher der Optiken das liegt, dass ich intrafokal keine Ringe sehen konnte? Ich kann definitv eine Wahrnehmungstäuschung ausschließen. Ich hatte den Sterntest an alpha Pegasi und später am Abend noch an einem anderen Stern durchgeführt - und beides mal dieselbe Erfahrung mit intrafokal gemacht.

Mit dicken Fragezeichen und ernüchtert und dennoch viele Grüße
Micha

 

[Martin_B]

Hallo Micha,

welches Teleskop?
Das könnte auch an nicht ausreichender Auskühlung liegen (zu viele Tubulenzen im Tubus).

Gruß Martin

 

[Sonixx]

Bei den SCs die ich kenne ist intrafokal auch kaum was zu erkennen. Mein Newton zeigt intrafokal auch etwas „schlechtere“ Beugungsringe.

Selbst bei High End Apos sind die Beugungsscheibchen intra und extrafokal nicht identisch. Jedenfalls habe ich das noch nicht gesehen.

Wichtig ist was im Fokus rum kommt und eventuellen Asti sollte man auch bei dir dennoch sehen können.

Wenn nichts zu sehen war, ist vermutlich kein oder nur sehr geringer Asti vorhanden.

Viele Grüße,

Stephan

 

[Mkmueller]

Danke für Eure Antworten.
Es handelt sich um ein altes Starsplitter 18" f/4,45 Gitterrohrdobson von 1994.

Das könnte auch an nicht ausreichender Auskühlung liegen (zu viele Tubulenzen im Tubus).

Ich hatte das Teleskop mehrere Stunden draußen auf dem Balkon, bevor ich den Test gemacht habe. Der HS ist allerdings 56 mm dick. Aber warum sollte Tubus-Seeing intrafokal die Beugungsringe unkenntlich machen, extrafokal aber unangetastet lassen?

Wichtig ist was im Fokus rum kommt und eventuellen Asti sollte man auch bei dir dennoch sehen können.

Im Fokus ist der Stern zu klein und war sicher nicht perfekt kreisrund, was ohnehin bei den Turbulenzen für mich schwer einzuschätzen ist. Außerdem ist er von Speckles nur so durchzogen gewesen. Aber ich dachte, Spiegel-Asti würde das Bild im Defokus unförmig erscheinen lassen, was sich auch um 90° dreht, wenn man von intra- nach extrafokal (oder umgekehrt) geht?

Aber es ist schon auffällig, dass ich intrafokal die Beugungsringe nicht nur nicht "schlechter" sehe, sondern wirklich gar nicht.

Viele Grüße
Micha

 

[tommy_nawratil]

hallo Micha,

was meinst du mit extrafokalen Beugungsringen?
Beugungsringe sieht man nur im Fokus um die Airy Disk herum.

Falls du die Ringe in den defokussierten Sternscheibchen meinst, die heissen manchmal Fresnelringe, der Name ist aber nicht verbreitet.
Hat der Spiegel eine abfallende Kante, dann ist der Kontrast dieser Ringe intrafokal abgeschwächt, extrafokal dagegen verstärkt.
Siehe Suiter "Star testing astronomical telescopes" 11.4.3 da ist das mit Bildern beschrieben. Könnte bei dir zutreffn nach deiner Beschreibung.

lg Tommy

 

[Mkmueller]

Siehe Suiter "Star testing astronomical telescopes" 11.4.3 da ist das mit Bildern beschrieben.

Hallo Tommy, danke. Guter Hinweis bzgl. abgesunkener Kante. Als gutes Beispiel habe ich dieses Bild im Suiter gefunden:

Danke auch für die Begriffskorrektur Aber dass ich keinerlei Fresnelringe sehe, ist schon seltsam.

Ich habe noch ein Interferogramm meines Spiegels angehängt. Er wurde als nicht beugungsbegrenzt erkannt, d.h. Strehl = 0,64. Da ich mich mit Interferogramm-Ergebnissen nicht so auskenne, kannst Du aus dem PDF erkennen, ob der Spiegel unter einer ausreichend stark abgesunkenen Kante leidet, die diese Beobachtung erklärt? Wenn ja, welche Zahlen spiegeln die abgesunkene Kante wider?

Danke und Gruß
Micha

 

[tommy_nawratil]

hallo Micha,

die Auswertung zeigt hauptsächlich sphärische Aberration.
Der zentrale Hügel wird von deinem FS zukm Teil abgeschattet, und fällt dann nicht so ins Gewicht.
Das Teleskop ist also vermutlich besser als diese Auswertung besagt, die sich auf den gesamten HS bezieht.
Wenn man will, kann man die äußere Zone als hochgezogene Kante ansehen - aber der Hügel mischt mit.

Interessant ist, dass kein Astigmatismus zu sehen ist. Beim Messen steht der Spiegel senkrecht in einer Halterung,
und da neigt er dazu etwas unter dem eigenen Gewicht zu knicken. Das äussert sich in starkem Astrigmatismus,
und man muss den Spiegel drehen und mehrmals messen um diesen Knickasti raumitteln zu können.
Weisst du wie dieses Interferogramm entstanden ist?

lg Tommy

 

[MartinElsaesser]

Hallo Tommy,

Der Hauptspiegel ist wohl 56mm dick, das ist ja fast ein Verhältnis von 1:8. Da würde ich nicht viel Asti erwarten.

Grüße, Martin

 

[ws_mak12]

Hallo Stephan,

Selbst bei High End Apos sind die Beugungsscheibchen intra und extrafokal nicht identisch. Jedenfalls habe ich das noch nicht gesehen.

Doch gibt es, insofern du das intra/extrafokale Bild nicht weit vom Fokus meinst.

Dazu sollten diese allerdings möglichst etwas langbrennweitiger sein (zB. 5" >= F9) und der Strehl muss noch ein Stückchen über 0,99 liegen.
Habe solche Ausnahmeoptiken bei Apos gesehen. Da siehst praktisch keinen Unterschied intra/extrafokal.

Viele Grüße
Werner

 

[Sonixx]

Hallo Werner,

danke, wusste ich noch nicht. Die High End APOs die ich meinte lagen so um F7.

Die Bilder im Fokus waren dennoch erste Sahne. Und darauf kommt es letztlich ja an.

Wollte dem TE auch ein wenig die Bedenken nehmen. Wenn im Fokus oder ganz nahe dran keine Bildfehler zu erkennen sind dürfte der Spiegel mindestens Sehr brauchbar sein.

Viele Grüße,

Stephan

 

[ws_mak12]

Hallo Micha,

wie bereits Tommy schreibt, ist das nicht eine abgesunkene sondern eher eine hochgezogene Kante (unabhängig vom Hügel im Zentrum). Falls du diese mehrere Millimeter abblenden kannst und der FS das Meiste im Zentrum abdecken würde, könnte die finale Performance recht ordentlich sein.

Viele Grüße
Werner

 

[ws_mak12]

Hallo Stephan,

bei F7 bekommst in aller Regel Farbfehler (abhängig natürlich von der Öffnung und den verwendeten Gläsern) mit rein, auch wenn diese bei sehr guten Optiken nicht weiter stören. Allerdings sieht man diesen bei kritischer Betrachtung am Stern intra/extrafokal und im Fokus bei hellen Objekten (Sirius, Wega, etc.)

Bitte beachte, dass einige kurzbrennweitige Geräte zwar als "Apo" bezeichnet werden, es aber aufgrund des RC-Wertes streng genommen nicht sind.

Viele Grüße
Werner

 

[Martin_B]

Gerade diese Kantenfehler ruinieren aber das Bild deutlich.
Daher finde ich abblenden auch eine sehr gute Idee.
Aber was mich wundert, wenn es eine hochstehende Kante ist, wäre das eigentlich Richtung Unterkorrektur.
Dann wären die Fressnel-Ringe eher intrafokal deutlich und extrafokal verwaschen/überstrahlt.
Das passt irgendwie nicht zusammen, oder liege ich falsch?

 

[ws_mak12]

Hallo Martin,

es spielt auch sphärische Über- /UnterKorrektur über einen erheblichen Bereich eines Spiegels eine Rolle, nicht nur die mehrere Millimeter umfassende Kante. Bei sphärischer Überkorrektur werden in aller Regel die Fresnelringe extrafokal überbetont.

Im obigen Beispiel scheinen mehrere mittleren bis äußeren Zonen des HS sphärisch etwas überkorrigiert (Zonen zu tief) zu sein. Aus diesem Grund zieht sich dann die Kante relativ in die Höhe. In der Mitte ist zu wenig weggenommen, deswegen der Hügel. Im Querprofil ist dieser allerdings schon recht dominant. Man muss einen größeren FS verwenden, damit dieser Fehler reduziert wird.

Viele Grüße
Werner

 

[Mkmueller]

Weisst du wie dieses Interferogramm entstanden ist?

Hallo Tommy. Der Händler hatte mir eine grobe Hausnummer zur Qualität mitteilen wollen und beließ es dabei, den Spiegel nur einmal um 90° zu drehen und dafür ebenfalls einige I-Gramme aufzunehmen. Anfangs hatte er 5 I-Gramme gemittelt, wobei S=0,58 herauskam:

Alles in allem weist die grobe Messung tatsächlich wenig Asti aus, dafür aber eine Unterkorrektur von ca. 9% (best fit conic =-0,909). Sonst sind ja wohl keine weiteren Zonen, kein Asti zu sehen und alles scheint schön glatt und symmetrisch zu sein.

Und ja, der Spiegel ist 56 mm dick.

Was bedeutet das nun für meine Beobachtung, dass extrafokal Ringe deutlich und scharf zu sehen sind, intrafokal jedoch keine:

1) habe ich eine abgesunkene Kante / überkorrigierten Rand, der, wie Suiter beschreibt, zu meiner Beobachtung führt, oder
2) eine zurückgebliebene Kante / unterkorrigierten Rand, aber generell überkorrigierten Spiegel, was auch zu meiner Beobachtung führen kann?

Was passiert, wenn ich 2 bis 3 cm Rand abblende:
- bei Fall 1) würde ich dann auch intrafokal wieder Ringe sehen und
- bei Fall 2) würde sich wahrscheinlich nichts ändern an der Beobachtung
Was meint Ihr dazu?

Und vor allem: Wenn ich den Fehler durch Abblenden abstellen kann, verbessert sich dadurch der Kontrast, obwohl effektiv Öffnung verloren geht?

Danke für die rege Diskussion.

Viele Grüße
Micha

 

[Martin_B]

Hi Micha,

der Spiegel hat natürlich schon eine etwas krasse Form.
Wenn du den Rand 20mm rings um abblendest, wird es auf jeden Fall besser.
Aber es bleibt halt der großflächige Hügel in der Mitte, der weit über den FS hinausragt.

Letzendlich führen alle Abweichungen von der Idealen Form dazu, dass Licht gestreut/abgelenkt wird dahin, wo es nicht hin soll.
Das sieht man hauptsächlich bei schwachen Kontrasten zB an Planeten; bei DS je nach Objekt weniger.

Ich würde den Spiegel 20mm rings um abblenden und an Jupiter bei gutem Seeing vergleichen mit/ohne.
Normalerweise sollte es so sein, dass durch Eliminieren wenigstens der Randzone sich der Kontrast verbessert.
Das kann man zum testen auch oben am Hut machen; ist einfacher.
Wenn nicht, Blende einfach wieder raus nehmen und gut.

Mehr kannst eh nicht machen, außer umschleifen lassen ...

Gruß Martin

 

[tommy_nawratil]

hallo Micha,

aha, dann ist das eine gemittelte Auswertung aus mehreren Igrammen mit 90° Drehung?
Wäre gut wenn das irgendwo vermerkt wäre. Das gezeigte Igramm ist aber ein fotografiertes und kein gemitteltes
und passt dann nicht zur Auswertung? Etwas eigen, das kommentarlos zu mischen, da kennt man sich dann nicht aus.

der Spiegel ist unterkorrigiert und daher die Kante relativ hochgezogen (gegen das mittlere Niveau).
Wie sehr das bei einem 18" Spiegel für die Beobachtung am Planeten praxisrelevant ist, kann man diskutieren.
Theoretisch verbessert sich der Kontrast durch Abblenden der extremeren Zonen, aber:
Es ist durch die Luftunruhe so gut wie nie der Fall, dass du bei diesem großen Instrument
das Beugungsscheibchen und die Beugungsringe siehst. Die Luftunruhe dominiert bei weitem.
siehe dazu die Grafik 77

Seeing and aperture

Since atmospheric turbulence induced wavefront error - so called seeing error - changes with (D/r0)5/6, it will vary, for given atmospheric coherence length (Fried parameter) r0, with the aperture size D.

www.telescope-optics.net

eine Maske zum Abblenden ist schnell gebastelt, probier das einfach mal!

lg Tommy

 

[Mkmueller]

Ich würde den Spiegel 20mm rings um abblenden und an Jupiter bei gutem Seeing vergleichen mit/ohne.

Gute Idee, das am praktischen Beispiel auch zu prüfen. Ohne Blende hatte ich in den letzten Tagen unter besten Bedingungen den Jupiter und sein GRF relativ scharf gesehen. Aber ich denke, bei 18" und 231x (und Strehl um die 0,6) sollte das noch drin sein. Mal schauen, wie sich Jupiter mit Blende präsentiert - ob der Kontrast sich wahrnehmbar erhöht.

Gleichzeitig möchte ich natürlich auch sehen, ob mit Blende auch intrafokal Fresnelringe zu sehen sind. Dann würde es sich aber gemäß Suiter um eine abgesunkene Kante handeln. Mal sehen, ich bin gespannt und berichte hier.
Es ist durch die Luftunruhe so gut wie nie der Fall, dass du bei diesem großen Instrument

das Beugungsscheibchen und die Beugungsringe siehst. Die Luftunruhe dominiert bei weitem.

Ich denke auch, dass Beugungsringe im Fokus nicht zu sehen sind. Habe ja schon öfter Sterne im Fokus betrachtet. Ehrlich gesagt, sehe ich keine kreisrunden Abbildungen, sondern unförmige Abbildungen, die von Speckles durchsetzt sind.

Rein theoretisch würde mich interessieren: Wenn eine Ringblende tatsächlich den Kontrast am Planeten sichtbar erhöhen würde, dann wären doch mit Ringblende sicher auch die Sterne schärfer im Fokus, korrekt?

Vielen Dank Euch für die guten Ratschläge - so mach ich's.
Viele Grüße
Micha

 

[ws_mak12]

Hallo Tommy,

Es ist durch die Luftunruhe so gut wie nie der Fall, dass du bei diesem großen Instrument
das Beugungsscheibchen und die Beugungsringe siehst. Die Luftunruhe dominiert bei weitem.
siehe dazu die Grafik 77

Das Beugungsscheibchen kann man schon öfter mal in sehr brauchbaren Nächten auch mit 18" erkennen, natürlich hin- und hertanzend. Das Beugungsscheibchen inkl. geschlossenen 1. Beugungsring (da hast recht) habe ich an meinem 18er in mehr als 10 Jahren genau ein einziges Mal auf der Emberger Alm gesehen.

Dieses Ausnahmeseeing hatte eine Dauer von ca. 15 Minuten.

Viele Grüße
Werner

 

[ws_mak12]

Hallo Micha,

über den ganzen Spiegel gemittelt unter Berücksichtigung aller Zonen hast bezogen auf das Null-Niveau in Summe eine Unterkorrektur. Das hat Tommy bereits bereits weiter oben erwähnt. Mit dem Abblenden gewinnst du m.E. nur an Planeten sichtbar an Performance.

Für alles andere (DS) würde ich die Blende eher weglassen, zumal du sonst Öffnung verlierst. Natürlich bekommst du mit kleinerer Öffnung an Sternen eine etwas bessere und ruhigere Abbildung, da der Strehl insgesamt ein wenig ansteigt und die kleinere Öffnung ohnehin weniger Seeinganfällig ist.

Ansonsten macht ein Versuch immer klüger...

Viele Grüße
Werner

 

[Martin_B]

Rein theoretisch würde mich interessieren: Wenn eine Ringblende tatsächlich den Kontrast am Planeten sichtbar erhöhen würde, dann wären doch mit Ringblende sicher auch die Sterne schärfer im Fokus, korrekt?

Im Prinzip: ja.
Es ist die "Falschlicht / Streulicht" Thematik.
Wenn die Optik eine ideale Form hat und die äußeren Bedingungen es zulassen, dann schnappt der Fokus ein.
Wenn der Spiegel auf Grund einer nicht idealen Form das Licht an unterschiedlichen Punkten bündelt, dann ist es schwieriger, den Fokus zu treffen und die Abbildung ist wegen Falschlicht / Streulicht weniger scharf.
Das Ganze wird aber (wie oben schon gesagt) bei Weitem durch das Seeing / Turbulenzen dominiert.
Der Einfluss von Seeing / Turbulenzen ist um Größenordnungen höher, als der Verlust durch die "nur" 0.6 Strehl.
Andererseits gibt es halt manchmal diese sehr guten Bedingungen ...

 

[Quanten]

Hallo Micha

Bei 56mm Randdicke wiegt der Spiegelträger fast 21kg.
Ohne Lüfter würde ich fast behaupten wollen, das der Spiegel die ganze Nacht hinterherläuft?
Zur Zeit haben wir gerade je nach Standort, auch ordentliche Temperaturschwankungen.
Somit ist es schwierig einen einigermaßen objektiven Sterntest zu machen, weil der Spiegel gar nicht in seine Korrekturform kommen kann.
Mangels Vergleichsmöglichkeiten und oft schlechten Rahmenbedingungen, ist der Sterntest meist nur ein Blick in die Glaskugel.
Alles was Intra- und Extrafokal nicht annähernd gleich aussieht, ist nur eine Feststellung von Abbildungsfehlern deren Größenordnung unbekannt bleibt.
In Zenitnähe solltest du jedoch noch öfters ansatzweise ein Beugungsscheibchen sehen können.
Mit einem Binokularansatz erhöht sich in der Regel das Auflösungsvermögen bzw. die Detailerkennbarkeit und die scheinbare Vergrößerung deutlich, was bedeutet das du das Beugungsscheibchen im Zenit vielleicht schon bei 370x ansatzweise erkennen kannst.
Auch sollte der Stern nicht zu hell sein, weil dann noch mehr Beugungsringe sichtbar werden, welche durch das Seeing miteinander verschmelzen.
Das Beugungsscheibchen zu sehen ist bei dieser Öffnung meiner Meinung nach auch nicht so wichtig, wie du selber schon festgestellt hast ist das Hauptproblem schon über die Fresnelringe zu erkennen.
Trotz Abblenden am Rand wird der Berg in der Mitte mit ca. 15-16cm/D nicht ganz vom Fangspiegel abgedeckt und bleibt noch etwas optisch wirksam.
Doch es beißt sich die Katze in den Schwanz, weil du musst monokular auf ca. 400-450fach vergrößern können und dazu ist wahrscheinlich der Spiegel nicht ausgekühlt genug und die optische Qualität spricht auch nicht für hohe Vergrößerung.
Dazu kommen noch die Äußeren Rahmenbedingungen wie Bodenseeing, Verwendung einer Streulichtsocke usw.?
Auch löst ein 18" Teleskop die Atmosphärische Dispersion stark auf, du wirst also ordentliche Farbränder an Jupiter sehen können.
Deshalb würde ich mir durch Abblenden, an Jupiter nicht den großen Kontrastgewinn erhoffen.

Gruß
CS

 

[Martin_B]

Ich würde es versuchen und schon eine sichtbare Verbesserung erwarten.
Die äußere schlechte Zone sind ca. 300cm^2, die innere, die über den FS hinausragt deutlich weniger.
Damit kannst du mit Randabblendung >>50% des Fehlers eliminieren.

 

[Mkmueller]

Ich würde es versuchen und schon eine sichtbare Verbesserung erwarten.
Die äußere schlechte Zone sind ca. 300cm^2, die innere, die über den FS hinausragt deutlich weniger.
Damit kannst du mit Randabblendung >>50% des Fehlers eliminieren.

Ja, das werde ich auch, das macht ja auch Spaß zu gucken, was raus kommt. Letztlich theoretisieren wir hier nur (was ich im Übrigen sehr gut finde), aber letztlich gilt ja: Der Theorie oberster Richter ist das Experiment.

Hallo Quanten,

Ohne Lüfter würde ich fast behaupten wollen, das der Spiegel die ganze Nacht hinterherläuft?

Mag gut sein ... ich habe zwar einen Lüfter, der war aber nicht im Einsatz. Wenn sich tatsächlich herausstellen sollte, dass durch Abblenden der äußeren 20 bis 30 mm die intrafokalen Fresnelringe wieder zurückkehren, kann ich immerhin besser intrafokal mit extrafokal vergleichen.

Da ich eher DS beobachte, Jupiter war nur Testobjekt, sollten einige mögliche Nachteile, die Du genannt hast nicht ins Gewicht fallen. Die fehlende HS-Kühlung für Deep Sky wird sicher das Hauptproblem sein. Du hast mich dazu gebracht, darüber auch nachzudenken

Das Beugungsscheibchen zu sehen ist bei dieser Öffnung meiner Meinung nach auch nicht so wichtig, wie du selber schon festgestellt hast ist das Hauptproblem schon über die Fresnelringe zu erkennen.

Ich war auch nicht darauf aus, Beugungsringe am fokussierten Stern sehen zu müssen. Ich hatte einfach mal aufgrund der guten Wetterbedingungen der letzten Tage einfach mal schauen wollen, wie das intra- und extrafokale Bild am Stern aussieht. Ohne mir Hoffnung zu machen, dass ich, wie im Suiter schön abgebildet, einzelne HS-Fehler identifizieren können werde. Überraschend für mich war schon, dass ich keinerlei Ringe intrafokal gesehen habe, extrafokal aber ziemlich deutlich. Das Problem gilt es erst einmal zu verfolgen. Daher versuche ich mich mal an der Abblendung - und gleichzeitig versuche ich Jupiter bzgl. Kontrast zu bewerten.

Übrigens, ich fand Jupiter bei 231x gar nicht so schlecht. Ich konnte Strukturen am Rande des GRF sehen. Bei Saturn war es allerdings ganz so einfach, die Cassini-Spalte zu sehen. Aber sie war eindeutig zu sehen und zu halten.

Viele Grüße
Micha