Adaptive Optik

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Hi Christian,

das hat mich vor einigen Wochen auch schon interessiert, aber ich habe noch nichts herausfinden können.

In einer der letzten "Sterne und Weltraum" war der erste von zwei Teilen eines Berichtes über das Thema zu lesen.
Dort wurde deutlich, dass die Geschichte mit dem Laser ein Klacks ist gegenüber dem, was man daraus machen muss.

Die Aktuatoren unter dem Spiegel werden in Echtzeit mit Frequenzen von ca. 300Hz betrieben, und ich schätze, dass das wohl ersteinmal eine Nummer zu groß für Amateure ist.

Grüße
Thomas
 
Hallo Christian,

sogenannte Adaptive Optiken gibt es bereits im Amateurbereich. Zum beispiel die AO 7 Einheit von SBIG, die in Verbindung mit einer SBIG CCD Kamera zum Einsatz kommt. Sie nutzt den internen Nachfürchip der SBIG Kameras aus.
Entsprechend dieser Daten bewegt sich dort ein Spiegel bis zu 50 mal in der Sekunde hin und her.
Allerdings dient dieser Zusatz vor allem dem Ausgleich von Nachfürfehlern der Montierung. Nur als Nebenefekt kann bei guten Bedingungen auch die Luftunruhe ausgeglichen werden, aber nur bedingt. Hauptsächlich ist es aber nur eine gute Fachfürhilfe für die Montierung.
Eine echte adabtive Optik macht auch bei Teleskopen mit weniger als 20" keinen Sinn, da der Technische aufwand noch zu gross ist. Mann kann jedoch nie wissen, was in 10 oder 15 Jahren ist.
So habe ich im Sommer auf www.space.com gelesen, dass ein Astronomenteam mit einem 4" Apo + Meade Gabelmontierung und Spezialkammera bei mehreren Sternen Anzeichen für einen Planeten im Orbit gefunden hat. Diese Beobachtung wurde später durch Hubble bestätigt.
Hoffe du konntest damit was anfangen. Gruss

Jan
 
Hallo Christian,

wenn man schon mal darüber nachdenkt, und angenommen man könnte so etwas realisieren, was wäre denn dem ambitionierten Astronom eine Adaptive Optik wert ?.

Ich denke an ein Komplettsystem zum Nachrüsten. Also mit Wellenfrontsensor, Flexibler Spiegel mit den dazugehörigen Aktoren, Gute CCD-Kamera,und natürlich die Steuerungssoftware. Den Laser sollte man mal außen vor lassen. Da müsste sich der „Hobby-Astronom“ einen zweiten Stern im Gesichtsfeld halten. Als Referenz.

Aber es soll ja eine Adaptive Optik für den ambitionierten Astronom sein.

Dabei wäre ein nachrüsten erst ab ca. 8“ Spiegeldurchmesser sinnvoll.

Grüße und CS

Stefan
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:
Ich denke ein aktiver dünner (Fang)spiegel mit Piezoaktuatoren ließe sich mechanisch und elektronisch schon verwirklichen, auch ein CCD (Watec ?) als Wellenfrontdetektor ist wohl zu vertretbaren Preisen machbar. Ein grüner Laser als künstlichen Stern ist auch schon existent, aber wohl zu schwach um in die entsprechenden Schichten der Atmosphäre vorzudringen. Ein zweiter "echter" Stern wäre ja auch den atmosphärischen Turbulenzen ausgesetzt und als Refrenz unbrauchbar, oder ?
Das Hauptproblem ist aber wohl die Software zur Analyse und Steuerung des aktiven Spiegels und des Sensors. Da steckt eine Menge Mathematik und Knohow drin, und wer soll das realisieren ? Höchstens als kleine Spende der ESO an die armen Amateure <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/grin.gif" alt="" />

Gruß

Erik
 
Hallo Erik,

bei der Adaptiven Optik wird eine Referenzwelle benötigt, die aber dieselben Luftschichten wie das zu beobachtende Sternenlicht durchlaufen haben muss.
Es muss also ein verhältnismäßig heller Stern in der Nähe stehen, oder man muss einen "Stern" erzeugen,(Laser)

Die Software , da werde ich mich deiner Meinung anschließen, könnte echt ein fast nicht zu lösendes Problem sein.( Zernike Polynome x-Grades )
Verstellgeschwindigkeiten bis 1000 Hz <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/shocked.gif" alt="" />

Aber trotzdem würde mich interessieren was dem Hobby-Astronom so etwas wert wäre.


Gruß und CS

Stefan
 
Hallo,

erstmal vielen Dank für die Antworten.

Klar ist, dass ein solches System für "kleine" Optiken sicherlich wenig Sinn machen, da zu aufwendig und teuer.
Auch für transportable Teleskope dürfte es wohl ausgeschlossen sein. Aber ab einem Teleskop mit 1m Durchmesser wäre es vielleicht eine Überlegung wert (wenn im Rahmen des Bezahlbaren und Realisierbaren).

Insbesondere würde mich ein solches System natürlich für die visuelle Beobachtung interessieren. Ich überlege, ob man so dem Seeing ein Schnippchen schlagen kann. Denn was nutzt mir ein Teleskop mit 1m Durchmesser, wenn ich nur bis 400fach oder so vergrößern kann.
Ich ärgere mich immer, wenn bei meinem 18Zöller wegen der Luftunruhe schon bei 250x dicht ist.
Mit adaptiver Optik müsste man sowas ja (natürlich innerhalb gewisser Grenzen) beheben können, oder???


 
Hi,

ich denke, daß es gerade für kleine Optiken sinnvoll ist. Eigentlich bereits ab 4 Zoll aufwärts, sobald die Apertur kleinere Beugungsbilder gestatten würde als das Seeing.

Der Aufwand wächst sicher exponentiell mit der Apertur. Bei einem 8-Zöller würde es ja erstens genügen, etwa ein halbes Dutzend Aktuatoren anzusteuern, und zweitens das Seeing auf nur etwa eine halbe Bogensekunde herauszurechnen. Die großräumigen Seeing-Zellen bewegen sich auch nicht so schnell.

Wenn ich daran denke, wieviele Beobachtungsstunden in unseren Breiten wegen eines Seeings schlechter als 1'' verleidet werden, dann habe ich den Verdacht, daß sich der eine oder andere Amateur sich das schon ein paar Tausender kosten lassen würde, wenn er in Zukunft auf das Seeing einfach pfeifen könnte.

Meinungen hierzu würden mich auch sehr interessieren.

Gruß
Moriarty
 
Gibt es zu der mathematischen Behandlung des Problems allgemein zugängliche Literatur (Review) oder gar eine Algorithmus ?

Gruß

Erik
 
Hallo Moriarty!

Ich halte diese Überlegungen natürlich prinzipiell für durchführbar. Allerdings frage ich mich, wie das Kosten-Nutzen-Verhältnis aussieht. Klar ist gemäss A=1.22*Lambda/D, dass der Aufwand erst bei rund 1m Apertur Sinn macht. A ist für einen 4-Zöller schon 1.4". Das erreichen wir in Deutschland durchaus manchmal, und für 1m dementsprechend 0.14". Ich betone, dass ich mich auf den Aufwand beziehe. Ich meine damit, dass ich mir kaum vorstellen kann, dass sich jemand jahrlang die Mühe mit adaptiver Optik macht, nur um ein paar Zehntel für die alltägliche Beobachtung rauszuholen. Ich erinnere mich, dass die Bochumer Astros viele Jahre und mehrere Doktor-/Diplomarbeiten gebraucht haben, um das Problem für das 1.5m Hexapod-Teleskop zu verstehen. Es funktioniert jedoch heute immer noch nicht adaptiv. Selbstverständlich müssten die CCD-Pixel auch noch angepasst werden (Nyquits: A ~ 2 Pixel). Damit schliesse ich diverse Bastelfreaks mit viel Zeit natürlich aus. Ich kann mir durchaus vorstellen, dass es Spass macht sich mit Zernike-Polynomen, Piezos und Elektronik auseinanderzusetzen. Wenn Du aber die praktische Beobachtung ansprichst, schliesse ich mich Jan's Meinung an. Ich würde mich für das ganze Geld eher um bessere Detektoren und/oder Apertur kümmern.

Gruss Thomas
 
Hallo Erik, das solltest Du mal bei google scholar suchen. Allerdings wirst Du da von Infos bombardiert, denn das ist ja ein Thema, was von den Profis schon jahrelang bearbeitet wird. Da taucht aber ein "Principles of Adaptive Optics" auf. Ich würde den lesen und dann die entsprechenden Experten anmailen oder anrufen.

Gruss Thomas

PS: Hier ist es: Principles of Adaptive Optics
(Hardcover) by Robert Tyson
ISBN: 0127059024 / Publisher: Academic Press / Date: Sept 1997 (schon etwas alt, hm)


 
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