Multi-Spiegel Teleskop

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Earl666

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Hallo an alle.

neulich ist mir bei Berechnungen für einen Schiefspiegler folgende Idee gekommen:

Um ein obstruktionsfreies (Spiegel)teleskop zu erhalten, muß der Brennstrahl aus dem "Zylinder" des einfallendes Lichtes hinausgeleitet werden. Am Aberrationsärmsten ist das ganze, wenn der Spiegel ein Ausschnitt aus einem größeren Parabolspiegel ist. Dabei kam mir folgende Idee:
Ist es auch für einen Amateur möglich, sich ein Teleskop zu bauen, dessen "Hauptspiegel" aus mehreren kleinerern Spiegeln besteht? Etwa wie das Keck-Teleskop auf Hawaii.
Ich stelle mir das in etwa so vor:

.O O
O O O
.O O

(Punkte wegdenken! <img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/cool.gif" alt="" />)
Die Scheiben berühren sich natürlich. (Warum eigentlich?)
Bei sagen wir mal 6"-Spiegeln hätte ich ein Teleskop mit zwar nur der Lichtstärke eines 16-Zöllers aber der Auflösung eines 18-Zöllers. Ich denke, das ganze ist auch ein Kostenfaktor. 7 6"-Rohlinge dürften billiger sein,als ein 18"-Rohling.
Hat so was schon mal jemand probiert? Ich dachtemir die Herstellung etwa so, daß ich die 7 Rohlinge auf einen Träger klebe und dann mit Subdiameter-tools TOT schleife und poliere.

Bin mal gespannt auf Eure Meinung.

Gruß Dieter
 
Hallo Dieter,

such mal bei Google/US nach einem "Multi-Mirror-Design", auf einer amerikanischen Seite habe ich mal was davon gelesen. Das Problem wäre aber wohl die Justage stabil zu halten.

CS

J.
 
Hallo,

Ich glaube nicht, das das so einfach klappt. Selbst wenn du die Fertigung und Justage hinkriegst wird doch jeder einzelne Spiegel ein eigenes Beugungsscheibchen erzeugen, das durch seine eigene Größe definiert wird. Mehrere davon im Auge zu überlagern (nur die Helligkeit, keine Interferenz wie beim VLT) wird die Auflösung nicht erhöhen, nur die Helligkeit.

Grüße, Martin
 
Hallo Dieter,

> Ist es auch für einen Amateur möglich, sich ein Teleskop zu bauen, dessen "Hauptspiegel" aus mehreren kleinerern Spiegeln besteht?

Ich würde sagen "nein"! Du musst bedenken, dass die Spiegel
ständig auf einige Nano(!)meter genau zueinander ausgerichtet
werden müssen. Mit "Amateurmitteln" ist nach meiner Ansicht
weder der entsprechende Fehlersensor noch die Mechanik zu
realisieren
 
Hallo Dieter,
auch wenn meine Vorredner alle was anderes grschrieben haben, denke ich, dass das schon geht. Wenn Du das Buch "Spiegelfernrohre - selbst gebaut" kennst, dann sieh dir das Kapitel über den Yolo - Schiefspiegler an. Man könnte die 6 äußeren Spiegel in solche Zellen, die die Spiegel astigmatisch verzerren. Das kann man sicherlich recht genau machen, ohne selber Erfahrungen damit gemacht zu haben.
Grüße, daniel
 
Hallo Daniel,

ich glaube auch, daß das machbar sein müsste. Wenn ich die sieben Spiegel auf eine stabile Unterlage kitte und gemeinsam schleife, quasi wie einen großen, dann müsste sich imho die gewünschte Form doch zwangsläufig ergeben. (???)

Gruß Dieter
 
Hallo zusammen,

versteht mich nicht falsch, ich finde die Idee duraus
interessant. Auch mein Vertrauen in die Fähigkeiten und
Phantasie von Amateurteleskopbauern ist recht ausgeprägt,
trotzdem bleiben bei mir zwei Fragen:
  • Die Spiegel müssen zueinander mit einer Genauigkeit von
    wenigen Nannometern ausgerichtet werden um ein gemeinsames
    beugungsbegrenztes Bild liefern zu können. Da zu erwarten
    ist, dass sich die Lagerung der Spiegel durch
    Temperaturänderungen und besonders durch mechanische
    Einflüsse beim Nachführen verändert, müssen sie im
    laufenden Betrieb ständig nachjustiert werden. Mit welcher
    für Amateure verfügbaren Technik kann man die Lage der
    Spiegel im Bereich von Nanometern justieren?
  • Zum Nachjustieren muss man zunächst einmal wissen,
    welcher Spiegel um welchen Betrag und in welche Richtung
    dejustiert ist. Mit welcher Technik kann man das als Amateur
    zuverlässig messen? (Ich gehe davon aus, dass die Methode
    mit dem künstlichen Laserstern in bewohnten Gebieten nicht
    akzeptabel ist)
Wie gesagt, im Prinzip finde ich die Idee interessant,
deshalb, noch ein etwas anderer Denkansatz:
Ein weiteres fast unlösbares Problem, nämlich das Schleifen
der Off-Axis-Parabolspiegel, hatte ich noch gar nicht
angesprochen. Was haltet ihr deshalb davon, einfach mehrere
normale langbrennweitige Parabolspiegel nach dem Prinzip des
VLT zusammenzuschalten? Mit einem solchen System könnte man
den Abstand der Spiegel und damit das Auflösungsvermögen
beliebig vergrößern. Die technischen Anforderungen an die
Lagerung der Spiegel währen allerdings ähnlich hoch.

Ciao, Heiner
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:
Ich verstehe nicht ganz, was das bringen soll. Du könntest zwar recht haben, dass 7x 6"-Rohlinge billiger sind als 1x 18"-Rohling aber die eingehandelten Probleme wiegen das wohl nie auf. Die 7 Rohlinge musst du auch auf eine gemeinsame Plattform montieren zum Schleifen, also da ist auch keine Ersparnis zum 18" - im Gegenteil.
 
Hallo Heiner,

Was haltet ihr deshalb davon, einfach mehrere
normale langbrennweitige Parabolspiegel nach dem Prinzip des
VLT zusammenzuschalten? Mit einem solchen System könnte man
den Abstand der Spiegel und damit das Auflösungsvermögen
beliebig vergrößern.
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wie sind die Teile vom VLT prinzipiell zusammengeschaltet? Ich weiß zwar, daß die Spiegel interferometrisch gekoppelt sind, aber genauer hab ich mich damit noch nicht auseinandergesetzt. Ich weiß nur,daß sie Anfangs mal Probleme hatten, die Signallaufzeiten der einzelnen Spiegel zu synchroniesieren.

Gruß Dieter
 
Hallo Dieter,

im Prinzip ist das natürlich möglich.

Das Problem ist, daß bei der Interferometrie die Wellenfronten zusammen bleiben müssen, daß heißt bei der Überlagerung müssen die verschiedenen Laufzeiten, die sich aus den zwangsläufig verschiedenen Lichtwegen von den einzelnen Optiken zum zentralen Sensor ergeben, durch entsprechende Laufzeitkompensationsstrecken ausgeglichen werden.

Wenn Du Dir mal unter dem Thema VLTI den Aufbau ansiehst, da gibt's im Web eine nette Studie der Lichtwege, wird Dir klar, daß das bedeutet, die Lichtwege im Nanometerbereich konform zu halten.
Das dürfte derzeit noch weit jenseits dessen liegen, was im Amateurbereich möglich ist.

Selbst das einfache Überlagern mehrerer Bilder ohne Interferometrischen Ansatz, also nur zum Licht sammeln, dürfte allein an der Schaffung einer entsprechenden Montierung für mehrere Spiegel, die Angleichung der Spiegel aneinander (gleiche Brennweite - g l e i c h e !!!) sowie die beständige Kompensation von Temperaturunterschieden etc. dürfte an die Grenze dessen, was derzeit mit normal zugänglicher Elektronik und Aktorik zu bekommen und zu beherrschen ist, gehen.

CS

J.
 
Hallo Dieter,


Wenn ich die sieben Spiegel auf eine stabile Unterlage kitte und gemeinsam schleife, quasi wie einen großen, ...
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dann hast du ein großes Tool und kannst auch gleich einen großen Spiegel nehmen!

Heiner Otterstedt schreibt es ja schon:

Die Einzelspiegel müssen auf wenige Nanometer (1000 Nanometer = 1 Mikrometer!)
genau zueinander positioniert werden, bei wechselnden klimatischen Bedingungen.
Die dafür notwendige Meß- und Regeltechnik wird überaus aufwendig, teuer,
und steht Amateuren wohl in der nächsten Zeit nicht zur Verfügung...

MfG,Karsten
 
Hallo Dieter

auf Nanometer genau kann man mit Piezoelementen justieren. Die sind recht billig und man legt eine Spannung an um die gewünschte Korrektur zu bekommen. Leider ist die Steuerung der anzulegenden Spannungen nur mit einem Computer zu steuern also muß man etwas programmieren und ein Interface bauen. Zu kaufen gibt's das auch ist aber teuer.

Messen kannst du nm abweichungen mit holographie dazu brauchst du einen HeNe oder Argon Laser mit großer Koherenzlänge und eine CCD camera + computer software dann ist das ganze noch sehr kompliziert aufzubauen und eben sehr teuer.

Alternativ kannst du die justage einmal durchführen und dann ein Verziehungsprofil in Abhängigkeit der Winkel aufstellen (Auslegeprogramm z.B für Bauingenieure) und dir somit einen LUT erzeugen mit dem du die Piezoelemente betreibst.

Allerdings bezweifel ich das sich der Aufwand lohnt denn die Justage wird sehr lange dauern und das auch der Bauaufwand wird sich eher nicht rentieren.

Wer informationen über das VLT will einfach die entsprechenden designstudien und paper lesen gibt es sehr viele.

Hier ein Link zu den Papern (die meist frei zugänglich sind)
darin ist eigentlich alles beschrieben wonach gefragt wurde.


http://www.eso.org/projects/vlti/publink/

Gruß

Tobias
 
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