Teleskope koppeln ?

[fading]

Teleskope koppeln ?

Guten Tag

eine Frage, ist es möglich 2 Teleskope zu kppeln die eine
bestimmte entfernung auseinaderstehen.
Meine Vorstellung ist die Grundlage der Funktion von einem
Scherenfernrohr, jedoch nicht mit Prismen sondern anders.

viele Grüße
Heinz

Wär fäler vindet darf sä behalden.

 

[André_Walczak]

Re: Teleskope koppeln ?

Hi,

was meinst du genau mit "koppeln"?
Meinst du eine optische Kombination, um die effektive physikalische Auflösung zu steigern?

Rein theorethisch ist sowas mittels interferometrischer Zusammenschaltung möglich, aber für den Amateurbereich ist sowas undenkbar, jedenfalls nach allem was ich weiß, den die dazu nötige Technologie ist schon recht heftig, und auch im Profibereich ist sowas zwar schon möglich, aber noch meilenweit von der Routine entfernt. Würde ich mir also aus dem Kopf schlagen.

besten Gruß,
André

 

[Aebby]

Re: Teleskope koppeln ?

Hallo heinz,

ein Scherenfernrohr ist doch sowas wie ein Bino. Was ich schon gesehen habe sind Binos auf Basis von Newton Teleskopen, vom Prinzip her also zwei separate Newtons für jedes Auge einen. 2 Refraktoren als Bino zusammenzubauen ist ebenfalls weit verbreitet.

Eine andere Möglichkeit sehe ich für den Amateurbereich eigentlich nicht - da hat Andre ja schon was dazu geschrieben

gruß Aebby

 

[fading]

Re: Teleskope koppeln ?

Hallo Andre`

genau ich dachte mit koppen die Physikalische Auflösng

zu steigern.

Warum nicht mit Lichtleiter und Digetal übertragen ?

Grüße heinz

 

[lukastro]

Re: Teleskope koppeln ?

Hallo Andre,
was heißt denn "undenkbar"?
Wer hat vor 15 Jahren gedacht, das heute jeder in der Lage ist hochaufgelöste Fotos von den Planeten mit einer 100 € Cam zu machen? Hätte es niemand versucht, würden wir uns vielleicht immernoch über 2,3 oder 4 Wolkenbänder auf einem Jupiterfoto freuen, statt die innere Struktur der Wolkenbänder zu bestaunen.
Ich denke, daß es mit den heutigen Mitteln ( Glasfaser, CCD und PC) duchaus möglich ist, Teleskope interferometrisch zu koppeln.
Wenn ich handwerklich etwas begabter wäre, würde ich es sicher versuchen.

Gruss Peter

 

[JSchmoll]

Re: Teleskope koppeln ?

Hallo Heinz,


im Prinzip ja. Nur ist der Aufwand im wahrsten Wortsinn astronomisch.

(1) Kopplung

Zur Kopplung brauchst Du Planspiegel, auf Nanometer genau verfahrbar auf optischen Schienen, um die sich durch die Erddrehung staendig aendernde Basislinie auszugleichen. Schon bedingt durch diese Vielzahl von Spiegeln verlierst Du Licht. Das ist selbst beim VLTI ein Problem ...

Alternative sind Fasern, aber die gaengigen Fasertypen fallen wegen der Modendispersion raus. Du brauchst Monomodefasern, und das bringt erhebliche Schwierigkeiten mit sich, schon wegen des kleinen Faserkerns.

(2) Monochromasie

Du musst, um Interferenzstrukturen zu sehen, den Spektralbereich verengen. Hier geht abermals viel Licht floeten.

(3) UV-Ebene

Astronomen sprechen bei der Abdeckung einer virtuellen Flaeche mit realer Optik von der UV-Ebene. Hast Du 2 Teleskope, bekommst Du als Momentaufnahme eines Sterns eine Ellipse, deren lange Achse durch die Aufloesung des Einzelteleskops, die kurze durch die der Zusammenschaltung bedingt ist. Wenn Du im Laufe der Nacht viele Aufnahmen machst und die mit dem Rechner passend verwurstest, bekommst Du die interferometrische Aufloesung auch in anderen Bildwinkeln, da sich durch die Erddrehung die Orientierung Deiner Basislinie zum Objekt aendert. Alternativ kannst Du mehr als zwei Teleskope zusammenschalten. Das ist auch der Grund, warum z.B. das VLA in New Mexico wie ein Y angeordnet ist und 27 Antennen besitzt.

Ein weiteres Problem ist, dass zwei Aperturen im festen Abstand nicht fuer alle Aufloesungen geeignet sind. Du musst die Ebene vielmehr fuellen, zumindest wenn Du auch an Detailinformationen einer Struktur und nicht nur an ihrem Durchmesser interessiert bist.

(4) Objektauswahl

Ein klassisches Fringe-Interferometer mit einigen Metern Basislaenge bringt Dir an vielleicht einer Handvoll Sterne Informationen ueber ihren Durchmesser. So wurde z.B. am Hookerspiegel in den 20er Jahren ein Balken befestigt, um die Basislaenge in einer Richtung auf 6 m zu erhoehen. Damit kannst Du dann den Durchmesser von Beteigeuze vermessen.


Ich hoffe, dieser kleine Exkurs zeigt dass es nicht so einfach ist wie in Deinem Beispiel mit der Webcam. Waehrend die Webcam beugungsbegrenztes Imaging heller Objekte gestattet ("Adaptive Optik des Amateurs") und damit sehr viel neue Informationen bringt (eben z.B. die Strukturen in den Wolkenbaendern), bekommst Du mit einem interferometrisch gekoppelten Fernrohr schwierig zu reduzierende Daten.

Ich bin selbst kein Fachmann auf dem Gebiet - obiges ist eine Kolpofortage aus Radioastronomievorlesungen vor 10 Jahren und diverser Berichte in SuW - aber ich weiss dass einige Dinge das Vorhaben noch zusaetzlich erschweren: So das Seeing, das fuer beide Teleskope unterschiedlich ist, und die Schlieren der bodennahen Luftschichten beim Vereinigen der Strahlengaenge. Okay, letzteres kann man dadurch beheben dass man die Lichtstrecke durch einen Vakuumtubus fuehrt - wird an einem professionellen Interferometer in Australien so gemacht. Aber wie man das unterschiedliche Seeing an den verschiedenen Aperturen in den Griff bekommt, weiss ich nicht.





PS: Schoene Sternwarte hast Du da ... !

 

[Astroheiko]

Re: Teleskope koppeln ?

Hallo,

ich kenn mich mit der Materie auch nicht alzugut aus, aber bei einer optischen Kopplung zweier Teleskopspiegel dürfte das erste Problem darin bestehen zwei (oder mehr) Spiegel zu beschaffen, die exakt dieselbe Brennweite haben, da ja sonst unterschiedliche Vergrösserungen entstehen.

Gruß

 

[Moriarty]

Re: Teleskope koppeln ?

Hallo,

eine gegebene Öffnung, ob aus einem oder mehreren Spiegeln zusammengesetzt, erreicht nur dann die durch die Wellennatur des Lichts begrenzte Auflösung, wenn alle Teile der eintreffenden Wellenfront phasenrichtig überlagert werden. Hierfür braucht man nicht nur auf Bruchteile der Wellenlänge genaue Spiegel, sondern auch ein optimales Seeing.

Seeing-Effekte, die die Wellenfront stören, ergeben für zwei getrennte Teleskope unterschiedliche Phasen. Dies kann bei größeren Öffnungen (oder mehreren Öffnungen, oder Segementspiegeln) durch aktive Nachregelung der Spiegeloberfläche(n) bis zu einem gewissen Grad gegenkompensiert werden. Stichwort: Adaptive Optik.

Will man zwei Teleskope interferometrisch koppeln, gilt dasselbe. Man muß sicherstellen, daß die Wellen phasenrichtig überlagert werden. (Phasen: wann treffen zueinandergehörende Wellenberge bei den jeweiligen Teleskopen ein). Beide Teleskope benötigen also eine adaptive Optik, die synchron geregelt wird, um sicherzustellen, daß zugehörige Phasen überlagert werden, da die Interferenzeffekte sonst verschwinden, auf denen die Interferometrie aufbaut. Hinzu kommt das Problem, daß nicht "nur" die Spiegeloberflächen jeweils auf Bruchteile der Wellenlänge genau stimmen müssen, sondern auch die Verbindungsstrecke zwischen den Teleskopen muß auf Bruchteile der Wellenlänge genau geregelt sein. Man braucht evakuierte Lichtstrecken und völlig erschütterungsfreie Aufbauten - wie bei der Holografie. Ich denke, das erklärt die Schwierigkeiten, und warum man gerade erst anfängt, das Problem bei Großforschungseinrichtungen lösen zu können.

Bei der Radioastronomie ist es anders, da bei Radiowellen die Phaseninformation der Wellen, zusammen mit dem Signal einer ultrapräzisen Uhr, direkt mit aufgezeichnet werden kann, zudem gibt es wohl kein Seeing-Problem. Die Wellenlängen sind "riesig". Nur eine Frequenz, mitsamt Phaseninformation. Dann kann man die aufgezeichneten Signale hinterher rechnerisch im Computer überlagern bzw. auch über die Erde verstreute Radioteleskope zusammenschalten, auch im "Nachhinein".

Sichtbares weißtes Licht hat eine ungeheure Frequenz (100 Terahertz) und ist auch noch ein Gemisch extrem vieler Wellenlängen. Photosensoren messen niemals die Phase, ausgeschlossen, sondern nur die integrierte Intensität. Daher ist es nix mit "digital".

Ich hoffe, ich konnte die Schwierigkeiten verdeutlichen - wenn nicht, kann ich gerne weiter ins Detail gehen.

Gruß
Moriarty

 

[sindbad]

Re: Teleskope koppeln ?

Ich verstehe nicht, was daran sooo schwierig sein soll. Wenn man zwei Speigel mit relativ langen Brennweiten hat könnte man sich eine Konstruktion mit Haltern für die Parabolspiegel nebst einer Fassung für einen planen Spiegel sowie einer weitern für einen teildurchlässigen Spiegel bauen. Dann kann man die Holspiegel nebeneinander montieren und über die planen Spiegel deren Lichtbündel zusammenbringen. Dabei geht zwar ca. 50% des Lichts verloren aber hinsichtlich des Auflösungsvermögens könnte das etwas bringen.

 

[Moriarty]

Re: Teleskope koppeln ?

Hallo,

ich hatte gehofft, durch meinen Text würde klar, warum das schwierig ist. Man muß große Strukturen errichten, deren Abmessungen auf Bruchteile der Wellenlänge des Lichts genau kontrolliert sind. Lambda/10 sind 50 Nanometer, also 50 Milliardstel Meter (!). Bereits eine pupsende Maus erzeugt vergleichsweise ein Erdbeben. Eine Erwärmung um Bruchteile eines Grades verändert die Länge. Ein sprechender Mensch verändert durch Schallwellen die Länge des Teleskops und die Dichte der Luft. Man muß alles schwingungsdämpfen und präzise regeln, die Strahlen durch Vakuum führen und man benötigt adaptive Optiken, um überhaupt mal glatte Wellenfronten zu erzeugen, also aufwändig und teuer. Man könnte es auch gleich im Weltall bauen, was die Nasa ja auch plant.

Gruß
Moriarty