Forum der Vereinigung der Sternfreunde

Hallo,

Thomas und ich sind gerade dabei unser System (Newton-Teleskop + Spektromter) zu justieren.
Wir haben das Gesamtsystem justiert, den Newton mit den üblichen per Auge Verfahren, allerdings ohne weitere Hilfsmittel wie Laser, da wir einen Hauptspiegel mit einer Bohrung haben. Am Stern haben wir den Newton alleine nicht überprüft weil die Ausrichtung des Newton-Okularauszuges und des Spektrometer sowieso nichts miteinander zu tun haben müssen. Also justierten wir mit aufgesetztem Spektrometer und schauten uns ein Objekt auf den reflektieren Spaltbacken an.   
Bei den ersten Stern-Tests stellte sich heraus, daß der Fokus auf dem Spalt jedoch recht unförmig war. Darum habe ich das Spektrometer abgenommen und mir mal den Fokus des Newtons mittels einer einfachen Sternfeldaufnahme mit der Alpha-Maxi angeschaut. Die beiliegende Aufnahme "Sternfeld.jpg" zeigt die Belichtung. Eine erste Grobanalyse ergab viel zu große Sterndurchmesser (FWHM), etwa 7-9 Bogensekunden, in unserem Fall etwa 45 bis 55 mü. Damit bekommen wir keine gute spektrale Auflösung. Nach einer Umskalierung der Aufnahme (logarithmisch) konnte man eine Feinstruktur des Fokus feststellen ("Sternfeld_log.jpg"). Mit ein wenig zoomen kann man die Struktur noch deutlicher machen ("Fokus.jpg").
Natürlich denkt man bei so einem Fokus direkt an Koma, die eigentlich nur durch eine schlechte Justierung des Newtons zustande kommen kann. Aber der helle Kern des Fokus hat die Form einer Schwalbe, die eigentlich nicht so Koma-typisch ist. Darum wollte ich es mal genau wissen und erinnerte mich an ein Excel-Tool, das ich vor einiger Zeit mal im Internet gefunden hatte. Mit dem Progrämmchen kann man den Fokus eines Parabolspiegels rechnen, wenn man Off Axis beobachtet und/oder einen Fokus Offset hat (http://www.fvastro.org/presentations/ray_tracing.htm).

Zusätzlich sollte ich erwähnen, daß wir vor kurzem eine Verspannung des Cassegrain-Sekundärspiegels durch die Spiegelzelle entdeckt haben, die uns den Cassegrainfokus in ein Kotelett verwandelt hatte. Wir hatten daher natürlich auch den Newton-Fangspiegel unter Verdacht an einer ähnlichen Krankheit zu leiden.

Um herauszufinden, ob der beobachtete Fokus durch reine geometrische Optik zustande kommt, sollte nun also das Excel-Tool dazu Antwort geben. Also kurz unsere Parameter eingegeben und schon hatte ich nach ein wenig Ausprobieren, wenigstens qualitativ, unseren beobachteten Fokus ("Newton-Fokus_gerechnet.jpg").
Das Programm gab mir die Auskunft, daß wir etwa 100 - 200 mü außerhalb des Fokus sind und zusätzlich mit dem Stern 5 - 8mm außerhalb der optischen Achse. Da mir die letzte Angabe sehr groß erscheint, möchte ich diese Modell-Rechnung nochmal mit einem anderen Optikprogramm überprüfen. Wenn die Zahlen stimmen, müsste bei der Justage irgendwas völlig daneben gegangen sein. Die "Schwalbe" kommt dabei übrigens durch die Überlagerung der beiden Effekte Off-Axis und Fokus-Offset zustande.

Udo, könntest Du darum bitte mal unseren 12,5", F/4-System mit Deinem Programm rechnen und schauen, ob Du ähnliche Ergebnisse erzielst !? Vielen DANK dafür !     

Jedenfall habe ich dabei mit dem oben erwähnten Excel-Programm gelernt, das wir den Fokus mindestens auf +-60-80mü (je nach Seeing) treffen müssen um ordentlich durch den Spalt zu kommen. Die Justierung des Newtons muß so erfolgen, daß wir auf wenigstens +-1,5mm die optische Achse (d.h. auch den Spalt) treffen. Dabei müssen die optischen Achsen
von Teleskop und Spektrometer parallel sein. Dazu brauchen wir ein Meßwerkzeug. Der Laser fällt wegen unseres Cassegrain-Spiegels aus.
Was haltet Ihr eigentlich von dem GMK-Kollimator ? Hat jemand Erfahrungen mit diesem Gerät gemacht ? Jedenfalls könnte man damit im Prinzip auf der Spektrometergrundplatte den Newton kollimieren und hätte für die Parallelität der optischen Achsen gesorgt.

Viele Grüße,
Klaus       

Hallo Klaus,
leider kann ich nicht eine große Datei hochladen...ist vom allmächtigen Großvizier begrenzt.
Du zeigst mit diesem Beitrag trefflich, was auch ich schon hinter mir habe. Diese Dinger heißen "Flying Seagulls" und treten vornehmlich bei extremer Off Axis Beobachtung mit einem GEG auf...die mangelde Trackgüte der Autoguider läßt sich für den o.a. Zweck durch eine Mini-Shapley-Linse umgehen. Hierzu hatte ich mal einen langen und bebilderten Brief in 2003 an Herrn Baader geschrieben. Nachstehend ein kleiner Auszug:

"Die preiswerte und erfolgreiche Alternativlösung ist der Einsatz der ST-4 mit dem o.a. GEG von Lumicon. Schlussendlich lassen sich die Schwächen der SP-DX auch bei dieser Belastung komplett kompensieren. Auf dem Wege hierzu jedoch lag das Problem, welches auch auf US Listen (z.B. http://astro.umsystem.edu/apml/ARCHIVES ... 00322.html) ausführlich als „flying seagulls“ (fliegende Quallen) diskutiert wird:
Die ST-4 (oder jede andere CCD-Kamera) sieht die Randstrahlen der Teleskopoptik unter einem extremen Schielwinkel. Dieses führt bei F/10 im Guider-Kanal zur erheblichen Verformung der Abbildung des Leitsterns (Qualle, siehe Abb. 1) mit dem Resultat, dass die Tracklogik der ST-4 oder auch MAXIM DL CCD das Bild nicht mehr als legitimes Sternbild erkennt...der Track wird schnell instabil oder sogar völlig unmöglich. Dieses Verhalten hatte auch ich erlebt und suchte nach einer geeigneten Lösung."

Nun ist die schlußendlich gewählte Lösung (Mini-Shapley) für Euch keine geeigntete, da Ihr die F-Zahl nicht ändern könnt, gleichwohl könnte dieser Zusammenhang mit dem unten eingestellten Bild von mir einen Hinweis zum Verständnis geben.
Gruß,
Norbert

Hallo Norbert,

das diese Quallen zu Instabilitäten beim Tracking führen finde ich jetzt allerdings überraschend. Na, ja sie sind wahrscheinlich so groß, sodass es für eine perfekte Aufnahme nicht mehr ausreicht.

Was ich aber nicht verstehe ist folgendes: Diese Figur kommt wie schon oben erwähnt durch die Überlagerung von Off-Axis Beobachtung und einem fehlerhaften Fokus zustande. Das Off-Axis Problem kannst Du natürlich nicht verhindern, aber die Defokussierung schon. Ich habe mit dem Excel-Tool mal die gleiche Situation gerechnet wie oben, diesmal aber ohne Focus Offset. Die Figur wird insgesamt viel kleiner und hat auch nicht mehr diese Flügel, eben nur reine Koma. Die Hauptintesität steckt doch in dem vorderen Kern (das sieht man auch sehr schon auf unserer gezoomten Aufnahme oben) und damit sollte man doch tracken können, oder ?

Klaus

Hallo Klaus,
das ist halt immer so eine Sache mit den "Blechtrotteln" (=Computern): Es gilt das GIGO-Prinzip "garbage in garbage out.
In praxi ist das eben doch anders...meine ST-4 Aufnahme war so exakt fokussiert wie nur möglich und die Aufnahmen der anderen auf der US-Liste auch...trotzdem bilden sich Quallen, jedenfalls wenn das Histogramm bei der Wiedergabe richtig eingestellt wird.
Ich schließe jede Wette mit Euch ab, dass Eure Spiegel stark verstellt sind...Kollimation mit Auge-Hirn-System bei hoher Vergrößerung und/oder CCDInspector mit Rechner als online-Hilfe wirken Wunder.
Gruß,
Norbert
PS: GMK oder der "künstliche Stern" könnten evtl. die Superlösung sein, falls die mal einer zum Testen bekommt. Evtl. liefern lassen mit Rückgaberecht?? Problem beim künstlichen Stern wird die Fokusstellung des Teleskopes sein...die wird nämlich ganz woanders als auf unendlich stehen müssen...und das kann alles ändern, wenn man dann einen richtigen Stern anschaut (Hauptspiegel - Verschiebung und mirror flop).

Du hast Recht Norbert, das ist wichtig und da muss man auf jeden Fall aufpassen !

Klaus

Hallo,

kann hier nur kurz antworten, der Papstbesuch!
Was wir hier sehen ist Koma. Bei einem f/4 Newton hat man damit zu kämpfen. Es kommt darauf an, das Teleskop exakt zu justieren. Dann bildet der Newton auf der optischen Achse perfekt ab, je weiter man davon weg geht, desto stärker nimmt die Koma zu, man kann es nicht wegfokusieren. dagegen hilft aber ein Koma-Korrektor (z.B. Baader 100€).

Das Teleskop macht ja Probleme wegen des durchbohrten Hauptspiegels. Ich würde bei der Kollimation folgendermaßen vorgehen.
Man kollimiere den Cassergrain. 1. Schritt, mal aus einigen Metern Entfernung von vorn ins Teleskop sehen. Alles was von der Optik zu sehen ist sollte schön zentrisch erscheinen. Insbesondere achte man auf die Spinne, die den Fangspiegel hält, und ihr Abbild im Hauptspiegel. Beide sollten sich komplett zur Deckung bringen lassen und dabei sollte die Optik, wie schon zuvor gefordert, in allen Aspekten zentrisch erscheinen.
Es gibt weitere Hilfsmittel (ich weiß die Bezeichnung gerade nicht), die man nutzen kann um u.a. teleskope zu justieren. Sind sowas wie im Quadrat angeordnete LEDs, die sich in den verschiedenen optischen Flächen spiegeln. man bringt die immer wieder erscheinenden, immer kleiner werdenden Quadrate in eine symmetrische Anordnung. Fertig. Kostet ca. 130€. Ich hab einen Vorläufer davon. Mehr darüber hier:

http://www.newastro.com/wodaski/collimation_cass.htm

Ist der Cassegrain erst mal justiert, würde ich den Fangspiegel gegen den des Newton austauschen und am Hauptspiegel nix mehr machen. Der FS muß 1. symmetrisch im OAZ erscheinen, 2. über seine Justierschrauben wird dann das Spiegelbild des HS symmetrisch eingestellt, obendrein muß das eigene Auge auch genau im Zentrum erscheinen. Ist gar nicht so einfach. Man kann sich mit einer Fildose behelfen, besser ist ein Ceshire-Okular. Mehr:

http://www.otterstedt.de/wiki/index.php/Kollimation

Am Ende steht der Test am Stern, bei hoher Vergrößerung.
In jedem Fall muß man durchsehen. Das mit dem Reflex auf dem Spalt wird nicht funktionieren. Ob man Astigmatismus hat sieht man daran, daß man 1. keine scharfen Sterne bekommt und 2. afokal die Sterne zu Strichen werden, die ihre Orientierung beim Durchgang durch den Fokusbereich um 90 Grad drehen. Kommt durch schlechte Optik (meisten ist der fangspiegel schuld) oder durch zu fest eingespannte Optik zustande (dem kann man abhelfen).

Wenn ich morgen wieder zu Hause bin schick ich mal Bildchen wie das aussieht.

Gruß,
Udo

Hallo Udo,

wir haben die Justierung genauso durchgeführt, wie Du es dargestellt hast. Erst den Cassegrain, dann den Newton und dabei den Hauptspiegel nicht mehr anfassen. Nur glauben wir, das eine letzte Kollimation mit einem Stern und einem Okular im Okularauszug keinen Sinn macht. Damit erreicht man keine Parallelität der optischen Achsen von Spektrometer und Teleskop. Man muß auf der Spektrometergrundplatte an der Eintrittsöffnung ein Okularauszug anbringen und dann mit Okular oder anderen Hilfsmitteln wie z.B. dem GMK-Kollimator (das Gerät mit den 4 LED's) das Telskop justieren.

Gruß
Klaus

Lieber Klaus,
triviale Frage: macht es nicht mehr Sinn, mit Deiner beschriebenen Methode die relative Orientierung der Spektrometergrundplatte zum Teleskop auf Parallelität zu justieren, so dass die Teleskopoptik in guter Kollimation verbleibt? Wahrscheinlich ist diese Anregung naiv, weil das aus mechanischen Gründen nicht so fein einstellbar sein wird. Oder?
Gruß,
Norbert

Hallo,

so würd ich es auch machen. Immer Eins nach dem Andren.

Habe mal wie versprochen das Teleskop ins Oslo gepackt und die verschiedenen Probleme als PSF-Diagramme dargestellt.

Bild 1 zeigt euern perfekt kollimierten Newton. Mitten in den Flecken ist immer ein winziger Kringel zu sehen, die Airy-Disk.
Auf der Achse, bei Fokuslage 0 ist das Bild perfekt. Sonst schlägt überall die Koma zu.

Bild 2 zeigt die Spots bei etwas verkipptem Hauptspiegel (0.5 grad). Der Maßstab ist immer links zu sehen (0.2 mm)

Bild 3 zeigt, was der Koma-Korrektor aus Rutten & van Venrooij S. 153 daraus macht. Hat hier noch nicht den perfekten Abstand zur Bildeben (CCD). Man sieht, die Koma ist wech. Man beachte den Maßstab 0.1mm links im Bild.

Bild 4 zeigt wie ein schlechter Fangspiegel (Sphäre, 10**6mm Krümmungsradius) zusätzlich Astigmatismus erzeugt..

Gruß,
Udo

Hallo Norbert,

ich verstehe Deine Idee und Du vermutest schon richtig: Die Spektrometergrundplatte ist fest am Tubus verschraubt. Der Nachteil ist
natürlich, daß der Newton mit einem Okularauszug wahrscheinlich dann nicht optimal justiert ist. Den müsste man dann neu justieren.

Gruß,
Klaus

triviale Frage: macht es nicht mehr Sinn, mit Deiner beschriebenen Methode die relative Orientierung der Spektrometergrundplatte zum Teleskop auf Parallelität zu justieren, so dass die Teleskopoptik in guter Kollimation verbleibt? Wahrscheinlich ist diese Anregung naiv, weil das aus mechanischen Gründen nicht so fein einstellbar sein wird. Oder?

Hi Norbert! Das ist alles andere als trivial, da wir, wie Klaus schon sagte, die Grundplatte des Spektrographen nicht justieren können.

Gruss, Thomas

Hallo,

die Hoffnung stirbt zuletzt! Habe mal (in Oslo) an euren Newton einen etwas unrealistisch lichtstarken Czerny-Turner (f/4) gehägt. Das Gerät leidet unter starkem Astigmatismus und unter sphärischer Aberration. Die gute Nachricht ist, daß es nicht empfindlich in Bezug auf die Ausrichtung ist (oder ich versteh es nicht). Wir können ja am Sonntag, wenn ich komme, ein bischen mit dem Modell experimentieren. Hier schon mal ein par Bildchen zur Einstimmung. Die drei bunten Linien wären das Kalzium-Triplet im Grünen (Farbe dienen nur zur Unterscheidung). Zugegeben, nicht sehr schön getrennt. Aber wer kan auch schon einen f/4 Beam nutzen?

Gruß,
Udo

Hallo,

habe heute nochmal ein bischen damit gespielt. Wenn man die benutzte Ordnung des Gitters von -1 nach 1 ändert, d.h. die Gitternormale mehr auf den Kameraspiegel orientiert, verbessern sich die Ergenisse so etwa um den Faktor 2, insbesondere der Astigmatismus. Was wir gestern glatt vergessen haben, war mal den Spektrographen ordentlich gegen die optische Achse des Teleskops zu verkippen. So müßt ihr mir dann einfach glauben. Außerdem hab ich die CD vergessen. Klaus, könntest Du sie mir eventuell zuschicken?

Grüße,
Udo

Hallo Udo,

ich schicke Dir alles heute Abend an Deine Mailadresse ! Wenn  das nicht funktioniert schicke ich die CD per Post.

Zum Thema Ordnung von -1 nach 1 ändern möchte ich nur anmerken, dass man doch sowieso die +1.te Ordnung nehmen sollte wenn es sich um ein geblazetes Gitter handelt. Ansonsten verliert man jede Menge Efficiency.

Klaus