Wie prüft man überhaupt sinnvoll Fernrohre?

1. Durch die weit entfernten Objekte "Sterne" kommen die Lichtstrahlen exakt parallel zu uns. Und werden vom Teleskop im Brennpunkt gesammelt. Am exaktesten trifft dies beim Newton-Parabol-Spiegel zu. Jedoch nur auf der optischen Achse. Im Feld hat besonders ab f/4 der Spiegel erhebliche Koma, also eine Verzeichnung der runden Sternscheibchen in Richtung Komet = Kern+Schweif oder einfach Koma genannt. Planetenbeobachter stört das nicht - aber die Astro-Fotografen, weil die auch eine exakte Auflösung im Feld wollen, jedoch brauchen die insgesamt keine so hohe Genauigkeit, wie die Planeten-Jäger.

2. Um diese Situation mit dem parallelen Lichtbündel zu simulieren, setzt man im Fokus des Fernrohres den 0.01 mm künstlichen Stern, schickt ihn das das optische System in umgekehrter Richtung, dann auf einen mindestens L/10 PV Wellenfront genauen Planspiegel, und der sagt: Zurück Marsch, Marsch! Also nocheinmal durchs optische System hindurch. Heraus kommt eine doppelte Genauigkeit bei allen Messungen. Diese Testanordnung nennt man Autokollimation, und den Lichtweg double pass!

3. Wie das Hubble-Beispiel lehrt, kann man jedoch Optiken auch durch Kompensation prüfen, damals falsch, weshalb Hubble eine "Brille" brauchte. Das macht man mit genau berechneten Linsen-Systemen. In diesem Fall geht das Licht einmal durchs System, also single pass, also nur einfache Genauigkeit.

4. Die Genauigkeits-Freaks behaupten nun, daß jede Hilfs-Optik von Übel sei, womit sie genaugenommen Recht haben. Nur handeln sie sich bei der Direkt-Messung z.B. einer Parabel andere Fehlerquellen ein und die Katz springt auf die alten Füß. Das betrifft die Diskussion wie man einen Parabol-Spiegel exakt ausmisst:

Mit der Caustic-Methode http://rohr.aiax.de

mit Foucault-Zonen-Messung, die so ähnlich funktioniert

alle prinzipiell so ähnlichen Tests?

mit einer Kompensations-Linse im Dall-Null-Verfahren?

oder in Autokollimation?

oder mit dem Roddier-Stern-Test, wo am Himmel das intra/extrafokussierte Sternscheibchen im Rechner abgezogen wird und daraus eine Fehler-berechnung vorgenommen wird. Soll bis L/20 PV wave gehen. (Roddier ist Berufsastronom auf Hawaii)

oder eine Interferometer-Aufnahme aus dem Krümmungsmittelpunkt und er Umrechnung der "Wellenlinen" im Rechner zu einem Nulltest. auch nicht besonders genau, aber ohne Planspiegel möglich. Mein Logo enthält eine solche Aufnahme.

Ich habe mich also für die Autokollimations-Methode entschieden, weil sie eine hohe (doppelte) Genauigkeit zuläßt bei allen Messungen: den quantiativen und den qualitativen!


UNTERKORREKTUR

Unterkorrigiert ist ein Newton-Spiegel, dessen Rotations-Figur noch nicht ganz die Parabel erreicht hat: Ihr wisst vielleicht noch was von den Kegelschnitten: Parallel zur Grundfläche gibt das einen Kreis, schräg zu Grundfläche gibt das Ellipsen, parallel zu Mantellinie gibt das Parabeln und darüber hinaus nennt man das Hyperbeln.
Wenn ein Spiegel geschliffen wird, iss das zuerst eine Kugel, später eine Ellipse und irgendwann fast eine Parabel. Weil jedoch noch fast sagt man dazu unterkorrigiert: Die Mittelpunkts-Strahlen fallen noch länger als die Randstrahlen. Überkorrigiert ist dann ein Spiegel, wenn man über die Parabel hinaus in die tiefere Hyperbel poliert hat. Für diesen Fall fallen die Mittelpunktsstrahlen kürzer als die Randstrahlen. Für Objektive gilt der gleiche Fall.
Bei Überkorrektur verformen sich die Ronchi-Linien intrafokal bauchig, bei Unterkorrektur hingegen kissenförmig. Am besten sind 10 lp/mm. Die Genauigkeit mit der man was sieht liegt dann am Stern bei max. L/4 PV wave.

LAMBDA/PTV

Grundsätzlich kann man optische Flächen, wie die eines Spiegels in Lambda der Oberfläche angeben, was bei Spiegeln oft so gemacht wird, oder aber in Wellenfront. Beides verhält sich wie 1:2 Die Feinoptiker beziehen sich sehr oft auf die Oberfläche, die sie ja herstellen und beschreiben müssen, die Meßtechniker lieber auf die bilderzeugende Wellenfront. Das aber bedeutet, daß die Oberflächen werte doppelt so gut sein müssen wie die Wellenfront-Werte. L/8 der Oberfläche entspricht L/4 der Wellenfront. Dies immer dann, wenn es sich um ein Interferogramm handelt. Dazu könnte ich einen eigenen Roman schreiben. Interferogramme werden heute wie eine topografische Karte aufgefaßt und auch ausgewertet. Viele Streifen kaschieren dabei derbe Zonenfehler, also laßt Euch nicht täuschen. Die Linearität der Streifen ist also nicht ausreichend, es kommt auch noch der Streifenabstand als Kriterium hinzu.


ZONE

Zonen sind Flächenteile auf optischen Flächen, durch die die Lichtstrahlen auf einen anderen Ort der optischen Achse fokussiert werden. Eine abgesunkene Spiegelkante führt dazu, daß die von dort kommenden Randstrahlen die Achse hinter dem Fokus schneiden und dann als heller Saum um die Sterne wahrgenommen werden. Zonen sieht man sehr schön, wenn man das Okular defokussiert intra/extrafokal. Zonen sind gewöhnlich rotations-symmetrisch und deshalb als Ring-Berge oder Ring-Täler erkennbar. Entscheident ist GRöße der Zonen. Die meisten Syntas haben Zonen, eine Reihe von Spiegeln haben Zonen, weil manche die Parabel mit Zonen-Polierer herstellen, und dann keine restlos homogene Fläche bekommen. Hier ist nur die Frage, stört es die Optik, oder nicht.

Auf meiner Website gibt es eine Seite, wie man Newtons richtig justiert. Auch kann man mich anrufen unter 09521 5136

Wolfgang Rohr

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