Kollimierung eines RC Systems

 

Die Kollimierung eines Systems mit zwei hyperbolischen Spiegeln ist keine Hexerei. Bei dem von GSO hergestellten RC Typ ist die Hauptspiegelzelle mit dem Okularauszug fest verbunden. Eine Justierung des Hauptspiegels wirkt sich damit direkt auch auf die optische Achse des Fokussierers aus. Um diesen zu entkoppeln, habe ich bei meinem RC eine Kippvorrichtung, die als Zubehör im Handel angeboten wird, eingebaut. Somit können nun Hauptspiegelzelle, Sekundärspiegel und Okularauszug unabhängig von einander eingestellt werden. Eine Grundvoraussetzung, um runde Sternabbildungen in einem großen Feldbereich zu bekommen (Vollformat).

 

Zur Vor-Kollimierung verwende ich ein Cheshire Okular und einen Justierlaser. Das Verfahren ist iterativ und wird im Folgenden beschrieben.

 

Das nachstehende Bild zeigt den Blick durch das Cheshire Okular. Es ist der Soll- Zustand nach erfolgreicher Kollimierung dargestellt.


 Vorgehensweise:

1. Teleskop ist waagerecht gegen eine helle Fläche (z.B. weiße Wand) gerichtet.

 

2. Wurde das Teleskop vorher zerlegt oder weist es eine sehr starke Dejustage auf, ist es sinnvoll, zunächt den Okularauszug, der mit dem Primärspiegel eine mechanisch feste Einheit bildet, grob auszurichten. Bei Verwendung einer eingebauten Kippvorrichtung ist diese zunächst in Grundstellung (keine eingestellte Verkippung) zu bringen. Mittels Justierlaser und der auf dem Fangspiegel angebrachten Mittenmarkierung wird nun der Laserpunkt so eingestellt, das er möglichst exakt die Mittenmarkierung trifft. Die Einstellung erfolgt anhand der Justierschrauben, die am Tubusende (Hauptspiegelzelle) um den Okularauszug angebracht sind.

 

3. Einsatz des Cheshire-Okulars:

3.1 Der kleine schwarze Punkt = (1) Reflexion der mittigen Öffnung im Cheshire-Okular wird durch Einstellung der Justierschrauben am

      Sekundärspiegel zentriert.

3.2 Durch feinfülige Anpassung der Hauptspiegelzelle werden die (2) Reflexionen des Blendrohrs konzentrisch eingestellt. Nun mag sich

die Lage des kleinen schwarzen Punktes geändert haben.

Diese Einstellung des Hauptspiegels kann an dieser Stelle aber auch mittels des Lasers -wie zuvor unter Punkt 2 beschrieben- erfolgen.

Interativ Schritte 3.1 und 3.2 ggf. wiederholen.
Achtung: es reichen kleinste Verstellwinkel der Justierschrauben an der Hautspiegelzelle und am Sekundärspiegel aus.
(Durch den Einsatz des Cheshire-Okulars trainieren Sie Ihre Augen in Bezug auf Wahrnehmung kleinster Veränderungen ;-) )
 
4. Treten Sie nun einige Meter vor die Teleskopöffnung und bringen ein Auge auf etwa Höhe der optischen Achse des Sekundärspiegels, dann sollten konzentrische Mehrfachreflexionen im Hauptspiegel erkennbar sein.

 

5. Nun sind beide Spiegel zueinander ausgerichtet, aber die Einstellung der Hauptspiegelzelle hat ggf. die Lage des Okularauszugs verstellt. Jetzt kommt die Kippvorrrichtung zum Einsatz. Wechseln Sie das Cheshire-Okular gegen den Justierlaser aus. Achten sie auf eine leichte und gleichmäßige Klemmung des Lasers.

 5.1 Laserpunkt sollte die Mittenmarkierung auf dem Sekundärspiegel treffen und in sich reflektieren. Einstellung erfolgt ausschließlich mit der Kippvorrichtung.

 5.2 Kontrollieren Sie nun mit dem Cheshire-Okular die Lage des schwarzen Punktes und der Reflexionen (s. Punkt 3).

 

Am Ende sollte sich obiges Bild im Chesire-Okular einstellen.

 

Die finale Überprüfung und ggf. Feinjustage erfogt dann am realen oder künstl. Stern.

 

Mögliche Fehlerquellen:

  • Laser nicht justiert. Wenn bei einer Drehung des Lasers im Okularauszug (leichte Klemmung) der Laserpunkt auf dem Sekundärspiegel seine Lage verändert, sollte der Laser justiert werden.
  • Laser oder Cheshire-Okular im Okularauszug verkantet. Abhilfe durch selbst zentrierenden Adapter.

 

 

Ergänzend hier noch eine sehr schöne Methode, den Sekundärspiegel ohne technische Hilfsmittel einzustellen. In diversen Foren wird diese Methode auch "Hall of Mirrors" genannt.

  1. Der Primärspiegel wird zunächst wie oben unter Punkt 2 eingestellt.
  2. Blicken Sie nun seitlich am Sekundärspiegel vorbei auf den Hauptspiegel. Bringen Sie hierbei eine Strebe der Sekundärspiegelhalterung mit der Reflexion auf dem Hauptspiegel zur Deckung. Es sollten nun Mehrfachreflektionen des Sekundärspiegels im Hauptspiegel sichtbar sein. Der Sekundärspiegel wird nun so eingestellt, bis diese Reflektionen beidseitig der Halterung symmetrisch sind (s. hierzu auch nachstehende Fotos).
  3. Wiederholen Sie dies an einer um 90° versetzten Halterung bis die Reflektionen in beiden Positionen übereinstimmen.
  4. Überprüfen Sie nun die Ausrichtung des Hauptspiegels entsprechend Pkt 1. Auch dieses Verfahren ist interativ.
  5. Wenn beide Spiegel eingestellt sind, überprüfen Sie nun den Okularauszug (mit eingebauter Kippvorrichtung) mittels Justierlaser. Stellen Sie ggf. die Kippvorrichtung so ein, bis der Laser in sich reflektiert wird.

Die Feinabstimmung erfolgt auch hier am realen oder künstl. Stern.

 

















Blick von vorne auf den Hauptspiegel.

Blick vorbei an einer um 90° versetzten Halterung.


Hier eine erste Aufnahme mit dem TS RC8" nach erfolgter Justage.  Die Nachführung erfolgte über einen parallel befestigten kleinen ED Apo (Öffnung 66mm, Brennweite 400mm). Das Seeing war sehr schlecht.

Der Graf der Nachführung für RA bewegte sich im Bereich +/-3,0". Die Montierung war nur grob mittels Polsucher ausgerichtet. Die Sterne sind daher in RA-Richtung leicht verzogen. In PixInsight konnte dies mittels Deconvolution und der Option Motion Blur PSF etwas vermindert werden.

M1, Krebsnebel, im Sternbild Stier, Entfernung ca. 6.300 Lichtjahre, scheinbare Helligkeit 8,4mag

 

TS RC8" mit Astro Physics 0,67x Reducer, Brennweite ca. 1.088mm

Kamera: Atik 428exc, Darks, Flats

Filter: IDAS LPS P2

Bilddiagonale der Kamera 11mm

Belichtungszeit: 15x300s,

Bildbearbeitung: PixInsight

 


 

Um unabhängig von klaren Nächten für die genaue Optikjustage zu sein, verwende ich einen künstlichen Stern mit einer Lochblende von 9µm. Hier stellt sich jetzt die Frage: In welchem Abstand muss dieser künstliche Stern aufgestellt werden, damit sinnvoll eine Anwendung erfolgen kann?

Ausgehend vom theoretischen Auflösungsvermögen des Teleskops und der Größe der Lochblende des künstl. Sterns kann über eine einfache Winkelbeziehung der Mindestabstand berechnet werden:

 

 

Der Mindestabstand ist somit zunächst ermittelt. Da der Fokuspunkt sich hierbei sehr weit vom Teleskop weg bewegt, wird man diesen Abstand ohne aufwendige Verlängerungen nicht realisieren können. Mit der Atik 428 und dem Reducer benötige ich bei einer Entfernung von ca. 16m noch einer Verlängerungshülse von 8cm, um intra- und extrafokal das Beugungsbild des künstl. Stern am Laptop betrachten zu können (Aufbau wie folgt: Teleskop - 50mm GSO Verlängerung - Kippvorrichtung - Monorail Fokuser - 2" Verlängerungshülse mit 8cm Länge).

 

Hier erste Testaufnahmen: extrafokal und im Fokus (noch nicht 100% am künstl. Stern justiert). Es bleibt festzustellen, das trotz "genauer" Vorjustage (wie oben beschreiben) eine kleine Abweichung am Stern vorlag. Die finale Justage am künstl. oder realen Stern ist daher m.E. immer erforderlich.

 


Update vom 21.06.2015:

Es bleibt festzustellen, dass die gesamte Kollimierung von einer exakten Klemmung des Lasers bzw. des Cheshire-Oklars im Auszug abhängt. Schon kleinste Verkippungen wirken sich auf die anschließende Justage aus. Mit den üblichen Ein- oder Dreipunktklemmungen ist eine reproduzierbare Genauigkeit nur in bestimmten Grenzen möglich.

Den ursprünglichen Monorail Fokuser habe ich zwischenzeitlich durch den Moonlite 2,5" ersetzt. Die Kippvorrichtung befindet sich zwischen zwei 25mm Verlängerungshülsen. So sind alle Justierschrauben gut zugänglich.

Als Laser verwende ich einen 2" Howie Glatter 635nm  mit einer 1mm Lochblende, die den Laserstrahl gut begrenzt. Dieser Laser wird dann im Okularauszug feinfühlig geklemmt. Er sollte sich im Auszug noch drehen lassen.

Die Justage erfolgt dann wie hier beschrieben: http://stevesastro.blogspot.de/2013/05/collimating-my-gso-rc8-telescope.html

Für die konzentrischen Kreise benötigt man noch eine zusätzliche "Kreisblende", Concentric Circle Pattern, die an Stelle der Lochblende auf den Laser geschraubt werden kann. Die Kreise sind jedoch nicht gleichmäßig definiert.  Eine Verbesserung wird erzielt, wenn die Lochblende auf dem Laser verbleibt und die Kreisblende auf dieser mittels Klebeband fixiert wird.

 

Moonlite 2,5" mit zwei 25mm Verlängerungshülsen und Kippvorrichtung

Kreisblende auf verschraubter Lochblende gelegt und mittels Klebeband fixiert

Ungleichmäßige Dicke der Kreise.

Exakte Kreislinien, jedoch Helligkeitsabfall.


Die folgenden Bilder zeigen die Ergebnisse der Justage. Eine Überprüfung am Sternenhimmel steht noch aus.

 

Blick auf den Primarspiegel mit geichmäßigen Kreisen nach Einstelung des Sekundär-spiegels

Projektion auf eine Wand zur Einstellung des Primärspiegels

Abschließende Kontrolle mittels "Hall of Mirrors"-Technik an zwei um 90° versetzten Halte-streben des Sekundärspiegels


Nebenstehend ein 300s Einzeltestbild von IC5146 vom 27.06.2015. Es erfolgte lediglich Histogrammstreckung und Invertierung. Die Sterne sind über das gesamte Feld (11mm Diagonale) gut. Der Kokon-Nebel ist schemenhaft zu erkennen. Die Aufnahme endstand bei ca. 3/4 Mond.

Update vom 08.11.2015:

Eine weitere ähnliche Möglichkeit, die drei Achsen des RC System sauber aufeinander abzustimmen (Bild 1), ist nachfolgend beschrieben.

 

1. Teleskop wird senkrecht mit der Öffnung nach unten auf der Montierung ausgerichtet. Dies hat den Vorteil, dass der Laser (2" Howie Glatter) im Okularauszug nun nicht mehr geklemmt werden muss und am OAZ bündig anliegt. Eine mögliche Verkippung wird damit vermieden. Zudem kann der Laser leicht rotiert werden.

 

2. Ausrichtung der Achse des Okularauszugs.

Hierzu den Laser in den OAZ einstecken und mittels der Kippvorrichtung den Laserstrahl so einstellen, dass er die mittige Markierung auf dem Sekundärspiegel trifft. Die Markierung auf dem Sekundärspiegel ist bei diesem RC aufgrund der Länge des Blendrohrs nur sehr schwierig vom Tubusrand aus einzusehen (Bild 2).

 

3. Ausrichtung der Achse des Sekundärspiegels.

Durch Einstellung des Sekundärspiegels wird der Laserstrahl in sich reflektiert. Hierzu von vorne in den Tubus auf die Fläche des Howie Glatter Lasers blicken (Bild 3). Bei einer Abweichung ist ein "zweiter Laserpunkt" neben dem Laseraustrittspunkt zu erkennen.

 

4. Ausichtung der Achse des Primärspiegels.

Hierzu die Kreisblende auf den Laser schrauben. Die Projektion der Kreise auf dem Boden sollten dann gleichmäßig konzentrisch sein. Bei Abweichungen erfolgt Einstellung des Hauptspiegels (Bild 4). Ein schönes Hilfsmittel stellt ein spezielles Blatt mit konzentrischen Kreisen dar, welches hier heruntergeladen werden kann: http://ukastroimaging.co.uk/forums/index.php?topic=61346.0

 

Die Einstellung von Sekundär- und Primärspiegel lässt sich anschließend mittels der oben beschriebenen "Hall of Mirrors" Technik überprüfen.

 

Bild 1
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Bild 2
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Bild 3
Bild 3
Bild 4
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