Einhaltung Backfokusdistanz

 

Die Einhaltung des korrekten Backfokus (59,7mm bzw. 50mm ab M48 Adapter, der auf dem Hyperstar aufgeschraubt wird) ist für die spätere Bildqualität von entscheidender Bedeutung. Diese sollte bis auf den Zehntelmillimeter genau eingestellt werden. Meine Erfahrungen mit einer Filterschublade und einer variablen Verlängerung zeigen, dass die Messwerte der Länge dieser Konstruktion bei einer Vierpunktmessung (um 90° jeweils versetzte Messpunkte) eine Differenz von bis zu 0,2mm aufweisen können. Dies wirkt sich dann als "Unschärfegradient" im späteren Bild aus. Da hilft dann auch keine "ausgleichende" Fokussierung auf den Bildmittenbereich und auf die jeweiligen Bildecken. Zudem kann sich diese Konstruktion bei der Demontage leicht verstellen und muss dann beim nächsten Mal wieder genau eingemessen werden.

Daher wird bei mir künftig ein fester Adapter zum Einsatz kommen. Dieser kann beim Generalimporteur für Celestron erworben werden. In diesen Adapter lässt sich auch ein 2" Filter eingeschrauben. Das Distanzproblem wird mit diesem Adapter zu 100% ausgeschlossen.

 

 

 

 

Hyperstar mit aufgeschraubtem Adapter (links) für die Alccd10. Der Adpater ist zweiteilig und kann einen 2" Filter aufnehmen.

 

Unschärfegradient - was nun?

 

Der Test mit dem festen Adapter und der Alccd10 war leider nicht zufriedenstellend. Zwar stimmt nun der Backfokus, aber in einem Bildbereich sind die Sterne leicht defokussiert (s. linken Ausschnitt im obigen Bild, Zoom 200%). Alle anderen Bildbereich sind scharf (s. rechten Ausschnitt im obigen Bild). Mit diesem Adapter und dieser Defokussierung wurde M97 und M108 aufgenommen (s. Astroaufnahmen -> Deep Sky Objekte -> Nebel). Hier möge man sich selbst ein Bild über die Qualität der Sternabbildung machen.

 

Bildebene und Chip-/Sensorebene sind also nicht planparallel. Der Chip/Sensor der Alccd10 soll sich jedoch mit dem im Lieferumfang der Kamera enthaltenen Rotations-/Tiltadapter sehr einfach ausrichten lassen.

Dieser Adapter hat eine Baulänge von ca. 3mm und erhöht damit das Auflagemaß der Kamera von 20mm auf 23mm.

 

Ein aktueller Test mit diesem Tiltadapter zeigt das Bild von M101 mit der Alccd10 (s. Astroaufnahmen -> Deep Sky Objekte -> Galaxien) . Mit viel Geduld konnte die Kamera entsprechend ausgerichtet und der Unschärfegradient beseitigt werden. Damit dürfte ein Weg zu schärferen Sternabbildungen gefunden sein. 

 

Zwischenzeitlich habe ich den Rotations-/Tiltadapter der Alccd Kamera gegen einen TS T2 Verkippungsring, der viel besser justiert werden kann und in der eingestellten Justage dann auch stabil bleibt, ersetzt. Die Länge des 2" Anschlussgewindes habe ich so weit gekürzt, dass mit Reduzierring 2" auf T2 ein Baulänge von exakt 15mm erreicht wird (Schleifpapier auf ebene Fläche legen und Gewinde mit leichten Druck kreisförmig abschleifen - mehrmals messen!!).

 

Die Adaption besteht bei mir nun aus einer 2" TS-Filterschublade (15mm Baulänge), TS Verkippungsring mit Reduzierung von 2" auf T2 (insgesamt 15mm Baulänge), Alccd10 Kamera (20mm Auflagemaß). Dies sind insgesamt 50mm. Dieses Maß entspricht damit dem Backfokus gerechnet vom M48 Adapter am Hyperstar.

Kollimierung

 

Die Kollimierung erfolgt am defokussierten Stern mittels der Gegendruck- und Anpressschrauben des Hyperstar. Ausgehend von der Grundstellung (Gegendruckschrauben -dies sind die langen, dünnen Schrauben- gelöst, Anpressschrauben -dies sind die kleineren, breiteren Schrauben-  angezogen) werden diese so eingestellt, dass die Abschattung des Hyperstar möglichst zentrisch in der Sternenscheibe zu sehen ist.

Im nachstehenden Bild ist dies zu erkennen. Die Kollimierung ist hier noch nicht ganz exakt.

 

 

Folgende Vorgehensweise wende ich an:

  1. Das Hyperstarsystem befindet sich in Grundstellung (s.o.).
  2. Ein heller Stern wird in Bildmitte eingestellt und leicht defokussiert bis Kreisscheibe mit zentraler Abschattung sichtbar ist.
  3. Im Fokus-Assistent von EZCAP wird der defokussierte Stern bei 5facher Vergrößerung betrachtet. Ziel ist es nun, die Abschattung zentrisch zur helleren Scheibe einzustellen. Diese Einstellung erfolgt mittels der Schraubenpaare am Hyperstar - Anpressschraube lösen und Gegendruckschraube anziehen. Kleine Winkelumdrehungen reichen aus (max. 1/4 Kreisumfang !!).
  4. Die Abschattung in der extrafokalen und intrafokalen Einstellung betrachten und ggf. Kollimierung anpassen.

 

Die Kollimierung ist m.E. der kritischste und zeitaufwendigste Teil der Hyperstarjustierung und erfordert manchmal viel Geduld.

 

Mit der oben beschriebenen Methode habe ich M31 am 27./28.08.2013 aufgenommen (s. Astroaufnahmen -> Galaxien).

 

Verfährt man einen defokussierten Stern zu dem unteren und oberen Bildrand, so zeigt sich das in nachstendenen Abbildungen zu sehende Phänomen. Die "Einschnürung" der Kreisform (Katzenaugen) kommt durch die Vignettierung des Systems zu stande (zum Vergrößern Bild anklicken).

 


Fokussierung beim Hyperstar

 

Für die Fokussierung verwende ich eine Bahtinov-Maske.

Diese wird vor die Öffnung des C11 gelegt. Die Maske hat in der Mitte eine kreisrunde Aussparung für das Hyperstar und die angeschlossene Kamera. Damit die Maske besser über die angeschlossenen Kabel der Kamera passt, habe ich den äußeren und inneren Ring der Maske an einer Seite aufgesägt.

Die Maske erzeugt ein strahlenförmiges Muster an einem Stern. Bei völliger Symmetrie der Strahlen ist der ideale Schärfepunkt erreicht.

Durch die hohe Lichtstärke des Hyperstar ist die Fokustoleranz sehr klein. Aber mit dieser Maske gelingt die Einstellung problemlos. Weitere Fokussierhilfen sind aus meiner Sicht nicht erforderlich.

Im Aufnahmeprogramm der Kamera sollte die Fokussierung bei maximaler Vergößerung des Sterns erfolgen. In EZCAP ist dies im Modus Fokus möglich (5x Zoom).

Während meiner Aufnahmen habe ich festgesellt, dass eine Kontrolle der Fokussierung unerlässlich ist. Je nach Temperaturänderung im Laufe der Nacht kontrolliere ich die Einstellung regelmäßig spätestens nach 1 Stunde an einem hellen Stern.

 

 

Im linken Bild ist die genaue Fokussierung an einem Stern im Fokus Assistent von EZCAP erkennbar. Die zentrale Linie verläuft genau mittig durch den Stern. Die optimale Schärfe ist damit erreicht.

 

 

Interessant ist in diesem Zusammenhang die theoretische Fokustoleranz:

Fokustoleranz Δ = 2 * λ * n²

Wird für λ = 550nm gesetzt, so ergibt sich folgende Näherungsgleichung:

 

Fokustoleranz Δ = 0,0011mm * n²


  n= Öffnungszahl (s. auch Rubrik "Formeln")

 

Beispiel:

Das Hyperstarsystem hat eine Öffnungszahl von n=2. Damit ergibt sich eine Fokustoleranz von 0,004mm !

Bei lichtstarken Teleskopen muss also genau fokussiert werden.

Erstellung von Flats (Hellbildkorrektur)

 

Aufgrund der starken Vignettierung (Abschattung an den Bildrändern) bei Verwendung großformatiger Kamerachips kommt man an der Erstellung von Flats nicht vorbei. Hierdurch werden diese optischen Störeffekte (auch Staub auf den Linsen und dem Spiegel) bei der späteren Bildbearbeitung beseitigt.

Um Flats zu erstellen, habe ich mir eine Flatfieldbox gebastelt. Diese besteht aus einer weißen Elektrolumineszenzfolie entsprechender Größe (EL-Folie, 40cm x 40cm), einem Inverter zur Spannungsversorgung und einem aus Sperrholz gefertigten Rahmen, in dem die Folie mittels doppelseitigem Klebeband fixiert ist.

Die sehr dünne EL-Folie wird durch eine Opal-Plexiglasplatte geschützt.

 

Da die Folie bei mir nicht dimmbar und das Hyperstarsystem sehr lichtstark ist, muss die Kamera extrem kurze Belichtungszeiten realisieren können. Bei der Alccd10 verwende ich eine Belichtungszeit bei Einsatz des IDAS-LPS-P2 Filters von 0,02 Sekunden. Ohne Filter muss ein weißes Leinentuch vor die Plexigasplatte gespannt werden, um die Helligkeit der EL-Folie abzudunkeln.

 

Fangspiegelhalterung verdreht - was nun?

 

Beim Lösen des Hyperstar hattte sich bei mir die Halterung für den Sekundärspiegel verdreht. Nun stimmten deren Lage und ggf. die optischen Achsen von Haupt- und Sekundärspiegel nicht mehr überein. Nach Rücksprache mit einem sehr hilfsbereiten Mitarbeiter der Fa. Baader sollte die Nut für den Sekundärspiegel auf die 3-Uhr Position weisen. Eine kleine Randgravur (ggf. auch Markierung) auf der Korrekturplatte zeigt ebenso auf die 3-Uhr Position. Falls diese nicht gefunden wird, selbst Markierung auf Platte und Tubusrand an der 3-Uhr Position anbringen, um genaue Einbaulage später nachvollziehen zu können.  

Nach Ausbau der Korrekturplatte konnte ich durch leichtes Lösen der Fangspiegelhalterung und des rückseitigen Rings die Nut des Fangspiegels auf die Gravur der Platte ausrichten. Die Halterung des Fangspiegels wich etwa 60° von der Sollposition ab !!

Bei diesem Vorgang empfiehlt es sich Einweghandschuhe zu tragen, um Berührungen der Korrekturplatte mit den Händen zu vermeiden.

Gleichzeitig konnte ich dann auch die Platte mittels Optical Wonder von der Fa. Baader reinigen (empfehlenswert).

 

Die Lage des Fangspiegels war nun korrigiert. Aber die Ausrichtung der optischen Achsen waren nun verstellt.

Ohne weitere technische Hilfsmittel habe ich folgende Methode, die von Starizona/USA in einer Einbauanleitung für das Hyperstar beschrieben wird, angewendet:

Man schaut von vorne in das Teleskop. Der Sekundärspiegel ist hierbei ausgebaut. Die Reflexion des Sekundärspiegelhalters sollte konzentrisch mit dem Halter selbst sein. Bewegt man sich nun leicht relativ zum Teleskop hin/her und berühren sich diese beiden Ringe, dann sollte auch der Baffle Tube mittig angeordnet sein. Um eine möglichst ruhige Position einzunehmen, ist es empfehlenswert, sich gegen eine Wand zu lehnen.

Die Position der Korrekturplatte kann mittels vier kleiner Imbusschrauben, die außen am Tubusrand um 90° versetzt angeordnet sind, eingestellt werden. Die Schrauben des Halterings der Platte vorher leicht lösen.

Die weitere Kollimierung des Fangspiegels erfolgte dann am Stern.

 

Später habe ich das Gesamtsystem mittels des Hotech Advanced CT Laser Collimator überprüft. Damit konnte dann etwas genauer die optischen Achsen und die Kollimierung eingestellt werden. Die Feinabstimmung des Fangspiegels wurde auch hier am Stern ausgeführt. Es waren nur ganz kleine Anpassungen noch erforderlich.