Auswirkung der Obstruktion abhängig von der Öffnung

  • Hallo zusammen,
    mich beschäftigt zu diesem Thema eine Frage und ich finde keine zufriedenstellende Antwort:

    Ist der Einfluss der Obstruktion auf den Kontrast abhängig von der Öffnung, weil das Beugungsscheibchen mit wachsender Öffnung kleiner wird?

    Das könnte heißen, dass z.b. eine 40%-Obstruktion bei 8" Öffnung visuell eindeutig sichtbar den Kontrast negativ beeinflusst, während 40% bei 20" Öffnung auch visuell praktisch keine Rolle mehr spielt weil der Kontrastverlust auch bei gutem Seeing nicht mehr wahrnehmbar ist (Beugungsscheibchen < 0,3")?

  • Hallo Willy,


    eine interessante Frage. Leider kenne ich viel zu wenig von der Mathematik dahinter. Was bringt dich zu der Frage?


    Ich versuche mir das gerade praktisch an Newton-Teleskopen vorzustellen.

    Newton deshalb weil hier der Fangspiegel das Bild nicht mehr korrigiert sondern nur umlenkt.


    Da die Obstruktion in % ja auf den Durchmesser bezogen wird und nicht auf die Fläche ergibt

    für 8" ein 80mm Fangspiegel bei einem 200mm Spiegel 40% Obstruktion.
    und

    für 20" ein 200mm Fangspiegel bei einem 500mm Spiegel ebenfalls 40% Obstruktion.

    Auf die Flächen bezogen kommen da natürlich andere Werte zustande, aber das Verhältnis würde sich nicht ändern. Allerdings wird bei Newtons-Teleskopen
    der notwendige Fangspiegel mit zunehmender Öffning im Verhältnis immer kleiner, weil ja die Okulare nicht mitwachsen. 3" Exoten-Steckmaß, da hört es dann aber wirklich auf. Je größer die Teleskope, desto kleiner im Verhältnis dazu die notwendigen Fangspiegel. Nach unten hin gibt es eine technische Grenze, der Fangspiegel kann nicht beliegig klein werden weil der Lichtkegel auch nicht beliebig schmal werden kann.


    Aufgrund dieser Beschränkungen haben kleine Newtons immer einen schlechten Stand. Ihre Obstruktion lässt sich auch mit viel Mühe nicht in die Bereiche bringen, die große Teleskope leicht erreichen, und gegen ein halbwegs gutes Linsenteleskop verlieren sie meistens, auch weil die ab Werk meist besser justiert sind.


    Das ist aber noch keine mathematische Begründung, sondern erstmal nur die Physik der Konstruktion.


    25% Obstruktion scheint ein magischer Wert zu sein, der die Spreu vom Weizen trennt.


    Warum genau 25%? Ich habe da so meine eigene Theorie:


    Den Wert erreicht man mit Newtons ab 200mm würde ich mal sagen. Mein 150/750 hat ab Werk einen 50mm Fangspiegel, also 33% Obstruktion. Ich glaube 40mm wären möglich, wenn man einen ganz ganz flachen Fokussierer benutzt. Das wären 27% Obstruktion, plus dem was die Streben und der ebentuell ins Bild reinragende OAZ schlucken. Das ist noch ein Stück weit weg von den magischen 25%!

    Ein 200mm Newton von der Stange hat einen 50mm Fangspiegel, was zufällig genau 25% Obstruktion ergibt, die Fangspiegelstreben mal großzügig ignoriert.

    Es gibt tausende Besitzer solcher Newtons, die natürlich auch über ihre Erfahrungen und Änderungen am Teleskop berichten.

    Es gibt also eine große Beobachtungsgemeinde rund um 25% Obstruktion, und es wird auch viel rund um diesen Wert probiert und verglichen.

    Jede kleine Verbesserung wird sofort geteilt, Tips gehen hin und her. Die "magische 25" ist so in vielen Köpfen präsent.


    Ich selbst habe hier einen 44mm Fangspiegel liegen, den ich in mein 200mm Reise-Nwton einbauen werde, weil der 50mm Spiegel etwas verspannt sitzt

    und ich durch den Neubau der Halterung Gelegenheit habe, das Gewicht des "Hutes" noch um ein paar Gramm zu reduzieren.

    Eventuell hilft 23% Obstruktion beim Kontrast. Wenn nicht, dann wenigstens bei der Balance.


    Kontrast ist das was darüber entscheidet welche feinen Details man wahrnehmen kann. Ich sage nicht dass Obstruktion nur ein erfundenes Gespenst ist, aber wenn ich daran denke was alles bei einem Newton falsch justiert sein kann, dann ist Obstruktions eins von einem Dutzend Problemen beim beobachten, und zudem eins, an dem man als normaler Benutzer ohne Hobbywerkstatt nur sehr wenig ändern kann.


    Eine Minderung des Kontrastes bedeutet ja, den theoretisch möglichen Umfang nicht ausnutzen zu können. Wenn der Bereich an sich groß ist (= viel Licht, dunkler Himmel), dann sind ein paar % Verlust nicht schlimm. Wenn der Bereich aber klein ist, dann zählt jedes %. So gesehen liegst du mit deiner Vermutung wahrscheinlich nicht ganz verkehrt.


    Klare Sicht

    Detlev

    "Das Universum ist nicht dazu verpflichtet für dich irgendeinen Sinn zu ergeben!" (N. D. Tyson)


    Bresser 10x50 | 150/750 Dobson | 70/700 Skylux Refraktor | 200/1000 Zollstock-Dobson
    Im Bastelkeller: 8"f/6 Spiegel | 76/700 "Tchiboskop"-Newton


    https://astronomiefreunde-kn.de/

  • zunächst danke für Deine Antwort,
    mich interessiert dies weil ich nach dem besten Kompromiss zwischen Gesichtsfeldgröße und Kontrast bei 20" suche.
    Bei dem was man so liest geht es meist um 8" oder 10" und da spielt der Unterschied zwischen 25% und 40% eine erhebliche Rolle, da das Beugungsscheibchen doppelt so groß ist wie im 20"-Teleskop. Mit steigender Öffnung wird das Beugungsscheibchen kleiner als das Auge in Verbindung mit dem Seeing auflösen kann.
    Somit wäre doch der merkliche Kontrastverlust durch Obstruktion in Verbindung mit der Öffnung eine variable Größe.

    Niemand kann mir das erklären, auch diejenigen Leute die es wissen sollten geben hierzu völlig konträre Auskünfte. Damit meine ich Leute die solche Teleskope herstellen und/oder auch vertreiben. Natürlich sind Empfehlungen von z.b. Händlern mit Vorsicht zu betrachten weil Sie ja Ihre Geräte verkaufen wollen, schon klar.
    Aber wenn man völlig unterschiedlich argumentiert, woran soll sich ein Interessent dann bitte orientieren.

    Bei einem visuell optimal optimierten Teleskop wäre die Obstruktion so gewählt das man den Kontrastverlust visuell gerade nicht mehr bzw. kaum wahrnehmen kann, aber nicht kleiner als notwendig. Dadurch wäre dann ein größtmögliches Gesichtsfeld erreichbar.

  • Hier

    http://www.bbastrodesigns.com/diagonal.htm

    gibt es einen Rechner für Fangspiegelgrößen


    Wenn ich dieses Teleskop mal als Beispiel nehme
    https://www.teleskop-express.d…effung-f-3-6-Gen--II.html

    dann hat bei sportlichen F3,6 = 1800mm Brennweite einen Fangspiegel mit 120mm kleiner Achse. Das wären 24%. Das dürfte so die praktikable Brennweite eines 20-Zöllers sein.

    Alles steht und fällt mit den Werten "Diagonal to focal plane distance"(Abstand Fangspiegl zu Fokusebene), dem "Eyepiece field diameter"(Durchmesser Feldblende) und dem akzeptablen Lichtverlust zu Rand hin, dem "Acceptable magnitude loss".

    Den letzten muß man für sich selbst entscheiden, der mittlere lässt sich aus den verwendeten OAZ bestimmen. Der OAZ des Beispiels hat 2,5" Durchmesser, damit nicht schon vor dem Okular vignettiert wird. So dürften die vollen 51mm (2") abzüglich Hülsendicke nutzbar sein, sagen wir mal 48mm.

    Den ersten Wert bestimmt die Höhe des AOZ + der Durchmesser des Tubus, auch wenn es hier nur ein Ring ist. Es darf geraten werden. Ich rate mal: 250mm(Spiegel)+50mm(Abstand zum Tubusrand)+100mm(OAZ)= 400mm.


    Wenn ich das mal in den Rechner eintippe:


    (Millimeterwerte)

    Mirror diameter = 500 (deine 20")

    Mirror focal length = 1800 (aus dem Beispiel)

    Diagonal to focal plane distance = 400 (geraten, s.o.)

    Eyepiece field diameter = 48 (2" minus rand)

    Diagonal sizes (m.a.) to select from = 25, 35, 44, 50, 63, 75, 82, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 175, 200, 225, 250, 300 (Vorgabe an handelsüblichen Durchmessern)

    Acceptable magnitude loss = 0.4 (Startwert)


    Dann ist ein 120mm Fangspiegel eine gute Wahl, bei dem weniger als 0,3 Magnituden am Rand verloren gehen.


    Das ist aber alles Kaffeesatzleserei. Schon eine Verringerung der Strecke "Diagonal to focal plane distance" um 30mm lässt einen 110mm Spiegel ähnlich gut aussehen. Das das genau der Parameter ist den wir nur raten können, sagt der Rechner nichts über das als Beispiel angegebene Teleskop aus, weil wir dessen mechanische Werte nicht kennen. Genau an dieser Stelle bringt aber jeder cm eine Veränderung.
    Es gibt spezielle Okularauszüge, sogenannte Drehfokussierer. Die "bauen sehr flach", so dass man hier ein paar cm einsparen kann, die dann natürlich 1:1 der Länge des Tubus zugeschlagen werden müssen, denn der Gesamtwert muß ja gleich bleiben. Genau aus diesem Grund hat mein 6"-Teleskop am unteren Ende eine Blechmanschette, nicht in Tubusfarbe. Ich habe den Tubus um 5cm verlängert um die Fokusebene 5cm näher an den Tubus zu bekommen.


    Klare Sicht

    Detlev

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  • danke Dir, aber ist der Rechner nicht ausschließlich für Newton's ausgelegt?
    Die Fokusebene liegt beim Cassegrain hinter dem eingefahrenen Okularauszug, richtig?

  • Ah, es geht um SCs. Was soll's werden? Eine Sternwarte?


    Die Fokusebene ist dort, wo das Bild Licht des Spiegels, auf ein Stück Butterbrotpapier projiziert, ein scharfes Bild ergeben würde.

    Wenn das Okular dann an der richtigen Stelle ist, kann es den Lichtkegel weiterverarbeiten.

    Bei meinen Plössl-Okularen muß ich mit der Oberkante der Steckhülse ungefähr auf Höhe dieser Ebene sein, dann seh ich im Okular ein scharf fokussiertes Bild. Bei anderen Bauarten mag das anders sein, ich hab das nicht weiter verfolgt.


    Von den Parametern her würde ich auch sagen dass der Rechner nur für Newtons ausgelegt ist.

    Ein SC hat ja "Heckeinblick", da gibt es keinen Grund um dem Tubusdurchmesser zu feilschen, und die Baulänge des Fokussierers beeinflusst die Geometrie der Optik überhaupt nicht.


    Allerdings ist dort der Sekundärspiegel kein einfacher Umlenkspiegel sondern ein aktiver Teil der Optik. Man kann dort nicht so einfach wie beim Newton hier etwas wegnehmen und es am anderen Ende dazugeben.


    Der Fangspiegel Sekundärspiegel ist nicht flach, er ist auch nicht nur ein Stück einer Glaskugel, er ist sogar noch hyperbolisch (--> Hyperbel). Der muß genau dort im Strahlengang bleiben wo er ist. Eine Versetzen um einen nennenswerten Betrag würde den Austausch aller optischen Komponenten erfordern, man hätte dann anderes Teleskop. Im Prinzip kann man auch SCs selber bauen und sich seine Optik aussuchen. Die Optiken habe ich schon "lose" bei Händlern gesehen. Soweit ich mich erinnere war es aber immer die komplette Optik, niemals nur eine Komponente. Fertig gekauft oder als "Bausatz", so viele verschiedene Varianten werden es auf dem Markt gar nicht sein, also musst du mathematisch gar nicht das Problem des "absoluten Maximums" lösen. Es genügt bei den gegebenen Varianten ein "lokales Maximum" zu finden, und das ginge vielleicht sogar noch mit "eye judgement", also indem dein Auge entscheidet. Ein Unterschied, den du "unter den Sternen" nicht identifizieren kannst, ist kein Unterschied von Bedeutung, egal was dir die Zahlen sagen.

    Vorsicht mit Beispielbildern am PC. Sowas funktioniert nur mit einem kalibrierten Monitor unter reproduzierbaren Bedingungen.


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    Detlev

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  • Bei uns im Nachbarort hat ein Verein auch eine Sternnwarte eingerichtet. Leider ist sie nicht in einem dunklen Eckchen sondern im Ort selbst,

    aber nur so kommt unser Hobby und dessen Bedürfnisse täglich im Bewusstsein der Menschen an.

    Aber auch hier ist ein SC-Teleskop das Herzstück. Da die Beobachtungsbedingungen nicht ideal sind, musste es kein

    20"-Modell sein, eher 8" oder 10". Das klingt nach wenig, ist aber immer noch faszinierend genug.

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