25. März 2010                 Officina Stellare PRO RC LC/SC 250/2000

Begeistert äußerte sich der deutsche Händler, was doch für ein Juwel dieses fotografisch konzipierte RC-Teleskop für 8 000.- Euro sei. Auch wenn das
äußere Erscheinungs-Bild nichts zu wünschen übrig läßt, und wenn der Hinweis auf AstroSib als Lieferant des optischen RC-Systems zunächst einen
guten Klang hätten, so stellt sich doch ziemlich bald die Frage, wie hat diese italienische Firma, die sich selbst in höchsten Tönen lobt, diese Optik
verbaut, zudem es passend dazu ein Certifikat gibt, zu dem noch einiges zu sagen sein wird.
Quote:

A product of OFFICINA STELLARE guarantees the best performance achievable in its class. We manufacture the best optics, for the optical configurations
applied and the quality of components. We use the best and most advanced materials to achieve performing and innovative mechanics, the craftsmanship
is perfect and the distinguishing design is such that a telescope of OFFICINA STELLARE gives the owner pleasure of possessing a truly beautiful product.

We offer a wide range of top products going from the professional Ritchey-Chretiens to the innovative Wide Field super fast Riccardi-Hondsers design.
A range of apochromatic triplet refractors is dedicated to the most demanding professionals of astroimaging and visual observation.

Zunächst ist das äußere Design sehr ansprechend, auch die technischen Daten links lesen sich zufriedenstellend, sogar ein "Interferometric report" wäre dabei, und
das einzige, was bei diesem Teleskop nicht zu finden ist, wäre der Nachweis der Praxis-Tauglichkeit in Form von beeindruckenden Sternfeld-Aufnahmen: Aber,
und das wissen wir spätestens seit der Gladius-Diskussion, wie ein Gerät das aus optischen Komponenten von einem Händler aus der Gegend von Pisa zusammen-
geschraubt wird, daß selbst ein wunderbares Beweisfoto im Computer aufgepeppt sein kann. Zumindest wäre diese Geschichte noch kein Anlaß, an der Qualität
dieser Astro-Kamera zu zweifeln.
Gladius - Diskussion Teil II mit Paolo Lazzarrotti



Hinsichtlich des äußeren Designs sind die Freunde aus Italien nicht nur bei Teleskopen besser als wir, was man aus vielen Bereichen der Mode bereits gut kennt.
Nur in diesem Fall steht die Qualität der Optik im Vordergrund, und nicht das äußere Erscheinungs-Bild dieses Carbon-Tubus.



Mechanisch wäre der erste Eindruck ebenfalls positiv, etwas gewöhnungs-bedürftig sind die mit gelbem Pfeil markierten Zentrierschrauben für den Sekundär-Spiegel
vorne, (zur Einstellung des HS-FS-Abstandes bzw. Lage des Backfokus) und für die Zentrierung des Haupt-Spiegels hinten. Diese Schraubköpfe erinnern eher an
das Warnsignal für Radioaktivität und haben offenbar die Funktion, einen unsachgemäßen Eingriff zu verhindern. Eine gut ausgerüstete Werkstatt hat hingegen kein
Problem, dazu den passenden Schlüssel zu finden.



Der im oberen Link versprochene Interferogramm Report soll ein überzeugender Qualitäts-Nachweis sein. Der Quick Fringe Test Report dürfte einige Mühe gehabt haben,
die Interferenz-Streifen richtig zu finden, so eine "automatic trace function" implemmentiert ist. (???) Jedenfalls verfügt der Operator Alexev Saveliev über ein ganz
außerordentliches Augenmaß beim Setzen der kleinen Kreuzchen entlang der nun wirklich kaum zu erkennenden Interferenz-Linien. Das Programm Quick Fringe zaubert
dann zumindest als Entschädigung ein synthetisiertes Streifenbild links.



Auf dem Referenz-Igramm ist also also weder ein Rand zu erkennen, noch irgendwelche Interferenz-Streifen. Lediglich die Kreuzungs-Punkte ermöglichen einen Versuch,
dieses seltsame Orginal-Interferogramm auszuwerten. Das synthetisierte IGramm links liefert denn auch das exakt gleiche Ergebnis ab, wenn man es mit AtmosFringe
auswertet. Beim rechten Bild kommt ein ähnliches Ergebnis heraus. Der Name des Operators wäre ein Hinweis auf die russische Herkunft. Das Hauptproblem jedoch ist,
daß nirgendwo ein Hinweis auf den Hersteller der Optik zu finden ist: Officina Stellare jedenfalls war es nicht, selbst wenn das Certifikat einen entsprechenden Aufkleber
trägt. Eine klare Zuordnung der SerienNummer #65 sucht man vergebens, und die Frage des richtigen Spiegelabstandes und daraus resultierend der Backfokus, läßt
sich besonders über dieses synthetisierte IGramm überhaupt nicht schlüssig beantworten.

Warum ?

Das schöne Interferogramm von Officina Stellare entspricht tatsächlich einem Strehl von ca. 0.95 also müßte bei einer erneuten Vermessung mit einem Twyman-Green-
Interferometer oder Bath-Interferometer ein ähnliches Interferogramm zu erwarten sein, schon um etwas Licht ins Dunkel des "verhüllten" Referenz-IGramm rechts zu
bringen.



Und nun stellt sich heraus, daß bei 532 nm wave plötzlich Streifenbilder entstehen, die mit dem Certifikats-Ergebnis so gar nichts zu tun haben:
Da wäre zum ersten die sehr viel größere Obstruktion, die mein Igramm aufweist im Vergleich zum mitgelieferten Certifikat. Das läßt sich noch erklären über die
Blendrohre sowohl beim Sekundär-Spiegel, wie beim Hauptspiegel. Auf diese Weise wird ein größerer Teil der Fläche erst einmal "kassiert", also optisch unbrauchbhar
gemacht.

Die zweite Auffälligkeit besteht darin, daß entgegen der kleineren Kreisringfläche meines Interferogrammes, die Interferenzstreifen mindestens so linear und gerade
sein müßten, wie das mitgelieferte Certifikat. Statt dessen zeigen sie eine Verformung, die erst über die spätere Auswertung mit AtmosFringe den Grund dafür preisgibt.
Auch wenn der Lyot-Test eine etwas rauhe Fläche erkennen läßt, in Italien kenne ich Optik-Hersteller, die sich glücklich schätzen würden, wenn sie so eine Fläche
zustande brächten. Jedenfalls zeigt der Lyot-Test die Polier-Technik von AstroSib bzw. die Art der Retouche am Sekundär-Spiegel. RC-Systeme sind schwierig herzu-
stellen und offenbar noch schwieriger zusammenzubauen: Das betrifft in diesem Fall der richtige Spiegelabstand und in der Folge den richtigen Back-Fokus.



Wie schon auf dem oberen Certifikat erkennbar, werden auch in meinem Fall die Streifen mit kleinen Kreuzchen nachgezeichnet. AtmosFringe macht das etwas sorgfältiger, das wäre aber noch kein Beinbruch für eine Auswertung.



Nachdem also bei dieser Auswertung ein bescheidener Strehl-Wert von ca. 0.50 herauskommt, möchte man eigentlich wissen, wie denn dieser
niedrige Wert zustande kommt: Signifikanter Fehler bei diesem System ist eine sphärische Aberration in Form einer deutlichen Überkorrektur.
Und weil über die große Obstruktion bereits viel Lichtenergie in die Beugungs-Ringe verschwindet, der Stern also gewissermaßen aufgeblasen
wird, verstärkt die Überkorrektur diesen Sachverhalt ein weiteres Mal. Nachzulesen hier: http://www.astro-foren.de/showpost.php?p=34661&postcount=2
http://www.astro-foren.de/showpost.php?p=34776&postcount=30;
Beide Fehler verschieben das ankommende Licht konsequent in die Beugung-Ringe, das Sternscheibchen wird "aufgeblasen" und größer im Durchmesser.



Die Energie-Verteilung eines solchen IGrammes zeigt die 3D-Darstellung als Point Spread Function.



Die Auswertung des Gesamtstrehles liefert denn auch dieses magere Ergebnis ab.



Und nun käme die Frage des richtigen Spiegelabstandes ins Spiel

Simuliert man mit ZEMAX ein ähnliches f/8 Sytem mit dieser Überkorrektur von ca. 0.50 Strehl, dann läßt sich diese Überkorrektur über die Verkürzung des
Spiegelabstandes korrigieren. Es wären nach dieser Simulation etwa 3 mm Verkürzung nötig, damit die Überkorrektur verschwindet. Das Backfokus würde
sich allerding um ca. 30 mm nach hinten verlängern.



Mit dieser Überlegung kann man tatsächlich die Überkorrektur reduzieren. Nur stellt sich mir die Frage, warum der italienische Hersteller, der die russische Optik verbaut,
diese Abstände nicht besser einhält, also eine Astro-Kamera ausliefert, derem optische Komponenten von AstroSib mutmaßlich noch in Ordnung war, über den Zu-
sammenbau die vorgegebene hohe Qualität jedoch eine ziemliche Reduzierung des Strehlwertes erleiden muß, vom Astigmatismus noch nicht gesprochen. Es läßt
sich die Überkorrektur tatsächlich mildern, aber trotzdem sind Zweifel angebracht, ob das mitgelieferte Certifikat tatsächlich diese Optik certifiziert. Einmal optimal
zentriert sollte man dieses System nicht um die Längsachse drehen wollen. Damit verstellt sich eine exakte Zentrierung wieder, sodaß man vermuten kann, der
Hauptspiegel sitzt etwas zu locker in seiner Zelle.



Nun beansprucht die Fotografie in vielen Fällen nicht die Genauigkeit, wie man sie für visuelle Ansprüche erwartet. 15 Microns (laut oberer technischer Daten) Stern-
scheibchen Durchmesser wären auch noch kein herausragendes Ergebnis. Man müßte jetzt die Astro-Fotografen fragen, zu welchen Ergebnissen sie kommen: Über einen
künstlichen Sternhimmel, der 20 mm Felddurchmesser hat, startete ich den Versuch einer Antwort. Zumindest sind auf dem ganzen Feld die feinen Sternpunkte ohne
störende Verformung. So sollte das am Himmel auch sein - gegebenenfalls besser. Vermutlich in Namibia wird diese Kamera die Feuertaufe bestehen. Und so hoffe ich,
daß damit auch die Frage beantwortet wird, wieviel Qualität braucht eine Astro-Kamera mit garantierten 15 Mikron Auflösung.



Aufnahme mit dem 16-Zoll RC: http://www.officinastellare.com/zoom.php?img=http://officinastellare.agaweb.it/image/resize/id/598/width/930/height/410

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. . . erneut exakt zentriert

Nach einer sorgfältigen Zentrierung des RC-Systems zeigt der artificial-Sky-Test bei 1000-facher Vergrößerung ein für die Fotografie durchaus
hervorragendes Ergebnis, an dem man mehrere Dinge ablesen kann:

Die erhebliche Obstruktion verschiebt sehr viel Energie in die Beugungs-Ringe. Der Anteil für Astigmatimus (leicht dreieckig und etwas Coma)
stört nicht besonders, und es läßt sich geometrisch auch die Auflösung des Systems mit 0.41 arcsec bei einem Doppelsternabstand von 8µ
berechnen. Über die unterschiedliche lange Belichtungszeit läßt sich auch die Abbildung einschätzen.




Das Zentrierverfahren

im Bemühen um eine möglichst exakte Zentrierung des Systems, wird man sinnvollerweise die Zentrierung wieder neu "aufbauen" müssen. Und die beginnt

01. mit der Zentrierung des Hauptspiegels.

Die vermutliche sicherste Möglichkeit - wenn nichts anderes mehr hilft - wäre die Zentrierung über ein Laser-Bündel, indem man den
optischen Tubus als Ganzes vorne auf zwei Rollen setzt und hinten zentral im Okular-Auszug lagert. Damit dreht sich der Tubus um die
mechanische Längsachse, die mehr oder weniger gut mit der opt. Achse zusammenfallen sollte. Wenn dazu der Hauptspiegel nicht
"läuft" also zentriert ist, dann würde ein vom Hauptspiegel reflektiertes Laserbündel einen Kreis auf einer Projektionsfläche beschreiben.
Damit ist es relativ einfach, an den Stellschrauben des Hauptspiegels diesen zu justieren, bis das Laserbündel stehen bleibt und die
machanische HS-Achse zur Rotations-Achse läuft. (Fürs erste ist diese Methode genau genug)

Das folgende Bild zeigt okularseitig die zentrale Lagerung des Tubus



Die Frontseite bzw. dessen weißer Ring dürfte vermutlich gedreht sein und wäre damit die genaueste Möglichkeit, die Rotations-Achse des Tubus zu ermitteln, mit der
die Hauptspiegel-Achse fluchten sollte. Also setzt man diesen Ring auf zwei Rollen, wie sie bei Inline Skates verarbeitet werden. Damit der Tubus nicht herunterfällt,
sollte man unbedingt über Sicherungen nachdenken. Damit läßt sich im ersten Schritt der Hauptspiegel mit einiger Genauigkeit zentrieren, was optisch jedoch noch
nicht genau genug ist.



02. Fein-Zentrierung des Systems gegen einen Planspiegel

In einem zweiten Schritt prüft man das System gegen einen Planspiegel in Autokollimation, indem man zunächst a) den Sekundärspiegel justiert. Dabei wird man
feststellen, daß das System noch Rest-Astigmatismus hat. Der hat seine Ursache hauptsächlich in einer Restverkippung des Hauptspiegels selbst, und nun muß der
b) Hauptspiegel erneut nachzentriert werden in der Weise, wie das untere Schema zeigt. Bei diesem Vorgang sollte man Protokoll führen. Der Astigmatismus verformt
das runde Sternscheibchen zu einer Ellipse, die intrafokal auf die analoge Justierschraube zeigt. Dort muß man dann in einem iterativen Verfahren die Zentrier-
schraube im Uhrzeigersinn oder dagegen drehen, je nach Mechanik der HauptspiegelZelle. Dabei muß aber der Fangspiegel jeweils erneut nachzentriert werden.
In diesem Fall eine stundenlange Geduldsprobe.



In dieser Position wäre dieses RC-System nun perfekt. Um 180° längs der Achse gedreht, würde sich die Justage geringfügig ändern, weshalb es sinnvoll ist,
in dieser Position auch zu fotografieren, also das System nicht etwa umzuschlagen. Als Orientierung mag die Befestigungs-Schraube vorne in der Spinne dienen.
Die Ursache mag in der HS-Lagerung und dessen leichter Verkippung zu suchen sein.