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Siehe auch F044A * Artificial Sky Test bei zwei Refraktoren und einem F4 Newton

Bei einem Refraktor + Reducer bzw. Flattner kann man in der Regel voraussetzen, daß das opt. System Refraktor perfekt ist.
Weder Astigmatismus noch Koma oder Spherical fallen bei diesem Refraktor-Grundsystem ins Gewicht, sodaß man sich in aller
Ruhe auf die optimalen Abstände des Flattners -  zum Fokus und dem vorderen Objektiv konzentrieren kann.

Ganz anders bei einem Newton-System: Während bei einem Refraktor der freie Durchmesser des OAZ in Fokus-Nähe das
Bildfeld vignettiert, ist es bei einem Newton-System der Fangspiegel, der sehr viel weiter vom Fokus entfernt ist und zudem
im Durchmesser häufig zu klein ist: Im Fall des 8 inch F4 Quattro wäre der Fangspiegel kleine Achse 70 mm, der im Strahlen-
gang benutzte Durchmesser bereits 65 mm beträgt. Damit ist ein relativ kleiner Felddurchmesser im Bereich der opt. Achse
zu 100% ausgeleuchtet. Das geht auf Kosten der feinen Sterne. Ebenso problemetisch sind die Astigmatismus-Figuren bei
1.0° bzw. 2.0° Bildwinkel, da sie das punktförmige Sternlicht "verschmieren". Vignettierung + Sternauflösung benötigen
deshalb auch schon im Testaufbau eine doppelt so große Belichtungszeit wegen der genannten Effekte.

Beim Versuch, bei einem F4 Newton-System + Koma-Korrektor dessen optische Eigenschaften untersuchen zu wollen, "stolpert"
man förmlich über die Eigenheiten eines "schnellen" Newton-Systems und dessen Mängel.
Nur wenn die Abbildung des Artificial Sky Testes in etwa dem Bild 2 entspricht, ist es sinnvoll, sich mit der Abbildung
im Bildfeld durch einen KomaKorrektor näher zu befassen. Vorher müssen folgende Fragen geklärt sein:

01. Ist zuallererst der F4 Newton perfekt justiert, damit keine Achs-Koma die Abbildung stört? (siehe Bild 3 unten)
02. Ist der Fangspiegel frei von störendem Astigmatismus ? - ein ganz eigenes Kapitel, bei dem der Hersteller "entlarvt" wird
03. Ist der OffSet-Punkt beim Newton-System richtig eingestellt ? Wobei das optisch zunächst sekundär ist.
04. Ist zuletzt auch der Newton selbst exakt vor dem Planspiegel zentriert ? Auch das erzeugt Koma-Figuren.

Ad 01: Ein schneller Newton, also ein F4 System, reagiert sofort mit Koma bei der geringsten Dejustage, und stört damit die
Abbildung des Grundsystems Newton ganz erheblich: So sehr, daß man die Wirkung der KomaKorrektors selbst nicht mehr
einschätzen kann. Damit beginnt die Fehlersuche beim Grundsystem Newton. Und genau das ist nicht Ziel der Koma-
Korrektor Untersuchung.

Ad 02: Der Fangspiegel des schnellen Newton hat oft einen störenden vor allem zu großen Astigmatismus, und der stört die
Abbildung des Grundsystems derart, daß man die Wirkung des KomaKorrektor nicht mehr einschätzen kann. Besonders bei
den preisgünstigen Newtons werden Fangspiegel mit einer Genauigkeit von höchsten PV L/2 verbaut, sodaß man gezwungen
ist, sich erst mit der Qualität der Fangspiegel selbst zu befassen. Bei einem preisgünstigen 8 inch F4 Newton ist ein Fangspiegel
mit Durchmesser 70 mm kleine Achse eingebaut. Der hat über die ganze Fläche  einen PV Wert von L/2 und weniger. Nun sagt
die Philosophie des Herstellers, daß man von den 70 mm nie den ganzen Durchmesser braucht, sondern nur einen Teil. Man
kann also den tatsächlich benutzen Durchmesser leicht berechnen: Die Fangspiegel-Mitte ist vom Hauptspiegel 540 mm
entfernt, sodaß immer noch ein Durchmesser von 65 mm Fangspiegel kleine Achse benutzt wird. Damit stört ein vorhandener
Astigmatismus von PV L/2 ganz erheblich und macht eine aussagekräftige Messung unmöglich. Ob man damit eine erfolgreiche
Astrofotografie bestreiten kann, wäre noch genauer zu untersuchen. (Im 2. Bild wird dieser Sachverhalt kurz dargestellt.)

Ein leichter Zonen-Fehler "ziert" den Hauptspiegel. Das Ronchi-Bild beweist eine richtig korrigierte Parabel. Der ellipt. Fangspiegel wurde
ausgetauscht, weil er Astigmatismus einführte. Das kann ein solches System ganz schnell ruinieren.



Bevor man also das Grundsystem "schneller" Newton mit den Artificial Sky Test untersucht, ob die oberen Bedingungen einigermaßen
getroffen sind, ist ein Test des Fangspiegel erforderlich. In diesem Fall aber an einem SkyWatcher Quattro, nachdem dieser Hersteller
bekannt ist als Lieferant von hochwertigen Optiken. Kurzfristig konnte ich das Fangspiegel-Problem nur über den SkyWatcher Quattro
befriedigend lösen:
Aber auch da stellt sich heraus, daß der Fangspiegel auch nur PV L/4 über die Gesamtfläche hat, und das ist für eine sorgfältige Unter-
suchung von KomaKorrektoren zu wenig. Blendet man nun den Fangspiegel auf Durchmesser 60 mm kleine Achse ab, dann verschwindet
der Astigmatismus auf einen Wert von ca. PV L/7, und erst jetzt hätte man Bedingungen, mit denen man die Wirkung von einem Koma-
korrektor untersuchen kann. Nunmehr bekommt man über das Gesamt-System Newton in Autokollimation das folgende Bild, bei dem
aber immer noch der Rest-Astigmatismus zu erkennen ist, aber in einer Größe, die man tolerieren kann.

Man braucht also tatsächlich so etwas wie einen makelloses Referenz-Newton,
wenn man die Wirkung von KomaKorrektoren untersuchen will.

 Für den SkyWatcher Quattro gibt es vom Hersteller einen KomaKorrektor, dessen Wirkung ich erst später untersuchen kann und
dann diesen Bericht ergänzen werde. Verkippt man also das Grundsystem Newton F4 auf den Bildwinkel 1°, dann zeigt sich ohne
KomaKorrektor deutliche Koma, mit der ein AstroFotograph kaum zufrieden sein wird. Zumindest kann man über das folgende
Bild einschätzen, was so ein KomaKorrektor eigentlich leisten muß. 

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Quattro F4 + TeleVue ParaCorr Bildfeld 1°
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Mit dem ParaCorr von TeleVue ist die Koma dieses schnellen Newtons ganz erheblich reduziert, sodaß bis zu einem Felddurchmesser
von 14 mm Durchmesser eine brauchbare Abbildung für die Astrofotografie herauskommt. Inwieweit die untere Abbildung über den
Rest-Astigmatismus (siehe 2. Bild) beeinflußt wird, kann man erst abschätzen, wenn das Grundsystem perfekt ist. Der TeleVue
ParaCorr hat also eine recht gute Korrektur-Wirkung. Die Bauweise dieses KomaKorrektors ist aber leider so, daß man das Bildfeld
nur begrenzt untersuchen kann. 

Interessant wird die Untersuchung mit dem Quattro-eigenen Koma-Korrektor, der möglicherweise noch bessere Ergebnisse abliefert.
Auch beim Newton+Komakorrektor spielt die optimale Position dieses Korrektur-Elements eine wichtige Rolle: Wenn der Koma-Korrektor
vom Fokus zu weit entfernt ist, verschlechtert sich die Abbildung signifikant. Leider fehlt beim Quattro-OkularAuszug die bei Refraktoren
übliche Skala, mit der man die Position des KomaKorrektors im Tubus beschreiben könnte.

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Quattro F4 + SkyWatcher KomaKorrektor
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Für diesen "schnellen" Newton 200/800 gibt es von SkyWatcher einen Koma Korrektor mit guten Abbildungs-Eigenschaften. Vom Hersteller
wird ein Fokus-Abstand von 56 mm angegeben, der im Testaufbau punktgenau erreicht wurde. (Ermittelt über den Foukault-Test) Auf dem
OAZ fehlt eine Skala, sodaß ich hier 6.1 mm Abstand gemessen habe. Voraussetzung auch für diese Messung ist ein perfekter Newton aus
Haupt- und Fangspiegel und die exakte Zentrierung des Newton-Systems, ohne die eine Untersuchung des KomaKorrektors unmöglich ist.

 Die Abbildung des Artificial Sky Testes ist OK, möglicherweise spielt beim Newton-System noch eine marginale sphärische Aberration
eine Rolle.

 Offenbar führt der KomaKorrektor einen geringen Fehler ein, der aber auf dem AstroFoto nicht wahrnnehmbar ist. 

 Bei einem Kippwinkel von 0.3° bzw. Bildwinkel von 0.6° erscheint die Auflösung am Besten zu sein.

Bei einem Kipp-Winkel von 0.5° beginnt bereits ein leichter Astigmatismus, den man bei einem Kippwinkel von 1.0° noch besser
erkennt. Da dieser Fehler innerhalb der Chip-Auflösung von ca. 16x16µ liegt, ist er auf dem AstroFoto nicht wahrnehmbar.

 Auch ein KippWinkel von 1.0° führt auf dem Kamera-Chip zu einer "punkt-förmigen" Auflösung, da der erkennbare Astigmatismus
immer noch innerhalb der Chip-Auflösung liegt.

 Selbst bei einem Kipp-Winkel von 1.5° liegt die Größe des Astigmatismus nur wenig über der Chip-Auflösung und dürfte ebenfalls
kaum wahrgenommen werden.

Fazit: Mit dem SkyWatcher Quattro + KomaKorrektor sollte man über ein großes Feld eindrucksvolle Astro-Aufnahmen erzielen
können, wenn das Grund-System perfekt zentriert ist und der richtige Abstand des KomaKorrektors zum Fokus eingehalten wird.

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GPU Aplanatic Newton Koma Korrektor für Newton Teleskope ab F4
.

Bei diesem GPU Aplanatic Newton Koma Korrektor scheint ein F4 Newton-System die Grenze darzustellen; d.h. daß dieser
Korrektor bei kleineren Öffnungen besser funktioniert.

 Auffällig in diesem Fall ist die Baulänge mit ca. 100 mm

 Die Position des Koma Korrektors wurde markiert, weil das System offenbar Zentrierfehler hat und der Koma Korrektor in eine optimale
Position gedreht werden konnte. Diese Auflösung wünscht man sich dann im Bildfeld . . .

 Wie auch bei anderen Koma Korrektoren reagiert der Koma Korrektor mit Astigmatismus-Figuren, die aber innerhalb der
Chip-Auflösung von 16x16 Mikron bleiben.

 Bei größerem Kipp-Winkel vergrößern sich deshalb auch die opt. Fehler. Im Vergleich mit einem Refraktor + Flattner-System funktionieren
diese besser.

Ich suche also immer noch den überzeugend-perfekten Koma-Korrektor. Könnte auch sein, daß das Grundsystem besser bei F5
liegen sollte. Wobei die Refraktor + Flattner/Reducer-Lösung prinzipiell die bessere Variante ist.

Zweites 

 Zweites Beispiel       ->     zurück

Die Kombination "schneller" Newton + Koma-Korrektor hat den Farbvorteil eines Spiegel-Systems, hat aber ein massives permanentes Genauig-
keits-Problem: 01. Stimmt die Zentrierung des F/4 Newton-Systems, 02. Ist der FS OK oder leider astigmatisch, 03. Stimmt der HS, oder ist er
über- oder unterkorrigiert, 04. Ist wenigstens der Koma-Korrektor ohne Fehler? Newton-Systeme sind nicht besonders zentrierstabil , häufig rückt
die Qualität des Fangspiegels völlig aus dem Blickfeld. So kommt es dann zu Ergebnissen, die sich kaum richtig erklären lassen und das "edle" Teil
kommt zur Untersuchung zu mir: Über- bzw. Unterkorrektur kann nur am HS liegen, Astigmatismus fast immer am FS, und ob der KomaKorrektor
optisch OK ist bleibt im Bildfeld erst einmal ungeklärt. Er korrigiert zwar die Koma, aber auch nicht in der Qualität, wie man bei einem Refraktor-
System gewohnt ist.

Ich habe mir deshalb exakt das gleiche System zugelegt - als Referenz-Optik + KomaKorrektor. In meinem Fall habe ich den Fangspiegel ausge-
tauscht gegen einen, der nicht astigmatisch reagiert. Ein Refraktor + Flattener oder Reducer ist  leichter zu beherrschen, als das System
Newton + Koma-Korrektor. Die Position Des OAZ mit Koma-Korrektor bei 24 mm scheint eine große  Toleranz zu haben. Vielleicht findet sich ja
in der Praxis eine noch bessere Position, als die von mir ermittelte.               

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Bereits die qualitativen Tests zeigen beim Foucault-Test Zonen im Hauptspiegel, was man bei einem Refraktor kaum findet. Die Unterkorrektur
wäre ebenfalls dem Hauptspiegel zuzuordnen. Bei einem Refraktor würde man kaum eine so deutliche Unterkorrektur finden.  Zum Vergleich
mein eigenes System: http://rohr.aiax.de/ASTS_70.jpg  (Die Parabel wäre da OK, keine Über- oder Unterkorrektur.)


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Den Astigmatismus muß man dem Fangspiegel zuordnen. Ein Glück, daß dieser Fehler weitestgehend in der Auflösung des Kamera-Sensors
verschwindet. Im Fokus bekommt man also das bekannte "Kreuz" und beim Interferogramm sind es die ansteigenden Abstände der
Interferenz-Streifen. Die "W"-förmige Durchbiegung dieser Streifen ist ein Hinweis auf Unterkorrektur. Der günstigere Preis eines solchen
Systems hat leider derartige opt. Mängel.       


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Bis zu einem Bildwinkel von 2.0 ° sollte ein solches System brauchbare Ergebnisse abliefern können. Vielleicht ergänzt der Besitzer diese
Einschätzung durch entsprechende Bilder. Mit dem Artificial Sky Test bei 444-facher Vergrößerung wird die Auflösung im Bildfeld untersucht.  

        
Dieser Test ist überempfindlich und sollte deshalb immer in der Praxis überprüft oder bestätigt werden. Die hier gezeigten Bilder könnten deshalb
bei den Feld-Aufnahmen am Himmel "verschwinden".   


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Während man die Koma durch genaue Zentrierung beseitigen kann, bleibt die Unterkorrektur beim Hauptspiegel bestehen. Der Astigmatismus
kann nur durch Austausch eines astigmatismus-freien Fangspiegels korrigiert werden. Ob es in diesem Fall erforderlich ist, muß die Praxis erweisen.       


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Die Wellenfront-Darstellung zeigt beide Fehler: Unterkorrektur und Astigmatismus .


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Für die Fotografie wäre ein Strehl-Wert in der Nähe der "Beugungs-Grenze" eigentlich ausreichend. Für höhere Ansprüche müßte man
aber sowohl Fangspiegel, aber auch Hauptspiegel austauschen. Ob der Koma-Korrektor optische Fehler hat, ist noch gar nicht untersucht.
Ein perfektes System wird man bei dieser Newton+KomaKorrektor-Lösung nicht erwarten dürfen. 



Was passiert nun, wenn man den Hauptspiegel gegen einen 0.99 Strehl HS austauschen würde, ebenso den FS gegen einen, der nicht astigmatisch
reagiert. Nicht viel ! Der Kamera-Chip mit seiner Auflösung von 3x3 Pixel á 5.7 Mikron für feine Sterne läßt gar keine bessere Auflösung zu, die optischen
Fehler des Ausgangs-Systems F4 Newton verschwinden völlig in der untersten Aufnahme. Was dann noch im Rohbild am Rande auftaucht,
verschwindet bei der Nachbearbeitung und Bildverkleinerung. Eine Verbesserung des optischen System ist deshalb kaum wahrnehmbar, weil
die opt. Fehler etwa um den Faktor 3 kleiner sind, als die Chip-Auflösung. Sehr viel interessanter ist die Frage, wie groß der Bildfelddurchmesser
beim Koma-Korrektor eigentlich ist, bei dem eine gute Abbildung herauskommt. Das wären nach der oberen Übersicht ca. 2° Bildfeld-Winkel
oder etwa 27.0 mm .   



Der Sternfreund hat freundlicherweise ein Rohbild mit 5616 x 3744 Pixel mitgeschickt. Die gelben Quadrate in der verkleinerten Aufnahme 1300 x 866
Pixel zeigen die Situation auf dem Rohbild. Wenn man das Ergebnis nicht so kritisch sehen kann, dann hat man es mit einer durchaus brauchbaren
Abbildung zu tun - wenn sie auch verkleinert ist.  (Es läuft in der Regel immer darauf hinaus: Ist das Glas halbvoll oder halbleer?)  



Es gilt auch im zweiten Beispiel die Anleitung:

01. Ist zuallererst der F4 Newton perfekt justiert, damit keine Achs-Koma die Abbildung stört? (siehe Bild 3 unten)
02. Ist der Fangspiegel frei von störendem Astigmatismus ? - ein ganz eigenes Kapitel, bei dem der Hersteller "entlarvt" wird
03. Ist der OffSet-Punkt beim Newton-System richtig eingestellt ? Wobei das optisch zunächst sekundär ist.
04. Ist zuletzt auch der Newton selbst exakt vor dem Planspiegel zentriert ? Auch das erzeugt Koma-Figuren.   
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