1. November 2011

Refraktor als Fotomaschine II Vixen AX103S 103/825 mm APO Maximum Optics

Ob dieser Refraktor tatsächlich genau die Zit: "Fotomaschine" gewesen ist, mit der die beeindruckenden Fotos entstanden sind, wie sie von
Stefan Seip in der August Nummer in S&W 2010 veröffentlicht worden waren, läßt sich mit letzter Sicherheit nicht feststellen. Wahrscheinlich
wäre es schon, wenn man sich besonders die Abbildungen meines Artificial Sky Testes besonders im Feld bei 30 mm Durchmesser betrachtet.

Bei einer "Fotomaschine" hätte der Strehlwert auf der opt. Achse untergeordnete Bedeutung. Diese Einschätzung teilt auch Stefan Seib im
S&W-Artikel. Zit. "Für einen Astrofotografen fast noch wichtiger ist die Abbildungs-Qualität 'im Feld', also abseits der opt. Achse, damit die
Sterne auch in den Ecken des verwendeten Sensorformats scharf dargestellt werden." Zum Vergleich: http://rohr.aiax.de/AX103S_02.jpg

Dieser Sachverhalt läßt sich bei manchen GSO RC's beweisen, die wegen Überkorrektur auf der opt. Achse gerade mal 0.50 Strehl zusam-
menbringen, Astigmatismus und Koma noch gar nicht berücksichtigt. Und trotzdem entstehen bei Belichtungszeiten von bis zu 10 min.
wunderbare Astro-Aufnahmen. Der Grund hierfür sind die Seeing-Effekte bei längeren Belichtungszeiten, sodaß solche Restfehler vom Kamera-
chip im Primär-Fokus nicht wahrgenommen werden. Siehe auch: 10 inch GSO RC Wieviel Strehl braucht ein Astro- Objektiv ?

Der als "Fotomaschine" titulierte APO muß also in erster Linie über die Abbildung im Bildfeld beurteilt werden, besonders auch deswegen, weil der Trend
bei den Sternfreunden offenbar stärker in Richtung Astro-Fotografie geht. Hier verliert also eine einseitige Strehldiskussion an Bedeutung, da hier immer
nur die Situation auf der opt. Achse herangezogen wird, wie sie für visuelle Anwendung sinnvoll ist. So betrachtet wäre dieser APO aber auch für visuelle
Beobachtung noch ausgesprochen farbrein, was weiter unten die Untersuchung des Farblängsfehlers beweist.
Zunächst erst eine Erinnerung an die S&W Ausgabe von 8/2010.



Geschützt vor allzu neugierigen Fingern die sehr sinnvolle Zentrier-Möglichkeit der ersten System-Linse, eine Technik, die man auch bei Takahashi findet. Wer's
erfunden hat, weiß ich nicht. Damit läßt sich im Notfall neben der Koma auch noch der Astigmatismus auf Null bringen, wie ich unlängst einmal erleben konnte.



Der Artificial Sky Test ist für die Darstellung der Abbildung im Bildfeld ideal. Im Link enthalten sind auch zwei Übersichtstafel von Ergebnissen der letzten 5 Jahren.
Bis zu 30 mm Felddurchmesser zeigt dieser Test die theoretische Auflösung, die man über die Formel erhält = 138.4/Öffnung oder aus dem Foto selbst aus dem
inv Tan (6µ/825) Die Dreiergruppe in den Bildern haben Mitte-Links 10µ und Mitte-Rechts 8µ. Die Auflösung ist bis 30 mm Felddurchmesser kaum verändert.
Nachdem bei Weißlicht ein ausgeprägter Beugungsring erkennbar ist, sei auch noch die Situation bei 550 nm wave bzw. durch einen Baader Solar Continuum Filter
dargestellt. Das dürfte dann auch die Begründung dafür sein, daß der Titel "Fotomaschine" durchaus angebracht ist.



Wie bei vielen Refraktoren bekannt, gibt es für einen im Okular-Auszug untergebrachten Flattner oder Telecompressor eine optimale Position. Bei diesem System ist es
zwar nur eine Einzellinse (Meniscus-Linse), aber auch da gibt es offenbar eine optimale Position, die aber zugleich auf den Öffnungsfehler Einfluß nimmt:
Bei 25 mm, wie im Bild zu sehen, wäre das System zwar leicht unterkorrigiert, weswegen der Strehlwert auf der Achse etwas reduziert ist, die Abbildung im Feld
scheint aber bei diesem Abstand optimal zu sein. Bei 5 mm Abstand wäre der Strehlwert höher, es könnte aber Probleme mit der Fokussierung geben. Insgesamt
hat man einen großzügigen Fokussier-Bereich, wie damit bewiesen wäre. Bei 5 mm Abstand schien die Koma etwas größer zu sein. Das sind aber Effekte, die man
nie auf Astro-Aufnahmen sehen würde. Die Schärfentiefe ist mit 0.07 mm ein kleiner Wert, weshalb es mit der Fokussierung schwierig sein könnte.
Anmerkung: Die von mir gefundene optimale OAZ-Position und damit der Bildebnungslinse wurde abhängig von der Unterkorrektur von mir über den
Strehlwertwert auf der opt. Achse gefunden. Inwieweit diese Position mit einem absolut ebenen Bildfeld kongruent ist, habe ich daher nicht untersucht,
sodaß beide Bedingungen nicht unbedingt "zusammen-spielen" müssen.



Mit weiteren Tests kann man diesen Sachverhalt noch etwas vertiefen. Das Foucault-Bild zeigt je nach Abstand tatsächlich erkennbare Unterschiede, ebenso
das Ronchi-Bild.



Ebenso die beiden Interferogramme und damit die Wellenfront-Deformation, die je nach Abstand unterschiedlich ausfällt. Das zeigt im Übrigen
auch diese Darstellung: http://rohr.aiax.de/AX103S_09.jpg bis 30 mm Felddurchmesser.



Ein RC_Indexwert von 0.5595 ist selbst im APO-Bereich ein sehr guter Wert, das läßt sich auch aus dem Sterntest herauslesen.



Die einzelnen farbigen spektralen Interferogramme und ihre Differenz-Schnittweiten. Man erkennt an ihnen die tendentielle Unterkorrektur, wie sie über die
Position der Meniskuslinse im Okularauszug verursacht wird.



Die optimale Position der Meniskus-Linse im Okular-Auszug dürfte in der Gegend 5-8 mm sein. Je größer dieser Abstand, umso unterkorrigierter die sphärische
Aberration, sa man an den IGrammen deutlich ablesen kann. Es nimmt scheinbar auch die Dezenhtrierung/Koma zu, weshalb im letzten Schritt auch dieser
Fehler minimiert wurde.



Stellt man den OAZ in seine optimale Position, dann hat man bis zu einem Kippwinkel von 1.8° (Bilddurchmesser von 51 mm) eine sehr gute Abbildung, wenngleich
ab ca. 29 mm Durchmesser die Vignettierung beginnt. Ein Kippwinkel von 1.5° bzw. Bildwinkel von 3.0° entspricht der Diagonale (43.26 mm) des 24x36 mm Kleinbild-
Formates, sodaß man auf meiner Übersicht die Vignettierung u.a. in den Bildecken einschätzen kann.



Ab einem Felddurchmesser von ca. 18 mm reagiert das System mit einem leichten Test-Astigmatismus, der jedoch den 1. Beugungsring nicht überschreitet.
Erst ab 40 mm Bilddurchmesser würde man leichte Koma-Effekte erkennen, was ich für eher unwahrscheinlich halte bei längerer Belichtungszeit. Es spricht also
einiges dafür, daß mit diesem Vixen AX 103S die Aufnahmen für den S&W-Bericht gemaccht wurden.



Noch ein paar Aufnahmen, wie sie im Web von den chinesischen Sternfreunden abgelegt worden waren. Die Aufnahmen von Stefan Seip muß man sich in der S&W
Nummer 8/2010 anschauen.
http://www.dsi-astronomie.de/Images_HR/M101APO.jpg



http://www.astrophotoclub.com/seiun/sankou.htm

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Im ersten Schritt der Untersuchung wollte ich den IST-Zustand dieser "Foto-Maschine" ermitteln:
a) nachdem dieses Teleskop für den S&W-Bericht verwendet worden sein soll,
b) dieser Refraktor soll danach vom Kollegen Grzybowski ebenfalls "in Augenschein" genommen worden sein.
___Seine Ergebnisse sind mir leider nicht exakt bekannt, was aus Vergleichs-Gründen interessant wäre.

Ein störender, aber auch behebbarer Fehler ist die Achskoma, die bei der Astro-Fotografie vernachlässigt werden kann. Einen visuellen Beobachter könnte sie stören,
besonders wenn er Strehl-fixiert ist. Um also auch den visuellen Ansprüchen zu genügen, wurde das System nachzentriert und erstrahlt nun in einem Strehl von 0.963.
Es genügt zur Beurteilung bereits der IGramm-Vergleich zwischen IST und SOLL (die gelbe Hilfslinie).



Diese Art Optimierung erfolgte nur der visuellen Beobachtung zuliebe - damit würde Stefan Seib die gleichen perfekten Aufnahmen machen.





Wenngleich mit dem Vixen AX103S ein TOA von Takahashi nicht eingeholt werden kann, wäre dieser Refraktor ebenfalls ein sehr schönes
Teleskop für die visuelle Beobachtung, und dann sollte auf die OAZ-Position Rücksicht genommen werden.



Alle Restfehler liegen also unterhalb von PV L/6.2 bzw. einem Strehl von 0.963, bzw. der ursprüngliche Zentrierfehler von PV L/4.5 wurde auf L/20.7
korrigiert, was den Strehlwert ebenfalls sprunghaft ansteigen läßt.



Die Standard-Tests bestätigen bei genauer Betrachtung die Qualität dieses APO-Refraktors.