T E C - 8 inch Maksutov

[Rohr]

Telescope Engineering Company - 8-inch Maksutow (Link) (siehe auch die Fußnote unten)

Bei der Untersuchung dieses hochwertigen 8-inch Maksutow-Systems von T E C tauchen ein paar Aspekte auf, wie sie in einer Stellungnahme von Roland Christen im oberen Link zu finden sind: a) die assymetrische Abbildung beim Sterntest intra/extrafokal und b) welchen Effekt eine gezielt vorgenommene Überkorrektur im Bereich PV = L/10 auf die Abbildung bzw. das Trennungsvermögen bei engen Doppelsternen hat. Dazu will dieser Bericht lediglich mit ein paar Anregungen beitragen, also keine endgültige Klärung versuchen.

Der erste Eindruck bestätigt eine solide handwerkliche Ausführung, wie man sie bei Maksutov-Systemen nicht immer findet. Das
beginnt mit so trivialen Details wie den hinteren Haltering, mit dem man das Teleskop bewegen kann, dem Okular-Auszug und die
Feinheiten bei der Justage des Sekundärespiegels, alle diese Problemstellen sind ordentlich gelöst.



Mit einem ersten Übersichtstest meines Artificial Sky -(Übersicht: Artificial Sky) kann man bereits sehr gut die Gesamtsituation
bei 1000-facher effektiver Vergrößerung einschätzen: Die theoretische Auflösung wird mit 0.692 in jedem Fall erreicht, der erste
Beugungsring ist ein Hinweis auf Obstruktion und geringer sphärischer Aberration - in unserem Falle eine Überkorrektur im
Bereich von PV = L/10. Da der Beugungsring nahezu nicht gestört ist, dürften Restkoma und Rest-Astigmatismus keine ernst-
zunehmende Rolle für dieses f/15.5 System spielen. Unten links im Bildeingeblendet die "Fünfer-Gruppe", wie sie unterm Mikroskop
zu sehen ist.



Nach Rutten, Telescope Optics, 5. Auflage 2002, S. 103-105, spielt die Dicke der Meniskuslinse bei einem Maksutow-System
offenbar eine wichtige Rolle hinsichtlich der Farbkorrektur (S.103) und hinsichtlich der sphärischen Aberration (S.105) im
Zusammenhang mit der Obstruktion. Darin sei auch der Grund zu suchen für die Assymetrie beim Sterntest, ein Sachverhalt,
wie ihn Roland Christen ebenfalls beschreibt:

When tested on the night sky, the inside and outside diffraction patterns will be quite different. Any beginner will see it so and may conclude that the optic is of poor quality. [...]The system with the uncorrected or pure Maksutov curves had the central hole of the donut break out 4 times farther on one side of focus than the other. [...] In view of the above, I have seen amateurs at star parties wrongly interpret the star test and overestimate the quality of one optic that was really not that good, and underestimate another that was really superb.

Dieses System könnte möglicherweise an Haupt-oder Fangspiegel doch eine Retouche erfahren haben, die im übernächsten Bild . . .



. . . den leichten Zonenfehler erklären könnte. Die geringe Überkorrektur läßt sich im Ronchi-Test 13 lp/mm intrafokal
gut zeigen.



Die Farbreinheit dieses Systems - ein grundsätzliches Merkmal von Maksutovs - kann man über das farbige Weißlicht-Inter-
ferogramm demonstrieren: Wenn die mittleren Streifen bis zum Rand dunkel verlaufen, dann ist keine Längs-Aberration im
Spektrum festzustellen, eine ähnliche Situation wie beim Kugelspiegel.



Ein weiterer Beweis läßt sich über die Farb-Interferogramme in den jeweiligen Spektren führen, also die entsprechenden Fraun-
hoferschen Linien: F-, e-, d-, und C-Linie. Lediglich bei Grün das 532 nm wave Laser-Interferogramm. Da Maksutovs wegen ihres
kleinen Öffnungsverhältnisses schnell mit Vignettierung reagieren, sind die folgenden Aufnahmen nicht exakt rund.



Ein fast perfektes IGramm, dem man die hauchzarte Überkorrektur ansieht.



In der Summe die Wellenfront-Deformation.



und die Energieverteilung in Abhängigkeit zur Obstruktion und geringer Überkorrektur.



Die MTF-Kurve ist bei feinen Strukturen ab 0.6 - 1 aussagekräftiger. Und hier wäre dieses System sogar besser, wenn man dieser
Kurve glaubt. In einem solchen Fall wäre ein direkter Vergleich am Himmel vermutlich immer aufschlußreicher. Siehe auch Rutten,
Telescope Optics, 5. Auflage 2002, Seite 212-221.



Eine Auflistung und anteilige Gegenüberstellung der jeweiligen Restfehler: Die Zentrierung ist perfekt, weshalb der Koma-Anteil
verschwindend gering ist mit 0.003% Strehlpunkte. Astigmatismus vermindert den PV-Wert auf L/7.5 und die Überkorrektur
beläuft sich auf ca. L/11, in der Summe ein Gesamt-Strehl von 0.96, der am Himmel alle Wünsche erfüllt.



Für einen weiteren Aspekt zusätzlich ein Versuch: Eine leichte Überkorrektur würde bei der Abbildung von feinen Sternen eine
höhere Auflösung ermöglichen. Dieser Frage kann man u.a. an einem Kugel-Spiegel-Experiment nachgehen. Erwärmt man die
Rückseite eines Kugelspiegels, dann fällt die Spiegelfläche in eine leichte Überkorrektur und man bekommt die erwünschte
Sitaution, die man u.a. mit dem Artificial Sky Test untersuchen kann.



Zunächst kann man mit Zemax überkorrigierte Interferogramme erstellen, um sie hernach auszuwerten. An der PSF-Funktion, also
der Energie-Verteilung erkennt man, daß sich mit steigender Aberration das Maximum verkleinert, die Energie sich stärker in den
ersten Beugungs-Ring verschiebt und die Minima der folgenden Beugungs-Ring "unschärfer" werden. Betrachtet man die Bilder des
Artificial Sky, dann nimmt mit beginnender Überkorrektur bzw. sphärischer Aberration die Verschiebung der Engergie in Richtung
1. Beugungs-Ring zu und die Punkt-Abbildung der mittleren Dreier-Gruppe scheint besser aufgelöst zu sein, was besonders am
mittleren Bild erkennbar wäre. Bei der MTF-Kurve wäre die Situation jedoch verschlechtert.



Simulationen mit Zemax lassen aber einen anderen Sachverhalt vermuten: Die PSF-Funktion zeigt, wie bei Überkorrektur ein Teil
der Energie sich in die Beugungsringe verschiebt: Die schwachen grauen Ringe um das Maximum. Das Maximum selbst sinkt bei
sphärischer Aberration ebenfalls. Es ändert sich aber die Lichtintension im unteren Diagramm z.B. bei 50% - jeweils die rote
Linie, und damit verkleinert sich der Durchmesser. Nun könnte dieser Vorgang aber Auswirkung auf die "Sättigung" der Pixel
im betreffenden Bereich haben, sodaß dieser Effekt eher etwas mit den Eigenheiten eines Chips zu tun hat, als mit der tatsäch-
lich verbesserten Auflösung: Sodaß visuell dieser Effekt nicht zu beobachten sei, wohl aber fotografisch, wegen Untersättigung
der betreffenden Pixel. Dieser Effekt könnte auch bei den Testaufnahmen mit dem Kugelspiegel zugrunde liegen.



Dazu gibt es auch einen Vergleichsbericht aus der Praxis am Himmel selbst zwischen diesem TEC 200/34100 und einem TMB 178
f/7, der trotz aller Einwände dennoch interessant ist: Im Pegasus wäre ein Doppelstern von 0.8 arcsec mit beiden Teleskopen klar
zu trennen gewesen. (Wenn es nicht vielleicht sogar 72 Peg war mit 5.6m und 5.9m bei einer scheinbaren Distanz von 0.5 arcsec.)
Hier hätte im visuellen Vergleich der TMB die bessere Abbildung abgeliefert. Der TEC hat die Komponenten ebenfalls klar getrennt,
die Schwärze zwischen den Komponenten sei etwas vermindert gewesen beim TEC. Bei der Jupiter-Beobachtung wären hingegen
beim TEC feine Details in den Bändern klarer und akzentuierter zu sehen gewesen als im TMB 178. Unabhängig davon zeigt aber
dieser Vergleich, daß sich der TEC in der Praxis offenbar sehr gut bewährt. Seeing/Pickering Skala, Link1,

Fußnote:

The dilemma for manufacturers then is, should we do our best to produce smooth high contrast optics, or should we please the star test crowd and do some hand aspherizing to get a more pleasing out-of-focus star image? I can tell you that it is easy to do some rough compensation with quick local polishing at several zones to get more equal inside and outside star patterns, but the result will almost certainly be a loss of contrast. Add to that a nice big central obstruction to get rid of the offending inner zones, and presto! you have a nice "fast food" Mak-Cass that doesn't work any better than a typical SCT.

Die richtige Interpretation des Sterntestes bei computer-generierten Beispielen dürfte das Haupt-Argument sein, diesem weit verbreiteten Test zu mißtrauen. Ohne Gegenkontrolle ist der Sterntest wertlos.

[Mikoka]

Hallo Wolfgang,
die Rücksprache mit einem Mitbeobachter (NONSENS) ergab, dass der Doppelstern 16 Vulpeculae (Abstand 0,9``) war; Seeing war ungefähr bei 5 bis 6/10 nach Pickering; die etwas bessere Detailauflösung beim Mak kann auch auf die sich zu dieser Zeit verschlechternden Seingbedingungen zurückzuführen sein; Michael Kießling konnte sie deshalb nicht bestätigen, beim Doppelstern erschien ihm der TMB etwas besser zu sein, d.h., das Airyscheibchen bei ca. 300x war etwas klarer definiert und der 1. Beugungsring etwas schwächer ausgebildet, so dass der Zwischenraum zwischen beiden Sternen etwas dunkler war; alles natürlich nur in den ruhigen Momenten zu erkennen.
Nochmals danke für die eingehende Durchmessung des TEC.
Beste Grüße Michael

[suessenberger]

Hallo Wolfgang,

besten Dank für den Test - scheint ein Klasse-Gerät zu sein. Alleine die Ergebnisse Deines artificial-Sterntest finde ich schon sehr beeindruckend. Fehlt nur noch Deine Auswertung des TMB 178 f/7.

Freundliche Grüße: Uwe

[NONSENS]

Jo, auch ich durfte einige Blicke durch dieses hervorragende Teleskop werfen!
Der Unterschied zum 7" TMB-Apo beim Doppelstern 16 Vul war tatsächlich der erste Beugungsring. Beide Beobachtungen erfolgten bei ähnlicher Vergrößerung, bei beiden waren die Airyscheibchen meilenweit voneinander entfernt, aber im Spiegel war etwas mehr Licht um das Scheibchen herum (der 7" TMB machte übrigens einen perfekten Eindruck!). Jupiter habe ich im 7"er nur kurz gesehen, kann mich kaum an Unterschiede zum Spiegel erinnern. Um so besser erinnere ich mich an eine Mondbeobachtung vor längerer Zeit mit dem TEC, als mir den ganzen Abend der Unterkiefer vor Staunen runterhing - Kontrast und Auflösung sind einfach sagenhaft! Auch mein Urteil als langjähriger Beobachter lautet: ein Spitzenteleskop! (Und schön, daß es ganz in meiner Nähe steht!)

Grüße von Michael!