Trotz H.R.Suiter "Star Testing
Astonomical Telescopes" sind die Grundprinzipien des Sterntestes
noch lange nicht allgemein bekannt, weshalb es
in den Astronomie-Foren periodisch immer wieder zu
Verständnis-Fragen kommt. Es hat den
Anschein, daß dieser Test die Sternfreunde eher ver-
wirrt hat, als ihnen bei der Qualitäts-Kontrolle
ihres Teleskops behilflich zu sein.
Haupteinwand gegen Buch und Aberrator-Programm
sind die synthetisch-gerechneten Fall-
Beispiele, weil die Beispiele, die man durch
die Fotografie von realen Sternscheibchen ge-
winnt, sich deutlich von den gerechneten unterscheiden
und schon so manchen Sternfreund
in die Verzweiflung gestürzt haben.
Der Sterntest ist grundsätzlich ein
qualitativer Test. Es lassen sich also
nur ganz eingeschränkt
PV-, RMS- oder Strehl-Werte ermitteln. Eine quantitative
Variante ist der Roddier-Test am Himmel,
der auf fotografischem Weg eine Quantifizierung
ermöglicht. Siehe auch:
http://www.astrosurf.com/tests/roddier/roddier.htm
http://astrosurf.com/nexstar8/
http://www.ifa.hawaii.edu/faculty/roddier/
Der Sterntest zeigt deutlich Flächen-Unregelmäßigkeiten,
Zonen und Astigmatismus an,
unschärfer ist er, wenn er exakte Aussagen
zum Öffnungsfehler machen soll. Das klassi-
sche Beispiel dafür ist beim Spiegelschleifen
der Kugelspiegel im Krümmung-Mittelpunkt.
Nach der Geometrie findet eine Totalreflexion
statt und alle Lichtstrahlen treffen sich
wieder im Kugelzentrum des kugelförmigen
Hohlspiegels. Das sieht dann so aus und
ist zu-
gleich ein Beispiel für den klassischen
Stern-Test, wie er am Himmel sein sollte:
Am Himmel fallen jedoch der Geometrie wegen,
die achsnahen Strahlen länger als die Rand-
strahlen, der Spiegel ist also unterkorrigiert
und muß parabolisiert werden, also die Mitte
wird tiefer poliert, um das wieder zu korrigieren.
(Für den Krümmungsmittelpunkt entsteht
aber jetzt eine Überkorrektur) Prüft
man also einen Parabol-Spiegel im Krümmungsmittel-
Punkt, so ist dies immer ein überkorrigierter
Spiegel und man bekommt in diesem Fall extra-
fokal einen deutlichen "Beugungsring" und
intrafokal nur noch den diffus ausgefransten
Rand. Bei der
Unterkorrektur fallen also die Mittelpunkts-Strahlen länger als die
Rand-
strahlen, weil eine Art "Berg in der Mitte"
die Schnittweite in der Mitte verlängert.
Bei der Überkorrektur ist in der Mitte
eine "Vertiefung" und die Mittelpunkt-Strahlen
fall kürzer. Ein abfallender Rand
ist also eine Art Überkorrektur, weil die Randstrahlen
länger fallen und beim Rest der Fläche,
selbst wenn sie unterkorrigiert ist, die Strahlen
kürzer fallen. So kann also eine tendentiell
unterkorrigierte Fläche über den Rand über-
korrigiert erscheinen am Sterntest. In
dieser Hinsicht ist der Stern-Test "unscharf".
Grundprinzip bei astronomischen Teleskopen ist
die Tatsache, daß ein vom Weltall kommendes Licht-
bündel parallel ist, und auf der optischen
Achse im Idealfall innerhalb des Airy-Beugungsscheibchens
alle parallelen Lichtstrahlen vor dem Fernrohr
bzw. Objektiv im Brennpunkt als winzig kleiner Licht-
punkt abgebildelt wird. In der Praxis ist dies
jedoch eher selten der Fall, und im Bildfeld, außerhalb der
Achse kommen noch weitere opt. Abbildungsfehler
hinzu, die aber auf der Achse zunächst keine Rolle
spielen. Dieser Test ist natürlich auch
in einer Autokollimations-Anordnung durchführbar mit dem Vor-
teil der doppelten Genauigkeit und allerbestem
Seeing im Labor: Hier das Beispiel eines Newton-
Spiegels.
Hier das Beispiel eines weniger gut gelungenen
Spiegels am Himmel bzw. in Autokollimation:
Ein positives Gegenbeispiel bietet folgender Hochleistungs-Newtonspiegel,
dessen Sternscheib-
chen intra- und extrafokal nahezu gleich sind,
jedoch ein ganz zart ausgefraster Rand im extra-
fokalen Sternscheibchen eine Flächen-Überkorrektur
andeutet, während der Rand selbst keine
Auffälligkeiten hat. Auch die Fläche
selbst zeigt außer ganz flachen Zonen weiter keine Störung.
Das Ronchi-Gitterbild intrafokal bei 13 lp/mm
zeigt einen nahezu perfekten Spiegel, dem man die hauch-
zarte Unterkorrektur nur in Autokollimation bei
doppelter Genauigkeit ansieht.
Beim nächsten Beispiel ist eine ganz leichte
Überkorrektur vorhanden, die man auch nur mit dem Ronchi-
Gitter 13 lp/mm intrafokal in Autokollimation
erkennt. Weil hier aber der Rand etwas hochzieht, ist das
Sternscheibchen extrafokal leicht ausgefranst.
Soviel zu den perfekten Optiken oder hier den
Parabolspiegeln.
Der Parabol-Spiegel ist also im Krümmungsmittelpunkt
total überkorrigiert, d.h. die Mittel-
punktstrahlen fallen kürzer, als die
Randstrahlen, man sieht extrafokal einen dicken Beugungs-
ring und intrafokal kein Scheibchen mehr,
sondern nur noch den ausgefransten Rand.
(Damit ist ganz klar, wie am Himmel ein überkorrigierter
Spiegel oder opt. System ausschauen muß:)
intrafokal sieht man einen ausgefransten Rand,
extrafokal immer deutliche Beugungsringe. Bei größeren
Öffnungen sieht man in der Regel intrafokal
nur noch diffuses Licht. Also kann man den Parabolspiegel nur
extrafokal im Krümmungsmittelpunkt auf Astigmatismus
prüfen.
Am bauchigen Ronchi-Gitter intrafokal bei 13 lp/mm
erkennt man eindeutig, daß die Lichtstrahlen in der
Mitte kürzer fallen als am Rand, was zu
einer bauchigen Verformung führt.
Das Gegenteil davon war ein Frauenhofer, der vermutlich
durch einen falschen Linsenabstand unterkorrigiert
reagierte, und das schaut dann so aus: Hier sind
also die ausgefransten Sternscheibchen genau umgekehrt
und damit extrafokal, während intrafokal
die Beugungsringe zu sehen sind.
Der Nachweis kann wieder über das Ronchi-Gitter
geführt werden.
Beim einem VMC 200L war die Unterkorrektur nicht
ganz so ausgeprägt, und das schaut dann so aus:
Im Ronchibild wieder intrafokal bei 13 lp/mm kann
man die leichte Unterkorektur erkennen.
Ein Sternfreund brachte unlängst seinen hoffnungslos
überkorrigierten Newton-Spiegel. Der schaut in Auto-
kollimation dann so aus:
Merke:
Bei Überkorrektur oder abfallender Kante,
was nur eine Form von Überkorrektur ist, sind die
Sternscheibchen intrafokal immer am Rande
ausgefranst und extrafokal sind immer deutliche
Beugungs-Ringe zu sehen. Wie groß die
Überkorrektur in PV Lambda der Wellenfront jedoch
ist, läßt sich mit diesem Test
nahezu nie abschätzen, auch wenn es oft behauptet wird. Ein mög-
licher Astigmatismus oder Koma machen diesen
Versuch sofort zunichte. Je gleichmäßiger die
Scheibchen-Fläche ausgeleuchtet ist,
umso glatter die polierte Fläche. Störungen bzw. Unregel-
mäßigkeiten, wie Zonen, Wolken
etc. lassen sich hier bereits erkennen.
Wolfgang Rohr |