Projekt CSFR - Bau eines chromatischen Sonnen-Faltrefraktors

Teil II: Berechnung
 
 
Aktueller Status: CSFR erfolgreich überarbeitet und in Betrieb genommen
  
Die Strukturgröße der Sonnengranulation bewegt sich in der Größenordnung von 1 bis 2,5 Bogensekunden. Bei einer beugungsbegrenzt arbeitenden Optik lässt sich die erforderliche Öffnung über folgende Formel berechnen:

                a ["] = l [nm] / (D [mm] * 4)

Hierbei ist a das Auflösungsvermögen in Bogensekunden, l die Wellenlänge in Nanometer und D der Durchmesser der Eintrittspupille in Millimeter.

Bei einer Wellenlänge von 540 nm und einem freien Linsendurchmesser von 71 mm ergibt sich ein beugungsbegrenztes Auflösungsvermögen von 1.9". In Anbetracht des am Tage oftmals schlechteren Seeings sollte dies gerade ausreichen.
Mit dem Optik-Programm WinLens berechnete ich den Strahlengang bei Verwendung des Baader Solar-Kontinuum-Filters. Durch eine um 187 mm nach hinten verlegte Aperturblende wird die Koma exakt auf Null reduziert. Im Endergebnis ist innerhalb der Halbwertsbreite des Filters von 8 nm der verbleibende Farbfehler, der Astigmatismus und die Bildfeldwölbung kleiner als das Airy-Scheibchen. Das heißt, die Optik arbeitet tatsächlich beugungsbegrenzt.


Da das Programm WinLens leider keine schräg stehenden optischen Flächen darstellen kann, markiert die senkrechte Linie in der Bildmitte die Lage und Größe des Prismas.

 
Die Aperturblende liegt 187 mm hinter der Linse. Dadurch verlaufen die Strahlenbüschel zum Bildrand durch ein anderen Kreisausschnitt der Linse als das paraxiale Strahlen- büschel. Die Koma wird Null und der Astigmatismus liegt innerhalb der Beugungsgrenze.


Auf dem Spotdiagramm ist in der zweiten Spalte von links zu erkennen, dass bei Verwendung des Solar-Kontinuum-Filters auch die chromatische Aberation innerhalb des Airy-Durchmessers liegt. Der grüne Kreis markiert 540 nm, der blaue Kreis 536 nm und der rote Kreis 544 nm.

Wegen der asymmetrischen Tubuskonstruktion und aufgrund der bereits bei den beiden anderen Selbstbauteleskopen GFA und ANT gemachten Erfahrungen entschied ich mich wieder für einen verleimten Sperrholztubus mit rechteckigem Profil. Weil das Instrument nicht nur auf meiner schweren Lichtenknecker M 100 B, sondern auch auf der Vixen GP einsatzfähig sein sollte, wurde Birkensperrholz mit einer Wandstärke von nur 2 mm und eine konsequente Leichtbauweise mit Verstrebungen aus Kiefernleisten gewählt.


Technische Daten CSFR:

Teleskoptyp
 einlinsiger, chromatischer Faltrefraktor
Objektiv
 unvergütete, plankonvexe Nahlinse einer 16mm-Filmkamera vom Typ Krasnogorsk
freier Linsendurchmesser
 71 mm
Brennweite
 1734 mm
relative Öffnung
 1:24
Faltungswinkel 12°
maximales Bildformat 24x36 mm
vignettierungsfreier Bildfelddurchmesser
 30 mm
Mittlerer Sonnenbilddurchmesser ca. 17 mm
Fokussierer
 Canon FD Balgengerät
Blendensystem
 7 Blenden
Tubusinnenmaße
 96x96 mm
Tubusaußenmaße 100x220x1000 mm
Material des Tubus Birkensperrholz 2 mm, Kieferleisten, Aluprofilleisten
Gewicht OTA 2.0 kg
Gewicht inkl. Bandpassfilter und aufnahmefertiger Kleinbildkamera 2.8 kg
Bauzeit
 Mai 2005 bis Juni 2008
Materialkosten ca. 235.- €

 
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Kontakt: slansky(ätt)hff-muc.de (ätt durch @ ersetzen...)
 
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