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Author Topic: telescopi pesantemente ostruiti (10 messages, Page 1 of 1)

daniela
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Posts: 515
Joined: Sep 25, 2008

Maxproject Team


Posted: Oct 28, 2008 06:57 PM          Msg. 1 of 10
Raccolgo qui alcuni pensieri sull'eventualita' che un'ostruzione centrale notevole possa essere un vantaggio e in quali condizioni e fino a che punto. Alcune considerazioni di massima:
- l'ostruzione centrale riduce le dimensioni del disco di Airy, ma aumenta la luce diffusa al di fuori di esso, in particolare quella del primo anello di diffrazione. In condizioni di cattivo seeing e di aperture generose, quando il disco di Airy e il primo anello di diffrazione tendono a confondersi, l'ostruzione centrale da vantaggio si trasforma in handicap. Questo purtroppo, in Italia, lo vediamo quasi tutte le notti di cielo sereno.
- in situazioni di seeing ideale, l'ostruzione esalta dettagli ad elevato contrasto e ad elevata frequenza spaziale, mentre penalizza strutture a basso contrasto e bassa frequenza spaziale
- difficilmente l'atmosfera permette ad un telescopio qualsiasi, di andare oltre un fattore 2 o 3 rispetto alla risoluzione di un buon rifrattore da 10cm [questo lo scrive Al Nagler] ma si tratta di una enormita', un abisso, tantissimi dettagli in piu' su un pianeta, e un numero di stelle doppie splittate che aumenta drasticamente
- ostruzione centrale significa meno contrasto e quindi pretende un cielo, non solamente con pochissima turbolenza, ma anche molto buio (purtroppo anche questo oggi in italia non esattamente facile da trovare....)
Possiamo quindi classificare, riguardo all'ostruzione centrale, gli strumenti ottici in vari gruppi.
- ostruzione bassissima o nulla, 0%-15%, qui rientrano i rifrattori e gli schemi esotici, herscheliano, trischiefspigler, varianti catadiottriche, eccetera. Questi sono strumenti a vocazione planetaria che fanno man bassa su marte, giove, e saturno; e che comunque anche sul deepsky il loro punto di forza e' il contrasto.
- ostruzione bassa o moderata, 15%-30%, molti newton e matsukov e d-k e cassegrain classici rientrano in questa categoria, l'osservatore attento si accorge della presenza di un'ostruzione, ma i suoi effetti non sono dominanti rispetto ad altre caratteristiche del progetto ottico
- ostruzione medioalta e alta, 30%-50%-60%, questa fascia di strumenti parte dagli sct compromesso (quegli stessi che adesso, per colpa del peggioramento nel seeing e nell'inquinamento luminoso in italia, vanno cosi' tanto peggio di vent'anni fa) e procede verso gli strumenti a vocazione deepsky e nati per l'uso con sensori a largo campo che quindi necessitano di un ampio campo illuminato (meglio se piano, ma questa e' un'altra storia)
- ostruzione molto grande, oltre il 60%, ed e' di questi strani strumenti che volevo dire due parole.
Supponiamo quindi di avere un sito estremamente buio e dal seeing ottimo (le hawaii, lo spazio). Supponiamo di essere interessati a dettagli con elevato contrasto e ad elevata frequenza spaziale, e vediamo un paio di esempi di strumenti del genere, entrambi con una ostruzione intorno al 67%.
Il primo esempio che Vi propongo e' un paul baker / willstrop
http://www.ast.cam.ac.uk/history/mmmt/
Troverete al link qui sopra lo schema ottico e un po' di storia. Il progetto per uno strumento da 5m e' stato accantonato mentre e' stato approvato quello per uno strumento da 8m. Sono gia' stati costruiti e sono operativi due prototipi in scala, uno da 10cm e uno da 50cm. Vi invito a guardare la foto in basso, ottenuta col prototipo da 50cm - il campo del telescopio e' ben dieci volte la porzione dell'immagine riprodotta - si noti la puntiformita' delle stelle e addirittura le righe orizzontali, il ccd satura anche con stelle non esattamente luminosissime!!!
Un articolo con qualche dettaglio tecnico in piu' sullo schema paul baker willstrop si puo' trovare qui
http://www.iop.org/EJ/article/1009-9271/5/5/012/chjaa_5_5_012.pdf?request-id=ZlAMbyGh3BG-n1S12wi7Kg
Si noti come l'ostruzione minima teorica e' del 50% (senza tenere conto dei diaframmi indispensabili in un sistema di questo tipo) e che 67% non e' molto maggiore dell'ostruzione minima realistica.
Vorrei poi segnalare un altro strumento, un "due specchi - tre riflessioni", questo e' stato progettato in italia, e' destinato ad andare nello spazio a mappare nell'ultravioletto con foto a largo campo.
http://www.rm.iasf.cnr.it/ias-home/iastrt/inta_uvs.htm
Anche di questo strumento esiste gia' un prototipo da 30cm.
Faccio notare che il limite del disco di Airy, in questi strumenti, coincide con il singolo pixel del sensore, e quindi il disegno progettuale si adegua a un limite della tecnologia del rilevatore e non dell'ottica.

Ha senso spingersi oltre? Certamente uno strumento con un'ostruzione enorme di quel genere, e di apertura adeguata cosi' da avere potere risolutivo che renda sensata l'intera faccenda (e si intende, piazzato nello spazio, perche' credo che neanche le hawaii andrebbero piu' bene....) non si potrebbe utilizzare per l'osservazione diretta, richiederebbe la determi****one della point spread function in condizioni operative (non e' difficile, il cielo e' pieno di puntini.... ooops.... stelle) e relativa deconvoluzione; ma, questo non e' un disastro, gli ospedali sfornano milioni su milioni di ecografie, anche se queste non sono leggibili direttamente come le radiografie dei vecchi tempi, e nessuno batte ciglio. Ritengo che se strumenti del genere non sono attualmente in costruzione / progettazione (e non ne sono sicura, anche se non ne sono a conoscenza) la ragione stia nella tecnologia dei sensori e nella risoluzione spaziale sul sensore che ad oggi la tecnologia determina, piu' che nell'ottica. Spero di avervi dato qualche spunto interessante. Forse, quello che oggi e' professionale, fra qualche anno o decennio sara' amatoriale; e forse anche gli astronomi dilettanti faranno interferometria ottica, proprio come i radioamatori Chissa' se ci saremo ancora!


Daniela

"L'essenza della liberta' e' la matematica"

Edited by daniela on Oct 28, 2008 at 07:01 PM

diglit
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Posts: 56
Joined: Sep 25, 2008

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Posted: Nov 27, 2008 04:15 PM          Msg. 2 of 10
ciao Daniela.

MOLTO interessato dalla cosa a dire il vero.
Stimo pensando a un newton a fuoco posteriore.
Ho fatto tutti i calcoli di fattibilità e ne deduco questo:

specchio primario 610mm
focale del primario F6
secondario diametro 35 cm.
estrazione del fuoco posteriore (considerando lo spessore del primario e della cella) circa 25 cm. (il che permette un diagonale da 2" e un oculare analogo.
focheggiatore esterno (un cryford banale +o- ben fatto).
ostruzione globale (escludendo le 3 razze di sostegno del secondario) pari a circa il 55%.

ORA:

il sito di alloggiamento immaginalo a circa 1900 meri in località estremamente buia ma non dotata di un gran seeing. Tecnicamente non ho mai usato con profitto ingrandimenti superiori ai 250x
Vocazione dello strumento: lavorare per il dee sky (e per quello solamente) con la massima pupilla d'uscita concessa (circa 7mm.) quindi operante a 90x circa.

Dimmi cosa ne pensi...

Paolo

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diglit
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Posts: 56
Joined: Sep 25, 2008

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Posted: Nov 27, 2008 04:17 PM          Msg. 3 of 10
ovviamente: utilizzo dello strumento ESCLUSIVAMENTE visuale

Paolo

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maxproject
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Team


Posted: Nov 28, 2008 04:46 PM          Msg. 4 of 10
Uno strumento cosi', pone due grossi problemi:
la sua altezza e il suo peso anche se realizzato altazimutale.
Non puo' essere leggerissimo perchè comunque la cella per un 600 mm ha il suo peso, pena deformazioni e astigmatismo pesante, anche se è un f6.
L'ostruzione è comunque importante e il costo di un secondario cosi' grande non è proprio bassino.
La soluzione alternativa. Ho fatto un po' di calcoli e accettanto uno schema newton folded viene fuori con queste caratteristiche (ovviamente da ottimizzare, ma sono buttate li come base di ragionamento):

diametro primario 600 mm
rapporto focale f 6
distanza primario - secondario mm. 2300
cpl 14 mm
altezza dell'oculare dal fondo del telescopio 1375 mm. (il che, calcolando una meccanica spartana starebbe ad altezza uomo)
diametro del secondario 226 mm
ostruzione 38%
campo angolare 0,22°
asse minore del terziario 75 mm (quindi uno standard da pochi euro)

Si possono quindi fare tutte le variazioni per ingrandire o diminuire il secondario, e di conseguenza l'altezza da terra. Resta che cosi', con un truss tube è tutto a portata di mano per l'allineamento.........il baricentro è basso e anche la montatura, che cosi' costa pure di meno.
Praticamente il costo ottico è quello di un 600 mm. newton f 6 (molto meno di un 3,6) a cui bisogna sommare un secondario (non proprio piccolo, cosi' come il suo sostegno).

Dal mio punto di vista questa è una soluzione funzionale ed economica, poi puo' anche non
piacere.
Max

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diglit
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Posted: Dec 1, 2008 09:21 PM          Msg. 5 of 10
bene,

diciamo che il peso non sia un problema (un 600 mm a tre specchi è comunque uno strumento da postazione fissa - non è certo un dobson di legno autocostruito...). Parimenti non è un problema (o quantomeno è un problema risolvibile) il peso. Io credo che uno strumento sifatto non possa pesare meno di 5/600 chili (ma credo che non bastino compresa montatura).
Francamente la soluzione tipo nasmyth mi è sempre piaciuta molto. Ha il sicuro vantaggio di ridurre l'ostruzione che, se contenuta in 0,36/0,38, migliorerebbe generalmente le prestazioni dell'ottica anche su questi diametri e anche se il seeing tipico dei cieli alpini non è certo adatto a sfruttare poteri risolventi superiori a 1" (o anche 1,2").
Inoltre ridurrebbe sicuramente il costo delle ottiche pur aggiungendo un grado di libertà e questo rende necessario lo stazionamento fisso perché collimare tre specchi non è facile. Quindi deve essere uno strumento NON trasportabile (se non per la prima installazione).
Inoltre dovrebbe essere smontabile e riassemblabile in postazione poiché, dove deve essere collocato, non vi è modo di giungere se non con elicottero o con un potente trattore. Inutile dire che sarebbe più comodo smontare lo strumento e trasportarlo "a trattore". Un po' per ridurre i costi di installazione, un po' perché, comunque, andrebbe poi collimato una volta in sede.
Resto propenso a supporti del secondario a 3 razze (che immagino debbano essere di spessore superiore a quelle del terzo specchio: sia per motivi di peso che di "copertura" degli inevitabili lievissimi disallineamenti dei due spider).
Sulla tipologia del tubo credo che si possa pensare anche a un SEMI - truss (quindi cella del primario con parte di tubo calandrato e poi, per alleggerire il tutto, tubi in alluminio.

Ora resta da valutare la meccanica specchio-cella (quanto spesso il primario? e quindi come dimensionata la cella?). Diciamo 5 cm. e 54 punti o si riesce ad avere 7/8 cm. e quindi (forse) una cella più semplice a 27 punti?

Paolo

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maxproject
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Posted: Dec 1, 2008 10:21 PM          Msg. 6 of 10
Il telescopio di cui stiamo parlando, una volta ottimizzato, sarà sicuramente uno strumento strepitoso in ambito visuale. Dovremo stare sempre con un occhio di riguardo alle masse per non costruire un carroarmato, comunque del buon alluminio anticorodal servirà bene allo scopo, per la struttura si puo' fare come si preferisce, credo che semi aperta sia valida e funzionale.
I due spider si possono fare a 3 razze, si tratta solo di dimensionarle bene, in acciaio tagliato al laser.
Il problema piu' importante è la cella. Qua ci sono due opzioni: il vetro standard di Oldham Optical va dai 40 ai 50 mm. di piu' non si trova, e questo (da prove grossolane che abbiamo fatto oggi) richiede una cella a 54 punti e ben progettata; la seconda opzione è di acquistare un blank in bk7 o bsl 7 da 7 cm e farlo lavorare, resta da valutare qual'è l'opzione piu' economica. Pero' questi spessori vanno ordinati come ordini "custom" ai vetrai perchè commercialmente non si trovano. L'ideale sarebbe trovarlo un suprax o pyrex, ma crediamo che questa strada sia praticamente preclusa, si dovrà quindi ripiegare sul comune bk7 o bsl7 con coefficente termico maggiore, ma non mi preoccuperei piu di tanto considerando che lo strumento sarà tenuto all'aperto. Ci sarà solo da curare l'interferenza del calore del corpo umano con la massa vetrosa, ma ad esempio, una schermatura in kydex svolge bene il suo lavoro e costa meno dell'alluminio.
Per il resto tubi in alu e fatto finito. Diamo per scontata l'assistenza per l'installazione dello strumento e la sua messa in opera.
Maxproject


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Edited by maxproject on Dec 1, 2008 at 11:40 PM

maxproject
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Posted: Dec 1, 2008 10:53 PM          Msg. 7 of 10
Oggi comunque ho interpellato Brian Mulvana per la definizione dei parametri ottici e Norman Oldham per ulteriori dettagli al riguardo, loro infatti hanno già realizzato strumenti simili, credo che una consulenza costante eviterà di sovradimensionare o commettere errori facilmente evitabili.
Maxproject

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maxproject
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Posted: Dec 1, 2008 11:21 PM          Msg. 8 of 10
Aggiungiamo, mentre abbozziamo la check list progettuale, che il supporto del secondario si puo' ricavare da una cella StabilobloK semplificata, mentre il terziario va montato normalmente sul supporto AxyS già attrezzato per queste dimensioni. A tutto vantaggio per i costi e il controllo dei tanti gradi di libertà che ci sono.
Maxproject

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maxproject
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Posted: Dec 5, 2008 02:17 PM          Msg. 9 of 10
Il primo abbozzo che non corrisponde al nostro progetto ottico originale, ci da:

diametro 600 mm
rapporto focale f 6
secondario 280 mm
terziario 76 mm
lunghezza del tubo CIRCA 1,10 mt.
back focus 75 mm.

Una vera rivoluzione nei telescopi visuali tipo dobson.........

Rimane l'incognita ad oggi del costo relativo alle ottiche.

Vi terremo aggionati
Maxproject

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daniela
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Maxproject Team


Posted: Dec 23, 2009 04:08 AM          Msg. 10 of 10
Ogni tanto ho occasione di scrivere da qualche parte che ostruzione fa rima con superstizione, suscitando immediatamente l'ira funesta . Una volta (fatevi aiutare dallo zio Google) ho scritto che una ostruzione significativa permette di migliorare il limite di risoluzione del telescopio e viene quindi a volte artificiosamente introdotta anche su strumenti dove non c'e', e qualcuno mi ha addirittura accreditato un errore di stampa.
Veniamo a sapere che qualcuno si e' messo a costruire e produrre tali pesantissime ostruzioni artificiali.... e le pubblicizza, giustamente, per utilizzo su stelle doppie. Volete il link dei colleghi? No problem! Eccolo qui
http://www.erwinoptics.com/index.html
Aspettiamo divertiti la scoperta dei grandi esperti di stelle doppie della penisola, quelli che guadagnano magnitudini al triplo della velocita' di noialtri, che senza dubbio da domani ci verranno a raccomandare come i telescopi non ostruiti abbiano come "compagno di viaggio" ideale questo favoloso accessorio che ne esalta le piu' recondite potenzialita'! E da dopodomani avremo un importatore nella penisola! Qualsiasi cosa pur di spingere i nostri concorrenti.... giusto?

PS se proprio ci tenete, siamo in grado di tagliare al laser gadget di questo tipo, cosi' come altri piu' utili come la maschera di Bahtinov. Anche se, naturalmente, se il "coso" vi puo' servire, e' quasi certo che ne avete gia' uno (magari in squallido cartoncino ma pienamente funzionale) senza aspettare Resomask (TM); e se non ne avete uno, probabilmente potete continuare felicemente a farne a meno......

Daniela

"L'essenza della liberta' e' la matematica"
 

 

Time: Wed July 17, 2019 2:30 AM CFBB v1.4.0 15 ms.
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