Ablenkspiegel für ein Newton Teleskop 155mm x 219mm x 25mm
Bisher habe ich die Herstellung der Fangspiegel meiner Teleskope immer vermieden. Die Gründe dafür lagen einerseits in den günstigen Preisen für solche Spiegel aus Massenfertigung, andererseits ist die Einzelherstellung eines ovalen Planspiegels mit viel Arbeit, Zeit und natürlich auch einem gewissen Risiko verbunden. Mit der Zeit wuchs aber der Gedanke, es einfach mal zu versuchen.
01.09.2018: Fertig! Man sieht es dem Stück Glas nicht an, aber das hier ist ein hochgenauer ovaler Planspiegel. Nach all der Arbeit wird er nun erst einmal gut verstaut auf seinen Einsatz warten. Die Aluminiumbedampfung wird zusammen mit dem Hauptspiegel des noch zu konstruierenden Teleskops passieren.
18.08.2018: Dies ist eine Auswertung per FFT Analyse mit dem neuen Programm DFTFringe von Dale Eason. Um sicherzugehen, habe ich die Auswertung noch 2-mal wiederholt und kam auf die gleichen Werte.
Es wurden jeweils etwa 8 Interferogramme mit unterschiedlicher Streifenlage gemittelt.
An dieser Stelle möchte ich Dale einmal ausdrücklich danken, dass er die Software kostenlos zum Download für uns Spiegelschleifer bereitstellt. Mit Sicherheit stecken darin unglaublich viel Fachwissen und Programmierarbeit!
18.08.2018: Der Ritchey-Common-Sterntest. Bei einem optimalen Planspiegel sehen die Intra- und Extrafokalen Beugungsscheibchen gleich aus. Die Bilder kommen dem schon sehr nahe! Bei +-1mm sieht man noch eine Abweichung: Leider musste ich feststellen, dass meine Lochblende nicht exakt rund ist, außerdem verdoppelt sich hier der Fehler im RC-Test, wie schon beschrieben.
18.08.2018: Interferogramme mit 532nm Laser im Ritchey-Common-Test. Abgesehen von den Artefakten des IF erkennt man sofort eine abgefallene Kante. Genau genommen ist diese an den schlimmen Stellen allerdings nur 2mm breit und nach Auswertung auch noch im beugungsbegrenzten Bereich. Man muss hier auch beachten, dass sich Fehler im RC-Test verdoppeln, da das Licht den Spiegel ja 2 Mal passiert.
18.08.2018: Sterntest im Ritchey-Common-Test mit 20µm Lochblende. Das sieht schon sehr gut aus!
14.08.2018: Um Luftschlieren zu vermeiden, habe ich den Lichtkegel komplett von der Außenluft abgeschirmt. An den Karton wird noch ein Tunnel zum Interferometer angesetzt. So macht das Messen richtig Spaß. Keine Luftschlieren und Gewaber mehr.
14.08.2018: Mikroskop mit Fernwirkung. ;) Dies ist die mit 600ter Sandpapier abgeschliffene LED hinter der 2,8mm Lochblende im Sterntester. Der Außendurchmesser ist also in Wirklichkeit nur 2,8mm.
05.08.2018: Ab einem Strehl von 0,9 sollte man größte Vorsicht walten lassen. Ein paar Sekunden falsch poliert und man fängt wieder von vorne an.
14.08.2018: Heute habe ich mal gar nicht poliert, sondern nur gemessen. Bei einem Strehl von 0,987 sollte man auch genau planen wo, wie und wie lange als nächstes poliert wird. Die konische Konstante(CC) kommt auch langsam von ihrem hohen Ross runter! ;) CC sollte bei null liegen. Das Interferometer produziert leider immer noch diese vertikalen halbrunden Streifen. Das werde ich wohl auch nicht mehr weg bekommen.
28.07.2018: Es geht in die richtige Richtung! Nach einigen Versuchen wurde der Krümmungsradius immer geringer, bis er im Sterntest nicht mehr zu erkennen war. Anfangs habe ich die Oberflächenkontur noch passgenau ausgedruckt und auf dem Drehteller unter den Spiegel gelegt. Mit dieser Methode kann man prima rotationssymmetrische Zonen angehen.
01.08.2018: Ab heute nutze ich einen alten Monitor zum Anzeigen der Oberflächenfehler. Das ist wirklich sehr praktisch, hat allerdings den Nachteil, dass der Spiegel danach 1/2h im Wasserbad austemperieren muss.
26.07.2018: Wie bekommt man am besten einen konkaven Krümmungsradius auf einem ovalen Planspiegel weg? Mein Weg war eine übergroße Pechhaut, in die mit Folie einen Stern gedrückt habe.
26.07.2018: Die 140mm Pechhaut war hier auch hilfreich. Ich habe immer versucht, mit größtmöglichen Tools zu arbeiten, damit die Oberfläche so glatt wie möglich bleibt.
14.07.2018: So sieht der Spiegel nach einer FFT-Analyse mit OpenFringe aus. Der Astigmatismus ist in Wirklichkeit ein noch vorhandener konkaver Krümmungsradius. Im Sterntest konnte ich diesen auch erkennen.
25.07.2018: In den letzten Tagen habe ich am Prüfstand rumgebastelt. Der Spiegel wird wie im Teleskop exakt 45° gegen die Referenzsphäre gestellt. Die ganze Mimik steht auf einem Drehteller, der an der Wand befestigt ist. Horizontale Stellung(000°)
25.07.2018: Vertikale Stellung(090°) Ich habe ein wenig experimentieren müssen, um den Spiegel spannungsfrei aufrecht stehend im Prüfstand zu haben. Wiedermal hat sich hier ein 3D-Drucker bewährt.
18.07.2018: Den Rest vom C-Kit konnte unter heißem Wasser mit einer Spachtel abgezogen werden und dann nach Trocknung und Abkühlung mit Spiritus gesäubert werden.
18.07.2018: Zum schnelleren Abkühlen wurde ein Lüfter benutzt. Dieses Teil hat sich später als hilfreich bei den genaueren Messungen erwiesen, denn man kann damit den Spiegel relativ schnell auf Raumtemperatur bringen.
18.07.2018: Um auszuschließen, dass der Spiegel in seiner Umklammerung durch den Opferring gequetscht wird, habe ich beschlossen, ihn auszupacken. Außerdem erhoffte ich mir ein entspannteres Vermessen der Oberfläche auf dem Teststand.
18.07.2018: Der C-Kit wird bei 70-80°C flüssig wie Honig. Im Ofen wurde das Glaspaket langsam auf Temperatur gebracht und dann der Opferring und der Spiegel mit einer Spachtel abgehoben. Im Bild sieht man den Träger.
17.07.2018: Nach einigem Hin und Her beim Polieren musste ich leider feststellen, dass irgendetwas schief läuft. Zumal ich mir bei der letzten Poliersession auch noch einen ordentlichen Astigmatismus eingehandelt habe. Aber Achtung: Im Astrotreff wurde versichert, dass beim Messen eines Planspiegels ein Ast im RC-Testaufbau auch ein vorhandener Krümmungsradius sein kann.
17.07.2018: Noch schnell ein Foucaultbild mit "Fingermarker" unten. Schön wie sich die beiden Test gleichen!
14.07.2018: Politur mit 260mm Pechhaut
14.07.2018: Politur mit 140mm Pechhaut
12.07.2018: Der Spiegel ist nun auspoliert. Eine interferometrische Auswertung mit OpenFringe zeigt eine erhabene Ringzone. Den Berg unten habe ich durch 10s Auflegen meines Fingers provoziert, dessen Wärme das Glas an dieser Stelle ausdehnen lässt. Durch diesen bekannten Spiegelschleifertrick kann man sicher sein, dass die Zone wirklich erhaben ist.
14.07.2018: Die Ringzone wird mit einem Minitool herunterpoliert. Dabei sollte keinerlei Druck ausgeübt werden sonst bekommt man schnell eine Kraterlandschaft in die Oberfläche.
10.07.2018: Als Erstes musste mal ein gut zu händelnder "künstlicher Stern" her. Das Bild zeigt das Ergebnis meiner Bemühungen. Neben dem Okular befinden sich drei austauschbare Lichtquellen. Links ein roter Laserpointer zur groben Ausrichtung, mittig eine sehr helle LED mit 3mm Lochblende zum schnellen Finden des Fokus im Okular und rechts eine ultrahelle LED mit 20µm Lochblende. Hiermit gelingt die Ausrichtung mit etwas Übung in ein paar Sekunden. Auf das lange Holz hinter dem Okular kann schnell eine Kamera zur Dokumentation gesetzt werden.
Als Nächtes habe ich den Foucault Tester und das Interferometer ausprobiert und die Stellungen auf der in 3 Achsen justierbaren Testplattform durch bunte Klebebandstreifen markiert. So kann demnächst schnell zwischen den verschiedenen Tests gewechselt werden. Links: Foucault Bild. Die "Biene" oben habe ich mit der Kante eines Minitools reinpoliert. Damit kann ich schnell feststellen, was ein Buckel und was ein Loch auf der Oberfläche ist. Rechts: Auch im Interferogramm sieht man das Loch schnell.
23.06.2018: Nach ein paar Polierstunden habe ich mich an die ersten Messungen gewagt. Alles noch ganz easy mit 45° gegen die 300mm Referenzsphäre vom letzten Jahr. Leider habe ich bei dem ganzen Gewusel kein Foto vom Testaufbau gemacht, kommt aber noch...
Die Oberflächen sehen schon durchpoliert aus. Bei genauerem Hinsehen und Reflextest der Oberfläche mit einem roten Laserpointer zeigen sich jedoch noch Fehler, ein paar Stunden werden sich die Scheiben wohl noch drehen müssen. Dabei ist es von Vorteil, wenn man über Kenntnisse der Oberflächenform verfügt. Damit kann man schon während dem Auspolieren versuchen die Oberfläche grob in die richtige Richtung zu schieben. Im Moment ist die Oberfläche des Fangspiegelpaketes konkav, ich kann also als Nächstes entspannt TOT polieren.
23.06.2018: Ritchey Common Test intrafokal(-12mm).
23.06.2018: Ritchey Common Test fokal(0mm).
23.06.2018: Ritchey Common Test extrafokal(12mm).
Endlich mal wieder Glas polieren! Vom letzten Jahr hatte ich noch CERI 600 in Wasser gelöst samt Pinsel. Den Pinsel habe ich vorsichtig entsorgt, war komplett verrostet. Ein neue metallfreier Pinsel sollte das Problem nicht mehr aufkommen lassen. Ich poliere neben dem Fangspiegel noch eine der anderen Scheiben aus.
Am ersten Abend habe ich die Pechhaut noch per Hand geführt, denn das System musste sich noch anpassen und lief sehr ruppig.
Im Bild habe ich zum ersten Mal die Maschine drücken lassen, immer mit dem Knie am NOT-AUS!
21.06.2018: Pünktlich zur Sommersonnenwende liegt nun endlich der Hauptdarsteller auf den Schleifteller! Wenn man genau hinsieht kann man ihn erkennen. Gut, dass die Tage gerade so lang sind. Das Auspolieren wird etwas Zeit kosten.
Ich versuche es im Moment einfach mal mit Wechsel zwischen MOT und TOT. Als Anhaltspunkt wird ein Laserpointer verwendet. Mit dem Grad der Reflexionen an der Oberfläche kann der Politurgrad zwischen Mitte und Rand eingeschätzt werden.
Da die Zwischenräume nun mit Schleifpulver konterminiert sind, musste ich mir etwas einfallen lassen. Glücklicherweise gibt es wasserdichtes Klebeband und Silikonkautschuk...In der Zwischenzeit hat sich die Pechhaut prima an die dritte plan geschliffene Borofloatscheibe angepasst. Wow, glänzt das! Just in diesem Augenblick kam die Sonne heraus und erleuchtete die Sternwarte, Reflexion durchs Fenster - und Foto! Gut, dass ich vor zwei Wochen die Kuppel sauber gemacht habe... 😅
18.06.2018: Die Eins auf dem Display des Sphärometers ließ mir keine Ruhe, zumal diese eher zu einer Zwei tendierte als gegen null. Das bedeutet nichts anderes, als dass der Fangspiegelrohling um etwa 1,5µm tiefer liegt als der Opferring.Also kurz entschlossen noch mal alles rauf auf den Drehteller. MOT und TOT im Wechsel. Microgrid 5y bis alles passte(etwa 1 Stunde), dann noch 30min 3µ und 10min 1y geschliffen. Nun setzt sich das Sphärometer sicher mit 0 auf.
Nun ist alles erkaltet. Das überschüssige Pech habe ich in einer Fotoschale unter handwarmen Wasser(mit Spülmittel) mit einem Messer abgetrennt. Das ging erstaunlich problemlos, die abgeschnittenen Pechstückchen kamen zurück in den Topf. Das Wasser wurde danach mit einem alten Plastiksieb gefiltert, sodass das Restwasser wieder pechfrei war.Und schon sind wir beim Anpassen der Pechhaut. Dazu habe ich einen der Rohlinge, die auf 1µm genau geschliffen wurden mit Spülmittel eingerieben und auf die Pechhaut gelegt, dann alles in den Tortenhalter, Wasser drüber und reifen lassen.
Nach etwa 2 Stunden ist das Pech nun laut IR-Termometer bei etwa 90°C und hat die richtige Gießkonsitenz erreicht.Das Pech wurde auf die Gießmatte geschüttet und der etwa 60 °C warme Rohling in das Pech gedrückt. Damit die Borofloatscheibe nicht zu schnell auskühlt und platzt, habe ich eine Styropurscheibe draufgelegt. Die Abkühlung dauerte lange.
Kontrolliert wird der Temperofen mit diesem einfachen Thermostat.Eine weitere Temperaturkontrolle.
Nun muss ich mal meinen Scheibenturm zurückbauen...Da ich das Pech direkt auf einen Rohling aufbringen möchte, erwärme ich die Scheibe ganz langsam damit.
......
Während das Pech im Topf erwärmt, kann ich schon mal meine Gießmatte rausholen.Die Gießmatte hatte ich vor vielen Jahren mal gebastelt. Immer noch wie neu!
Da ich noch nie mit C-Kit gearbeitet habe, wollte ich mal wissen, wie sich das Material eigentlich verhält. Leider musste ich feststellen, dass bei 22 °C und etwas Druck der C-Kitt einsinkt. Längere Pausen sollte ich beim Polieren also vermeiden.Optisches Pech im Kochtopf. Es wird ganz langsam erwärmt und sollte nicht wärmer als 90 °C werden.
Der Plan ist: die Glasmasse komplett auf 50-60°C zu erhitzen, sodass der C-Kitt sich verflüssigt. Fangspiegelrohling und Opferring sollten danach mit Träger verkittet sein. Der Temperaturfühler im Innern der Glasmasse sorgt für eine gewisse Sicherheit, Spannungen im Innern zu vermeiden.Der Temperofen aus Styroporplatten: Sehr praktisch und immer wieder gern genutzt. Hier werden die Glasplatten langsam und kontrolliert erhitzt (der Ofen wird noch mit einer Styroporplatte verschlossen). Als der C-Kitt schmolz, senkte sich die obere Glasplatte unter ihrem Gewicht auf die als Abstandhalter eingelegten Zahnstocher. In den darauffolgenden 15 Stunden wurde die Temperatur langsam wieder auf 23 °C gesenkt.
Jetzt bloß nicht niesen!OK, der Träger liegt auf.
Die C-Kitt-Stückchen werden mit viel Geduld auf den Scheiben verteilt.
Zu wenig, ein zweiter Aufguss wird benötigt...
C-Kitt wurde auf etwa 80 °C erhitzt, auf eine neue (saubere) Autofußmatte gegossen und mit einem Stück Pappe (Bieruntersetzer) verteilt....
Fangspiegelrohling und Opferring sollen auf einen der Rohlinge gekittet werden. Dazu nutze ich C-Kitt von PIEPLOW & BRANDT. Hier sieht man den Fangspiegelrohling samt Opferring auf einem der exakt durchgeschliffenen Rohlinge liegen. Absolute Sauberkeit ist hier Pflicht, denn die auf 1µm geschliffenen Flächen liegen hier trocken Kopf auf Kopf aufeinander.
Da der Kitt später noch erhitzt wird, ist zur Kontrolle der Glasinnentemperatur der Fühler eines Thermometers eingelegt.
Gesteuert wird die komplette Schleifaktion aller Scheiben durch permanentes Prüfen mit einem 1µ-Sphärometer. Die Scheibe, auf dem das Sphärometer im Bild steht, ist ein Relikt eines früheren Planspiegelschleif - Versuches. Immerhinn genau genug, um das Sphärometer auf null zu trimmen.15.06.2018: Mittlerweile sind alle Scheiben bis auf 1µm MICROGRIT durchgeschliffen, das Sphärometer zeigt zuverlässig null. Es wird Zeit, sich über das weitere Vorgehen Gedanken zu machen.
Mir standen 2 Borofloatscheiben und der ausgeschnittene Rohling zur Verfügung. Hier auf dem Drehteller meiner Schleifmaschine.Erste Körnung: 320. Nach 30min schleifen zeigt sich wunderbar der Astigmatismus in den Scheiben. Aber nicht mehr lange...
Der Rohling wurde durch Wasserstrahlschneiden aus einer Borofloatscheibe 270mm x 25mm geschnitten. Der Ring wird beim späteren Polieren noch als Opfermaterial benötigt.Wie immer wurden zuerst alle Fasen mit einem Wetzstein ordentlich angeschliffen.
Die C-Kitt-Stückchen werden mit viel Geduld auf den Scheiben verteilt.
