ADAPTIVE OPTIK von SBIG
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AO-8 und AO-L sind die weltweit einzigen adaptiven
Optiken für den Amateurastronomen. Über den Nachführchip wird
die Position und die Größe des theoretischen Beugungsbildes - bei
hellen Leitsternen bis zu 10 x pro Sekunde - gemessen und über einen
piezzoelektrsch steuerbare keilförmige Glasplatte das Aufnahmebild
korrigiert. Das Ergebnis: schlechte Seeingbedingungen werden deutlich
verbessert, bis zu 70% reduzierte Sternbilddurchmesser und damit wesentlich
schärfere Rohbilder!
Die adaptive Optik von SBIG kann aber noch
mehr! Bei Montierungen, die ungenaue Antriebe und/oder Schneckenantriebe mit
viel Getriebespiel verfügen, wird eine deutliche Bildverbesserung
erreicht, da diese Fehler durch die adaptive Optik kompensiert und die Motoren
der Montierung sehr selten oder bei kürzeren Belichtungszeiten gar nicht
mehr aktiviert werden müssen.
Beide Systeme unterscheiden sich in
Ihrer Funktion NICHT. Die AO-8 ist adaptierbar an ALLE dualen SBIG Kameras mit
AUSNAHME an die Kameras der STL- und der STX Serie. Die AO-L ist speziell
für die großen CCD Chip der ST-L Serie konzipiert. Für die ST-X
Serie befindet sich eine adaptive Optik in der Entwicklung.
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AO-8 — adaptive Optik von SBIG für alle Modelle
außer STL- und STX Kameras
Schon das Vorgängermodell, die AO-7 von SBIG setzte
Maßstäbe in der Bildaufnahme mit SBIG CCD Kameras.
Die AO-8
wurde als Nachfolgemodell für alle Kameras der ST-Serie entwickelt und
dabei tiefgreifend verbessert. Aber auch an Kameras der STL-Serie ist die AO-8
adaptierbar.
Die AO-8 von SBIG wurde konzipiert, um die
Aufnahmequalität von langbelichteten DeepSky CCD-Bildern zu optimieren. AO
steht dabei für Adaptive Optik. |
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Hauptsächlich soll die Adaptive Optik von SBIG Seeingbedingte
Bildunschärfen korrigieren, aber sie kann noch
mehr, nämlich auch Bildfehler, die durch mechanisch unvollkommende
Montierungen entstehen, ausgleichen und die Bildergebnisse dadurch drastisch
verbessern.
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Prinzipiell besteht die AO-8 im Inneren aus einer frei
aufgegängten planparalleln Glasplatte, die über zwei Schrittmotore
innerhalb von Millisekunden jede beliebige Lage verstellt werden kann. Das
Licht eines beliebigen Aufnahmeobjekts durchläuft also diese planparallel
Glasplatte, bevor die Lichtquanten auf den CCD Aufnahmechip
fallen.
Durch eine entsprechende gesteuerte Verkippung der Glasplatte
lässt sich also das komplette Aufnahmefeld auf dem CCD Chip (in bestimmten
Grenzen) hin- und herschieben. Um die Wirkungsweise zu verstehen, deshalb ein
kurzer Exkurs zum astronomischen Seeing.
Seeing generell setzt sich aus zwei Komponenten zusammen, dem
- Image Motion und
dem
- Blurring
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Image motion ist eine Ortsveränderung des Sterns auf Grund von
Luftturbulenzen und lässt den Stern in der Bildebene hin- und her
springen, wobei das Sternbild selbst scharf bleibt. Sie kennen diesen Effekt
sicher von visuellen Beobachtungen, z.B. des Mondes. Das Mondbild ist gestochen
scharf, aber es bewegt sich zitternd hin- und her. Die Abbildungen links zeigen
(am Beispiel eines einzelnen Sterns) den Effekt des Image Motion auf eine
länger belichtete CCD Aufnahme. Das resultierende Sternbild wird über
eine große Fläche verschmiert. |
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Setzt man nun eine adaptive Optik vor den Aufnahmechip, misst dieser
in sehr kurzen Zeitintervallen die Verschiebung des Sternbilds und verkippt die
planparallel Glasplatte so, dass das Licht des Sterns immer exakt die gleichen
Pixel des CCD Chips trifft.
Das Resultat: weitaus schärfere
Rohbilder als ohne eine entsprechende Korrektur und ein weitere Nebeneffekt:
die Grenzgröße der Aufnahme steigt drastisch.
Die Graphik unten zeigt exakt an einem Doppelstern
gemessen, den Vergleich im Rohbild zwischen einer Aufnahme mit- und ohne
adaptive Optik.
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Hat man das Prinzip begriffen, wird auch sofort klar warum die
adaptive Optik Aufhmane die mit instabilen Montierungen mit viel Antriebspiel
in den Achsen und/oder ungenauen Schneckenradgetrieben drastisch verbessern
kann. Der adaptiven Optik ist egal, ob die Bildverschiebungen auf Grund des
Seeings oder einer schlechten Montierung entstehen.
Bei
hochwertigen Montierungen mit integrierter PEC Funktion kann auf eine
Ansteuerung der Korrekturmotoren komplett verzichtet werden und die notwendigen
Korrekturen werden nur durch die AO -8 erledigt.
Image Motion kann OHNE
adaptive Optik nur gemindert werden, wenn der Abbildungsmaßstab (sprich
die Aufnahmebrennweite) reduziert wird.
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Um
das Thema Seeing abzuschließen: Blurring nennt man den Effekt, der
bewirkt, dass sich das Bild eines Sterns - Ortsfest -plötzlich
aufbläht und völlig unscharf wird. Dieses Blurring "pumpt" und
lässt den Stern hin- und wieder scharf als auch unscharf erscheinen.
Diesen Effekt kann die AO-8 NICHT korrigieren. Dazu ist es erforderlich
eines der optischen Systeme des Teleskops im Krümmungsradius zu
verändern (sehr schnell) und somit die Brennweite des Teleskops permanent
zu ändern. Dies wird wohl auch in weiterer Zukunft den Profis vorbehalten
sein. |
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Die
AO - 8 wird über ein Kabel direkt mit dem neuen IC2 Port der Kamera
verbunden. Es wird keine zusätzliche Kabelverbindung zum PC oder zur
Montierung benötigt.
Und selbstverständlich können alle
automatischen Filterräder von SBIG in das AO-8 Konzept mit eingebunden
werden.
Hier zusammen gefasst die Vorteile der adaptiven Optik von
SBIG:
- Die Korrekturen sind
unabhängig von den Koordinaten Rektaszension und Dekli-nation. Ist das
System einmal kalibriert, kann die Einheit AO-8/CCD-Kamera ohne Neukalibrierung
beliebig um 360 Grad zur Leitsternsuche rotiert werden,
- Bildkorrekturen für
Aufnahmen an perfekt laufenden Montierungen können aus-schließlich
im Stand-alone durch die AO-8 durchgeführt werden, d.b. die
An-triebsmotoren werden zur Nachführkorrektur nicht mehr
eingesetzt,
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- Bildkorrekturen für
Aufnahmen an mechanische instabile Montierungen mit viel Spiel in den Antrieben
(oder schlechter Poljustierung) können ebenfalls über einen
längeren Zeitraum allein durch die AO-8 durchgeführt werden. In
dieser Zeit wird eine wesentlich höhere Bildschärfe produziert, als
dies möglich wäre, wenn die Korrekturen über die Antriebsmotore
durchgeführt würden. Durch die Möglichkeit des Zusammenspiels
der AO-8 mit dem normalen Selfguidemodus von CCDOPS besteht die
Möglichkeit - wird der Stellbereich der AO-8 überschritten - einmalig
über einen Steuerbefehl des Selfguidemodus den Stern über die Motoren
wieder in die Bildmitte zu stellen. Weitere Korrekturen erfolgen dann wieder
über das AO-8, so dass auch Langzeitbelichtungen mit mechanisch schlechten
Montierungen ermöglicht werden und "last but not
least",
- dadurch dass die
AO-8 AUSSCHLIESSLICH zusammen mit CCD Kameramodulen von SBIG eingesetzt werden
können, ein nicht zu unterschätzender Vorteil gegenüber ALLEN
Aufnahmen mit einer DSLR.
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AO-L — adaptive Optik von SBIG für alle Modelle der ST-L
Serie von Großformatkameras
Die Technik AO-L unterscheidet sich in keiner Weise von Technik und
Bildergebnissen der AO-8. Zum Verständnis lesen Sie bitte den Abschnitt
zur AO-8. Nur die bewegliche keilförmige Glasplatte und die mechanischen
Spezifikationen wurden dem großen Gehäuse
angepasst.
Hier ein Kundenzitat
von Herrn Bernd Flach Wilken zur AO-L:
Werter Herr Baader, gerade
aus Namibia zurueckgekehrt entdecke ich zwischen all diesen Urlaubspostbergen
die mir von Ihnen zugesandte AO-L....:-)) Gestern Abend in der hellen
Daemmerung die AO-L kurz zwischen vielen Wolken getestet:es hat alles sehr gut
funktioniert,keine Oszillationen der Hilfsoptik zu erkennen,aber
erfreulicherweise ein ueberzeugendes Ansprechen der AO-L auch im
hoeherfrequenten Bereich (Integrationszeiten bei genuegend hellen Leisternen
auch noch bei |
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0.1sec,also 10HZ....).Selbst bei noch ungenuegend ausgekuehltem
Teleskop (16"-Reflektor) gelangen mit der AO_L sofort Sternabbildungen kleiner
als 2",was mich in hoechste Entzueckung versetzte. Ohne AO-Optik war die
Abbildung der Sterne gut 20% groesser. Bei laengeren Integrationszeiten glichen
sich die Sterndurchmesser dann natuerlich an:bei 3sec war kein Unterschied mehr
zu erkennen. Ein heller Leitstern auf dem Guidechip ist also,wie bei der
AO-7,prinzipbedingt notwendig. Ist doch schon mal was....und das gleich beim
ersten Versuch!!
MfG Bernd Flach-Wilken |
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