Newton-Astrograph
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Hauptspiegel
Fangspiegel
Gabelmontierung (MLT500)
Getriebe
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Die Entwicklung dieses Hauptinstruments erstreckte sich über einen Zeitraum von mehreren Jahren – eine Phase, die geprägt war von vielen Überlegungen, Planung, einigen Versuchen und kontinuierlicher Optimierung bis ins kleinste Detail.
Im Zentrum steht ein Newton-Teleskop, das für die astrophotografische Nutzung zusätzlich mit einem dreilinsigen Wynne-Korrektor (3") ausgestattet wurde, um eine möglichst hohe Abbildungsleistung über das gesamte Bildfeld zu erreichen.
Der untere Tubusteil besteht aus einer versteiften Stahlkonstruktion, in die eine 60 cm starke Pertinax-Röhre integriert wurde. Sie bildet das stabile Rückgrat des Systems und sorgt für mechanische Präzision im optischen Aufbau. Der obere Tubusbereich wurde hingegen aus Carbon-Rohren gefertigt, um thermische Ausdehnungen bei Temperaturschwankungen so gering wie möglich zu halten – ein entscheidender Faktor für die Bildstabilität bei langen Belichtungszeiten.
Besondere Aufmerksamkeit galt dem thermischen Verhalten innerhalb der Tubuskonstruktion: Die Luftzirkulation im Inneren der Pertinax-Röhre wird an drei Messpunkten erfasst, kontinuierlich miteinander verglichen und über einen Mikroprozessor aktiv geregelt. Ziel ist es, Temperaturunterschiede im Tubus zu minimieren und damit störende Luftunruhe vor dem Hauptspiegel weitgehend zu vermeiden.
Für die Feinjustierung und Bildfokussierung kommt ein motorisierter 3" Hyperion-Okularauszug der Firma Baader Planetarium zum Einsatz, der eine präzise und reproduzierbare Scharfstellung ermöglicht.
Insgesamt bringt der Newton-Astrograph ohne Montierung rund 115 kg auf die Waage, davon entfallen allein etwa 30 kg auf den Hauptspiegel. Welche Dimensionen ein 50-cm-Teleskop tatsächlich erreicht, lässt sich vielleicht am besten anhand eines der nachfolgenden Bilder erahnen.
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Im Vordergrund stand dabei von Anfang an das Ziel, keine „Stimmgabel“ zu bauen, sondern eine möglichst steife und schwingungsarme Konstruktion.
Anstelle klassischer, groß dimensionierter Lagerblöcke an den Gabelenden kommen kompakte, jedoch massiv ausgeführte Eisen-Gabelköpfe zum Einsatz. Diese sind mit schräg angeordneten Feingewindebohrungen versehen, die die Aufnahme der Deklinationslagerzapfen ermöglichen.
Durch diese Konstruktion ergibt sich eine äußerst präzise Justagemöglichkeit, mit der sich der Orthogonalitätsfehler zwischen den beiden Antriebsachsen gezielt minimieren lässt – eine Lösung, die in ihrer Eleganz ebenso einfach wie wirkungsvoll ist.
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Die klassische Reaktionsachse mit den beiden großen Wälzlagern findet man in meiner Konstruktion nicht. Die Lagerung ist aufgeteilt in ein kleines Tragelager, welches das ganze Gewicht aufnimmt, und ein großes Definitionslager welches die Ausrichtung bestimmt, und zugleich das Antriebsdrehmoment überträgt. Der Polblock wurde in Form eines Prismas aus 10mm bzw. 15mm dicken Schwarzblech hergestellt. Am austragenden Teil in der Mitte des Polblocks ist die Fassung für die Teflon-Lagerschale des Gabel-Tragelagers befestigt. Die Einnordung der Montierung geschieht mit Hilfe von Zug- und Druckschrauben, welche eine leichte Kippung des Teleskops in jede beliebige Richtung ermöglichen. Je nachdem welche Paare von Schrauben man verstellt, kann man nicht nur die Polhöhe sondern auch den Azimut fast unabhängig voneinander fein justieren.
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Das Gesamtgewicht der Montierung samt Polblock, Getriebelemente und Gegengewichte beträgt ca. 720 kg. Sockel und Gabel ergänzen sich zusammen mit dem Newton-Astrograph zu einem Gesamtgewicht von knapp einer Tone.
Das Getriebe der parallaktischen Gabelmontierung wurde 2017 komplett überarbeitet. Zum Einsatz ist für die Reaktionsachse SPINEA TS-080-063-TB-P8 und Deklinationsachse das TS-060-063-TB-P6 mit SECM8 Schrittmotoren gekommen. Beide Präzisionsgetriebe sind unter anderen für den Einsatz in der Radiologie und Robotik entwickelt worden mit einer Untersetzung von 63:1. Diese Zwischengetriebe sind als Vorstufe mit einer geschliffenen Welle RA=25mm und DA=20mm an den beiden 500mm großen Reibrädern per Andruck montiert. In dieser Konstellation kann beinahe absolute Spielfreiheit hergestellt werden. Unter Berücksichtigung der wirkenden Widerstandslasten im Getriebe kann somit eine 850-fache (~ 4° /sec.) Schwenkgeschwindigkeit erreicht werden.
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Die Idee hierbei war in einer 20mm starken Aluminiumplatte eine 360° rotierende, gegen Verkippung feste Möglichkeit für den 3" Hyperion Okularauszug samt der daran adaptierten Nutzlast wie den Korrektor, Filterrad und CCD-Kamera zu erschaffen. Nach einigen intensiven Überlegungen habe ich für das optische System eine für mich sehr zufriedenstellende Lösung gefunden und umgesetzt. Diese beinhaltet gleichzeitig alle notwendigen Anschlüsse für die Antriebe des Rotators und OKZ, Winkelencoder des OKZ um manuelle Eingriffe zu erfassen, sowie alle vorgesehenen Sensoren und Anschlüsse für Wasserkühlung des CCD-Chip. Um für unterschiedliche Okularbrennweiten die dazugehörigen Fokusierwerte abrufen und automatisieren zu können, wurde der Okularauszug mit einem motorisierten Getriebe und einem Winkelencoder 1024 Imp./U versehen, welcher gleichzeitig auch manuelle Fokussierung ermöglicht ohne das die manuell veränderte Position in der Software verloren geht.
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