Mareg

Wielkie dzięki @Marcin_G za czujność i zwrócenie uwagi na nieścisłości, a @stratoglider i @Behlur_Olderys za wyjaśnienia. Musiałem przeglądnąć parę rozdziałów o soczewkach, aberacjach i projektowaniu obiektywów refraktorów, żeby uściślić moje powyższe szacowania. Ciągle się zastanawiam, jak dokładniej opisać wnioskowanie wciąż zachowując prostotę szacunków, ale generalnie wnioski się za wiele nie zmienią, jedynie opis drogi do ich uzyskania. Na pewno będzie korekcja postu z szacunkami, i postaram się, aby to było jeszcze dzisiaj.

Dla samoedukacji pobawiłem się w bardzo proste szacunki, o ile trudniej jest zrobić APO 185 mm niż APO 140 mm. Wrzuciłem je tutaj, bo może kogoś one zaiteresują, może ktoś zechce podyskutować, a może ktoś skoryguje albo skrytykuje i się czegoś nowego nauczę. Poniższy tekst jest efektem edycji oryginalnego wpisu i próbą uwzględnienia uwag @Marcin_G oraz @kubaman, które można znaleźć parę postów niżej. Dalej będą raczej tylko "akademickie dywagacje", więc jak ktoś nie jest takimi zainteresowany, czytanie reszty tego wpisu można sobie spokojnie odpuścić. Jeśli APO 185 mm i 140 mm wykonane są według tego samego projektu, z takich samych rodzajów szkła i koniecznie mają taką samą światłosiłę, to według "prawa skalowania systemów optycznych" [1], wymiary soczewek skalują się tak jak apertury. Według tego samego prawa, tak samo skalują się "pozaosiowe spot-diagramy" ("off-axis spot diagrams"), czyli to co jest wypadkową miarą aberracji teleskopu poza osią optyczną. Na samej osi optycznej diagram nie skaluje się. Apertura większa o współczynnik 185/140 = 1.32 zwiększa o tyle samo spot-diagramy, czyli o tyle pogorszy się wypadkowa aberracja teleskopu poza osią optyczną. Aby oba APO miały takie same wielkości odpowiadających sobie spot-diagramów, większa apertura musiałoby mieć ≈ 30 % mniejszą światłosiłę, czyli jakieś f/9 zamiast f/7. Zamiast mniejszej światłosiły, można by użyć lepszych szkieł o mniejszej dyspersji, ale to znaczyłoby większe koszty. Zamiast mniejszej światłosiły i zamiast lepszego szkła, dawane obrazy można polepszyć asferyzując soczewki, co niestety znacznie podnosi koszty szlifowania soczewek. Jeśli średnice soczewek wzrastają o czynnik 180/140, to ich objętość (i masa) wzrasta (180/140)^3 = 2.31 razy, więc surowy materiał będzie kosztował ≈ 230 % więcej. Powierzchnie soczewek wzrosną o czynnik (180/140)^2 = 1.75, więc czas ich szlifowania, czyli też koszt, będzie jakieś 75 % większy. Licząc tylko większy koszt takich samych szkieł i szlifowania soczewek, APO 185 powinno kosztować około ≈ 300 % więcej niż APO 140. Askar 185 jest droższy od Askara 140 jakieś 240 %, więc raczej nie powinniśmy się spodziewać, że jest zrobiony z lepszego szkła, albo ma asferyzowane soczewki. Dlatego dawane przez niego obrazy będą raczej gorsze od tych z Askara 140. 75 % większa powierzchnia soczewek większego APO o tyle samo zwiększa prawdopodobieństwo trafienia na rysy i inne defekty powierzchni (zakładając taką samą jakość obróbki), co ma wpływ na rozpraszanie światła, czyli psuje Strehl. 230 % większa objętość użytego szkła w większym APO o tyle samo zwiększa prawdopodobieństwo trafienia na defekty w objętości szkła, takie jak pęcherzyki powietrza (zakładając taką samą jakość szkła), co ma wpływ na rozpraszanie światła, czyli psuje Strehl. Dokładność wykonania większych soczewek będzie trudniejsza do osiągnięcia, gdyż taki sam błąd bezwzględny dla większego APO będzie wymagał 30 % mniejszego błędu względnego. Więc albo figurowanie większego obiektywu będzie droższe, albo jego aberracje będą większe, czyli znowu gorszy Strehl. 230 % cięższe soczewki APO 185 wymagają solidniejszego ich mocowania. Z tych banalnie prostych "akademickich" szacunków wychodzi mi, że trudniej będzie zrobić Askara 185 tak, aby dawał obrazy z jakością tych z Askara 140. Ale nie jest to niemożliwe, jeśli marża na aperturze 185 byłaby sporo mniejsza niż na 140, i producent poszedłby w lepsze szkło lub lepsze wykonanie soczewek. [1] Rutten, van Venrooij, "Telescope Optics", rozdział 4.5, "Scaling Optical Systems".

@Jacek1977, może ta krytyka długoogniskowych XW dotyczyła f/4.5... W Twoim f/7 XW 30 będzie jeszcze lepiej działał niż u mnie w f/5, a tu jest już bardzo dobrze.

Tu jest porządne porównanie tych dwóch lornetek z linków wrzuconych przez @Bartman: https://www.forumastronomiczne.pl/index.php?/topic/10914-lornetka-ecotone-kamakura-10x50-zwcf-wp2/ Przez Kamakurę nie patrzyłem, ale patrząc przez Nikona 7x35 EX, zwłaszcza w dzień, często się zastanawiam, ile można zaoszczędzić na jednej warstwie antyodblaskowej. W nocy, pod ciemnym niebem, brak warstw na wszystkich powierzchniach optycznych w Nikonie traci na znaczeniu. Do ręki rozważyłbym powiększenia 7 - 8 razy. Ja na przykład nie potrafię stabilnie utrzymać dziesiątki w ręce, zwłaszcza przy dłuższych obserwacjach nocnych. Według mnie od Nikona 7x35 EX optycznie lepszy jest też Olympus 8x40 DPS I, teraz zdaje się już nie do kupienia jako nowa. Mechanicznie i wykończeniem przegrywa jednak z Nikonem.

Dyski Airiego, a właściwe to co z nimi robi atmosfera, są w skali w dolnym rzędzie poniższej grafiki Sacka (ze strony "Seeing and telecope aperture") Pod obrazkami D/r0 jest stosunkiem apertury do długości spójności atmosfetycznej Fried'a, która, upraszczając, określa, dla jakiej apertury seeing będzie ograniczał rozdzielczość teleskopu. Dla apertur mniejszych niż r0 zdolność rozdzielczą bardziej ogranicza sama apertura, zaś dla większych ograniczeniem jest bardziej seeing. W górnym rzędzie obrazków D jest stałe, więc dla D/r0 zmieniającym się od 0.5 do 12, r0 zmienia się 24 razy, czyli tak jakby seeing pogarszał się 24 razy. W dolnym rzędzie obrazków r0 jest stałe, czyli seeing się nie zmienia, natomiast apertura zmienia się 24 razy. Przy idealnym seeingu obraz dyfrakcyjny powinien zmaleć 24 razy, ale przy rzeczywistym seeingu nie maleje praktycznie wcale od D/r0 = 1 (co też wyjaśnia praktyczne znaczenie r0), bo ograniczeniem jest seeing. Sacek w dyskusji dolnego rzędu obrazków zakłada, że pierwszy obrazek jest dla D = 50 mm i r0 = 100 mm, odpowiadający seeingowi około 1.5 sekundy łuku. Przy takim założeniu obrazki odpowiadają sześciu aperturom 50, 100, 175, 300, 600 i już małoamatorskim 1200 mm. Sacek przypomina, abyśmy pamiętali, że obrazki odpowiadają uśrednionym błędom statystycznym a w rzeczywistości seeing fluktuuje, tak że będą momenty, gdzie obraz w okularze będzie i lepszy, i gorszy niż na obrazku. Obrazki natomiast nic nie mówią na temat czasowej skali fluktuacji, co w praktyce ma duże znaczenie, bo nawet jak seeing jest słabszym ale zmiany są na tyle wolne, że nasz mózg nadąży za zmianami, to nadal można skorzystać z momentów, kiedy seeing fluktuuje w dobrą stronę. Dociekliwi mogą sobie na tej samej stronie poczytać o wpływie seeingu na kontrast. Na dole strony jest krótkie podsumowanie, najważniejsze na całej stronie.

Mój ulubiony artykuł na temat zasięgu w obserwacjach wizualnych: Bradley E. Schaefer, "Telescopic Limiting Magnitudes". Najważniejszy wykres: mz = magnitudo najsłabszej gwiazdy w zenicie widocznej gołym okiem A = wiek obserwatora

Lasery półprzewodnikowe mają mały zakres regulacji mocy optycznej. Często aby uzyskać światło spójne trzeba użyć połowy prądu maksymalnego. Dla logarytmicznej charakterystyki czułości oka zmiana jasności jakieś dwa razy jest mało widoczna, więc nikt się w to raczej nie bawi. Najlepiej kupić od razu laser małej mocy, albo próbować jakiegoś przysłaniania.

@JSC, zgadzam się, że czteroramienny pająk bardzo trudno ustawić tak, żeby ramiona były symetryczne, i tu może stały pająk jest dobrym rozwiązaniem. Natomiast w stałym pająku trudno o cienkie ramiona. Dlatego DO WIZUALA ja jestem zwolennikiem trójramiennych pająków, z naciąganymi, jak szprychy, cienkimi ramionami. W moim Taurusie ramiona są zrobione z nierdzewki 1 mm i chyba ciężko zrobić dużo lepiej. Wytrzymałość mechaniczna ramion jest uzyskana dzięki materiałowi i szerokości ramion, nie grubości: Na zdjęciu widać czujnik i kabel do ogrzewania lustra. Kabel był elegancko przyklejony pod jednym z ramiom, ale i tak w okularze było widać, że jest grubiej. Dlatego kabel usunąłem i zamiast grzać, używam odrośnika, co ma też dodatkowe zalety. Przy trzech ramionach jest sześć spajków i nawet jak nie są rozłożone idealnie co 60*, to i tak tego nie widać. A jak mechanika mocowania luster jest dobrze rozwiązana i ma się troszkę wiedzy i przyzwoite narzędzia, to kolimacja może być przynajmniej dla niektórych frajdą. Poniżej jest zdjęcie telefonem przez dziurkę autokolimatora po zakończeniu kolimacji po myciu luster Taurusa. Na zdjęciu widać, że jedno z ramion nie jest całkiem prostopadłe do osi optycznej, co też widziałem w okularze. Bardzo łatwo dało się to skorygować, bo ramiona pająka w Taurusie można ustawiać też osiowo. Dla mnie jak Newton jest przystosowany do zrobienia porządnej kolimacji, to kolimacja nie jest jakimś wielkim wyzwaniem, i możliwość samodzielnego ustawienia wszystkiego jest tylko zaletą, bo nie musimy w niczym polegać na ustawieniach fabrycznych.

Stały pająk wymaga dokładnego przyklejenia lustra wtórnego. Dlatego ja zdecydowanie wolę mieć możliwość korekcji tego, jak fabryka kleiła. No i ta grubość ramion... Co do maski z linku, to ona nie zastępuje łapek, ale je maskuje, oczywiście kosztem apertury. Przy większych aperturach może warto poświęcić parę milimetrów, żeby było mniej odblasków od rantu lustra. U mnie wystarczyło 5 mm, żeby też przykryć łapki drukowaną przysłoną (300 mm -> 295 mm).

Według powyższych wyliczeń binowanie softwerowe 2x2 nie zwiększa stosunku sygnał / szum ( S/N = 4*S / 4*N). Szum każdego z 4 binowanych pikseli jest niezależny, więc dodaje się geometrycznie i wypadowy szum będzie pierwiastek( 4*N2 ) = 2*N, czyli SNR poprawi się dwa razy.

Nada się. U mnie w 12" mieści się pozaosiowo 110 mm. Pozaosiowe przysłony z filtrami słonecznymi w większych Newtonach to wg mnie bardzo dobry pomysł, bo w dzień raczej nie ma seeingu na 300 mm, więc zamiast oglądać bulgotanie jasnego obrazu w pełnej aperturze, lepiej oglądać ciemniejszy ale stabilny obraz z przysłoną. Ponadto nie ma obstrukcji, czyli lepszy kontrast, i drastycznie spada światłosiła, co dodatkowo podnosi odporność na seeing. Nie wiem tylko, jak jest z termiką przesłoniętego Newtona wystawionego na Słońce. Ale wkrótce się dowiem. Przysłona będzie wyklejona folią Alu i będzie wystawać poza obrys teleskopu, żeby cały był w cieniu tej przysłony.

Zawsze można na obiektyw 100 mm założyć przysłonę 50 mm (albo i mniej). Wtedy i seeing będzie mniej przeszkadzał, i obraz dyfrakcyjny będzie dwa razy większy (albo i więcej) z takim samym okularem. Celuj w gwiazdy najbliżej zenitu, bo tu atmosfera jest najcieńsza i najmniej przeszkadza. Mój EDek ma fabryczny dekiel na obiektyw z otworem 50 mm, który ma swój mniejszy dekiel, tak że do takich testów nawet nie muszę nic dorabiać.

Albo apertura... Jak tylko seeing pozwala, to składniki E i F są łatwo widoczne w 12" na podmiejskim niebie ~ 20 mag/arcsec2. Dominującym przeszkadzaczem jest jasne tło samej mgławicy, nawet w powiększeniach ponad 400. Natomiast nigdy nie udało mi się zobaczyć żadnego siódmego składnika, mimo że wiele razy próbowałem. Stellarium pokazuje mi, że G i H1 mają około 13 mag, sporo jaśniej niż mapka wyżej, więc może sprawa nie jest beznadziejna.

Może tak być, że goniąc teleskop, odciążamy oko. A może po prostu jak optyka i seeing puszcza, to w ten sposób szukamy najmniejszych możliwych detali ? Myślę, że jakimś miernikiem jakości wzroku jest najmniejsze powiększenie, przy którym da się rozdzielić np. Epsylony w Lutni. Tyle, że tu chyba trzeba brać pod uwagę źrenicę, z którą się obserwuje, bo ona wyznacza teoretyczną rozdzielczość oka. Ja na przykład testowałem się dla źrenicy 0.8 mm, dla której rozdzielczość oka z kryterium Rayleigha dla 550 nm to jakieś 175", bo rozdzielczość 1" jest dla apertury ~ 140 mm. Tak więc dla Epsylonów (tych łatwiejszych o podobnych jasnościach) z separacją 2.4", teoretycznie powinno wystarczyć ~ 70 razy. Ja potrzebowałem 100 razy. Natomiast dla źrenicy 1.3 mm, gdzie powinno wystarczyć ~ 43 razy, nie wystarczyło mi 60. To potwierdza, że mój astygmatyzm zmniejsza się wraz ze źrenicą wyjściową wpadającą do oka, co widzę nawet w życiu codziennym, kiedy o zmierzchu rozszerzają się moje źrenice oczu. W moim przypadku to jest na pewno też powodem używania dużych powiększeń. @Miesilmannimea, poprosiłem Administrację o wydzielenie moich dyskusji z @JSC do osobnego wątku (np. "Jakość wzroku i duże powiększenia").

Również lubię duże powiększenia kosztem jasności obrazu, bo wtedy widzę więcej detali. Natomiast jestem zdania, że to czasem może być oznaką słabszego wzroku, który potrzebuje większego obrazu w okularze, żeby zobaczyć szczegóły.

Myślę, że taka metoda mogłaby być nawet lepsza od spektrofotometru, bo dawałaby bezwzględną transmisję i działała dla wszystkich okularów, niezależnie od gabarytów. Zmieniając filtry można by mierzyć bezwzględną transmisję dla kilku długości fali. Na przykład, bardzo blisko środka fotopowej czułości oka jest Baader Solar Continuum z transmisją na 540 nm. Co do samej sensowności w pytaniu tytułowym i pomiarów spektrofotometrem, najpierw może warto by sprawdzić, czy sama metoda jest wystarczająco dokładna, zważywszy na trudności, które nam wyjaśnił @dobrychemik. W tym celu pewnie wystarczyłoby powtórzyć parę razy pomiary dla tego Plössla 25 mm, za każdym razem wyjmując go i wkładając ponownie do spektrofotometru. To pomogłoby stwierdzić, jak krytyczna jest pozycja okularu w spektrofotometrze. Podobnie można by sprawdzić metodę "fotograficznego pomiaru bezwzględnej transmisji okularów", którą proponuje @dobrychemik. I jak już wziąłem się za pisanie, to przy okazji napomknę, że całkowita transmisja tego okularu 4 mm, który @dobrychemik musiał rozebrać na dwie części, będzie iloczynem transmisji jego obu części.

Patrząc po skali zdjęcia, ta gwiazda koło Alnitaka to raczej Struve 774, odległa od niego o jakąś minutę kątową. Składniki Alnitaka mają separację 30 razy mniejszą (2.1").

@Mumia, wygląda na to, że ta książka jest bardzo trudno dostępna w skali globalnej. Jedyny egzemplarz jaki udało mi się znaleźć jest na amazon.com, niestety za ~ 250 $ razem z cłem i przesyłką do Polski. To byłaby chyba najdroższa książka, jaką kiedykolwiek kupiłem. Mi się nie spieszy, więc będę czekał, może kiedyś pojawi się na rynku wtórnym.

@spock, a próbowałeś bez PowerMate ?

Przy mocno planetarnych powiększeniach drgania AZ5 po użyciu mikroruchów są niestety nawet z SW 80 ED, który z osprzętem waży pewnie jakieś 4 kg. Drgania ustają po 1-2 s i mi to jakoś bardzo nie przeszkadza, bo dzięki mikroruchom spokojnie utrzymuję obiekt nawet w polu widzenia 15'. Ale mogę sobie wyobrazić, że dla niektórych takie drgania są nieakcetowalne, i dla takich AZ5 tylko do mniejszych powiększeń. Po wymianie fabrycznego smaru poprawiła się znacznie płynność mikroruchów, luzy i chyba trochę drgania. Na pewno drgania trochę się poprawiły jak przestawiłem pochylenie ramienia z fabrycznych 60* na ATM-owe 30*.

Wielkie dzięki @Piotrek K. za konkrety. A czy ten świetny pryzmat nie daje jednak jakichś kolorków w f/7 ? Testowałeś go już w takiej światłosile w innym teleskopie ? Jeśli w f/7.5 Lecha, to jednak niestety może być znacząca różnica względem f/7 .

Zgaduję, że teraz nie masz za bardzo komfortowego podejścia do okularu, bo Askar jest zawieszony do fotografowania, i nie masz regulowanego krzesełka astronomicznego. Dobra pozycja przy obserwacjach to podstawa, zwłaszcza przy tak małych źrenicach i dużych powiększeniach o jakich tu piszesz. Pentaxy XW normalnie są bardzo wygodne i nie mają CA, zwłaszcza w f/7. A może ta CA jest od tych Barlowów ? Osobiście jestem wielkim fanem Pentaxów XW, ze względu na ich uniwersalność, ostrość, kontrast, odsunięcie źrenicy wyjściowej i wielką muszkę oczną, dzięki której soczewka nie paruje. Biorąc to wszystko pod uwagę ich cena jest wg mnie atrakcyjna względem konkurencji. Co do maksymalnego powiększenia, zacząłbym od dobrego okularu 5 mm, który da Ci źrenicę 0.7 mm i powiększenie 200. Jak zobaczysz, że seeing u Ciebie w miarę często pozwala na więcej, to wtedy mógłbyś rozważyć coś koło 3.5 mm.

Na AZ5 u mnie siedzi cały czas SW 80 ED, który służy do spontanicznych obserwacji w niepewną pogodę, kiedy nie wiadomo, czy jest sens rozstawiać się z większym sprzętem i czekać na akceptowalną adaptację termiczną. Z porządną kątówką pryzmatyczną i dobrymi okularami ten bardzo poręczny zestaw cały czas daje mi wiele obserwacyjnej frajdy.

Wtedy stawiałbym na redukcję naprężeń w celi.

Wygląda, że te nacięcia są tylko przy jednej grupie śrub kolimacyjnych, co raczej wyklucza 1. hipotezę, bo nie chcemy asymetrycznej celi. Też myślałem o obracaniu, bo to podczas kolimacji może być bardzo pomocne.