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.

 
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.
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.
 
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
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.
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.
 

 
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.
 
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.
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,
  • 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.

 
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
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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