AstroTobi

Willkommen in meiner Welt der Sterne

Optik

Der Hauptspiegel

Schritt 1: Der Grobschliff

Das Ziel des Grobschliffs ist es, den Spiegel in der Mitte zu vertiefen. Es gibt dafĂŒr verschiedene AnsĂ€tze. Die bekannteste Methode ist zwei runde Glasscheiben so lange ĂŒbereinander zu schleifen bis die untere konvex (Tool) und die obere konkav wird und eine bestimmte Pfeiltiefe erreicht ist. Bei kleineren Spiegeln kann man fĂŒr jede der beiden Scheiben einen Rohling verwenden. Bei grĂ¶ĂŸeren Spiegeln sind die Rohlinge jedoch sehr teuer und viel zu schade um als Tool zu enden. Deshalb kann man das Tool auch aus anderem Material wĂ€hlen oder fertigen. Eine viel verwendete Methode ist das Fliesentool mit Zahnartztgips. Ich habe mich bei meinem Projekt fĂŒr ein Granittool entschieden. Außerdem wollte ich den Rohling nicht vorher grob in Form frĂ€sen/flexen, sondern von Anfang an die Kurve selbst reinschleifen.

Das Schleifmaterial habe ich in Stathis‘ Shop bestellt. Das Granittool wurde beim Steinmetz um die Ecke geordert.
Einige skeptische Blicke spĂ€ter hielt ich dann das UngetĂŒm in den HĂ€nden. Es kommt wohl nicht so oft vor, dass jemand bei ihm eine einzelne Gehwegplatte kauft, um damit einen Spiegel schleifen zu wollen 🙂

Nach den paar ersten SchleifgĂ€ngen wurde das Glas schon gut matt und die FlĂ€chen haben sich langsam angepasst. Von einer sichtbaren Vertiefung im Glas war allerdings nichtmal zu trĂ€umen…

Nach stundenlangem Schleifen ging es nur seeehr langsam vorran. Mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,1 mm/h wurde mit der gröbsten Körnung Karbo der Rohling ausgehöhlt.
Nach einigen Wochen war das Ziel von 4,17mm „Pfeiltiefe“ in der Mitte erreicht und ich konnte zum nĂ€chsten Bearbeitungsschritt ĂŒbergehen.

Gemeinsames Spiegelschleifen in der Aachener VHS Sternwarte:


Ausstellung des WerkstĂŒcks beim Wissenschaftstag einer nahen Schule. Jeder konnte hier mal ausprobieren wie es sich anfĂŒhlt einen Teleskopspiegel selbst herzustellen:

Schritt 2: Der Feinschliff

Beim Feinschliff wird die OberflĂ€che – wie der Name schon sagt – immer feiner. Viel wichtiger ist allerdings zuerst, dass unser irgendwie gegrabenes Loch im Glas in eine sphĂ€rische Form gebracht wird. Das wird durch gleichmĂ€ĂŸiges Schleifen der Beiden Scheiben gegeneinander erreicht, allerdings muss man „Mirror on Top“ (MOT) und „Tool on Top“ (TOT) abwechseln, um die Pfeiltiefe nicht weiter zu verĂ€ndern.
Im Idealfall ist die Form schon nach dem Groschliff sphÀrisch.
Um die Form zu testen, gibt es wieder verschiedene Methoden. Die bekanntesten sind der Edding-/Bleistifttest und die Messung mit einem SphĂ€rometer – einer Messuhr in einer eigens angefertigten Vorrichtung.

Ich habe fĂŒr meinen Spiegel den Bleistifttest benutzt.
Es wird auf eine oder beide FlĂ€chen ein Kreuz mit Edding oder Bleistift gezeichnet. Damit wird ein Durchgang Karbo neutral geschliffen. Wenn nach diesem Durchgang die Kreuze gleichmĂ€ĂŸig verblasst sind, ist alles ok. Wenn innen oder meistens außen die Striche stehenbleiben, ist die SpĂ€hre noch nicht erreicht. Dann mĂŒssen entsprechende Korrekturmaßnahmen in der Art der Schleifbewegung unternommen werden. Mehr darĂŒber gibt es in BĂŒchern oder auf den Seiten von Stathis Kafalis.

Nach jeder kleineren Körnung wird der Vorgang wiederholt, wenn die Körung durchgeschliffen ist. Eine Körnung ist durch, wenn die Löcher der GrĂ¶ĂŸe davor verschwunden sind. Das ĂŒberprĂŒft man am Besten mit einem umgedrehten Okular als starke Lupe.

Schritt 3: Polieren

Beim Polieren wird der Spiegel erst spiegelnd gemacht. DafĂŒr wird auf das Tool eine Schicht aus Pech (Pechhaut) gegossen, die als TrĂ€ger fĂŒr die Partikel des Poliermittels dient.

Wenn man mit einem Laserpointer auf die polierte OberflÀche leuchtet und kein Reflex mehr zu erkennen ist, ist der Spiegel fertig auspoliert und es kann weitergehen mit dem Parabolisieren.

Schritt 4: Das Parabolisieren

Ziel des Parabolisierens ist es, aus dem Kugelausschnitt (SphÀre), bzw. im Schnitt einem Kreissegment eine Parabel zu machen.
Es gibt verschiedene Methoden die Kurve des Spiegels zu messen. Die bekannteste ist der Foucaulttest, ich habe aber ein Bath-Interferometer dafĂŒr gebaut.

Bau des Interferometers:

20160417_175109_kl
Das Interferogramm wird in diesem Aufbau nach oben projiziert und kann von einer Mattscheibe abfotografiert oder direkt mit einer Kamera fotografiert werden.
Die Auswertung erfolgt ĂŒber das Programm „OpenFringe“, indem die Interferogrammbilder eingelesen werden.

Hier sind die einzelnen Messungen meines Spiegels aufgelistet.
Einfach das erste Bild anklicken und mit den Pfeiltasten den Werdegang des Spiegels verfolgen.
Die Bearbeitungsschritte stehen in Kurzform unter dem Report.