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Opto-mechatronical characterization of the 1.5 m telescope of the Leopold-Figl Observatory for Astrophysics
Costin-Florin Luchian
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Astronomy
Betreuer*in
Werner Zeilinger
DOI
10.25365/thesis.78750
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-14844.33379.297662-4
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Abbildungsqualität erdgebundener Spiegelteleskope wird neben der Größe des Teleskops von zahlreichen weiteren Faktoren beeinflusst, darunter auch mechanische Verformun- gen der Teleskopstruktur selbst. Je nach Zustand des Teleskops und dessen Umgebung können diese Systeme aufgrund von Biegung, Alterung, Gravitation und thermischen Einflüssen fehleranfällig sein, was zu einer erheblichen Verschlechterung der Abbildung- squalität führen kann. Das 1,5-m-Teleskop des Leopold-Figl-Observatoriums für Astro- physik (LFOA) ist Österreichs größtes Spiegelteleskop. Nach über 50 Jahren in Bertieb werden seine optischen, bildgebenden und strukturellen Eigenschaften bewertet. Eine op- tomechanische Analyse des 1,5-m-LFOA führte zu einer Charakterisierung der erwarteten mechanischen Störungen und der damit verbundenen optischen Fehler. Derzeit kann der Zugang zu erdgebundenen Teleskopen eine wertvolle Ressource für Wissenschaftler und Enthusiasten gleichermaßen sein. Das Ziel dieser Arbeit ist demnach, sicherzustellen, dass das 1,5-m-LFOA-Teleskop ein wettbewerbsfähiges, zugängliches und nachhaltiges Werkzeug ist. Dies wurde durch die Anpassung und Implementierung eines ursprüng- lich am Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik (ACIN) der TU Wien entwickelten Messsystems erreicht. Mithilfe dieses Systems wurden Messungen der fünf Freiheitsgrade zwischen dem Primär- und Sekundärspiegel des Teleskops durchgeführt, welche zeigten, dass das Teleskopverhalten innerhalb der erwarteten Parameter liegt. Diese Messungen ergaben einen insgesamt erwarteten axialen Defokus von 36 ± 9 μm, eine Spitzenrotation von 8 ± 5 Bogensekunden, eine Neigungsrotation von 4 ± 2 Bogensekun- den, eine X-Achsenverschiebung von 73 ± 3 μm und eine Y-Achsenverschiebung von 118 ± 16 μm. Gemeinsam führen diese Störungen zu einem erwarteten Strehl-Verhältnis von SR = 0,94, während das betrachtete Worst-Case-Szenario SR = 0,77 ergeben würde. Diese Störungen können alleinstehend ignoriert werden, in Kombination mit anderen optischen Fehlern allerdings, könnte durch deren Korrektur die Bildqualität verbessert werden. Aufgrunddessen wurden mehrere aktive Optiklösungen als mögliche Upgrades des Teleskopsystems diskutiert.
Abstract
(Englisch)
Regardless of size, the imaging quality of ground-based reflective telescopes is influenced by numerous factors, among which are mechanical deformations in the telescope structure itself. Depending on the telescope’s condition and the surrounding environment, these systems could be susceptible to errors due to flexure, aging, gravitational and thermal influences, which may lead to a considerable degradation of imaging quality. The 1.5 m telescope at the “Leopold-Figl” Observatory for Astrophysics (LFOA) is Austria’s largest reflective telescope, and after more than 50 years of operation its optical, imaging, and structural properties must be evaluated. An opto-mechanical analysis of the 1.5m LFOA was realized, leading to a characterization of its expected mechanical disturbances and their corresponding optical errors. Currently, access to ground-based telescopes can be a valuable resource to scientists and enthusiasts alike. This work aims to ensure that the 1.5m LFOA telescope is a competitive, accessible, and sustainable tool for everyone. This was achieved through the adaptation and implementation of a metrology system originally developed at the Automation and Control Institute (ACIN) at TU Wien. With the help of this system, measurements of the five degrees of freedom between the primary and secondary mirror of the telescope have been made, which show the telescope behaviour to be within the expected parameters. These measurements have found an overall expected axial defocus of 36 ± 9 μm, a tip rotation of 8 ± 5 arcsec, a tilt rotation of 4 ± 2 arcsec, X-axis displacement of 73 ± 3 μm, and a Y-axis displacement of 118 ± 16 μm. These disturbances combined lead to an expected Strehl ratio of SR = 0.94 while the worst-case scenario considered would result in SR = 0.77. On their own, these disturbances are negligible; however, if combined with other optical errors, their correction could improve imaging quality. Because of this, several active optics solutions have been discussed as possible upgrades to the telescope system.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Teleskopoptik Spiegelteleskope Optische Systeme Aktive Optik Positionsempfindliche Detektoren Astronomie Sternwarte
Schlagwörter
(Englisch)
Telescope Optics Reflecting Telescopes Optical Systems Active Optics Position Sensitive Detectors Astronomy Observatory
Autor*innen
Costin-Florin Luchian 
Haupttitel (Englisch)
Opto-mechatronical characterization of the 1.5 m telescope of the Leopold-Figl Observatory for Astrophysics
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
xv, 84 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Werner Zeilinger
AC Nummer
AC17589695
Utheses ID
76555
Studienkennzahl
UA | 066 | 861 | |