Messen Teleskopmessungen (normalerweise in Metern) in einer geraden Linie von Kante zu Kante oder folgen sie der Krümmung des Spiegels?

Gerade Linie, obwohl es keinen großen Unterschied machen wird,

Der Punkt bei der Größe ist, dass sie Ihnen sagt, wie viel Licht das Teleskop sammeln kann. Dies ist der "projizierte flache" Bereich, nicht der gekrümmte Oberflächenbereich.

Der Unterschied ist jedoch nicht groß, da Teleskopspiegel nicht stark gekrümmt sind. Ich nehme an, es macht einen größeren Unterschied, wenn man Radioteleskopschüsseln betrachtet.

Quellen oben: https://www.facebook.com/NASAWebb/photos/10158883840795049/ unten: https://jwst-docs.stsci.edu/jwst-observatory-hardware/jwst-telescope

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Messen Teleskopmessungen (normalerweise in Metern) in einer geraden Linie von Kante zu Kante oder folgen sie der Krümmung des Spiegels?

Die kurze Antwort ist @JamesK's ; Es ist der geradlinige Durchmesser dessen, was die Öffnung definiert.

Aber der JWST Hauptspiegel hat keinen Durchmesser!

Da das OP nach dem JWST-Spiegel gefragt hat, bei dem es sich um eine ganze Reihe getrennter Sechsecke und definitiv nicht um einen Kreis handelt, muss dies meiner Meinung nach detaillierter beantwortet werden, da, wie @PeterErwin betont, der Durchmesser (in erster Linie) die Winkelauflösung ist ( und Lichtsammlung), wenn sie nicht durch die Erdatmosphäre begrenzt sind.

Sie könnten einen effektiven Durchmesser irgendwo zwischen dem maximalen und minimalen Abstand zwischen der Mitte und dem Rand der letzten reflektierenden Oberfläche finden, und das ist wahrscheinlich, was 6,5 Meter nahe kommt.

Laut JWST Observatory Hardware/JWST Telescope der James Webb Space Telescope User Documentation :

Der Primärspiegel besteht aus 18 sechseckigen Segmenten mit einem Durchmesser von jeweils ~1,4 m, die bei richtiger Phasenlage wie ein einziger Spiegel mit einem Durchmesser von ~6,5 m wirken. Die einzelnen Segmente haben im Mittel besser als 25 nm rms Surface Figure Error. Der Hauptspiegel dient als Aperturblende für die meisten JWST-Beobachtungsmodi, mit Ausnahme der Koronographie und der Aperturmaskierungsinterferometrie (AMI). Die freie Sammelfläche des Hauptspiegels beträgt 25,4 m ² . (Die gesamte polierte Fläche ist etwas größer, 26,3 m ² , aber die Stützstreben des Sekundärspiegels verdecken einen kleinen Teil.) Ein undurchsichtiger Rand um den äußeren Rand des Primärspiegels hilft, Streulicht zu minimieren.

Die sorgfältige Formulierung „als einzelner Spiegel mit einem Durchmesser von 6,5 m wirken“ ist eine gute Möglichkeit, die Grundidee zu vermitteln, aber ein gezackter sechseckiger Umriss aus sechseckigen Segmenten mit Lücken dazwischen hat eine ganz andere Punktverteilungsfunktion ( die Form des durch paralleles Licht oder einen entfernten Stern erzeugten Flecks) als die einer kreisförmigen Blende mit demselben effektiven Durchmesser.

Unten finden Sie diese Antwort auf Warum nicht nur eine Stützfahne für den Sekundärspiegel verwenden, um mehrere Beugungsspitzen zu vermeiden? .

Die mit einem schönen Kreisdurchmesser von 6,5 Metern bei 480 nm (der F480M-Filter in der ersten Abbildung) verbundene Winkelauflösung beträgt 1,22$\lambda/D$oder ungefähr 0,02 Bogensekunden, was dieser winzige zentrale Punkt im ersten Bild ist.

Fast alles andere ist auf die gezackte Kante und die Lücken zwischen Sechsecken zurückzuführen; das fehlende mittlere Sechseck/zentrale Hindernis der Sekundärseite und die drei Flügel tragen ebenfalls dazu bei.

In Anbetracht der Tatsache, dass der Primärspiegel quer zur ankommenden Wellenfront eine viel größere Gesamt-„Beugungskante“ aufweist als die drei Flügel des Sekundärspiegels, ist es möglich oder sogar wahrscheinlich, dass der Beitrag der Spinne selbst mit drei Flügeln im Vergleich zu dem aus der Segmentierung des Primärspiegels gering ist.

Ab webbpsf Documentation Release 0.8.0 (zum Vergrößern anklicken)

Abb. 1: Beispiel-PSFs für die Instrumentensuite von JWST, alle auf derselben Winkelskala und Anzeigedehnung.

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Weitere optische Leckerbissen unter:

• jwst.nasa.gov: Webb's Mirrors (umfangreiche Ressourcen!)
• jwst.nasa.gov: Optical Telescope Element (OTE) (Index für Subsystem-Ressourcen!)
• eoPortal: JWST (James Webb Weltraumteleskop)
• eoPortal: JWST (andere Seite als oben)
• Wikipedia: segmentierter Spiegel
• Koby Z. Smith's Methodology and Results of James Webb Space Telescope Thermal Vacuum Optical System Alignment Testing and Analysis 34th Space Symposium, Technical Track, Colorado Springs, Colorado, Vereinigte Staaten von Amerika, präsentiert am 16. April 2018

Nehmen wir an, wir hätten einen Spiegel in Form einer Kugelkappe mit den gleichen Abmessungen wie JWST: Durchmesser d = 6,5 m und Krümmungsradius r = 15,88 m. Dann ist der Abstand entlang der Oberfläche des Spiegels zwischen zwei gegenüberliegenden Punkten auf seinem Rand durch 2r arcsin (d/2r) gegeben, was ungefähr 6,546 m entspricht. Diese ist nur etwa 0,7 % länger als die geradlinige Strecke d.

Der Spiegel ist nicht perfekt kugelförmig und sein Umfang ist definitiv kein Kreis, aber Sie können sehen, dass die Wahl des Maßes kaum einen Unterschied macht.