Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik

GREGORGREGOR

Sitzung des Wissenschaftlichen BeiratsFreiburg, 19. + 20. April 2000

18. 4. 2000 GREGOR WBR 2000 2

Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik

Entwicklung seit März 1999Entwicklung seit März 1999

• 1.3m M1-Studie (Dornier) abgeschlossen• Neues Konzept (Juni 99)• 36cm M3 Prototyp-Entwicklung (Juli 99)• AG-Tagung (Sept. 99)• Projektbeschreibung und Plan (Feb. 2000)• Begutachtung durch DFG (seit März 2000)

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EigenschaftenEigenschaften Gregory-Teleskop mit 1.5 m Öffnung und

abbildendem Tertiärspiegel (LEST) Offener Teleskoptubus, vollständig

wegklappbare Kuppel (DOT) Azimutale Montierung Leichtgewichtete optomechanische Struktur Integrierte Adaptive Optik Zwei Laborstockwerke Feld 300 arcsec, feff 75 m Geringe instrumentelle Polarisation NIR und TIR - fähig Direkte Nachführung

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SchnittdarstellungSchnittdarstellungNeue Kuppel

Teleskop-tubus und

Montierung

Externer Aufzug ausfahrbarer

Windschutz

Foci

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TradeoffsTradeoffs

• Offenes Teleskop– Leichtgewichtbar– Kein Kuppelseeing– Kein Fenster erforderlich– Spiegelseeing– Kontamination– Windempfindlich

• Geschlossenes Teleskop– Kein internes seeing– Kontamination– Schutz vor Wind– Geschlossene Kuppel– Eintrittsfenster– Schwer

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Kritische PunkteKritische Punkte

• Internes Seeing

• Windschütteln

• Verschmutzung

• Folge der Umgebungstemperatur:– Athermale Structure– Thermisch kontrollierter

Primärspiegel– Thermisch kontrollierte Primärblende– Evakuierter coudé - Strahlengang

• Hohe Resonanzfrequenz:– Leichtgewichtstruktur– Leichtgewichtoptik

• Windschutz

• Reinigungsprozeduren

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Optischer DesignOptischer Design

Triple - Gregory f/1.75, 1.5 m Primärspiegel 300 arcsec Feldblende bei F1 Polarimetrische Kalibrations-

Optik bei F2 Feldlinse bei F2 (110 mm

Pupille bei M6 und M7) Tip-Tilt / DM bei M6 and M7 F/46 Tertiärfokus in zwei

Beobachtungsräumen Feff = 75 m

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Optischer Design IIOptischer Design II

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Optischer Design IIIOptischer Design III

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TechnologienTechnologien• C/SiC - Technologie für M1 - M3

– geringes Gewicht– Primärspiegel ~150 kg– hoher Temperaturleitwert -

gleichförmige Temperatur des Spiegelträgers

– Aktive Spiegelkühlung zur Eliminierung von 170 W absorbierten Sonnenlichts

– Luftkühlung oder Kühlplatte– Oberflächentechnologie größtes

Risiko• Kontrolle der M1/M2 - Justage in

5 Freiheitsgraden• Fokussierung mit M3

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Solar Lite M1 EntwicklungSolar Lite M1 Entwicklung

Zwei Hälften des Solar Lite 1m Primärspiegels als Grünkörper im Fügungspürozess und vor der Infiltration mit Si.

Bilder von Dornier Satelliten Systeme

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Adaptive Optik IAdaptive Optik I

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.40

0.2

0.4

0.6

0.8

1

75 Hz, low wind75 Hz, high wind150 Hz, low wind150 Hz, high wind600 Hz, low wind600 Hz, high wind

Strehl vs. r0 and f3dB for 64 DOF

r0 [m]

Stre

hl

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.40

0.2

0.4

0.6

0.8

1

64 DOF, 150 Hz64 DOF, 300 Hz256 DOF, 150 Hz256 DOF, 300 Hz

GREGOR Adaptive Optik

r0 [m]

Stre

hl

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.40

0.2

0.4

0.6

0.8

1

75 Hz, low wind75 Hz, high wind150 Hz, low wind150 Hz, high wind600 Hz, low wind600 Hz, high wind

Strehl vs. r0 and f3dB for 128 DOF

r0 [m]

Stre

hl

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Adaptive Optik IIAdaptive Optik II• Fernziel:

– Strehl > 0.5 für mehr als 50% der Zeit. Machbar nur mit 256 DOF und fc > 200 Hz.

• Vernünftiges "first start" System: – 64 DOF und fc > 150 Hz erreicht Strehl > 0.5 für 20% der Zeit und Strehl

von 0.25 für 50% der Zeit. Sollte mit heutiger Technologie machbar sein.

• 66 DOF: Zernike - Terme n = 10 ( ~100 Aktuatoren)

• 256 DOF entspricht allen Zernike - Termen bis n = 22 ( ~400 Aktuatoren)

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GREGOR ProjektkostenGREGOR Projektkosten

TeleskopKuppelAOTransport, MontageReserveBaumassnahmenVerwaltung, ReisenPM

Gesamt: 7.885.000 DM

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Profil MittelabflussProfil Mittelabfluss

79er

USG

AIP

KIS

0

500.000

1.000.000

1.500.000

2.000.000

2.500.000

3.000.000

3.500.000

2000 2001 2002 2003 2004

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Anteil des KISAnteil des KIS

0,00 DM

100.000,00 DM

200.000,00 DM

300.000,00 DM

400.000,00 DM

500.000,00 DM

600.000,00 DM

700.000,00 DM

800.000,00 DM

Kost

en/J

ahr

2000 2001 2002 2003 2004J ahre

KIS-Anteil an den direkten Projektkosten GREGOR

Gemeinsamer Eigenanteil (79er) Haushaltsmitttel lt. HHPl. bzw. MiFriFiEigenanteil an Proj.-Manager (Planstelle) Zusätzlicher Mittelbedarf des KIS