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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)
18. 4. 2000 GREGOR WBR 2000 3
Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik
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
18. 4. 2000 GREGOR WBR 2000 4
Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik
SchnittdarstellungSchnittdarstellungNeue Kuppel
Teleskop-tubus und
Montierung
Externer Aufzug ausfahrbarer
Windschutz
Foci
18. 4. 2000 GREGOR WBR 2000 5
Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik
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
18. 4. 2000 GREGOR WBR 2000 6
Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik
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
18. 4. 2000 GREGOR WBR 2000 7
Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik
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
18. 4. 2000 GREGOR WBR 2000 8
Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik
Optischer Design IIOptischer Design II
18. 4. 2000 GREGOR WBR 2000 9
Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik
Optischer Design IIIOptischer Design III
18. 4. 2000 GREGOR WBR 2000 10
Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik
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
18. 4. 2000 GREGOR WBR 2000 11
Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik
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
18. 4. 2000 GREGOR WBR 2000 12
Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik
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
18. 4. 2000 GREGOR WBR 2000 13
Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik
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)
18. 4. 2000 GREGOR WBR 2000 14
Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik
GREGOR ProjektkostenGREGOR Projektkosten
TeleskopKuppelAOTransport, MontageReserveBaumassnahmenVerwaltung, ReisenPM
Gesamt: 7.885.000 DM
18. 4. 2000 GREGOR WBR 2000 15
Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik
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
18. 4. 2000 GREGOR WBR 2000 16
Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik
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
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