Onderzoekers maken telescoop van tien Canon-400mm-lenzen

Onderzoekers van de Universiteit van Toronto hebben een telescoop genaamd Dragonfly ontwikkeld die gebruikmaakt van tien Canon 400mm f/2.8 L IS II USM-lenzen. Het systeem is bedoeld om objecten met een zeer lage helderheid te detecteren.

De Dragonfly Telephoto Array, zoals de telescoop voluit heet, is een systeem van tien met elkaar uitgelijnde cameralenzen die in een aluminium raamwerk op een robotarm zijn gemonteerd. De gebruikte lenzen zijn Canon 400mm f/2.8 L IS II USM-lenzen, momenteel in de handel verkrijgbaar vanaf 9800 euro. Achter iedere lens is een SBIG STF8300-camera bevestigd. De professionele, monochrome camera's beschikken elk over een 8,3 megapixel four thirds-sensor van Kodak en zijn bedoeld voor astrofotografie. Lens en camera zijn aan elkaar gekoppeld met een lenscontroller, die de autofocus bedient. Het hele systeem weegt ongeveer tachtig kilo zonder de draagarm.

Het systeem wordt ingesteld door middel van met elkaar verbonden computers, die door de onderzoekers geschreven software draaien. De gebruiker hoeft alleen de gewenste observatiedoelen op de hoofdcomputer in te stellen en aan het eind van de avond de data te downloaden. Het systeem werkt verder automatisch; de hoofdcomputer bepaalt aan de hand van weerdata of er data kan worden verzameld en verzendt vervolgens commando's naar de andere computers die de camera's aansturen. De hoofdcomputer regelt de positie van de robotarm en de lensfocus.

De telescoop wordt ingezet om erachter te komen hoe grote structuren in het universum, zoals sterrenstelsels, zich hebben gevormd. Volgens de gangbare cold dark matter-theorie groeien grote sterrenstelsels vanuit de samenklontering van kleinere exemplaren. Het wetenschappelijke bewijs daarvoor wordt gevormd door structuren en vervormingen die bij die aangroei ontstaan.

Hoewel dergelijke vervormingen zijn gesignaleerd bij sommige sterrenstelsels, zoals onze eigen Melkweg, hebben wetenschappers ze nog niet gevonden bij veel andere sterrenstelsels. Volgens de wetenschappers zou een verklaring kunnen zijn dat huidige telescopen het licht te veel verstrooien om de voorspelde structuren zichtbaar te maken. De Canon-lenzen in de Dragonfly beschikken over een speciale nanocoating in de lens die lichtverstrooiing binnen in de lens vermindert. Daarom is deze telescoop volgens de onderzoekers tien keer zo effectief als de eerste concurrent bij het detecteren van astronomische objecten met een zeer lage helderheid.

Het systeem begon in 2013 met drie lenzen en is gaandeweg uitgebreid naar tien exemplaren. De telescoop is opgesteld in het New Mexico Skies-observatorium in de VS. De locatie in New Mexico is geschikter voor astronomie dan Toronto vanwege de hoogte van 2200m boven zeeniveau en de veel lagere lichtvervuiling.

Reacties (41)

[Remy]

Lenzentelescopen zijn sowieso zeer fijn mbt beeldkwaliteit. Nadeel is alleen wel dat als ze opgeschaald worden, ze onpraktisch worden, en veel te duur. Een dergelijke setup is een prima manier om flink details op te vangen zonder dat het onhandelbaar of onbetaalbaar wordt. De meeste telescopen van die grootte zijn vaak ook minder lichtsterk: die hebben een opening van rond de f/4, f/5 of nog kleiner. F/2.8 is fantastisch om de zwakste objecten op te vangen.

De grootste telescopen ter wereld gebruiken meerdere spiegels (vooral het zogenaamde Ritchey-Chretién design, zie http://en.wikipedia.org/w...93Chr%C3%A9tien_telescope), maar dat is alleen omdat een lenzentelescoop van die grootte gewoon onmogelijk is

[Verwijderd]

Superwasp versie twee dus?
Daarin gebruiken ze acht Canon 200 mm f1.8 lenzen.

[bum]

Als ik het goed begrijp is er wel een belangrijk verschil:
Bij de Dragonfly zijn de lensen opgelijnd en maken allemaal hetzelfde beeld, en worden die beelden over elkaar gelegd.
Bij de Superwasp wordt elke lens op een ander stukje van de hemel gericht en maakt een verschillend plaatje, om de beeldhoek groter te maken.

[Case_C]

Wauw, gaaf om te lezen dat ze met een dergelijke opstelling gewoon 117 exo-planeten hebben weten te vinden en classificeren. Geeft ook een goede indicatie van waar dit apparaat wel niet toe in staat kan zijn .

[brugj03]

Klinkt mooi, maar aangezien dit in feite al heel lang kan en er op de wereld telescopen zijn die licht dmv computer gestuurde spiegels kunnen corrigeren lijkt mij dit nog steeds een hobby project.
We hebben het al helemaal niet over hubble die in de ruimte helemaal geen last heeft van interferentie.

[0rbit]

En weeg nu de kosten van Hubble af tegen de kosten van dit ding. Tel daarbij op dat Hubble ook een brilletje op moest om de fouten uit de spiegel te halen... Het lijkt me duidelijk dat dit soort setups te verkiezen zijn boven dure space telescopes, alhoewel de Webb-telescoop natuurlijk weer een stukje kwaliteit gaat toevoegen.

Aan de andere kant; wat let je dit met 20, 50 of 100 lenzen te doen? Het schaalt allemaal veel beter dan een space telescope denk ik.

[WhizzKid-Eddy]

Vergeet niet dat Hubble zich in de ruimte bevindt en deze telescoop gewoon op aarde. De waarnemingen die met deze telescoop gedaan kunnen worden, zullen het waarschijnlijk nooit gaan halen bij die van de Hubble, omdat we op aarde nu eenmaal last hebben van atmosferische invloeden.

[zonoskar]

Wat let je om zo'n ding de ruimte in te schieten? Het werkt geheel automatisch, dus kan ook van een hele grote afstand bediend worden. Het geheel is dan waarschijnlijk nog steeds goedkoper dan Hubble (of zijn opvolger de James Webb telescoop, die nog gelanceerd moet worden.).

[TonnyTonny]

Wat let je ?
Objectieven vriezen kapot bij ongeveer -30 Celsius.
(Door verschillende krimp-ratios van de behuizing zelf en de lenzen. Dat is bij Noord/Zuid pool expedities al een serieus probleem.)
Het is daarboven nog wel een beetje kouder...
Tenzij je satteliet rechtstreeks zonlicht opvangt. Dan raakt de zaak gekookt. Kunnen ze ook niet tegen.

En de kunststof afdichtringen/spacers in het objectief kunnen niet tegen vacuum. Het kunsststof gaat chemisch en mechanism vervormen bij erg lage druk.

Dus je hebt een behuizing nodig, verwarming/koeling, aandrijving (en brandstof) voor de sateliet om het in de goede richting te houden. Telecom-apparatuur en antennes voor de communicatie met het grond-station
Dan is het allemaal niet zo simpel meer. Praat je toch over een full-scale sateliet en vele millioenen euro's.

Waarschijnlik nog steeds flink wat goedkoper dan een Hubble, maar je moet je dan toch afvragen of de meerprijs vor de satteliet vesie opweegt tegen de betere beeldkwaliteit die je er mee haalt.
Als het op Aarde "goed genoeg" is waarom zou je dan de kosten en time/effort maken om het omhoog te schieten ?

[o_f_course]

Haast de hardware zie TonnyTonny, heb je ook te maken met beperkte bandbreedte die je met satelliet verbindingen hebt.
Als je meer camera's wilt bundelen zal de verwerking in de ruimte moeten gebeuren, anders loop je daar tegen aan.

[dwilmer]

Of je moet een ladinkje SD-kaarten mee lanceren, en die een voor een volschrijven en naar beneden sturen met een parachute. Om Andrew Tanenbaum te citeren: "Never underestimate the bandwidth of a station wagon full of tapes hurtling down the highway." — of in dit geval SD-kaartjes aan een parachuutje

Maar het valt toch wel mee met de beperkte bandbreedte? Je kunt ook (U)HD kijken via satelliet, dus waarom zou dit niet kunnen?
*doet de wiskunde*
4 bytes per pixel (monochroom, dus behoorlijk ruim genomen) * 8.3MPixel per sensor per foto * 10 sensors = 332MB aan data per foto. Daar de gemiddelde downloadsnelheid voor internet 1Mbit is (maximaal 1 Gbit), wordt het toch interessanter om de processing inderdaad op de satelliet te doen.

[Dragunov]

Kosmische straling. Dus ik denk dat er wel meer zal bijkomen. Chips, sensoren zullen allemaal beschermd moeten worden...

Of speciaal gemaakt voor dit doeleind. Maakt alles pak duurder. Ook lanceerkosten ervan

[brugj03]

De hubble hebben we al. Tegen de corrigerende spiegels kan nagenoeg niets aan het enige wat je doet is de fouten van de dampkring vergroten.

[Verwijderd]

Het einige nadeel daaraan is dat het heel erg duur is. De totale kosten van de Hubble telescoop worden rond de 10 miljard geschat. Dus als een goede telescoop dat hetzelfde werk doet. Dan kun je er een paar milijoen bij optellen. Dus het is afwegingen maken, en daarbij zijn universiteiten altijd bezig met dat soort projecten. Het is voor de leerlingen handig om te leren. En de rest van de wereld heeft er iets aan.

[Floor]

Nee maar Hubble heeft natuurlijk wel andere beperkingen zoals beschikbaarheid... .
En wat Hubble kost per dag heb je dit systeem er zo uit. Dat iets technisch beter is wil niet direct zeggen dat het meteen de beste keuze is. Dat is een veel gemaakte fout en daar zijn voorbeelden van te over.

[engibenchi]

Zoals ik het lees lijkt het te gaan over de verstrooiing van het licht in de lens en niet de verstrooiing in de atmosfeer.
Daarnaast zou je dit kunnen zien als een "proof of concept" en kun je deze techniek mogelijk toepassen met tien speciaal voor dit doel ontwikkelde lenzen stelsels. gebruik makend van deze nanocoating. Maar aannemelijk is dat deze techniek door Canon is gepatenteerd. En je daardoor toch bij Canon terecht komt voor je "maatwerk" En die zullen hun prijzen voor maatwerk wel weten.
Waardoor je onder de streep mogelijk beter uit bent met tien van deze lenzen Dan met een of twee maatwerk lenzen.
Nu zal Canon dit project naar alle waarschijnlijkheid sponsoren door de mooie reclame die het oplevert. Waardoor er meer budget overblijft voor ander mooi onderzoek.

[elleP]

Ik denk dat je onderschat hoe veel meer een even "goede" telescoop met 1 lens kost. Daarmee vergeleken zijn deze canon lenzen massaproductie en dus goedkoper.
Het koppelen van meerdere kleinere sensoren is al een bewezen techniek in de radiotelescopie, denk maar aan het lofar project.

[Tranquility]

Een soort stacking, maar dan met lenzen. Wel leuk bedacht!

[Verwijderd]

thanks voor de uitleg ik ben dan ook een leek in deze zaken en vind het van mijn standpunt toch een zeer kostelijk project, maar zoals je aanhaalt als een even goede telescoop zoveel meer kost dan kan ik het project nog wel een plaats geven.

[Verwijderd]

With a canon you can

Leuk dat ook de inmiddels opgeheven camera fabricant Kodak weer in het nieuws komt.

[Verwijderd]

Onderzoekers van de Universiteit van Toronto hebben een

Klinkt eerder als een serieuze budget telescoop voor professioneel gebruik dan een hobby/tweakprojectje.

[Brilsmurfffje]

Voordeel van de Canon lenzen is dat de value for money een stuk hoger is omdat de productie op een grotere schaal gebeurd. Verder is de optische kwaliteit van en camera lens natuurlijk vrij goed. Bijkomend voordeel is dat deze goed lichtgevoelig zijn.

[gielie]

"Volgens de wetenschappers zou een verklaring kunnen zijn dat huidige telescopen het licht te veel verstrooien om de voorspelde structuren zichtbaar te maken"

Nee dus.

[Case_C]

Wellicht helpt het lezen van het artikel bij de redenering 'waarom' ?

"De Canon-lenzen in de Dragonfly beschikken over een speciale nanocoating in de lens die lichtverstrooiing binnen in de lens vermindert. Daarom is deze telescoop volgens de onderzoekers tien keer zo effectief als de eerste concurrent bij het detecteren van astronomische objecten met een zeer lage helderheid. "

[GORby]

Ik zou dit niet zomaar een 'tweakprojectje' noemen... zeker niet als je de conclusie van de samenvatting ziet:

Daarom is deze telescoop volgens de onderzoekers tien keer zo effectief als de eerste concurrent bij het detecteren van astronomische objecten met een zeer lage helderheid.

90.000 euro aan lenzen is voor een deftige (professionele) telescoop trouwens peanuts...

[brugj03]

Welke eerste concurrent?
Gebruikt die zgn concurrent dan maar 1 lens en zij 10?

Zonder bron vermelding en detail info. zijn dit wat mij betreft loze woorden.

[Engineer]

Als je 10 auto's van 15.000 euro aan een frame monteerd, rijdt het geheel nog steeds maar de snelheid van een enkele auto voor de prijs van 150.000 euro.

Euro's smijten != kwaliteit.

Ik ben het eens met sp00kler. Als je dan toch met zulke bedragen bezig gaat, bouw dan gelijk het echte werk op een hoge berg ergens met een meter doorsnee strak gepolijste spiegel.

[GORby]

Doorklikken op de links geeft je wat meer informatie, maar ja, een auto-analogie schrijven is natuurlijk makkelijk, ook al slaat die nergens op...

De vergelijking met de factor 10 (5 tot 10) volgens de bron is met de 0,9m Burrell Schmidt telescoop die op 2200m hoogte in een omgeving met optimale atmosferische omstandigheden ideaal opgesteld staat voor dit soort waarnemingen. Deze dragonfly is trouwens op dezelfde locatie opgesteld, omdat deze locatie zo goed is.

Die Burrell Schmidt telescoop is blijkbaar het beste wat ze tot nu toe hadden voor dergelijke waarnemingen, en dit doet het dus een factor 5 tot 10 beter. Als je dat euro's smijten en != kwaliteit noemt, dan weet ik het ook niet meer.

[Engineer]

Waar ik op doelde is dat euro's smijten niet per definitie gelijk staat aan kwaliteit. Onder het mom van 10x meer kopen = 10x beter. Kan natuurlijk wel, maar in dit onderwerp heb ik er geen in-depth kennis over.

Kennelijk jij wel, en je hebt het tegendeel bewezen met een zin waarvan ik niet voorbij het derde woord kom. Dus ik zal maar geloven dat je gelijk hebt.

Overigens zie ik nu dat je mijn tekst aan het quote-slopen bent.

Als je dat euro's smijten en != kwaliteit noemt, dan weet ik het ook niet meer.

Ik zei, euro's smijten is niet gelijk aan kwaliteit. Niet deze telescoop is euro's smijten en niet-kwaliteit.

[Reactie gewijzigd door Engineer op 23 juli 2024 08:13]

[GORby]

Ik ken er ook niet de fijne details van, maar moest het je interesseren, vind je hier meer informatie:
http://arxiv.org/pdf/1401.5473.pdf

[Optik]

Had ze beter 10x mijn Tamron 150-600mm moeten gebruiken dan was het maar 9350 euro geweest en hebben ze 200mm meer bereik

[nuludag]

Jouw Tamron is minimaal 2 x minder lichtgevoelig bij hetzelfde bereik.

[Geys1987]

- Ruis onderdrukken ze dankzij sensorkoeling op de SBIG STF-8300, kan tot 50°C onder omgevingstemperatuur koelen + door 10 maal dezelfde data te vergaren op eenzelfde tijdstip (weliswaar in het groene en rode kanaal) + eventuele readnoise kan je perfect meten en verwijderen tijdens de dataverwerking.

- Tussen de 400~600mm heb je weinig last van atmosferische instabiliteit of volgfouten van de montering zelf (hoewel de gebruikte Paramount ME-II montering wss precieser kan tracken dan de sensoren kunnen ontwaren, dus niks aan van streepjes ipv puntjes). De uitgebreide halo's van bv. sterrenstelsels zijn met een 400mm netjes te analyseren (zeker bij degene die wat dichterbij staan of wat groter zijn).

- Verder kunnen ze corrigeren voor eventuele optische imperfecties van de lenzen.

=> Dit alles helpt om structuren te zien die een helderheid van +-28mag/boogseconde² hebben (een echt donkere hemel haalt een helderheid van 21mag/boogseconde² => factor 600 lichter dan wat deze wetenschappers proberen te observeren).

Tot slot even bedenken dat een lenzenkijker met een diameter van 140mm (evenveel als deze Canon) bij APM richting €11.000 gaat maar dan spreken we over kijkers van f/8, niet f/2.8. Het equivalent van deze 10 lenzen zou een 40cm f/1 kijker zijn. Optisch onhaalbaar om te maken. Als je een 40cm lenzenkijker koopt bij APM zit je al in de prijsklasse van €60.000~70.000 voor een f/12 kijker. En dan vergeten we eventjes dat de Canonlenzen al reeds een gecorrigeerd beeldveld hebben.

Editie: Typo.

[Reactie gewijzigd door Geys1987 op 23 juli 2024 08:13]

[Sikkek]

En daarom draait het geheel ook mee tijdens de belichting (die volgens mij zo'n 10 uur! is)

[divvid]

Mooi project. Als wetenschappers daarmee dezelfde conclusies kunnen trekken als met duurdere telescopen dan zijn ze goed bezig. Uiteindelijk gaat het om de hypothese bevestiging en dan publicatie.

[SL600]

Of je vraagt Canon vriendelijk of ze je huidige telescopen willen voorzien van de magische coating ;-)