Рефлекторы – от визуальных наблюдений к широкопольной астрофотографии
12 мая 2010 в Астрономическом институте имени П.К. Штернберга (ГАИШ) среди прочих был заслушан доклад А.Н. Юдина «Рефлекторы – от визуальных наблюдений к широкопольной астрофотографии».
Цель доклада – сформировать у слушателей представление о возможностях типичных зеркальных телескопов системы Ньютона. Причём в аспекте визуальных наблюдений и астрофотографии в видимом диапазоне, на современных ПЗС- и КМОП-приёмниках умеренного формата.
Доклад предназначен как для желающих дополнить свою практику телескопостроения применением изложенных схемных решений, так и для тех, кто просто хочет лучше ориентироваться в материальной части современной любительской астрономии. Приведённая в презентации информация позволяет выбирать готовые компоненты телескопной системы, опираясь на наглядный расчётный материал. Этому также способствует лёгкий, научно-популярный стиль изложения.
В докладе рассмотрены возможности как базовых (чисто зеркальных) систем, так и систем с применением линзовых корректоров. Характеристики рассмотренных систем телескопов соответствуют решениям, получившим широкое распространение в любительской астрономии. Данные системы являются доступными широкому кругу любителей и поэтому представляют наибольший практический интерес. Для рассмотренных схемных решений приведена краткая историческая справка, затрагивающая авторство показанных схем, даты опубликования их расчётов и изготовления действующих образцов. Такого рода информация позволяет получить представление об эволюции рассматриваемого семейства оптических систем телескопов.
В ходе подготовки к докладу, автором были воспроизведены основные параметры, как базовых систем телескопов, так и линзовых корректоров аберраций для них. Часть исходных данных была получена прямыми измерениями с оригиналов или копий образцов конструкций, другие получены численной оптимизацией систем-аналогов по косвенным данным. Расчёты и оптимизация оптических схемы выполнялись в программе оптических расчётов ZEMAX.
В числе описанных результатов расчёта имеются как классические точечные диаграммы, так и сечения волновых фронтов в меридиональном и сагиттальном направлении. Дополнительно, приведены также интегральные характеристики, играющие ключевую роль при оптимизации сопряжения с матричным фотоприёмным устройством – частотно-контрастная характеристика и концентрация энергии в площадке приёмника.
В докладе рассмотрены два базовых инструмента: длиннофокусный сферический рефлектор Ньютона 110/806 (схема без применения корректирующей оптики) и параболический рефлектор Ньютона 200/1000 (схема без корректора, схема с корректорами полевых аберраций Росса, TeleVue Paracorr, а также с индивидуально оптимизированным специализированным корректором). Оба инструмента представляют огромный практический интерес для любителя астрономии.
Основные выводы по докладу следующие.
Сферический рефлектор Ньютона 110/806 – хороший инструмент для начинающего любителя астрономии, позволяющий заняться астрофотографией на серьёзном уровне при минимальной затрате средств и усилий. Практической реализацией этой схемы является телескоп ТАЛ-1 («Мицар» 110/806) производства Новосибирского Приборостроительного завода. Ряд зарубежных фирм выпускают близкий по параметрам инструмент 114/900. В целом телескоп с подобными параметрами является самым распространённым любительским рефлектором.
Параболический рефлектор Ньютона 200/1000 – оптимальный бюджетный инструмент для любителя продвинутого уровня, позволяющий гибко адаптироваться под различные программы наблюдений. Это схемное решение имеет как большое разрешение апертуры, так и достаточно большое поле зрения, заложенное применением светосильного главного зеркала. Данная модель в базовом варианте выпускается китайской фирмой Synta и распространяется под брендами SkyWatcher, Celestron, Orion и рядом других. В своём классе он является наиболее распространённым инструментом, первым кандидатом на приобретение у любителя, располагающего умеренными средствами, но планирующего серьёзные планомерные занятия астрономией. Комплектуясь различными видами экваториальных монтировок и обладая 2" фокусировочным устройством, данный телескоп предоставляет чрезвычайную гибкость в построении комплекта оборудования и легко адаптируется под различные интересы наблюдателя.
Доминирующей аберрацией системы Ньютона является кома. В высококлассной системе, помимо исправления комы, также обязательно необходимо исправление астигматизма и кривизны поля. В наилучшем виде потенциал исправления всех этих аберраций одновременно иллюстрирует специализированный корректор Вине, позволяющий получить изображение дифракционного качества на широком плоском поле.
Во второй части работы планируется рассмотреть двухзеркальные предфокальные удлиняющие рефлекторы систем Кассегрена, Ричи-Кретьена, Дола-Киркхема и линзовые корректоры для них. Это позволит в целом осуществить исчерпывающий обзор асферических рефлекторов с предфокальными корректорами аберраций, широко выпускающихся в настоящее время и представляющих большой практический интерес для любителя астрономии.
Смотрите презентацию доклада в приложении.
22 июля 2010 года.
Алексей Юдин,
группа «Конструктивная Кибернетика».
Обсуждение: contact@rdcn.ru
Ключевые слова: рефлектор, зеркальный телескоп, визуальное наблюдение, линзовый корректор, астрофотография, астрономия.
