А.Н. Крылов

НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ “СТАРЫХ” СИСТЕМ ТЕЛЕСКОПОВ

На протяжении более полутора веков астрономы всего мира, как любители, так и профессионалы, наблюдают звездное небо в зеркальные телескопы классических систем Ньютона и Кассегрена. В начале 40 - х годов нашего столетия великий российский оптик Д.Д. Максутов изобрел свою знаменитую менисковую систему “мениск - вогнутое зеркало” со сферическими поверхностями и доказал, что практически все зеркальные системы можно преобразовать в менисковые с улучшением оптических качеств. Тем самым он избавил современных оптиков от изготовления параболических и гиперболических зеркал для этих телескопов. Еще одним достоинством менисковых систем является закрытая труба, в которой не возникает турбулентного потока воздуха, а нежные покрытия зеркал закрыты от пыли и других неблагоприятных воздействий окружающего воздуха. Вторичные зеркала можно крепить за отверстие в корректоре или приклеиванием к нему, избавляясь от растяжек, которые заметно портят дифракционную картину и снижают контрастность изображения. Менисковые телескопы дают прекрасное изображение, но, к сожалению, только на оси и небольшом поле вокруг нее, хотя и это поле значительно больше, чем у классических зеркальных систем. После всего сказанного, казалось - бы, что на рубеже 21 века и третьего тысячелетия возможности для улучшения системы исчерпаны, но оказалось что и здесь все не так однозначно. Выяснилось, что поле зрения с прекрасным (дифракционным качеством по всему полю) можно увеличить до 1,5^о в менисковом Кассегрене. Одним из средств, для достижения этого, является изготовление не одного, а двух менисков. Первый расчет подобной системы был сделан в 1991 году московским любителем астрономии и телескопостроения Олегом Санкиным. В дальнейшем появление персональных компьютеров позволило эту систему рассчитать и адаптировать для условий производства зеленоградскому оптику Валерию Корнееву. Он же изготовил и первые комплекты оптики.

С Валерием мы дружим много лет. Когда у него возникает, созревает и воплощается в оптике новая идея, у меня, как правило, появляется новый телескоп с его экспериментальной оптикой. Таким телескопом собранным мной с его оптикой был Кассегрен с двух менисковым корректором. При световом диаметре корректора 150 мм и F_экв = 1200 мм угловое поле зрения составило 2w =1^О. Телескоп создавался как универсальный инструмент для наблюдений почти всех объектов звездного неба именно таким он и стал. Длина трубы без фокусировочного устройства составила 350 мм, а масса около 5 кг. К несомненным достоинствам данной системы следует отнести и то, что она не очень чувствительна к разъюстировке, поскольку все оптические поверхности сферические, это же определяет и простоту юстировки и юстировочных приспособлений. Во всяком случае, процесс юстировки этого телескопа на много проще юстировки обычного Ньютона и, тем более Кассегрена. Оптика корректора вклеена в оправу оптическим герметиком, (любители могут применять авто герметик “Гермесил”). Поэтому телескоп не боится тряски. А поскольку в оправе между стеклом и металлом есть слой эластичного герметика, то и температурные деформации оправы не передаются на мениски корректора. Главное зеркало так же приклеено к оправе оптическим герметиком. Некоторым неудобством является то, что центр тяжести трубы телескопа смещен к переднему краю и из-за этого пришлось несколько увеличить длину консолей вилки. После всесторонней проверки его оптических качеств, и механических свойств оправ зеркала и корректора при наблюдениях в разное время года, был изготовлен телескоп с диаметром корректора 250 мм, с фокусным расстоянием 2250 мм и угловым полем зрения 1^О.

Мой 150 мм телескоп я установил на вилочной экваториальной монтировке с часовым приводом и, в основном, использовал его для наблюдений планет в Москве с балкона. Но качество изображения в Москве хорошим бывает обычно в конце марта и в апреле весной, и в сентябре осенью, когда не бывает больших перепадов температуры и стены домов и крыши вечером не “струятся”. В другое же время года приходится иногда и по часу ждать кратковременных моментов с хорошим качеством изображения. Два или три раза видимость была отличной и, при наблюдении Юпитера видны были детали полос и Красное пятно. Спутники на диске планеты в этот телескоп мне наблюдать не удалось, эти явления не приходились на время наблюдений, а вот тень от спутника была видна отлично. На Сатурне отчетливо наблюдалась тень от кольца на диске планеты, а на кольце деление Кассини. Громадное удовольствие доставляло мне и наблюдение Луны в этот телескоп. Иногда казалось, что лунные пейзажи просто нарисованы, настолько неподвижно было изображение. Наблюдения в этот телескоп показали, что качество изображения в нем почти идеальное и зависит только от состояния атмосферы и других внешних условий.

Второй телескоп, о котором я хочу рассказать сейчас, сделан так же из экспериментальной оптики. А появился он потому, что В. Корнеев уже 20 лет является наблюдателем комет, и для этих наблюдений ему был необходим переносной универсальный инструмент, как для визуальных, так и для фотографических наблюдений, с большим полем и большой светосилой, с закрытой трубой. В концептуальной разработке этого инструмента принимали участие несколько московских любителей астрономии: М. Алексеев, С. Горчаковский, О. Ивлев. То, что это будет классическая схема Ньютона, решено было сразу, вопрос стоял о корректоре. За основу был взят двух линзовый корректор Печатниковой изобретенный ею в ГОИ в 1942 году, когда она работала в лаборатории известного российского оптика - теоретика Волосова. Рассматривалось много вариантов, но расчет конкретной системы был выполнен В. Корнеевым. Вскоре его же руками концепция воплотилась в оптический прибор - телескоп системы Ньютона с двух линзовым корректором и удивительными параметрами. Судите сами: при диаметре корректора 183,3 мм и фокусном расстоянии 625 мм Светосила его необычно велика 3,4, а поле составило 2,9^О, причем диаметр кружка наименьшего рассеяния меньше 25 мкм по всему полю. Телескоп был установлен на вилочной азимутальной монтировке. В честь всех авторов принимавших участие в разработке этого телескопа его решено было назвать “AGIK”.

Параллельно с работой над этим телескопом была рассчитана и сделана оптика для другого телескопа этой же системы с диаметром корректора 150 мм и с фокусным расстоянием 630 мм. Такая необычная последовательность диаметров от большего к меньшему кажется на первый взгляд не логичной, но когда становится ясным замысел автора, то все встает на свои места. Дело в том, что оба инструмента предназначены для наблюдений одних и тех же объектов - комет, но в разных местах. Первый в ближнем Подмосковье, а поскольку автор там проживает, первым и строился больший телескоп, а второй в САО (Специальной астрофизической обсерватории). Разница входных отверстий должна была компенсировать разницу качества астроклимата в этих местах, и компенсировала, что блестяще подтвердилось при наблюдениях.

При изготовлении и сборке мною 150-мм телескопа соблюдалась та же технология, и применялись те же приемы и методы предохранения от деформаций главного зеркала и корректора, что и в двух менисковом Кассегрене. Не совсем обычно было вклеено вспомогательное эллиптическое зеркало. Сначала к срезу оправы (цилиндр с торцем срезанным под углом 45^О) оптическим герметиком приклеивается дюралюминиевая пластина, а уже к ней так же герметиком приклеивается зеркало, этот “слоеный пирог” сделан для того, чтобы температурные деформации оправы не передавались зеркалу. Позади среза, на оправе, сделана глубокая радиальная проточка, которая компенсирует механические деформации оправы возникающие от установочных (юстировочных) и фиксирующих винтов. Поскольку труба телескопа точеная, с толщиной стенки 1,5 мм и ее торцы, в достаточной степени параллельны, оправы корректора и главного зеркала просто вставлены в трубу с легким трением и закреплены винтами. На оправу корректора надета и так же закреплена винтами бленда, выполненная из такой же трубы, срезающая паразитные лучи и несколько предохраняющая корректор от запотевания при наблюдениях. Для устранения бликов (духов) при наблюдениях все поверхности корректора имеют многослойное просветляющее покрытие, а все внутренние поверхности и детали окрашены черной матовой краской ХС.

Оправа главного зеркала сделана по классической схеме. На прижимные винты надеты пружины, а юстировочные (установочные) винты выполнены с рифлением на головке большого диаметра, для ручной плавной юстировки без применения инструментов. Применение пружин делает процесс юстировки плавным и удобным. Такая конструкция не очень жесткая и легче поддается разъюстировке от случайных прикосновений, но поскольку этот телескоп не очень чувствителен к ней (все оптические поверхности корректора и главного зеркала сферические), то мною была выбрана эта конструкция, кроме того, юстировочные винты защищены плоским кольцом сверху. При точной юстировке и при ее проверке по Полярной, вид звезды практически не менялся при повороте юстировочного винта с резьбой М4 примерно на 1/6 оборота и это при светосиле 4,2! Как и в оправе диагонального зеркала, поверхность, к которой приклеено главное зеркало, отделена от установочной поверхности компенсационной проточкой.

Фокусировочное устройство крепится к трубе накидной гайкой и при необходимости легко снимается. Сделать зубчатую рейку и трибку, возможности у меня нет. А подходящей пары я не нашел, поэтому фокусер сделал резьбовой. Кремальера конечно привычней, но у резьбового фокусера есть свои преимущества. При фотографических наблюдениях в кремальере должен быть предусмотрен фиксатор положения, иначе под тяжестью фотокамеры фокусировочная втулка может самопроизвольно сместиться. В резьбовом фокусере этого нет, но там при фокусировке надо учитывать мертвый ход фокусировочного кольца и выбирать его в зависимости от положения фотокамеры. Мой фокусер состоит из двух резьбовых втулок, резьбового кольца и двух сменных втулок. Одна втулка с посадочным отверстием под окуляр, а другая с резьбой М42х1 под фотокамеру, которые входят в посадочное отверстие фокусера на трении и фиксируются стопорным винтом. Резьбовые втулки и кольцо связаны между собою механизмом дифференциальной резьбы в одну конструкцию, втулки перемещаются относительно друг друга только в осевом направлении при вращении резьбового кольца с наружным рифлением. Проворачиваться втулкам относительно друг друга не дают шпонка на одной втулке, и продольный паз на другой. Для достаточного осевого смещения втулок за один поворот кольца резьбу на них пришлось нарезать разных направлений, правую и левую, и кроме того 4-х заходную. Чтобы не делать диаметр фокусера слишком большим - шаг резьбы я сделал 1 мм. В результате за один оборот кольца, окуляр или фотокамера перемещается на 8 мм Меньший ход делать очень нежелательно, так как при медленной наводке на резкость глаз, особенно молодого наблюдателя, успевает приспособиться и наблюдения ведется глазом не настроенным на бесконечность. Весь ход фокусера составляет 16 мм. Для тонкой наводки на резкость этого достаточно, а грубая наводка осуществляется перемещением сменной втулки, ею же можно выставить любой позиционный угол фотокамеры или окуляра с сеткой. Конечно, лучше бы сделать ход фокусера 16 мм за один оборот кольца, но делать четыре 8-ми заходные резьбы, тем более правую и левую, было слишком трудоемко. Во всяком случае, при визуальных наблюдениях проблем с фокусером не было.

По началу отношение к этому телескопу у меня было довольно прохладное, учитывая его диаметр, он долго лежал у меня без дела в Москве, а я наблюдал в 300 мм Ньютон на даче. В конце мая, закончился наблюдательный сезон из-за светлых ночей и в наступивший перерыв до августа, я решил обновить покрытие главного зеркала своего 300 мм Ньютона, а заодно и покрытие оправы. Для этого пришлось растворять герметик бензином, чтобы вынуть зеркало из оправы, некоторые винты в оправе заржавели, и оправу пришлось еще и ремонтировать. В общем, процесс реставрации затянулся и к августу, когда ночи стали темные, телескоп мой не был готов к наблюдениям. Но пропускать ясные ночи очень не хотелось, ведь они у нас бывают не так уж и часто, поэтому сколотив из фанеры установку Добсона для 150 мм AGIKа, я увез его на дачу. В первую же ночь мне повезло. Ночь была ясная и довольно прозрачная, засветка у нас практически отсутствует, и как только стемнело, я направил телескоп на небо над южным горизонтом. Зрелище было просто потрясающим! Красивейшие россыпи звезд млечного пути, рассеянные звездные скопления, которыми так богато созвездие Стрельца, Поражала контрастность объектов и необычно большое поле. Все знакомые мне рассеянные звездные скопления, по наблюдениям в 300 мм Ньютон, выглядели по другому. Конечно, масштаб заметно меньше, но от этого многие из них даже выигрывали. М17 и М18 видны были в одном поле зрения, даже низко над горизонтом, зрелище просто завораживающее.

Осень 1999 года была щедра на ясные ночи, и мне удалось просмотреть практически все осенние объекты каталога Мессье и некоторые каталога NGC. Обычно я начинал наблюдения с созвездий Змееносца, Стрельца, Щита, Змеи. Потом поднимался в созвездия Геркулеса, Орла, Лебедя, а уже после полуночи, рассматривал Кассиопею, Андромеду, Персея, Возничего, Тельца. Благодаря большому полю я почти не отрывал глаз от окуляра, просто ведя телескоп по знакомому мне маршруту. На телескопе пока нет даже искателя, но, тем не менее, я наводил его на объекты просто по ребру хомута горизонтальной оси. Незабываемое впечатление производят и наблюдения Сатурна и Юпитера. Качество изображения не хуже чем в двух менисковом телескопе. А вот туманности вокруг плеяд, и Северную Америку в Лебеде я увидел в наших широтах, только в этот телескоп.

В общем, первые наблюдения показали очень хорошие оптические качества телескопа, а с увеличением, близким к равнозрачковому, качество изображения просто великолепное. Использовать полностью все возможности телескопа сейчас невозможно, поскольку нет хорошей параллактической установки, и сделать ее в нынешних моих условиях просто невозможно.

На главную страницу