Что делает «звездный тест» столь примечательным –так это то, что он является, и очень легким и очень чувствительным. «Звездный тест» настолько прост, что вы вероятно уже используете его - даже если Вы не полностью знаете об этом. Каждый раз, когда Вы наблюдаете, действительно, каждый раз, когда Вы смотрите в ваш телескоп, Вы видите, как звездный свет фокусируется, чтобы сформировать изображение звезды. Эта книга преподает Вам, как оценивать то, что Вы видите объективно и интерпретировать его значение.
Чтобы выполнить «звездный тест», Вы просто наблюдаете звезду с умеренно мощным окуляром, тщательно рассматривая изображение с обеих сторон фокуса. Картины, которые Вы видите в сфокусированном и рас фокусированном изображении звезды, сообщают Вам, отъюстирован ли ваш телескоп для максимальной отдачи, является ли атмосфера устойчивой, и когда телескоп охлажден и готов давать наилучшие результаты. «Звездный тест» занимает только один момент, и поэтому является столь полезным. «Звездный тест», становится нормальной частью процедуры вашего наблюдения.
Я впервые начал переписывался с Диком Суитером более 12 лет назад, когда вошел с ним в контакт для короткой статьи о «Звездном тесте», которая была в конечном счете издана в Astronomy. С тех пор он непрерывно впечатлял меня своей способностью соотносить глубокомысленную теорию с практическим изготовлением телескопа. Книга, которую Вы теперь держите никакое не исключение: Дик скомбинировал сложное компьютерное моделирование с земной практикой, с тем, чтобы Вы могли ее использовать и изучить больше относительно вашего телескопа. Сотни иллюстраций, которые он создал, позволяют Вам распознавать весь диапазон факторов, которые могут влиять на работу телескопа. Что делает эту книгу мощным материалом в форме, которую любой может понимать.
Чтобы подать вам идею того, как «Звездный тест» может помогать Вам, позвольте мне описать как я использовал «Звездный тест», чтобы получить первосортную отдачу от моего первого большого телескопа. 20-дюймовый f/5 с установкой Добсона. В то время когда я построил его, Добсоны были довольно новы, и полная информация, изданная к тому времени относительно изготовления этих больших, азимутальных приборов могла бы заполнить лишь маленькую брошюру. Я делал все большим, более прочным, и более крепким, чем было необходимо. Хотя мое недавно законченное зеркало, было изумительным, конечно, звездообразное изображение было зачастую слишком мягким, пока тяжелая конструкция остывала.
Первый год, когда я использовал телескоп, я проводил «Звездный тест» регулярно и, по поведению воздушных потоков, наблюдая изображения вне фокуса, я вывеых медленно, и что зеркало охлаждалось более медленно чем труба. Я установил вентилятор позади зеркала, чтобы тянуть воздух вниз через трубу и по зеркалу. Это работало чудесно! С воздушными потоками все быстро охлаждалось, и «звездный тест», теперь показывал немного сферической аберрации, хотя едва достаточной, чтобы препятствовать наблюдению глубокого космоса. Я размышлял в течение некоторого времени, заслуживает ли эта проблема внимания и, в конечном счете, посчитал ее первичной.
Результат чрезвычайно удовлетворял. С вентилятором системы охлаждения и почти совершенным зеркалом, мой большой Доб теперь давал превосходные лунные и планетные изображения. Он превзошел по действию точность апохроматов в предоставлении четких, блестящих видов Сатурна и Юпитера (хотя если быть справедливым апохроматы были меньшими). В течение 1988 противостояния Марса, я не только увидел Деймос и Фобос впервые, но также наслаждался лучшими видами, которые я когда-либо видел самой планеты. Тщательный «звездный тест», теперь показывал что, время от времени оптика казалась слегка зажимаемой. Я отследил проблему вплоть до оправы зеркала, и нашел, что, если я потрясу телескоп, зеркало само - собой улаживается в оправе, и выдающиеся изображения восстанавливаются.
Вы также извлечете выгоду, когда Вы станете внимательными к работе оптики вашего телескопа. Если Вы находите, что ваш телескоп имеет некоторые проблемы какой телескоп их не имеет? Лучше иметь дело открыто с ними. Потенциальные астрономы, кто отказываются признавать такие проблемы, имеют тенденцию прекращать использовать свои телескопы, и в конечном счете терять интерес в астрономии. Как только Вы признаете, что проблема существует, Вы можете возможно использовать «звездный тест», чтобы исправить ее. Часто, их не заметно, и даже тщательная коллимация их не решит. Если ваш телескоп должным образом отцентрирован и имеет превосходную оптику, «звездный тест» подтвердит, этот факт и Вы можете поворачивать ваше внимание к другим проблемам наблюдения.
Не часто бывает, чтобы отдельная книга имела потенциал, чтобы открыть глаза целого поколения любительских астрономов. Я полагаю, что Суитеров «звездный тест» Астрономических Телескопов - такая книга. Это расширит удовольствие наблюдения каждого любительского астронома, кто читает и берет эту книгу за основу.
Ричард Берри Лион, Штат Орегон
Представление автора
Я никогда не забуду тот первый раз, когда я встретил Дика Суитера. Я построил мой первый телескоп, 8-дюймовый Ньютон на монтировке Добсона, за один уикенд. Телескоп не был произведением искусства мастера. Я пару раз ставил не на место отверстие для фокусера и закрыл мои ошибки кусками картона, телескоп был случайно, закончен небесно-синей малярной краской, которая томилась в моем гараже в течение нескольких лет.
Мои первые набеги на задний двор, чтобы использовать телескоп, были неудачны. Я не мог найти никаких фактических астрономических объектов с ним, и собирался бросить астрономию как хобби.
Друг предложил, чтобы я посетил Обсерваторию Перкинса с моим телескопом. Он слышал что члены местного астрономического клуба, Астрономического Общества им. Колумба, устанавливают свои маленькие телескопы в тени гигантского купола обсерватории. Дюжина телескопов утыкали наблюдательное поле той ночью. Среди них был Дик Суитер, который имел репутацию как локальный эксперт в телескопической Оптике. В надежде, что все мои наблюдательные проблемы могли бы быть приписаны плохой оптике, я попросил, чтобы Дик проверил мой телескоп.
Он светил как красный фонарик на синюю краску. " Не сюда надо смотреть, " сказал я, обеспокоенный бедной отделкой своего телескопа.
Он повернул телескоп на его монтировке. " Не имеет значения. Работает хорошо, " он сказал. Он научил меня, как выровнять телескоп и направил его на яркую звезду. Он просмотрел в окуляр и начал медленно двигать его вперед и назад. После, что показалось вечностью мне (это было фактически только несколько минут), он наконец объявил суждение: " Немного переисправлено с шероховатой поверхностью. Хороший край. Пойдет. "
" Как он может сообщить все это, только взглянув в окуляр? " думал я, когда он повернул телескоп к Планетарной Туманности в Лире. Весь дальнейший скептицизм был смыт блеском открывшегося вида.
Месяцем позже, я использовал «звездный тест», чтобы оценить телескопы других людей. Этому очень просто научиться. Я построил 50 Телескопов, все Добсоны, в течение прошедших лет, и я делаю «звездный тест» для каждого, чтобы оценить оптику.
Все эти опыты показали мне значение «звездного теста». Другие испытания слишком сложны для начинающего или требуют специального оборудования - я всегда хотел построить тестер Фуко, но в этом, казалось, не было никакого смысла. Другие тесты глубоко нечувствительны к тонким проблемам, свойственным некоторым зеркалам телескопа. (Я видел некоторые верно ужасные зеркала " прошедшие" тест Ронци.). «Звездный тест» - все, в чем я когда-либо нуждался.
Дик – последний человек, кто говорил бы, что «звездный тест» - единственно полезное испытание зеркала. Например, он не обеспечивает количественные показатели необходимые в течение ранних стадий расчета зеркала. Однако, он необыкновенно полезен на последней стадии, где осторожный изготовитель зеркала ищет визуальную проверку данных Фуко.
Когда наша группа работала над 16-дюймовым зеркалом Астрономического Общества им. Колумба, мы получили зеркало, настолько хорошо сделанное, что мы могли бы использовать тест Фуко. Тогда, ночь за ночью, Дик выставлял оптику на временной монтировке на моем заднем дворе. Покраснев и с бесконечным терпением, Дик делал несколько проходов с полировочным инструментом, звезды свидетели, и делал еще несколько проходов. Как конечный результат это было лучшим сделанным любителем зеркалом, которое я когда-либо использовал. (За такие виды облачных поясов Юпитера можно было бы умереть.) Последняя форма зеркала была проверена в телескопе под звездами. И это - так, как должно быть.
Самая большая проблема «звездного теста» всегда была в недостатке простых, широко доступных инструкций о том, как проводить этот тест, и была ясно сформулированным аргументом за преимущество делать оценки по другим методам.
Вы имеете их инструкции и этот аргумент в ваших руках. Некоторые из Вас, кто убеждены, что другие методы испытания лучше, будут, я думаю, под впечатлением от ясных и неопровержимых аргументов Дика за чувствительность «звездного теста» и его полезность. «Звездный тест» предлагает уникальную комбинацию простоты, элегантности, и мощности.
Фактически каждый астроном любитель, которого я знаю, узнал о «Звездном тесте» от Дика или узнал это от кого - то, кто узнал это от него. С этой работой, терпение Дика и талант к объяснению методики получит более широкую аудиторию, ту, которую они заслуживают.
Наиболее важный урок, который Дик преподавал мне той ночью в Обсерватории Перкинса заключался в хорошем наборе оптики, хорошо установленной И превосходно отюстированой, и является открытой дорогой к бесконечным мирам. Когда «Звездный тест» был закончен, Дик, и его друзья показали мне множества звездных скоплений, туманностей, и галактик на моем приборе домашнего производства. Моя жизнь была изменена той ночью тогда. Я надеюсь ваша пройдет таким же образом - с помощью прекрасного телескопа, направленного вверх на звезды.
Том Бурнс, Директор Перкинс Обсерватория
Предисловие
Эта книга расскажет вам об одном методе испытания оптического качества телескопов. Она идет под неофициальным названием "звездного теста ", хотя это следовало бы вероятно назвать "тестом методом точечного источника". Причины, по которым звезды используются, в качестве испытательных объектов – не в том что их так много, а в том , что звезды кажутся элементарно маленькими. Таким образом, они действуют подобно истинным точкам. Работа телескопа в этом случае сводится к отображению одной точки в отдаленном пространстве одной точкой на изображении. Разбирая сложность изображения с помощью этой минимальной задачи, мы имеем некоторую надежду относительно обнаружения, насколько телескоп подводит или преуспевает.
Тест с использованием точечного источника впервые употреблялся, при изготовлении телескопа в 1722, когда Джон Хадлей использовал его, чтобы сделать самый ранний астрономический Ньютонов рефлектор. Хадлей использовал вариант "звездного теста ", так как его источник был близлежащим булавочным отверстием, но все существенные элементы "звездного теста " использовались. Он фокусировал окуляр с обеих сторон изображения и судил о поведении света в фокусе по тому, что он видел с каждой стороны (Кинг 1955).
Однако, "звездный тест" никогда не пользовался популярностью как единственный метод испытания в течение изготовления. Даже после примера Хадлея, другие испытания были предпочтены. "Звездный тест" обычно не выдает поверхностные профили, и это не очень удобная методика оценки в помещении. Это не подразумевает, что использование его в изготовлении телескопа не имело несколько откровенных сторонников, но "звездный тест", наиболее популярная функция - заключительная оценка законченного рабочего телескопа.
Математическое Вычисление вида изображения возможно, но это не подразумевает, что это легко. Вычисления Дифракции, хотя концептуально и просты, являются почти невозможными в вычислительном отношении. Только несколько канонических примеров были рассчитаны, используя аналитические (то есть, " Бумага-и-карандаш ") методы. Дифракция была должна ждать современную электронно-вычислительную машину, с помощью которой могла бы быть решена любым пользователем телескопа, и была доступна только наиболее крепким и стойким оптическим теоретикам.
Эта трудность объясняет сравнительную редкость хороших инструкций для рассмотрения различных аберраций. Каждая позиция расфокусировки требует отдельного, длинного вычисления. Неудивительно, что образцы дифракции, происходящие от аберраций, редко вычислялись перед господством вычислительных машин.
Вместо этого, наблюдатели полагались в течение целого столетия на энциклопедический опыт и мастерство одного индивидуума, Х. Денниса Тейлора. В 1891, он издал крошечную книгу с набором рисунков "звездного теста", воспроизведенных фотографически и вставил в фронтиспис (Тейлор, 1983)[1]. Эти рисунки были перепечатаны много раз с тех пор, и описания Тейлора были получены в итоге в множестве книг (например, Twyman 1988, Бэлл 1922, и Ingalls 1976).
Маленькие книги Тейлора тяжело ориентируются к рефракторам, которые доминировали над астрономическим сообществом его времени. Она не имеет дела и с проблемами, появляющимися более обычно в рефлекторах, типа преград и заваленного края. Также, рисунки Тейлора вели наблюдателей к жажде большего. Среди других целей, эта книга - попытка модернизировать и расширить описания "звездного теста" Тейлором. Она охватывает многое из работы рефлектора, что пренебреженны в его основополагающей работе.
В течение столетия, как книга Тейлора была издана, имелось мало работ, имеющих дело исключительно со "звездным тестом". W.T. Welford (1978) издал одну обзорную статью, в которой он суммировал разреженную литературу по методике. Он снова был должен возвращаться назад к устным описаниям, потому что не обладал методом для графического представления сложных звездообразных изображений.
Одним из множителей предоставления возможности этой книги является компьютеризированный язык графики. Изображения дифракции, расчетные здесь составлены на языке по имени Postscript. Postscript позволяет всякому вычислять белизну пикселя и размещать его в изображение в точном местоположении. Никакой рисунок дифракции в этой книге не был нарисован вручную или же представляет подверженные отклонениям попытки ретуширования. Это требование не подразумевает, что изображения, замеченные в этой книге точны. Они имеют мои контрастные предпочтения и неизбежные ошибки выборочного обследования, также как недостатки не точного знания, что будет напечатано на странице в итоге. По крайней мере, все ошибки однородно применены к каждому пикселю систем координат. Расчетные изображения в этой книге – настолько близки к оптически правильным насколько издатель, и я смогли сделать их. Цель всего этого убедить Вас что эти изображения аутентичны, если не подлинны.
С этим акцентом на графике в уме, книга также была напечатана на дорогой глянцевой бумаге. Этот бумажный тип обычно откладывается для фотографических пластинок и обычно используется только для нескольких листов. Глянцевая бумага используется здесь, потому что она предлагает великолепно широкий динамический диапазон. Эта бумага очень плотна и тоньше чем обычная книжная бумага. Как последствие, этот том кажется тоньше чем те 380 страниц, которые он содержит. Я надеюсь, что эта компактность также позволит тестерам транспортировать книгу к наблюдательным участкам с большей готовностью чем, они иначе могли бы.
Предназначенная аудитория этой книги - любительский астроном с телескопом от маленьких до средних размеров (апертуры меньше чем 20 дюймов или около того). Книга может иногда быть полезна для профессиональных астрономов и оптических экспертов, хотя первые обычно должны иметь дело с особенностями отображения огромных телескопов, и последние, возможно, уже сформировали иные мнения относительно многих разделов этой книги. Когда я сталкивался с выбором между педантичной точностью и прозрачного описания, я почти всегда выбирал ясность. Таким образом, книга походит больше на персональную точку зрения чем авторитетный документ.
Я попытался излагать менее поучительные аспекты Гюйгенс-Френзельевской теории дифракции в хвостовой части книги. Однако, я нежелал бросать их из полностью. Иначе, большинство книги походило бы на холодное утверждение, оставляя читателя с тем чтобы верить или не поверить мне. Я также нежелал полностью удалять уравнения от центрального обсуждения, но я пробую ограничить их объяснением важных тем. Читателю не надо понимать математику в теле текста, чтобы использовать "звездный тест" эффективно, но самое полное понимание причин и влияний вознаградит тех, кто изучили эти обсуждения. Приложение B - только для тех, желающих детального знания пути, которым эти сложные рисунки были сгенерированы. Это ни в коем случае не значит что это требуется. Приложение D, с другой стороны, является полезным для случайных читателей, потому что оно содержит описание маркирования для рисунков "звездного теста". Это объясняет способ которым я "втыкал" фокальную область, чтобы пристроить ее на напечатанную страницу. Убедитесь, что консультировались с ним, когда Вы наконец столкнетесь с этими рисунками.
Некоторые могут обвинять меня в попытке зажечь пожар против изготовителей, но это - не мое намерение. Мое побуждение - почти обратное. Слишком долго заставляли изготовителей делать худшую оптику телескопа, потому что их клиенты покупают телескопы, путем как они покупают мешок картофеля - основанный на одной цене. Если покупатели не могут определять оптическое качество, другие менее важные коэффициенты (типа цены) станут единственными критериями в их решении. Что я и делаю, помещая надежный метод тестирования в руки клиентов. "Звездный тест" позволит им решать, что Марка B, который стоит немного больше, является действительно лучшим произведением чем Марка A. Изготовители могут вернуться – все некоторая разгрузка, без сомнения к изготовлению оптики лучшего качества, и их клиенты будут способны оценить различие.
Я хотел бы благодарить всех людей, кто помогли мне с этой книгой. Я не могу вносить в список всех из них здесь, но я хотел бы упомянуть следующие вклады особенно:
Боб Бунг, Питер Сераволо и тд.
| Реклама: мото сузуки | Гипсокартон, плиты, профиль: Гипсокартон. Строительный бизнес и всё о нём. |