Азбука звездного неба. Часть 1

Данлоп Сторм

Рис. 32. В добсоновской монтировке телескопа-рефлектора системы Ньютона основание телескопа вращается вокруг центрального стержня, закрепленного на прочном фундаменте (вверху). Вторичное зеркало в рефлекторе системы Кассегрена (при короткой трубе телескопа) увеличивает его эффективное фокусное расстояние (средний рисунок). Хотя стандартный телескоп-рефрактор имеет фокальные отношения f/10 и f/12, он прост в обращении, компактен и транспортабелен (внизу).

Если труба рефлектора не закрыта герметически оптическим окном, то холодный наружный воздух, проникая в нее,

создает там воздушные потоки, ухудшающие изображение. Весьма эффективным средством борьбы с этим недостатком может быть использование больших теплоизоляционных труб, но чаще для этой цели применяют «трубы» скелетной конструкции. К сожалению, в последнем случае возникают другие проблемы, связанные с потоками теплого воздуха от самого наблюдателя (так что при наблюдениях старайтесь одевать больше теплоизолирующей одежды!); кроме того, при этом увеличивается выпадение росы на оптические элементы. Поэтому большое значение приобретает правильная конструкция самой обсерватории.

Рис. 33. 75-миллиметровый (3 дюйма) ахроматический рефрактор, подобный изображенному здесь, наиболее удобен для различных астрономических наблюдений.

Катадиоптрическая система телескопов

Среди катадиоптрических телескопов наибольшее применение находят телескопы системы Максутова и Шмидта-Кассегрена. При данном фокусном расстоянии они более портативны и удобны при наблюдениях, особенно в соединении с разнообразными устройствами, обеспечивающими слежение за сложным движением небесных тел. Естественно, такие телескопы значительно дороже как рефракторов, так и рефлекторов того же размера. Катадиоптрические телескопы имеют большие фокальные отношения: f/10, f/12 и даже f/15, поэтому их можно использовать для выполнения тех же задач, которым служат рефракторы и рефлекторы системы Кассегрена.

Рис. 34. Катадиоптрический телескоп невелик по размерам, транспортабелен и удобен для проведения разнообразных наблюдений; на фотографии — телескоп с объективом диаметром 200 мм (8 дюймов).

Проверка телескопов и объективов

Ряд исследований качества оптики телескопа можно провести самостоятельно, но при этом следует помнить, что идеальных оптических систем не существует. Любая оптическая система искажает изображения, такие искажения называют аберрациями. При изготовлении телескопа аберрации стремятся свести к минимуму. Конкретные требования к величине допустимых аберраций зависят от характера исследований, для которых предназначен данный телескоп. Например, при изучении планет, двойных звезд и фотографировании небесных объектов требования к величине допустимых аберраций более высокие, чем при наблюдениях переменных звезд.

Хроматическая аберрация, характерная в той или иной мере для биноклей, рефракторов и телескопов некоторых других типов, выражается в окрашивании изображения небесных тел. Она особенно заметна на резких границах между светлыми и темными областями, например на лимбах Луны, Венеры и т. д. Телескопы-рефлекторы не создают аберрации такого типа.

Наличие дисторсии (искажения в изображении взаимного расположения звезд) можно проверить, наблюдая изображение прямой линии или прямоугольной кладки кирпича в стене дома.

Проверьте, как ваш телескоп строит изображение точечного источника. По возможности это лучше делать в ночное время, исследуя изображение звезд. Такие проверки можно проводить и днем, наблюдая «искусственные звезды» (солнечный свет, отраженный далеким воздушным шаром) или любой другой точечный источник света. В хорошем телескопе изображение звезды находится точно в фокусе и имеет форму идеально круглого дифракционного диска. Эти изображения должны иметь форму идеального круга не только в фокусе, но и вне его. Их вытянутость свидетельствует о наличии астигматизма или деформации оптических

элементов телескопа, которая может возникнуть из-за неправильного крепления. На кривизну поля указывает расфокусировка изображения звезды при перемещении ее от центра к краю поля зрения телескопа. Кривизна поля присуща большинству телескопов, но этот дефект в основном сказывается при фотографических наблюдениях. Другая аберрация, кома, проявляется в вытягивании изображения звезды (она принимает форму кометы) на краю поля зрения. Кома также присуща большинству телескопов, но более заметна в рефлекторах, чем в рефракторах.

Рис. 35. Для исследования областей неба, богатых звездами (такова окрестность и Центавра), необходимы большое увеличение и длительные экспозиции; это предъявляет повышенные требования к оптическим качествам астрономических инструментов.

Рис. 36. Оптические аберрации могут привести к сильным искажениям формы изображений небесных тел на краю поля зрения телескопа; о характере таких искажений можно судить по данной фотографии, полученной методом аэрофотосъемки.

Проверки механических узлов телескопов и их монтировка в основном имеют общий характер. Для хорошей работы необходимо добиться жесткости конструкции как самой трубы телескопа, так и его монтировки. Лучше всего это достигается твердым креплением осей телескопа — каждая закрепляется на двух достаточно разнесенных опорах. Вращение вокруг осей должно быть плавным, а на экваториальных установках обе оси следует снабдить стопорными винтами. Все приводы, фокусирующая оправа окуляров и другие механизмы регулировки телескопа должны действовать без люфтов. Чтобы обеспечить точную соосность всех оптических систем телескопа, искатели (с. 80), гидирующие телескопы (с. 18) и сама монтировка телескопа должны иметь устройства для тонкой юстировки и крепления.

Правила пользования телескопом

Итак, вы вынесли телескоп на улицу и собираетесь приступить к наблюдениям. Не начинайте их до тех пор, пока температура телескопа не сравняется с температурой окружающего воздуха. Обычно это происходит минут через 15-20, качество изображения в течение этого промежутка времени очень плохое. Рефлекторы с их массивными зеркалами приходят в тепловое равновесие с окружающим воздухом значительно медленнее, но если их оптические системы достаточно совершенны, то, как показывает опыт, качественного изображения легко добиться простой фокусировкой. При визуальных наблюдениях последнее не представляет особой трудности, однако при фотографировании с большими экспозициями необходимо дождаться выравнивания температур.

От многих хлопот при подготовке телескопа к наблюдениям избавляет простое приспособление — так называемый противоросник; изготавливается он из любого теплоизолирующего материала. Противоросники необходимо использовать в рефлекторах и катадиоптрических телескопах (и даже в биноклях некоторых типов). Они представляют собой короткие полые цилиндры, укрепляемые перед объективом наподобие оправы линзы, но таким образом, чтобы не ограничивать поле зрения телескопа.

Одним из важных условий для проведения качественных наблюдений является чистота всех оптических поверхностей телескопа. Для защиты от пыли объектив рефрактора и открытый конец трубы рефлектора необходимо закрывать плотной крышкой, при этом для рефлекторов следует иметь плотные крышки на каждое зеркало телескопа. Нельзя закрывать оптические элементы крышками, пока с их поверхности не испарятся малейшие следы росы. Телескопы желательно хранить в специальном ящике, но, как правило, это нужно только для рефракторов и катадиоптрических телескопов. Окуляры должны быть съемными и храниться вместе с другими мелкими принадлежностями в плотных, предохраняющих от проникновения пыли и ударов коробках. Хотя этим часто и пренебрегают, но фокусирующее устройство телескопа также нужно защитить от проникновения пыли и насекомых, особенно пауков, которые предпочитают селиться в этой части телескопов. Нельзя прикасаться пальцами к оптическим поверхностям телескопа.