Сайт "Галактика"

Мы наблюдаем, снимаем, собираем.

Фото телескопа

Автор Николай Ступишин.

100-мм рефрактор для любителей астрономии.

Описание телескопа.

В этом году Новосибирский приборостроительный завод, изготавливающий популярные как у нас в стране, так и за рубежом телескопы-рефлекторы “Алькор” (ТАЛ), “Мицар” (ТАЛ-1) и “Альтаир” (ТАЛ-2), начал выпуск 100-мм телескопов-рефракторов, получивших обозначение ТАЛ-100R. Прямо скажем, это радостная новость для российских любителей астрономии. Ведь кроме школьных рефракторов диаметром 60 и 80 мм, в нашей стране линзовые телескопы в массовом производстве не выпускались. А на последние были многочисленные нарекания по поводу качества изображения и неудобства монтировок.

Новый телескоп-рефрактор ТАЛ-100R производства Новосибирского приборостроительного завода.

Изготовление своими силами линзового телескопа гораздо сложнее, чем зеркального, и любители за такую задачу почти никогда не берутся. Поэтому очень важно, что рефракторы начало производить одно из ведущих предприятий нашей страны по выпуску любительских телескопов. Попутно хочется сказать несколько добрых слов в адрес НПЗ. Ведь время от времени в прессе появлялись заманчивые рекламные предложения телескопов самых различных систем от классических рефлекторов до модных зеркально-линзовых систем и рефракторов, однако, большинство любителей видели их только на картинках. Либо их выпускали небольшими партиями, либо все они продавались только на внешнем рынке. В то же время, чуть ли не каждый второй российский любитель астрономии имеет “Алькор” или “Мицар”, выпущенные Новосибирским приборостроительным заводом. Теперь этим инструментам обещает составить достойную конкуренцию новый 100-мм рефрактор ТАЛ-100R.

Особенности рефрактора.

Перед тем как решиться на покупку или постройку телескопа своими силами, каждый из нас предъявляет к инструменту определенные требования. Главным из них, на мой взгляд, должно являться качество изображения. Во-вторых, каждому, конечно, хочется иметь как можно более мощный телескоп с максимально возможным диаметром объектива. Однако лишь немногие могут позволить себе обсерваторию со стационарным инструментом. Поэтому третьим требованием является компактность и транспортабельность телескопа. Таким образом, третье требование вступает в противоречие со вторым, заставляя искать разумный компромисс.

Давайте поразмышляем, насколько привлекательным может оказаться небольшой телескоп-рефрактор с точки зрения “среднего” любителя астрономии, не имеющего обсерватории и наблюдающего, в основном, на загородной даче или с балкона своего дома и выезжающего время от времени в экспедиции на редкие астрономические явления.

Длина классического телескопа-рефрактора примерно равна фокусному расстоянию его объектива. В то же время, чтобы добиться высокого качества изображения в рефракторе приходится минимизировать хроматическую аберрацию, приводящую к появлению цветовых ореолов вокруг ярких объектов. Это накладывает жесткое ограничение на относительное отверстие рефрактора, которое обычно не превышает 1:10-1:15. Поэтому, если считать компактным телескоп с длиной трубы около 1 м, то диаметр объектива получается около 100 мм. При этом оптическая труба будет весить в пределах 5 кг, если она изготовлена из алюминия. Но уже 150 мм рефрактор заведомо нельзя рассматривать в качестве мобильного и транспортабельного инструмента, ведь длина его трубы увеличивается до полутора-двух метров, а масса возрастает, как минимум, втрое. Именно поэтому любительские рефракторы с диаметром объектива более 100 мм встречаются редко.

Когда мы сравниваем небольшие инструменты с апертурой 50-100 мм, то рефрактор выглядит явно предпочтительней аналогичных зеркальных и катадиоптрических систем. Перечислим основные преимущества линзовых телескопов:

Рефрактор имеет стопроцентное пропускание света при просветленном объективе, тогда как у рефлектора на каждом зеркале теряется около 10-12% света, и 6-12% составляют потери от центрального экранирования, поэтому пропускание рефлектора редко превышает 60-70%. А это означает, что 100 мм рефрактор примерно эквивалентен 120-130 мм рефлектору.

Отсутствие зеркал ведет к очень малому рассеянию света, и поэтому фон неба в рефракторе всегда более темный, чем в рефлекторе, следовательно, повышается предельно доступная звездная величина. Герметично закрытая труба рефрактора предотвращает образование в ней воздушных потоков, сильно портящих изображение.

Резкие температурные перепады слабо влияют на качество изображения в линзовом телескопе, поскольку деформации поверхностей объектива взаимно компенсируются. Рефрактор очень устойчив к разъюстировкам, что особенно важно при частых перевозках телескопа. Линзовый объектив, в отличие от зеркального, не тускнеет со временем. Рефрактор имеет большое, ничем не виньетированное поле зрения, что очень полезно для фотовизуальных наблюдений.

К слабым местам рефрактора следует отнести неустранимый остаточный хроматизм и небольшую светосилу. Это, прежде всего, визуальный инструмент, а не универсальный астрограф. Конечно, с ним можно получить отличные фотографии Луны, звездных скоплений, но для фотографирования слабых туманностей он малоэффективен. Однако, нужно всегда помнить, что из-за почти 100% пропускания света рефрактор с относительным отверстием 1:10 даст при съемке слабой туманности такой же результат, как и рефлектор с отверстием 1:8 и коэффициентом пропускания 64%. Поэтому ТАЛ-100R не сильно проигрывает по светосиле тому же “Мицару”, у которого относительное отверстие 1:7.3.

Оптическая труба.

Остановимся на особенностях нового инструмента более подробно. Объектив телескопа имеет фокусное расстояние 996 мм при световом диаметре 100 мм. Он состоит из двух линз К8 и Ф1 с воздушным зазором. На основе этих объективов НПЗ ранее выпускал коллиматоры для прецизионного контроля оптических систем. Поэтому качество изображения объектива исключительно высокое. Расчеты показывают, что визуальное поле зрения c дифракционным качеством составляет 1°. Аберрации волнового фронта на оси системы на длине волны 0.555 мкм составляют всего l/30. В пределах одного градуса 80% энергии от звезды концентрируется в пятне диаметром 20 мкм и, при этом, к краю поля пятно даже несколько уменьшается. Сферическая аберрация и кома исправлены очень хорошо, поэтому поле зрения ограничено, главным образом, астигматизмом.

Теперь о менее приятном моменте. Если вы возьмете любой телеобъектив или, в особенности, тщательно спроектированный рефрактор и заглянете внутрь, то, наверняка, насчитаете более десятка диафрагм, установленных для защиты от света, рассеиваемого на внутренних стенках трубы. Эта простая мера очень существенно увеличивает контраст изображения. Однако, в первых образцах ТАЛ-100R такие диафрагмы отсутствовали вовсе! А ведь при наблюдении ярких объектов, особенно Солнца и Луны, они просто необходимы. Наблюдая Луну, автор провел простой тест: сняв окуляр, он убедился, что поверхность трубы, которая не должна быть видна при наличии диафрагм, на самом деле вовсю блестит отраженным светом.

Приятно отметить, что новый рефрактор снабжен 90-градусной насадкой с диагональным зеркалом для наблюдения объектов вблизи зенита. Это позволяет вести наблюдения высоко расположенных объектов с комфортом, не запрокидывая головы. Кроме того, с зеркальной насадкой телескоп дает не перевернутое, а прямое, но зеркальное изображение. Поэтому он также вполне пригоден для наблюдения земных объектов.

С другой стороны, зеркало дает дополнительное рассеяние и потери света, поэтому для наблюдения объектов, расположенных невысоко над горизонтом, хорошо бы иметь возможность прямых наблюдений (без дополнительного зеркала), чтобы использовать преимущества рефрактора в полной мере. К сожалению, такой возможности конструкторы не предусмотрели. Хотя для этого достаточно было укомплектовать инструмент простым переходником с резьбы М42х1 на гладкую посадку 1.25".

Надо сказать, что оптическая труба ТАЛ-100R исключительно легкая и весит всего 4 кг (на 1 кг легче трубы “Мицара”). Она снабжена блендой для защиты от постороннего света. На мой взгляд, если бороться за компактность, то имеется хороший ресурс — бленду можно сделать съемной или выдвигающейся.

Монтировка.

Монтировка ТАЛ-100R аналогична “мицаровской” – немецкая, экваториального типа. Хомуты, крепящие трубу телескопа, съемные, что сильно увеличивает компактность монтировки в собранном виде. Еще одним шагом вперед по сравнению с “Мицаром” является не резьбовая, а гладкая посадка противовеса на ось склонений. Поэтому балансировка проводится очень оперативно. Ослабляется стопорный винт, и противовес мгновенно фиксируется в нужном положении. Следует отметить, что в первых образцах серии (мне довелось испытывать именно такой инструмент), была допущена досадная оплошность: противовес оказался чересчур тяжелым — целых 3 кг! Поэтому он всегда перевешивал трубу, не позволяя сбалансировать инструмент по часовой оси.

Кроме того, разработчики не учли, что при наблюдении объектов вблизи зенита окулярный конец трубы оказывается очень низко, и наблюдения вести неудобно (чуть ли не сидя на земле). В таких случаях мне приходилось сильно сдвигать трубу вверх (относительно хомутов), но тогда инструмент оказывался заметно разбалансированным по оси склонений. В этих условиях начинает ненадежно работать винт тонких движений, и появляется опасность, что труба телескопа может сорваться, если неосторожно отпустить стопорный винт. На мой взгляд, необходимо удлинить колонну на 15-20 см, тем более что она короче упаковочного ящика примерно на эту величину.

В ближайшем будущем завод-изготовитель планирует начать выпускать модификацию телескопа, оснащенную часовым механизмом.

Аксессуары.

Телескоп комплектуется двумя симметричными окулярами с фокусами 10 мм и 25 мм, которые позволяют получать увеличения 40х и 100х. При этом поле зрение составляет 1°35' и 31' соответственно. Стандартный искатель 6x30 мм достался ТАЛ-100R в наследство от “Мицара”.

В прямом фокусе телескопа можно устанавливать фотоаппарат типа “Зенит” с резьбой М42x1 или М42x0.75. Это важное усовершенствование, ведь на отсутствие возможности съемки в главном фокусе постоянно жаловались владельцы “Мицаров”. Более того, ослабив накидную гайку, можно выбрать удобную ориентацию фотокамеры. Кстати, такой возможности не было даже у наиболее совершенного из рефлекторов НПЗ — “Альтаира”. Однако, и у ТАЛ-100R, и у “Альтаира” резьба, на которую накручивается фотокамера, очень длинная — 7 мм. Это приводит к тому, что когда камера закручена до упора, спусковой механизм зеркального фотоаппарата оказывается заблокированным, и затвор не работает. Длина резьбовой части не должна превышать 4-5 мм, как у стандартных “зенитовских” объективов.

К сожалению, возможность самого распространенного у любителей вида съемки — стандартным фотоаппаратом с использованием телескопа в качестве гида — у ТАЛ-100R не предусмотрена. И в этом плане “Мицар”, в комплект которого входит площадка для фотоаппарата, оказывается более удобным для съемок такого рода. Тем не менее, рефрактор комплектуется сеткой для выставления параллельности оптических осей телескопа и искателя. Эту сетку можно также использовать и для гидирования. А уж для закрепления на телескопе фотоаппарата любителям придется самим взяться за дрели и отвертки.

Что касается других аксессуаров, то в комплекте имеются два светофильтра: серый и черный, предназначенные для наблюдений Луны и Солнца соответственно. Фильтры очень хорошо исполнены и вкручиваются в окулярную втулку со стороны посадки. Однако хотелось бы обратить внимание на то, что солнечный фильтр больше подходит для наблюдений полной Луны, а Солнце наблюдать в него, на мой взгляд, просто опасно! Кратность этого фильтра вряд ли превышает 10х. Возможно, это является следствием грубой ошибки конструкторов. Тем более в описании сказано, что для наблюдений Солнца нужно использовать диафрагму, уменьшающую свободное отверстие объектива, но такой диафрагмы в комплекте нет! Без диафрагмы же фильтр может очень быстро лопнуть. Кратность второго фильтра около 2х и маловата даже для Луны. Наверное, более правильно было бы назвать эти фильтры темно-серым и светло-серым.

Вообще надо отметить, что возможность наблюдений Солнца разработчики не продумали. Например, очень кстати пришелся бы солнечный экран, которым комплектуются “Мицары”. Конечно, о хороших солнечных фильтрах на полную апертуру телескопа, которые выпускают некоторые западные фирмы, нам пока и мечтать не приходится. Хотя, по сути дела, такой фильтр представляет собой плоскопараллельную пластинку высокого качества с напылением отражающего покрытия, чтобы основной поток света отражался обратно, а проходила примерно 1/10000-1/100000 доля излучения. Кстати, рефрактор традиционно считается лучшим инструментом для наблюдений Солнца. Свет проходит по закрытой трубе рефрактора всего 1 раз, тогда как в рефлекторе — 2-3 раза, что приводит к разогреву воздуха внутри трубы и образованию сильных воздушных потоков. К тому же на Солнце трудно получить качество изображения лучше 1"-2", а ТАЛ-100R обеспечивает примерно необходимое разрешение (около 1.2"-1.4").

Результаты тестирования.

Общие впечатления от работы с новым рефрактором у меня остались очень хорошими. Особенно это касается оптических качеств телескопа. После выноса инструмента из помещения на улицу (перепад температур с +25°С до –3°С) можно сразу начинать наблюдения. Помнится, “Мицар” обычно в таких случаях приходилось выдерживать около полутора-двух часов.

Фон неба в ТАЛ-100R очень темный. Вид рассеянного скопления c и h Персея при минимальном увеличении (40х) просто поражает! Масса сверкающих песчинок-звезд, даже как-то иначе ощущается глубина пространства. Действительно, при наблюдении звездных скоплений становится очевидным, что проницающая сила у ТАЛ-100R по сравнению с “Мицаром” и другими зеркальными системами той же апертуры выше примерно на 0.5m. Тестируя телескоп на предельную звездную величину, в области a Малой Медведицы мне удалось увидеть звезды до 11.2–11.5m. И это в условиях уличной засветки в Академгородке с 50-тысячным населением в 30 км от Новосибирска! Наблюдения проводились в конце апреля, когда небо уже далеко не такое темное, как зимой или даже осенью. Не зря считается, что высококачественный рефрактор — просто идеальный инструмент для наблюдения звездных полей.

Простота оптической схемы и наличие просветляющих покрытий на оптике телескопа делают его прекрасным инструментом для наблюдения слабых туманностей. Для теста я выбрал красивую пару галактик северного неба М81 и М82.

С минимальным увеличением изображение этих звездных систем в ТАЛ-100R было достаточно ярким и контрастным. Для сравнения я навел на пару галактик 80-мм цейсовский бинокуляр и убедился, что при равных увеличениях рефрактор давал более яркие изображения галактик, и, только снизив увеличение бинокуляра до 20х, мне удалось добиться того, что яркость стала примерно одинаковой. Известно, что для получения прямого изображения и многочисленных коррекций в бинокулярах используются сложные призмы и большое число линз. Это неизбежно приводит к существенному снижению коэффициента пропускания, иногда потери достигают 40-50%.

Отличные результаты продемонстрировал новый рефрактор и при наблюдении Луны. Для того чтобы получить объективную оценку качества ТАЛ-100R, я сравнил его с телескопом системы Максутова-Кассегрена такой же апертуры, поставив оба телескопа рядом и подобрав одинаковые увеличения. Испытания показали, что новый рефрактор дает более четкие и контрастные изображения деталей лунного рельефа. Заглядывая поочередно в окуляры обоих телескопов, я пришел к выводу, что рефрактор позволяет заметить на поверхности Луны больше подробностей. Одно из объяснений преимущества рефрактора, помимо меньшего рассеяния света в линзовом объективе, может состоять в том, что центральное экранирование в рефлекторе приводит к искажению дифракционной картины. В результате этого дифракционный максимум от точечного источника, например звезды, становится более узким, что, вообще говоря, несколько увеличивает разрешение телескопа. Но, вместе с тем, часть энергии переходит из центрального максимума в дифракционные кольца. Поэтому при наличии центрального экранирования, свойственного любому рефлектору, контраст изображения неизбежно падает.

Для проверки разрешающей способности ТАЛ-100R я провел наблюдения двойных звезд. Вспомнив, что в созвездии Льва находится красивая двойная g Льва (r=4.3І), я навел телескоп на нее. Уже при увеличении 40х удается заметить некоторый намек на двойственность. А при увеличении 100х звезда легко разрешается на две компоненты: желтую и оранжевую. Но мне хотелось разрешить и более тесную звездную пару. Моим следующим объектом стала одна из самых ярких двойных — Кастор (a Близнецов). Звезды этой системы довольно быстро движутся по орбитам, и сейчас расстояние между ними уменьшается и составляет 2.1". Честно говоря, я сильно сомневался в успехе, памятуя о том, что в свое время тесная двойная e2 Лиры (2.3") была трудным объектом для “Мицара”. Однако, рефрактор очень четко показал компоненты двойной раздельно. Было ощущение, что имеется еще полуторный или даже двойной запас по разрешению! К сожалению, в ту ночь мне так и не удалось попробовать инструмент на еще более тесной звездной паре z Рака (r=1") из-за низкого расположения последней над горизонтом. Не случайно профессиональные астрономы, занимающиеся наблюдениями за двойными звездами, всегда отдают предпочтение рефракторам за их четкие и спокойные изображения дифракционного качества.

Наблюдение планет пожалуй, единственное слабое место рефрактора, как визуального инструмента. Хроматизм, проявляющийся в значительном цветовом ореоле вокруг диска планеты, хорошо заметен и сильно портит изображение. Испытания проводились в апреле, когда наиболее интересные для наблюдения планеты — Юпитер и Сатурн находились в соединении с Солнцем, и поэтому мне пришлось ограничиться наблюдениями Венеры и Марса. Венера — самая яркая планета, и при ее наблюдениях хроматическая аберрация проявляется наиболее сильно. Диск просто тонет в цветовом ореоле, и его нельзя убрать точной фокусировкой. Цветовой ореол вокруг Марса имел оранжевый оттенок, он был существенно слабее, но тоже до конца не устранялся. Размер Марса составлял примерно 15", и подробностей на планете различить не удалось.

Здесь надо сделать важное замечание. На мой взгляд, было бы правильно включить в комплект рефрактора хотя бы 2-3 цветных светофильтра (желтый, зеленый, оранжевый). При наблюдении планет с рефрактором они просто необходимы, чтобы устранить влияние хроматизма. Для линзового инструмента они гораздо актуальнее, чем для рефлектора.

Итак, подведем итог. Если вы хотите иметь небольшой визуальный инструмент с отличным качеством изображения, легкий, мобильный, не требующий постоянных юстировок, не чувствительный к температурным перепадам, то я смело могу посоветовать остановить свой выбор на 100-мм рефракторе ТАЛ-100R. Тем более это следует сделать в том случае, если вас интересуют серьезные наблюдения Солнца или двойных звезд, для которых рефрактор просто вне конкуренции.

Ступишин Николай Валерьевич (Эл.п. N.V.Stupishin@inp.nsk.su) – научный сотрудник Института ядерной физики СО РАН, любитель астрономии. Эта статья была опубликована в ноябрьском номере журнала "Звездочет" за 1999 год.

P.S. После ознакомления с текстом данной статьи представители Новосибирского приборостроительного завода сообщили автору о том, что некоторые из перечисленных в статье недостатков рефрактора ТАЛ-100R уже устранены. В частности, разработчиками были введены следующие изменения:


1.Увеличена длина колонны. 

2.Уменьшена масса противовеса. 

3.В оптическую схему были введены три диафрагмы. 

4.Телескоп теперь комплектуется другими светофильтрами.


Содержание и подготовка в электронном виде - Козловский А., дизайн, обработка и выкладка на сайт - Кременчуцкий А. Copyright © 2003-2004 'Галактика' сайт. Все права защищены. При копировании ссылка на источник обязательна.Оставайтесь с нами! Сайт «Галактика»   Главная  Страница сделана 04.01.2004  



Hosted by uCoz