Контроль главного зеркала по Добсону. (2)

[tlgleonid]

В виду закрытия темы (несправедливого) завожу новую.
позавчера решил по звезде проверить и свою оптику (Уже проаллюминированную и собранную в телескоп). В качестве звезды выбрал Вегу. В качестве ножа - монетку (просьба не смеятся).
Обнаружилось, что оптику так тестировать по видимому коректно. Обнаружил, что продольная аберация моего зеркала очень мала и рельеф практически плоский. Единственное но - светящийся ободок воуруг всего зеркала, но это можно списать на дифракцию.
Диаметр 265. Светосила 1:6

[lorka]

Не понимаю в чем вопрос то (не читал первую тему).
Попытки контроля по реальной звезде - довольно широко применяется среди профессионалов. Кажется у Сикорука (точно не помню, могу ошибаться) описано, как таким способом контролировалась ретушь вторичного зеркала у 2-х метрового телескопа. Даже были фото теневой картинки. Картинка была очень причудливая из-за атмосферной турбулентности, но "неровности" формы зеркала были заметны довольно четко.
Мне кажется, что данный метод не в ходу у любителей только из-за неудобств (по сравнению с классическим методом Фуко). По моему удобнее тестировать днем "в лабораторных условиях" теневым прибором, чем ночью "в полевых условиях" по звезде, для которой нужна еще приличная монтировка с часовым приводом, спокойная атмосфера и т.д.
Да, в упомянутой мною публикации тэстировали по Полярной звезде (она "дольше держится").

[Ernest]

В качестве ножа - монетку... рельеф практически плоский

А куда ему деваться при толстом ноже? Скажем, при толщине монеты в 1.5 мм "нож" пропустит продольный аберрации в 0.75 мм, то есть порядка 10 длин волн отличия параболы от сферы. Впрочем, возмите нормальный нож и метод "заработает" по настоящему.
А оспаривался он на основании нехватки света при непокрытом зеркале.

[Олег Чекалин]

................А оспаривался он на основании нехватки света при непокрытом зеркале...................
Не только. Еще важная мелочь это огромный температурный перепад(имеется ввиду изменение непосредственно формы зеркала), который не позволит работать и конечно турбуленция.
Олег.

[Ernest]

Турбуленция разная от ночи к ночи и нередко бывают очень неплохие ночи с подсекундным разрешением - достаточные для того, чтобы оценить качество полевой оптики.
Перепад температуры зеркало/окружающая среда на Ньютоне через пару часов наблюдений (особенно при активном охлаждении) уже не критичен. 
В любом случае оба эти фактора ограничивают чувтсвительность метода ровно настолько насколько качество зеркала востребовано. В конце концов мы ведь в этих же условиях и используем этот инструмент.

[Олег Чекалин]

Эрнест! Ну мы же говорим не про исследование уже полностью готового зеркала, а о контроле во время изготовления. На практике ничего кроме равнозрачковой гляделки в таком режиме изготовить невозможно, жизни не хватит.Гляделку без проблем, что собственно доказывают многочисленные заркала Добсона сотоварищи.
Олег.

[Евгений Пухальский]

А зачем вообще эдакие фокусы?  Параболоид с 1/6 очень удобно тестировать по Миллье-Лакруа, плавность можно оценить и по общему виду картины, и т.н. "вторым методом"... 

[tlgleonid]

Монетка была заточена...
Но суть не в этом. Насколько высока точность испытаний. Максутов указывал, что точность от точечного источника и большого источника различается всего в три раза. Следовательно по звездам можно проверять оптику методом Фуко?

И еще: Величина лямбда на 4 выбрана не случайно. Ведь в противном случае будет происходить еще и интерфернеция, то есть световая волна будет складываться в разных фазах и гасить саму себя?

[lorka]

Ну мы же говорим не про исследование уже полностью готового зеркала, а о контроле во время изготовления.

И я о том же. Более того, мы говорим об исследовании любительского зеркала. Это при больших (очень) зеркалах, при исследовании уже собранного телескопа, когда проверяется работа и системы разгрузки, и деформации трубы, и вся оптическая система в целом, и еще много чего, с чем мы не сталкиваемся на "сантиметровых" телескопах, приходится мириться и с турбулентностью, и с нехваткой света... Когда только тестирование занимает больше года... Но даже в этом случае по возможности стараются тестировать "в лабораторных условиях", а по реальной звезде только когда телескоп уже установлен на своем месте, когда его просто не удобно тащить снова в лабу.
Ну а нам то, любителям, зачем такая морока? Даже всю систему в целом можно исследовать на оптической скамье.

Кстати, это ведь еще не самая большая проблема. Характер атмосферной турбулентности таков, что на больших зеркалах фронт волны представляет ломаную, но "образующая" этой ломаной параллельна зеркалу. По этому и возможно тестирование по реальной звезде. А вот при зеркалах до 200 - 300 мм. при хороших атмосферных условиях фронт волны будет плоским, но постоянно будет хаотично менять угол наклона к зеркалу, что равносильно хаотичному "качанию" зеркала. Т.е. если на больших зеркалах при турбуленции звезда всегда остается на месте, хаотично меняя форму; то на малых зеркалах форма звезды относительно постоянна, зато звезда постоянно "скачет туда-сюда". Я не могу сказать насколько это понизит точность метода, но, согласитесь, проблема есть. Как это ни парадоксально, но повидимому, для малых зеркал нужны какраз очень плохие атмосферные условия, когда "размер турбулентности" (простите за вольный термин) не превышает 2 - 3 см.

[tlgleonid]

Вчера выдались хорошие условия и я решил повторить эксперимент более точно. Я взял кусочек ножа для резки оббоев и при помощи пластелина закрепил его на фокусере. Затем я навелся на Вегу. После этого я стал искать точку, где происходит переход, когда суточное движение неба при движении будет вызывать смену движения тени от ножа на противоположное. Найти удалось далеко не сразу, но когда я в конце концов нашел точку перехода, я был удивлен. Я видел, как две тени движутся одновременно: слева и справа. Причем граница тени была очень нерезкой, примерно на четверть зеркала. 
Наверно все-таки лезвие ножа имеет толщину. Или тут какой-то иной эффект?

[Ernest]

Или тут какой-то иной эффект?

Кома

А вот при зеркалах до 200 - 300 мм. при хороших атмосферных условиях фронт волны будет плоским, но постоянно будет хаотично менять угол наклона к зеркалу

У Вас похоже мал опыт работы с такими апертурами - в равнинных условиях наблюдений практически всегда апертура таких инструментов заполнена обрывками волнового фронта. Даже правильная плавающая расфокусировка (пульсация изображений звезд) наблюдается редко. "Дрожание" изображений звезд характерно скорее для 70-100 мм.

мы же говорим не про исследование уже полностью готового зеркала, а о контроле во время изготовления

Мороки с таким исследованием конечно много (ну хоть просто дождаться ясной более-менее спокойной ночи), но в принципе непроходимых преград я не вижу.

И еще: Величина лямбда на 4 выбрана не случайно. Ведь в противном случае будет происходить еще и интерфернеция, то есть световая волна будет складываться в разных фазах и гасить саму себя?

Что и приводит к появлению дифракционной картины, и не мешает жизни. 1/4 выбрана из других соображений.

[рустам]

Цитата: Я взял кусочек ножа для резки оббоев и при помощи пластелина закрепил его на фокусере
 

[lorka]

У Вас похоже мал опыт работы с такими апертурами - в равнинных условиях наблюдений практически всегда апертура таких инструментов заполнена обрывками волнового фронта. Даже правильная плавающая расфокусировка (пульсация изображений звезд) наблюдается редко. "Дрожание" изображений звезд характерно скорее для 70-100 мм.

Тут, как-раз, наоборот, в основном наблюдал на 200-350 мм. Только никогда на равнине. У меня есть возможность только в Приэльбрусье... В горах... Когда приезжаю туда в отпуск. Там дрожание на 200 - 300 мм. не есть редкость.

[Дрюша]

Вчера попробовал посмотреть на Вегу, используя зеркало 250 мм, а вместо диагоналки - неалюминированную стекляху. Задняя поверхность стекляхи была матовая и замазана смолой. Яркости изображения вполне хватает чтобы оценить зафокал/предфокал.

В книжке Навашина (но твм глава написана про Кассегрены кем-то другим, навскидку не помню) для контроля выпуклого гиперболического вторичного зеркала Кассегрена рекомендовался метод внефокальных изображений. Даже не по звезде, а по "далёкому фонарю". Метод, действительно, довольно чувствительный в том плане, что он позволяет заметить ошибки и 1/4, и даже 1/6-1/8 лямбды. Но, вот, определить характер профиля (точнее чем сугубо качественно оценить сферическую аберрацию по наинизшему порядку, да и то, с точностью до знака) довольно проблематично. Может быть, опытный оптик может понять точнее, но методики нигде не расписано. Как поймать конкретно завал, узкие зоны и т.п. - непонятно. И, соответственно, непонятно как ретушировать. Только методом тыка. Ну, или если есть огромный опыт, интуиция и всё такое...

[sikoruk]

Дрюша:
<<В книжке Навашина (но твм глава написана про Кассегрены кем-то другим, навскидку не помню) для контроля выпуклого гиперболического вторичного зеркала Кассегрена рекомендовался метод внефокальных изображений. Даже не по звезде, а по "далёкому фонарю". Метод, действительно, довольно чувствительный в том плане, что он позволяет заметить ошибки и 1/4, и даже 1/6-1/8 лямбды. Но, вот, определить характер профиля (точнее чем сугубо качественно оценить сферическую аберрацию по наинизшему порядку, да и то, с точностью до знака) довольно проблематично. Может быть, опытный оптик может понять точнее, но методики нигде не расписано. Как поймать конкретно завал, узкие зоны и т.п. - непонятно. И, соответственно, непонятно как ретушировать. Только методом тыка. Ну, или если есть огромный опыт, интуиция и всё такое...>>

Испытания по удаленному фонарю в дополнениях к книге Навашина написал М.М. Шимякин, исходя из опыта Сергея Чувахина. С. Чувахин был школьником, когда строил свой (кажется 225-мм) «кассегрен» и не мог найти ничего другого для испытаний вторичного зеркала. В действительности это метод еще до второй мировой войны применил Х. Долл, хотя я думаю, метод был известен намного раньше. Так что Дж. Добсон (см. название темы) в очередной раз ни при чем.
На практике метод применяется крайне редко и только от безысходности.
Для того, чтобы заметить ошибки на вторичном зеркале в лямбда/4 – лямбда/8,  наблюдая фонарь из окна, как это было у Чувахина, нужно быть настоящим виртуозом. Но увидеть завалы, зоны и все остальное как раз не трудно. А вот выяснить их величину крайне тяжело, да и то при отличных атмосферных условиях. В то же время мне не понятно, почему ретушировать сложнее, если мы каким-то образом сможем рассмотреть картину на зеркале. С ретушью-то все просто и понятно.
Есть еще одно обстоятельство. Для того, чтобы испытывать зеркало по звезде или удаленному фонарю, нужно, чтобы была готова труба телескопа – сооружение обычно более сложное чем зеркало. На мой взгляд, рискованно строить трубу, пока оптика не готова, ведь если запутаемся с зеркалом, то и труба может оказаться лишней, а время на ее изготовление – потраченным попусту.

Эрнест:
<<Перепад температуры зеркало/окружающая среда на Ньютоне через пару часов наблюдений (особенно при активном охлаждении) уже не критичен.>>

Выравнивание температурного интервала между зеркалом и окружающим воздухом совершенно недостаточно. Нужно обязательно выровнять температуры внутри и на поверхности зеркала. В противном случае из-за температурных деформаций зеркала гарантирован эффект края. Даже в лабораторных условиях на финальных стадиях фигуризации мы после сеанса полировки даем зеркалу отстояться, по крайней мере, 30-40 мин. Это при перепаде в 2-3 градуса. А как быть даже летом, когда перепад между лабораторией и ночным воздухом составляет 10-15 градусов. Про зиму я и не говорю.

Leonid Tkachoonk:
<<Но суть не в этом. Насколько высока точность испытаний. Максутов указывал, что точность от точечного источника и большого источника различается всего в три раза. Следовательно по звездам можно проверять оптику методом Фуко?>>.

Конечно можно. Тем более, что звезда и есть точечный источник, и если бы не турбулентность и перепады температуры, это был бы идеальный источник.

Iorka:
<<Т.е. если на больших зеркалах при турбуленции звезда всегда остается на месте, хаотично меняя форму; то на малых зеркалах форма звезды относительно постоянна, зато звезда постоянно "скачет туда-сюда". Я не могу сказать насколько это понизит точность метода, но, согласитесь, проблема есть. >>

Хаотичное изменение формы пятна приведет к постоянно пробегающим «теням» на фоне зеркала. Суммируя в памяти быстро изменяющиеся картины, оптик подобно Rgistax'y восстанавливает теневую картину, обусловленную ошибками поверхности зеркала. При дрожании изображения звезды на небольшие промежутки времени наблюдатель будет видеть хорошо выраженную теневую картину. Понижение точности в обоих случаях зависит от степени неопытности оптика.

Leonid Tkachook:
<<После этого я стал искать точку, где происходит переход, когда суточное движение неба при движении будет вызывать смену движения тени от ножа на противоположное. Найти удалось далеко не сразу, но когда я в конце концов нашел точку перехода, я был удивлен. Я видел, как две тени движутся одновременно: слева и справа. >>

Вы как-то странно искали фокус. Обычно в суточном движении звезда при турбулентном кружке, скажем, 1 сек. Пересекает острие ножа за 1/15 секунды. За такой короткий промежуток времени оптик мало что может заметить. Обычно нож располагают вдоль суточной параллели. Тогда звезда сравнительно долго находится на лезвии. Приводят звезду на нож с помощью микрометренного винта по склонению.
Две тени, движущиеся навстречу друг другу – это, скорее всего астигматизм. При повороте ножа вокруг оптической оси на 90 градусов Вы в этом случае увидели бы замысловатую тень в виде широкой запятой.

Рустам:
<<Цитата: Я взял кусочек ножа для резки оббоев и при помощи пластелина закрепил его на фокусере
        >>
Егор Лигачев:
<<Борис, ты не прав!>>

Рустам, Вы тоже не правы. Не важно, чем мы прикрепим нож к фокусировочной трубке – пластилином или сверхпрецизионным дорогущим механизмом. Теневую картину все равно увидим с большим комфортом. Был бы исправен механизм фокусировщика. Иначе не измерить зональные аберрации.

Ваш Л. Сикорук.

[Ernest]

Выравнивание температурного интервала между зеркалом и окружающим воздухом совершенно недостаточно.

Я был такого же мнения. Однако как показали последние исследования главный источник проблем у неостывшего зеркала не градиент температур воздуха в трубе и не деформация самого зеркала, а температурный градиент в тонком слое воздуха у его поверхности. Именно в нем образуются тончайшие воздушные"свили", которые оказывают самое сильное влияние на качество тонкой структуры изображения.

Нужно обязательно выровнять температуры внутри и на поверхности зеркала.

Одного без другого не бывает.

из-за температурных деформаций зеркала гарантирован эффект края

Судя по публикациям, тогда, когда есть весомый (критичный для качества изображения) эффект края, вклад в искажения призеркального слоя воздуха много больше (во всяком случае при горизонтальном и наклонном положении зеркала).

Даже в лабораторных условиях на финальных стадиях фигуризации мы после сеанса полировки даем зеркалу отстояться, по крайней мере, 30-40 мин. Это при перепаде в 2-3 градуса. А как быть даже летом, когда перепад между лабораторией и ночным воздухом составляет 10-15 градусов. Про зиму я и не говорю.

Если закон экспоненты работает по остывающему зеркалу, то последние 2-3 градуса и занимают большую часть времени остывания. Так что мои два часа в полевых условиях примерно и соответсвуют Вашим 30-40 мин в лаборатории. Тем более, что остывание в полевых условиях идет большей частью излучением (в космос!), а не теплообменом (который впрочем тоже более интенсивен за счет обдува естественным путем - ветром или кулером).

Две тени, движущиеся навстречу друг другу – это, скорее всего астигматизм. При повороте ножа вокруг оптической оси на 90 градусов Вы в этом случае увидели бы замысловатую тень в виде широкой запятой.

Кома! И имеено так как Вы описали. А астигматизм меняет картину теней при повороте зеркала на 45 градусов. При положении "ножа" нормально к астигматическим плоскостям астигматизм не выявляется совершенно. А вот при "косом" (45 градусов) виден в виде характерного разворота тени от ножа.

[sikoruk]

Эрнест:
<<…как показали последние исследования главный источник проблем у неостывшего зеркала не градиент температур воздуха в трубе и не деформация самого зеркала, а температурный градиент в тонком слое воздуха у его поверхности.>>

Мне хорошо известны исследовании Алана Адлера. Но это ничего не меняет. Деформации зеркала при градиенте внутренней температуры в 2-3 градуса  губителен при испытаниях. Этому есть огромное количество подтверждений.

Эрнест:
<<Судя по публикациям, тогда, когда есть весомый (критичный для качества изображения) эффект края, вклад в искажения призеркального слоя воздуха много больше (во всяком случае при горизонтальном и наклонном положении зеркала).>>

Тонкий слой теплого воздуха легко сдувается кулером, а неравномерное остывание стекла исправлять нечем, кроме потери времени. Кстати, быстрое охлаждение передней поверхности зеркала вносит еще большую разницу температур между различными слоями стеклянной заготовки.

Ваш Л. Сикорук..

[tlgleonid]

А у меня вопрос:
Чем объяснить мои следующие наблюдения:

Марс:
В начале наблюдений я не мог ничего рассмотреть, даже сфокусироваться не мог при увеличении более 80х. Но в средине ночи
изображение стало настолько четким, что позволяло наблюдать и при больших увеличениях.
Прекрасно была видна структура Acedalium, неровности яркости в белесой Хризе, тонкая полоска sinus Sabaeus,
темное Margaritifer sinus с четкой границей, пятно более светлого Эритрейского моря, Босфор, Нектар, яркий Аргир,
крошечная полярная шаапка. Через час я не мог уже сфокусироваться ем же окуляром и видел два Марса, один яркий, а в
2 секундах от него более расплывчатый. В чем причина, непонятно.

Зафокал и предфокал на более слабом окуляре были круглыми. Дифкольца на зафокале были видны лучше, чем на предфокале, хотя и те и другие очень малоконтрастные.

[Ernest]

Это нормально. Объяснений потребовал бы обратный факт - на вечерней зорьке приехал, только распаковался - изображения как в учебнике по дифракции. А пару часов после - все поплыло... Кстати, и такое бывает.

А так все нормаьно - вечером атмосфера особенно нестабильна, температурные градиенты как локальные так и высотные особенно сильны. Да и оптика еще не очень остыла. К середине ночи и атмосфера успокоилась, стала более равномерной, и оптика остыла - изображения улучшились...

[tlgleonid]

Leonid Tkachook:
<<После этого я стал искать точку, где происходит переход, когда суточное движение неба при движении будет вызывать смену движения тени от ножа на противоположное. Найти удалось далеко не сразу, но когда я в конце концов нашел точку перехода, я был удивлен. Я видел, как две тени движутся одновременно: слева и справа. >>

внительно долго находится на лезвии. Приводят звезду на нож с помощью микрометренного винта по склонению.
Две тени, движущиеся навстречу друг другу – это, скорее всего астигматизм. При повороте ножа вокруг оптической оси на 90 градусов Вы в этом случае увидели бы замысловатую тень в виде широкой запятой.

Спасибо. Только в моем случае причина видимо крылась в толстом крае лезвия. При среднем положении нож пересекал пучек света сразу и перед фокусом и за ним, так как это наблюдалось при любом положении зеркала. По неясным причинам оно все время крутится в оправе, хотя юсировка и не сбивается.