Спектрометр Салют-Орион

[ysdanko]

По звездам "пострелять" все еще не удалось, а испытания по калибратору дали разрешение порядка 5000,

https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/434308/Tekhnika_spektroskopii_zvezd_pervye_200_let

[voiserg]

Спасибо, постараюсь изучить со временем.
При беглом обзоре увидел, что до конца 19го века практически вся астроспектроскопия была бесщелевой - с "предобъективными призмами". А потом как обрезало - классикой стали щелевые спектроскопы (если не считать оптоволоконных, где каждое волокно само по себе щель).
Есть два примера использования бесщелевого спектроскопа в космосе - небольшой опыт с Орионом на станции Салют, и бесщелевой спектроскоп в космической миссии GAIA - и не только как обзорный, но и для определения лучевых скоростей - RVS.
Я со своей стороны пытаюсь заполнить этот бесщелевой пробел на Земле - в любительской спектроскопии.

одновременно опечалил и обнадежил конец статьи

Первые свои вычислительные алгоритмы авторы отрабатывали еще на ламповых ЭВМ, где оперативная память в 1 кб занимала целый зал, сегодня такой объем памяти неразличим и в микроскоп. Возможно, что и в спектроскопии высокого разрешения произойдет подобная эволюция, но мы прочтем об этом, к сожалению, в зарубежных журналах.

[voiserg]

Оставив астроспидометрию для будущего Big Orion, переделал нынешнюю модель под обзорные спектры.
Поставил только один Кенон с родным зум-объективом с фокусом от 35 до 80 мм.
Для гида взял Юпитер 21, удлинив фокус конвертером ТК2, и камеру QHY5.
Вложился в 6 кг веса.
При этом гид в нижней точке и почти не влияет на момент развесовки - вернулся к штатному плечу противовеса.

[voiserg]

Фото дифрешетки при солнечном свете (спектропанарама двора и окрестностей)
Внизу кроп спектра соседской экономки на столбе (расстояние 50 м) и натриевого фонаря на расстоянии 1,2 км (послабее внизу) . Фокусировался на 1,2 км при максимальном зуме (фокус 80 мм).
Расстояние между линиями дублета 5890/96 Ангстрем - 12 пикселей, масштаб 0,5 Ангстрем на пиксель.
Разрешение примерно порядка 2000.

[ysdanko]

Фото дифрешетки при солнечном свете

Вы специально приводите фотки с кучей артефактов? Не ужели сложно снять спектр от одного объекта и одной полосой? Ну и для начала бы показали свои возможности при съемке традиционной спектрограммы. То есть с коллиматором, камерным  объективом и узкой щелью.
 Сори, конечно...Но пока люди на этом форуме не увидят того что вы умеете делать в классическом смысле этого слова, к вам и будет  соответствующее отношение.

[voiserg]

Не ужели сложно снять спектр от одного объекта и одной полосой?

Сорри, не знал, что Вам сложно из кропа с двумя полосами от двух источников вычленить один (хотя бы мысленно и взглядом).
Вот так подойдет ? (это спектр от натриевого фонаря).
Кстати, иногда визуальное восприятие по первоисточнику лучше чем профиль спектрограммы.
Например, на оригинальном фото визуально еще можно разделить зеленое пятно  на две линии, а программа с профилем спектра их уже не разделяет.
Да и главный натриевый дублет  5890/96 Ангстрем на профиле этого спектра  почти не разделим, хотя на фото различается вполне уверенно. Поэтому глядя на профиль, легко ошибочно принять за истинный дублет (в данном случае ПОГЛОЩЕНИЯ)  два максимума излучения, разнесенные гораздо дальше чем 6 Ангстрем (это тоже уже проходили 2 года назад на Астрополисе).

А насчет "артефактов" - так это чтобы не было упреков что я использую решетки, на которые даже смотреть страшно (такие упреки уже были).

[voiserg]

Ну и для начала бы показали свои возможности при съемке традиционной спектрограммы. То есть с коллиматором, камерным  объективом и узкой щелью.
пока люди на этом форуме не увидят того что вы умеете делать в классическом смысле этого слова, к вам и будет  соответствующее отношение.

Вообще-то я уже показывал в своих темах много фото спектров от калибратора, в котором лампа-источник, щель и коллиматор - потом дифрешетка и объектив камеры (или телескоп с камерой).
Конкретно для предыдущего варианта Ориона (с двумя каналами с QHY5 на трубах с фокусом по 300 мм) от калибратора получил вот такой спектр дублета натрия (в приложении). QHY5 страдает традиционной для нее "рябью" - это одна из причин почему я сейчас от этой схемы отказался и перешел к обзорной схеме с Кеноном.

Если ВЫ ждете "классики жанра" в которой телескоп работает на щель - то я такого делать не собираюсь, такой классики и без меня хватает (см. предоставленную Вами обзорную статью или соседнюю тему
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,92679.320.html).
Эта тема изначально о БЕСЩЕЛЕВОМ спектроскопе, образцом для которого послужил указанный Вами же спектроскоп Орион на космической станции "Салют".
Впрочем, в соседней теме
 https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,92679.msg4633386.html#msg4633386
nolv начинает признавать достоинства бесщелевого спектроскопа, хотя использует сейчас простейший вариант с пропускающей дифрешеткой перед фотообъективом (т.е. в апертуре "телескопа", как я делал с бОльшими решетками на БАССКе и SpectRoyal).

[ysdanko]

Если ВЫ ждете "классики жанра" в которой телескоп работает на щель - то я такого делать не собираюсь, такой классики и без меня хватает (см. предоставленную Вами обзорную статью).

А как же вы собрались делать калибровку, если классика вас не интересует?

Вот на рисунке что ниже. Спект натрия! На вашем же рисунке в этом посте, неизвестно что. Почувствуйте разницу...

Получите хотя бы такую картинку, что на втором рисунке. А не то, что вы постите в многочисленных темах уже который год подряд...

Обратите внимание на третий рисунок, и сравните со своим.

[voiserg]

А как же вы собрались делать калибровку, если классика вас не интересует?

А почему Вы считаете, что калибровку можно провести только на"классическом" щелевом спектроскопе ?
ПО-Вашему, бесщелевые спектроскопы Орион на "Салюте" и RVS на GAIA не калибруются ? 
К тому же, Вы с Глебом не так давно мне доказывали, что апертура в бесщелевом спектроскопе аналогична щели в бесконечности
Наивные вопросы про спектроскопию

Вот на рисунке что ниже. Спектр натрия! На вашем же рисунке в этом посте, неизвестно что. Почувствуйте разницу...

Да, я еще два года назад  на своем первом Спектрозавре
http://www.astroclub.kiev.ua/forum/index.php?topic=42154.msg547003#msg547003
 начал чувствовать разницу между тем, что видно в спектроскоп разрешением 5000-10000 на  бесщелевом спектроскопе и тем, что дают калейдоскопы типа SpectrAnaliser-200 (да еще и поставленные в неколлимированный пучек света, как некоторые умудряются делать), и тем более с тем, что после таких калейтоскопов рисуют ...
И приходится объяснять это тем, кто "мнит себя стратегом видя бой спектр со стороны".

Получите хотя бы такую картинку, что на втором рисунке

Вы кажется не по наслышке знакомы со спектроскопией - а тоже почему-то не видите (или не хотите видеть) того что :
1. На спектрах в моих постах 23 и 24 правая часть того спектра, который у Вас на втором рисунке в приложении (с зеленой дубль-линией 5, оранжевым дублетом 6 и красным дублем 7).
То, что у меня эти раздвоения не артефакты, а нормальные для натрия дублеты, уже два года назад установили корифеи на киевском Астрополисе, хотя тоже не сразу, а после определенной нервозности, которую разрядили во-первых Марьян
http://www.astroclub.kiev.ua/forum/index.php?topic=42154.msg547056#msg547056

Калибровал по линиям Na I 5889.95 и 5895.92 - максимумы поглощения (если делать по пикам в области этих линий линейность на графике нарушается сильнее). Остальные линии - максимумы излучения,Na I 5682.63 и 5688.2 в зеленой части, 6154.23 и 6160.75 в красной. Дисперсия 0.14 А на пиксель плюс\минус.

А во-вторых Леонид Ткачук
http://www.astroclub.kiev.ua/forum/index.php?topic=42154.msg547125#msg547125

Юра, это не артефакт. Дело в том, что электрон, который прыгает с уровня на уровень имеет спин, из-за которого уровни энергии расщепляются. Посему, у щелочных металлов практически все яркие линии - дублеты. Так что это не артефакты, а реальный факт. Подробнее http://www.bsu.ru/content/page/1415/hec/haltanova/autoplay/Docs/pages/gl3_multiplecs.htm

Еще раз им обоим большое спасибо .

[voiserg]

2.

Получите хотя бы такую картинку, что на втором рисунке. А не то, что вы постите в многочисленных темах уже который год подряд...
Обратите внимание на третий рисунок, и сравните со своим.

В той теме двухлетней давности уже обсуждали именно этот "Ваш" спектр
http://www.astroclub.kiev.ua/forum/index.php?topic=42154.msg547007#msg547007
и еще много таких обзорных спектров противопоставляли.
ПОчему ВЫ считаете, что мои спектры ДОЛЖНЫ быть похожими именно на них, а не наоборот - они подстраиваться под мои ?

3. По поводу первого Вашего рисунка.
Я уже много внимания уделил раньше изучению спектра натриевой лампы Osram Navlox 250W
Многофункциональный бесщелевой апертурный спектроскоп - МБАС SpectRoyal
отличающейся выраженными дублетами от менее мощных 150W и 70W, на которых вместо натриевого дублета 589 нм один сплошной провал , как на верхнем спектре поглощения у Вас
 и на моих спектрах "обычных" осветительных натриевых ламп по 150 Вт (получены еще до Спектрозавра на самых первых моих спектроскопах с пропускающей дифрешеткой 500 штр/мм на пленке
http://www.astroclub.kiev.ua/forum/index.php?topic=41869.msg545163#msg545163


Спектр такой же "фонарной" лампы с одним сплошным провалом можно увидеть в приложении на бининг-кадре сделанном теперь на Орионе -  рядом со спектром "правильной" дублетной лампы и спектром экономки (экономки тоже бывают разные) - их я ранее показал в кропе, который Вы не смогли "разделить".

А в бортовом калибраторе теперь использую специальную спектральную лампу низкого давления ДНаС 18, у которой на месте поглощения - линиии излучения, как на нижнем спектре излучения у Вас (хотя там одна линия вместо дублета потому что разрешение малое).  Остальные линии не все присутствуют в лампе ДНАС18 (  Вы где-нибудь на просторах инета видели именно ее спектр ?), а те что присутствуют не  влезли в кадр из-за большого масштаба .

Кажется, я вполне основательно ответил на Ваши вопросы, хотя они заданы  в излишне категорической форме.
Надеюсь, что дальнейшее обсуждение пойдет в более дружественной и благоприятной атмосфере ВЗАИМОпонимания и ВЗАИМОуважения.

[NotSodern]

В статье про Орион написано, что использовалась НЕплоская фотокассета - значит первый тип отпадает.

Вы планируете работать с неплоским детектором как в образце ? 

[voiserg]

Вы планируете работать с неплоским детектором как в образце ?

Где же я такой возьму ? И зачем он к плоской дифрешетке, как у меня ?
"Неплоский детектор" - это 40 лет назад была неплоская кассета с фотопленкой, в паре с вогнутой дифрешетке Роуланда.
Нет, я планирую работать  с плоской фотоматрицей и с плоской решеткой, как у меня сейчас.
Тут проблемы кривизны поля и т.п. - обычные и для "классической" щелевой схемы с объективом камеры
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,92679.msg4420320.html#msg4420320
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,92679.320.html
Но я пока на этом не заморачиваюсь.

Вогнутая дифрешетка Роуланда у меня тоже есть (радиус 250 мм плотность 2400 штр/мм), но работать с ней не удобно.
Проблема даже не в плоском фотоприемнике - вогнутая дифрешетка Роуланда слишком критична к расстояниям  и дает мало свободы при конструировании из того что под руку попало.
Впрочем, ради интереса попробую что-то сделать и с Роуландом - напишу позже.

А насчет орбитального Ориона думаю, что его схема - вынужденный Кентавр (гибрид-компромисс) для уменьшения размеров и веса сетапа.
Правильным было ставить дифрешетку Роуланда в расходящемся пучке после фокуса в обычном рефлекторе - тогда при экономии веса (без коллиматора и объектива камеры) получается большая длина.
Если же брать телескоп системы Мерсенна в качестве коллиматора, то правильно применять плоскую дифрешетку - но тогда нужна и фотокамера с широкоугольным объективом, чтобы больше спектра влазило - а это 40 лет назад и весомо и дорого (см. историю про широкоугольную кинокамеру Стенли Кубрика).
Поэтому сделали гибрид, хотя у меня есть весьма обоснованные подозрения, что при установке вогнутой решетки Роуланда в коллимированном пучке уменьшилось разрешение, как оно уменьшается при установке плоской решетки в НЕколлимированном пучке
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,162819.msg4396801.html#msg4396801

Думаю, что в качестве телескопов-коллиматоров на плоскую дифрешетк могут вполне удовлетворительно работать всевозможные МАКи и прочие катадоптрики, хотя подтверждения этому (или наоборот, опровержения) пока ни от кого не поступало.
Я сам так экспериментировал со своим МТО 11, оставив от штатной ЛБ только одну рассеивающую линзу - поучил на выходе коллмированный пучек "на бесконечность". Только цеплять к МТО 11 дфрешетку и камеру с объективом неудобно, да и апертура маловата (она и сейчас маловата на зеркале 130 мм).

[NotSodern]

Где же я такой возьму ?

Тогда почему не хотите взять др с плоским полем ?

[voiserg]

вместо третьего (диагонального) зеркала (перед ГЗ) поставил дифрешетку 40х30, 1200 лин/мм.

На предыдущей странице не написал, что поставил решетку плоскую - думал что и так понятно, раз она светит на камеры с объективами (трубами).
На этой странице написал ВАМ, что решетка плоская

я планирую работать  с плоской фотоматрицей и с плоской решеткой, как у меня сейчас.

[ysdanko]

Спектр такой же "фонарной" лампы с одним сплошным провалом можно увидеть в приложении на бининг-кадре сделанном теперь на Орионе -  рядом со спектром "правильной" дублетной лампы и спектром экономки (экономки тоже бывают разные) - их я ранее показал в кропе, который Вы не смогли "разделить".

А что вы вообще хотите увидеть от натриевой лампы высокого давления. Которая в принципе предназначена для генерации широкого спектра, а не линейчатого, как это происходит в лампах низкого давления на парах того же натрия?
=======================================
«Лампы типа ДНАТ или ДНаЗ излучают преимущественно желторозовое излучение из-за желтого дублета натрия, который затем расширяется столкновениями (эффект давления) и, таким образом, покрывает большую часть видимого спектра.» (С)

Остальные линии не все присутствуют в лампе ДНАС18 (  Вы где-нибудь на просторах инета видели именно ее спектр ?)

А какие проблемы? Самая распространенная спектральная лампа…Ловите инфу из таблички ниже...

Кстати если у вас лампа  не Советского производства а послеперестроечного Российского, то может быть «засада». После развала СССР к обозначениям стали относится довольно свободно. И литеру «С» (которая обозначала именно спектральную лампу, могли использовать уже и для ламп высокого давления.

[voiserg]

А что вы вообще хотите увидеть от натриевой лампы высокого давления.

Я увидел то, что мне было нужно - выраженный дублет натрия 5890/96 Ангстрем.
В лампе высокого давления - линии поглощения, а в лампе ДНаС 18 низкого давления - линии эмиссии.
В спектре лампы высокого давления также четко присутствуют зеленый и красный дублеты эмиссии, обозначенные и в характеристике лампы ДНаС 18 (есть и синие - просто они не влезли в кадр по масштабу, но видны на других фото)
А ВОт Вы почему-то этого не увидели и написали

На вашем же рисунке в этом посте, неизвестно что.

хотя я дал все необходимые пояснения.
--------

Ловите инфу из таблички ниже...

Спасибо, но я спрашивал не про табличку, а про спектр лампы ДНаС18 в том виде, про который Вы писали

Вот на рисунке что ниже. Спектр натрия!

А то я дам обзорный спектр ДНаС18 (в приложении), а Вы снова напишете "неизвестно что".

[voiserg]

Кстати если у вас лампа  не Советского производства а послеперестроечного Российского, то может быть «засада». После развала СССР к обозначениям стали относится довольно свободно. И литеру «С» (которая обозначала именно спектральную лампу, могли использовать уже и для ламп высокого давления.

Натриевая лампа высокого давления НЕ имеет рабочего напряжения 18 вольт при токе 1 Ампер (мощность 18 Ватт), НЕ поджигается от напряжения 400 Вольт (ей нужно на порядок больше) и горелка по конструкции совсем другая.
В мой калибратор можно вкрутить любую лампу с обычным цоколем Е27, но у натриевых с высоким давлением такой цоколь есть только у ДНаТ 70 Вт - у других цоколь Е40.

[voiserg]

Выдался ясный вечер и удалось стрельнуть из Спектр-Ориона по Арктуру.
Ореол вокруг спектра - боковая засветка (мимо зеркал) из-за отсутствия тубуса-морковки перед дифрешеткой.
Оранжевый дублет натрия - еле заметное глазом потемнение спектра в центре кадра (BASS его вообще не выделяет), т.е. реальное разрешение по спектру звезды менее 1000.
"белое" отражение звезды нулевого порядка (с дифрешеткой в качестве зеркала) уж слишком "дифракционное" - в том смысле что получилось два хвоста-комы как раз вдоль направления развертки спектра (из-за этого наверное и разрешение спектра малое).
Для несогласованной оптики из того что под руку подвернулось - наверное и это хорошо.
Если у кого получится лучше в такой бесщелевой схеме - с интересом посмотрю.

[ysdanko]

Если у кого получится лучше в такой бесщелевой схеме - с интересом посмотрю.

Блин! Сломал зрение, но характерных полосок в вашем "спектре" так и не увидел...Еще раз повторюсь, что бы Вас воспринимали серьезно, продемонстрируете свои возможности в получении классической картинки, без всяких изысков, типа супер-разрешения и прочей лабуды...
 И кстати ваш знаменитый "тангенциальный эффект" можно увидеть на картинке \Иван Семеныча в теме на которую вы давали ссылки...странно что вы не обратили внимание на этот момент

Как пример, вот 2 спектра лампы дневного света снятый справа и слева. После разворота кадра и выравнивания масштаба линии не складываются друг с другом. В идеале хочется видеть, что каждые 100нм спектра укладываются на кадре в одинаковое число пикселей. В каком варианте это достижимо, или оба варианта имеют свои искажения?

 IMG_9192.jpg (129.95 КБ, 2000x502 - просмотрено 42 раз.)

https://astronomy.ru/forum/index.php?action=dlattach;topic=92679.0;attach=1146492;image

Ниже в этой же теме дается объяснение из-за чего это происходит. Отговорки насчет того, что у вас решетка без концентрации в определенный порядок спектра не воспринимаются, поскольку при нарезании классической плоской решетки никто специальным образом не исследует форму режучей кромки алмазного резца, и вполне может оказаться так, что ваша решетка имеет некую несимметричность формы штрихов. Что и приводит к смещению линий при развороте спектра. Я уж не говорю о точности контроля угла поворота решетки при совмещении левого и правого спектров в Ваших экспериментах.

[voiserg]

Блин! Сломал зрение, но характерных полосок в вашем "спектре" так и не увидел...
Еще раз повторюсь, что бы Вас воспринимали серьезно, продемонстрируете свои возможности в получении классической картинки, без всяких изысков, типа супер-разрешения и прочей лабуды...

А я еще раз повторюсь, что уже много чего продемонстрировал раньше - на других моих спектроскопах.
Здесь же демонстрирую то, что получается на конкретном макетном образце Ориона, о чем честно докладываю:

Оранжевый дублет натрия - еле заметное глазом потемнение спектра в центре кадра

именно "еле заметное глазом потемнение спектра в центре кадра", а не "характерные полоски".

С другой стороны - со стороны тех, кто "не воспринимает меня серьезно", за эти прошедшие два года не увидел здесь ни одного звездного спектра - ни щелевой "классики", ни с бесщелевыми изысками, ни плохого, ни хорошего, ни с "характерыми полосками", ни без них.

Дважды спрашивал на предыдущей странице, есть ли у кого практический опыт постройки телескопа по схеме Мерсенна или переделки катадиоптриков в коллиматоры - в ответ молчек.
Поэтому штрелями мериться пока не с кем.
Более того, сам признаю, что на моем макетном образце  "штрель" плохой, но

Для несогласованной оптики из того что под руку подвернулось - наверное и это хорошо.
Если у кого получится лучше в такой бесщелевой схеме - с интересом посмотрю.

Поэтому кто здесь кого воспринимает серьезно - конкретно в отношении бесщелевой астроспектроскопии и спидометрии звезд - это еще вопрос, который можно будет обсудить, когда на форуме появятся другие любительские результаты по  АСТРОспектроскопии на просторах отечества.

.......

Ниже в этой же теме дается объяснение из-за чего это происходит. Отговорки насчет того, что у вас решетка без концентрации в определенный порядок спектра не воспринимаются, поскольку при нарезании классической плоской решетки никто специальным образом не исследует форму режучей кромки алмазного резца, и вполне может оказаться так, что ваша решетка имеет некую несимметричность формы штрихов. Что и приводит к смещению линий при развороте спектра. Я уж не говорю о точности контроля угла поворота решетки при совмещении левого и правого спектров в Ваших экспериментах.

То, что происходит у Ионова, прежде всего описывается формулой дифракции при НЕнормальном падении света на дифрешетку (НЕнормальная дифракция).
Наесчет профиля штрихов - мои дифрешетки тоже профилированные (это проявляется прежде всего в разной яркости спектров в правом и левом порядке).

 Но ни то ни другое не заменяет тангенциальный эффект, потому что этот эффект КИНЕТИЧЕСКИЙ - проявляется при наличии относительного движения, а те эффекты что описывает Ионов - статические (эти статические эффекты я отсеиваю при  калибровке по неподвижному источнику - калибратору и методикой обработки спектров).
Чтобы было понятнее, применю аналогию с аберрациями "белого" изображения (нулевого порядка).
Эти аберрации тоже есть статические - те, на какие вы здесь обращаете внимание при обсуждении качества оптического прибора.
И есть аберрация кинетическая - та, которую наблюдал Бредли.
Мне тоже удалось наблюдать и измерять эту кинетическую аберрацию "белого" изображения звезд (нулевого порядка)
http://www.astroclub.kiev.ua/forum/index.php?topic=39330.msg542115#msg542115
После этого переключился на поиски кинетической аберрации спектра НЕнулевого порядка.
Справедливости ради признаю, что пока не удалось получить достоверно повторяемого результата (хотя год назад показалось что "поймал"), поэтому продолжаю поиски, применяя разные схемы.
Замечу также, что о тангенциальном эффекте я в  этой теме не писал до Вас (хотя о нем можно почитать в других темах по ссылкам) - Вы сами поторопили события.