Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Каково разрешение крупных телескопов?  (Прочитано 4484 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

krokus

  • Гость
Недавно заглянул на сайт "Крупнейшие телескопы мира"
http://www.sao.ru/hq/komarov/tel/tel.htm
К моему удивлению прочитал, что разрешаюшая способность "БТА"  равна 0,6 секунды,  "Subaru"  0,2 секунды.
              Однако разрешение телескопа определяется формулой 140/D .
0,6 секунды соответствует разрешению телескопа диаметром 250 мм.
"Subaru" диаметром 8,2 метра должен показывать 0,017 секунды.
В чем ошибка, или чего я не понимаю?

Оффлайн Karen

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 6 335
  • Рейтинг: +272/-26
  • Янг, Карен
    • Show only replies by Karen
Re:Каково разрешение крупных телескопов?
« Ответ #1 : 21 Авг 2004 [01:07:18] »
О Субару от http://www.naoj.org/Introduction/specifications.html: "Total angular resolution: 0.2 arcsec @ 2.15 micron". Это в инфракрасном. Чем длинее длина волн, тем хуже разрешение.

О БТА http://www.sao.ru/hq/komarov/tel/08/index.html: "Угловое разрешение телескопа - 0.6 угл.сек. (при использовании методов спекл-интерферометрии - 0.02 угл.сек.)." Может быть они говорят о среднем разрешении в атмосфере из-за турбулентности, не о теоритическом разрешении.
« Последнее редактирование: 21 Авг 2004 [01:08:21] от Karen »

Оффлайн Felis

  • *****
  • Сообщений: 706
  • Рейтинг: +6/-3
  • Homo homini felis est!
    • Show only replies by Felis
Re:Каково разрешение крупных телескопов?
« Ответ #2 : 21 Авг 2004 [01:56:27] »
Ну естественно тут атмосфера очень мешает!
У Хаббла наверное разрешение получше будет...
My eyes reflect the stars / And a smile lights up my face / We're on an amazing flight in space! (c) Ayreon

Оффлайн bibliograf

  • *****
  • Сообщений: 881
  • Рейтинг: +55/-5
    • Show only replies by bibliograf
Re:Каково разрешение крупных телескопов?
« Ответ #3 : 22 Авг 2004 [07:53:33] »
 Качество оптики крупных современных телескопов:
http://www.lzos.ru/articles_main_astro_mirror.htm

krokus

  • Гость
Re:Каково разрешение крупных телескопов?
« Ответ #4 : 22 Авг 2004 [11:44:54] »
Очень интересный сайт.
Я счастлив, что наступило время когда Россия поставляет на запад уникальную оптику. Теперь уже не "Альван Кларк и сыновья" изготавливают рефракторы для Пулковской обсерватории, а умельцы из "Лыткарино" делают зеркала для европейских обсерваторий. БРАВО!!!   Но вернемся к нашей теме:
Книга Навашина стр 35
-угловой радиус дифракционного диска равен =140/D где D  в миллиметрах.
имеем для зеркал: расчетное         фактическое:     превышение:

зеркало TTL       140/2000=0,07"        0,2"         2,8 раза
зеркало NOA       140/2200=0,06"        0,18"        3,0 раза
зеркало VST       140/2600=0,05"        0,15"        3,0 раза

Далее читаем у Л.Л. Сикорука Параграф 29:
Если оптически точная поверхность отступает от заданной формы не более чем на 1/8 длины волны света, то она может считаться совершенной. 1/8 длины волны света — это 0,00056 мм: 8=0,00007 мм=0,07 мкм.
Далее речь идет о погрешноси продольной аберации асферического зеркала.

А теперь объясните, пожалуйста, что значит параметр:
TTL 1,2,3:  17-21 нм (RMS волнового фронта)
NOA:        19 нм    (RMS)
VST:      < 20 нм    (RMS)

Ernest

  • Гость
Re:Каково разрешение крупных телескопов?
« Ответ #5 : 23 Авг 2004 [16:58:24] »
Что не понятно?

Почему RMS измеряется в десятках нм, а качество далеко даже от того, что должно было бы быть при отклонении в 1/8 дл. волны?

RMS - среднеквадратическое отклонение от заданного профиля асферики, оно мало что говорит о максимальном отклонении о котором ведет речь Сикорук.

Тем не менее, если говорить о среднеквадратических критериях, то по Марешалю волновой фронт должен иметь отклонеие менее 1/14 дл. волны для того, чтобы давать идеальное изображение. Переходя к зеркалу имеем для RMS требование не хуже 1/28 дл. волны или около 20 нм. Что в ЛЗОС более-менее выдержали. Но требование Марешаля связано с низкочастотными дефектами типа сферической аберрации 3-го порядка. Для высокочастотных (скажем зональных или краевых) деформаций критерий Марешаля слишком слаб и потому следует ориентироваться на размер 80% кружка рассеивания, который также приведен в статье.
« Последнее редактирование: 23 Авг 2004 [19:49:17] от Ernest »

krokus

  • Гость
Re:Каково разрешение крупных телескопов?
« Ответ #6 : 23 Авг 2004 [18:47:10] »
Другими словами RSM это тоже самое отклонение профиля зеркала только не привязанное к конкретной длине волны = 550 нм.
 Хорошо.
Но вопрос был совсем по другому поводу.
Почему крупный телескоп БТА показывает разрешение как и 250 мм Клевцов 0,6".
Или Subaru  0,2" вместо положенных 0,017". В 10 раз меньше?
Предположим, что виновата атмосфера, но в статье о Лыткаринских зеркалах явно сказано, что испытания проводились в испытательной башне, и тем не менее разрешение хуже теоретического в три раза.
У Л.Л. Сикорука в четвертой главе параграф 4 сказано о 208 сантиметровом Кассегрене обсерватории Мак-Доналвд:
Цитировать
"На снимке видны детали картины около 0,04". Это соответствует теоретическому пределу разрешения телескопа такого размера."
(хотя на самом деле больше теоретического 140/2080=0,067")

Значит 0.04" секунды для 208 сантиметров возможны. Почему другие не выдают свой теоретический предел?

Ernest

  • Гость
Re:Каково разрешение крупных телескопов?
« Ответ #7 : 23 Авг 2004 [20:04:54] »
Цитировать
Предположим, что виновата атмосфера, но в статье о Лыткаринских зеркалах явно сказано, что испытания проводились в испытательной башне, и тем не менее разрешение хуже теоретического в три раза.
Именно атмосфера (ну и весовые/температурные деформации, вибрации)! Потому зеркала для наземных больших телескопов и не делают слишком хорошо. То есть зачем напрягаться, если все впустую!? Без активной оптики атмосфера все съест. А условиях использования активной оптики исходное качество поверхности опять-же не столь важно (главное - убрать высокочастотные ошибки и краевые эффекты), в процессе наблюдения фигура зеркала будет корректироваться.

Цитировать
У Л.Л. Сикорука в четвертой главе параграф 4 сказано о 208 сантиметровом Кассегрене обсерватории Мак-Доналвд:"На снимке видны детали картины около 0,04". Это соответствует теоретическому пределу разрешения телескопа такого размера." (хотя на самом деле больше теоретического 140/2080=0,067" Значит 0.04" секунды для 208 сантиметров возможны. Почему другие не выдают свой теоретический предел?
Не помню точно, но думаю, что речь идет не о наблюдении небесного объекта, а о тестировнии в автоколлимационной схеме или чем-то подобном. В условии отсутствия элементов быстрой активной оптики такое качество поверхностей инструмента практически не может быть утилизировано - то есть в подавляющем большинстве наблюдений инструмент будет выдавать качество хуже 0.2-0.4". Ну и зачем рабочие пот проливали?

То есть ответ такой - из-за того, что неизбежны проблемы с атмосферой крупногабаритные зеркала изготавливают по много менее жестким допускам.
« Последнее редактирование: 23 Авг 2004 [20:14:13] от Ernest »

krokus

  • Гость
Re:Каково разрешение крупных телескопов?
« Ответ #8 : 23 Авг 2004 [21:08:53] »
Если я всё правильно понял то:
Атмосфера не позволяет в принципе разрешить два удаленных объекта расположенных на растоянии 0,2".
В районе Зеленчукской абсерватории этот параметр еще меньше, и для 90% наблюдений составляет  0,4"-0,6".
Нет смысла бороться за лучшее качество зеркала и можно заканчивать доводку при достижении угла дифракцинного диска 0,2"-0,6", в зависимости от места установки инструмента. Диаметр зеркала будет служить для второй своей главной задачи - собрать как можно больше света.
   Если всё верно, то телескоп 250 мм будет, пожалуй, максимально эффективным инструментом в моём дождливом Питере.

Ernest

  • Гость
Re:Каково разрешение крупных телескопов?
« Ответ #9 : 24 Авг 2004 [12:12:28] »
Цитировать
Если я всё правильно понял то: нет смысла бороться за лучшее качество зеркала и можно заканчивать доводку при достижении угла дифракцинного диска 0,2"-0,6", в зависимости от места установки инструмента.
Типа того.

Цитировать
Если всё верно, то телескоп 250 мм будет, пожалуй, максимально эффективным инструментом в моём дождливом Питере.
Живя также в Питере, я не отказался бы и от  400 мм апертуры. Разрешение не лучше, а проницание хоть и медленно, но растет.

krokus

  • Гость
Re:Каково разрешение крупных телескопов?
« Ответ #10 : 24 Авг 2004 [16:56:06] »
Из Питера. Это здорово!
Может как-нибудь соберемся понаблюдаем вместе.
Нет ли в Питере площадок для наблюдения, например в Пулково. Я думаю они не обидятся. Один астроном из абсерватории собирается купить ТАЛ-200К. Если купит я просил дать ему мои координаты для связи, может удастся понаблюдать в Клевцова.
Я пока расту - ТАЛ-100RS.
« Последнее редактирование: 24 Авг 2004 [16:57:18] от krokus »

Ernest

  • Гость
Re:Каково разрешение крупных телескопов?
« Ответ #11 : 24 Авг 2004 [17:14:38] »
собраться не трудно, и место есть неплохое, см.
https://astronomy.ru/forum/index.php?board=6;action=display;threadid=2390
это подальше, чем Пулково, но и небо почище

Оффлайн krussh

  • *****
  • Сообщений: 2 270
  • Рейтинг: +102/-5
  • http://www.soulfulbits.com/
    • Show only replies by krussh
Re:Каково разрешение крупных телескопов?
« Ответ #12 : 26 Авг 2004 [23:22:18] »
пор субару и ик диапазон: на длинных волнах атмосфера спокойнее, потому и разрешение лучше. только в ик и радио реализуется дифракционный предел, те всё зависит от качества и диаметра оптики.
так было до появления адаптивной оптики, сейчас на телескопах с адаптивной оптикой почти идеальное изображение, можете представить какое разрешение будет у нового телескопа ЕСО(100м)?
а на БТА изображения лучше 1.5 сек большая редкость, да и зеркало далеко не идеальное, 90% света в кружке 0.8сек. простые системы, типа tip-tilt, способны уменьшить кружок в 2 раза, может кто хочет сделать? поговорим!

Ernest

  • Гость
Re:Каково разрешение крупных телескопов?
« Ответ #13 : 27 Авг 2004 [11:19:18] »
Цитировать
так было до появления адаптивной оптики, сейчас на телескопах с адаптивной оптикой почти идеальное изображение
Медленная адаптивная оптика (скорость реакции хуже 0.1с) в принципе не может дать дифракционного изображение на крупных инструментах - она не отсекает основную составляющую влияния турбуленции. Быстрая (скорость реакции лучше 0.01с) на астрономических инструментах пока еще в области экспериментов, но и ее действие принципиально ограничено областью изопланатизма тем меньшей, чем крупнее инструмент. То есть в лучшем случае дифракция будет достигнута на полях в десяток секунд (более точная оценка зависит от размера зеркала и высоты расположения телескопа).

Оффлайн krussh

  • *****
  • Сообщений: 2 270
  • Рейтинг: +102/-5
  • http://www.soulfulbits.com/
    • Show only replies by krussh
Re:Каково разрешение крупных телескопов?
« Ответ #14 : 27 Авг 2004 [17:37:43] »
на частотах до 100 гц уже работают, проблема в коррекции по всему полю. анализируется обычно одна звезда, а вот всё поле целиком?! да, исправляются ошибки волнового фронта, те и аберрации системы, но это не значит, что зеркало может быть кривым. и управляют не всем зеркалом, а активным элементом сравнимым с размерами поля зрения, в этом отличие адаптивной от активной

Оффлайн bibliograf

  • *****
  • Сообщений: 881
  • Рейтинг: +55/-5
    • Show only replies by bibliograf
Re:Каково разрешение крупных телескопов?
« Ответ #15 : 31 Авг 2004 [07:43:19] »
 Вот интерферограмма первого зеркала БТА. Пятна - это области хаотических неправильностей
на месте свилевых зон в стекле.  Стекловары оказались не на высоте своего призвания...
--"Душераздирающее зрелище.  Вот как это называется! - Сказал  ослик Иа-Иа - Душеразди-
рающее зрелище."    

krokus

  • Гость
Re:Каково разрешение крупных телескопов?
« Ответ #16 : 31 Авг 2004 [21:49:29] »
Вот интерферограмма первого зеркала БТА.
Страшное зрелище. Только какое отношение оно имеет к БТА?
Если это свили, то свили для зеркала никакого вреда не представляют.
Такие картинки желательно сопровождать подробным комментарием: что?, где?, когда?, кем?,  при каких обстоятельствах снято?.
Тут статья о БТА:   http://astronomer.ru/library.php?action=2&sub=2&gid=37
Вот несколько цитат.
Цитировать
Тем временем на Лыткаринском заводе оптического стекла в 1963-1974 годах было изготовлено параболическое зеркало. В специально построенной регенеративной ванной печи при строго определенной температуре в 1600 градусов почти 2 года шел процесс варки стекла и отливки заготовки (до 20 ноября 1964 года). Заготовка остывала также свыше 2 лет.
Цитировать
4 сентября 1970 года заготовка была принята специальной комиссией под руководством академика Л.А. Арцимовича. Окончательную шлифовку и полировку зеркала осуществляла команда рабочих-оптиков ЛОМО высочайшей квалификации под руководством Г.И. Амура.
Цитировать
Площадь зеркала составляла 28 квадратных метров, допустимое отступление от заданной кривизны – не более 0,01 микрона. Трудности усугублялись тем, что на поверхности зеркала имелись дефекты стекла, вызывавшие в процессе обработки множество неприятных явлений.
Академику Арцимовичу я доверяю вполне, также стекловарам из Лыткарино, и оптикам ЛОМО.
А теперь поясните, кто сделал этот снимок?
Человеку "со стороны" такие исследования недоступны, значит автор должен быть известен.

Оффлайн bibliograf

  • *****
  • Сообщений: 881
  • Рейтинг: +55/-5
    • Show only replies by bibliograf
Re:Каково разрешение крупных телескопов?
« Ответ #17 : 01 Сен 2004 [09:08:11] »
 Это из книги Э.А. Витриченко "Методы контроля астрономической оптики"., 1980
Автор занимался разработкой методов контроля и аттестации оптики крупных теле-
скопов (БТА также) - там есть много поучительного - непременно ознакомтесь.
Свили - это эвфемизм (знаете что это?) - это камешки, какашки, полосы пузырей
размером с виноградину,  etc... Заготовку для зеркала удалось отлить и отжечь
только с третьего раза - для тогдашнего уровня техники предельная задача.
Строительство БТА было прежде всего политической задачей - хоть какой-то ответ
американцам на высадку на Луне. Нужно было ввести телескоп в строй в "преддве-
рии очередного съезда КПСС" - естественно, Государственная Комиссия приняла бы
телескоп, даже если бы зеркало было из фанеры, оклеенной фольгой...
Если зеркало было такое замечательное - 0,01 микронное отступление - почему же
его поспешили заменить поскорее? Второе зеркало было получше - но 0,6" разре-
шение - это много хуже, чем у 2.6 метрового ЗТШ Крымской обсерватории - а там
зеркало тоже неважное.  
Как будете на САО - попросите показать и рассказать - вам все охотно разъяснят.


krokus

  • Гость
Re:Каково разрешение крупных телескопов?
« Ответ #18 : 01 Сен 2004 [19:45:10] »
Это из книги Э.А. Витриченко "Методы контроля астрономической оптики"., 1980
Автор занимался разработкой методов контроля и аттестации оптики крупных теле-
скопов (БТА также) - там есть много поучительного - непременно ознакомтесь.
Свили - это эвфемизм (знаете что это?) - это камешки, какашки, полосы пузырей
размером с виноградину,  etc... Заготовку для зеркала удалось отлить и отжечь
только с третьего раза - для тогдашнего уровня техники предельная задача.
Если зеркало было такое замечательное - 0,01 микронное отступление - почему же
его поспешили заменить поскорее? Второе зеркало было получше - но 0,6" разре-
шение - это много хуже, чем у 2.6 метрового ЗТШ Крымской обсерватории - а там
зеркало тоже неважное.  
Да. Как-то очень грустно. Может быть кто-нибудь из оптиков прокоментирут.
Дмитрий Маколкин,  какое ваше мнение?

Оффлайн Дмитрий Маколкин

  • *****
  • Сообщений: 12 104
  • Рейтинг: +647/-2
  • *********
    • Skype - dmitrymakolkin
  • Награды Призер конкурса астрофото
    • Show only replies by Дмитрий Маколкин
    • Оптика любительских телескопов
Re:Каково разрешение крупных телескопов?
« Ответ #19 : 01 Сен 2004 [20:20:38] »
Это из книги Э.А. Витриченко "Методы контроля астрономической оптики"., 1980
Автор занимался разработкой методов контроля и аттестации оптики крупных теле-
скопов (БТА также) - там есть много поучительного - непременно ознакомтесь.
Свили - это эвфемизм (знаете что это?) - это камешки, какашки, полосы пузырей
размером с виноградину,  etc... Заготовку для зеркала удалось отлить и отжечь
только с третьего раза - для тогдашнего уровня техники предельная задача.
Если зеркало было такое замечательное - 0,01 микронное отступление - почему же
его поспешили заменить поскорее? Второе зеркало было получше - но 0,6" разре-
шение - это много хуже, чем у 2.6 метрового ЗТШ Крымской обсерватории - а там
зеркало тоже неважное.  
Да. Как-то очень грустно. Может быть кто-нибудь из оптиков прокоментирут.
Дмитрий Маколкин,  какое ваше мнение?

Увы, я знаком с зеркалами БТА по той же книге Витриченко. Вообще говоря, если судить по книге Щеглова "Проблемы оптической астрономии" техническое задание на качество изображения формулируют как % всей энергии звезды в кружке заданного диаметра. Скажем, 50% энергии в кружке 0.1". Прогресс с тех пор несомненный, но реальные данные надо смотреть в западной периодике.
Коллеги, кто-нибудь следит за этой областью регулярно?
Панорамы Луны в моей галерее:
http://www.makolkin.ru/Gallery/gallery.html