Динамический телескоп

[bob]

Любителям нетрадиционной телескопической ориентации.
Уважаемый Тимур и другие посетители темы про экзопланеты помнят, что я пообещал им некоторую суперсхему телескопа, превосходящую традиционную.
Я имел в виду схему динамического телескопа.
За время испытаний самого крупного из моих аппаратов  (а я развлекаюсь этим больше двух лет) идея получила неожиданное освящение светилами науки. Вот статья из подборки уважаемого Попова:

http://xray.sai.msu.ru/~polar/sci_rev/03_10_01-18.html#gr-qc/0310059

"Телескопы с вращающимся объективом (Telescopic system with a rotating objective element)
Authors: G. Chadzitaskos, J. Tolar
Comments: 6 pages, 2 figures
Чувствительность телескопа определяется площадью зеркала (или антенны), а разрешение - его линейными размерами. Ситуация, когда площади круглого зеркала достаточно для наблюдения какого-либо объекта, а разрешения не хватает, встречается достаточно часто. Эта проблема решается с помощью построения интерферометров или (в радиодиапазоне) методом синтеза апертур.
В данной заметке предложен другой метод: зеркало оптического телескопа делается вытянутым в одном направлении и вращается вокруг осей оптической оси.
Пример асимметричного зеркала
За один оборот зеркала делается последовательность снимков при разных его положениях. Изображения записываются в компьютер, а затем из них строится единое изображение, соответствующее круглому зеркалу с диаметром, равным наибольшему из размеров вращающегося элемента. Алгоритмы создания подобного изображения на сегодняшний день хорошо известны. А главное, такой телескоп будет меньше весить и меньше стоить."

Однако, западные товарищи предлагают слишком сложную реализацию. Нормальная реализация, с которой я и начал несколько лет назад, так как я очень ленив, делается проще, легче и дешевле. Итак идеальная победа над дифракцией.
Берется грубо отполированная тонкая плоская металлическая полоска длиной, равной диаметру инструмента, эквивалент которого желаем получить, и насаживается на конический подшипник. Затем,  ее концы чем-нибудь подпружиниваются до изгиба в виде цепной линии, которая является довольно точным эквивалентом параболы. Это наше "главное зеркало". Если его привести в медленное вращение, мы получим постепенную визуализацию, как на экране радара. Тщательная полировка даже при желании получить высочайшее разрешение, не требуется - все делает инерция. Мешают только медленные биения при вращении, что делает длительную экспозицию невозможной. Главное - отсечь поперечную неинформативную дифракционную картинку ножевыми диафрагмами, оставив только то, что идет по осевой продольной линии. Минусы те-же, что и в камере-обскуре - ничтожная светосила при чудовищном разрешении. Планирую установить в главном фокусе ЭОП для наблюдения слабых объектов.
Вот тогда можно браться и за экзопланеты.

[bob]

Забыл добавить ещё одну немаловажную деталь. Если мы желаем рассмотреть при помощи динамической схемы структуру объекта вчерне, например только узнать сколько полос на диске Юпитера, не требуется "обкатка" секторным зеркалом всего эллипсоида "виртуального зеркала". Достаточно ограничиться его медленным покачиванием перпендикулярно оси изучаемого объекта, вдоль которой мы желаем его разрешить (ожидаем наличия структуры). Таким образом, мы узнаём, структурирован ли он, но не получаем полной визуализации картины. Это особенно полезно при изучении видимого диска Бетельгейзе или при поиске экзопланеты. Дело в том, что светосила современных традиционных схем телескопов неоправданно завышена относительно их разрешения. Мы можем увидеть звезды до 24-25 величины, но ничего не можем сказать об их структуре. Динамическая схема позволяет сбалансировать эти параметры. Ведь для получения чёткого изображения традиционные телескопы приходится диафрагмировать довольно сложными способами. Так почему не диафрагмировать сразу, при изготовлении?

[wladimir]

Обалдеть!
 bob!
А уже есть прототип?
И какой размах узенького зеркала?

[Igor Nesterenko]

Идея конечно хорошая, вот только видится один из "подводных каменей" - вибрации этого сильновытянутого сверхтонкого зеркала. Если с десятками-сотнями герц от атмосферного дрожания люди научились работать (когерентно складывать амплитуды), то с килогерцами от звуковых колебаний в теле зеркала, я еще не слышал...

Кстати, а чем Вам схема с тремя, четырмя или скажем шестью классическими круглыми зеркалами расставленными по большому кругу не равится?!  

[Ernest]

Как идея - интересно. Хотя и тут уже есть проблемы с "отсечением" боковых "неинформативных" дифракционных лепестков. Понятно, что синхронно вращающаяся щелевая полевая диафрагма ни как не катит - она позволит получить изображение только осевой точки. Компьютерная обработка интереснее, но как всякая задача дифференцирования она даст неоднозначный результат.

Что касается предложенной реализации, да еще в земных условиях (атмосфера, весовые деформации и т.п.) то она едва-ли возможна (конечно, если иметь ввиду прорыв в разрешении).

[matsur]

  Для того, чтобы эта "полоска металла" сохраняла свои эксплутационные параметры (параболу и фокусное расстояние) - нужны неимоверно дорогие и сложные механические системы компенсации с кучей электроники и датчикаму для обратной связи.. Теоретически - красиво. Практически - дешевле будет изготовить телескоп с диаметром зеркала равным или превышающим диаметр окружности, перекрываемой вражением пластины.
 Утопия. Но оригинально.

[kup]

Как насчет сопротивления тонкой проволоки при вращении в несколько килогерц воздуху? Как насчет турбуленции , создаваемой сиим зеркалом? Как насчет биений в несколько раз превосходящих лямбда/4? А как зеркало будет себя вести при наклоне - гравитацию никто не отменял! Да и эффективный коэфф. отражения в пределе будет равен всего лишь R*Sпроволоки/Sсоздаваемого зеркала. Т.е грубо пусть вы хотите сделать зеркало 20 см в диаметре, а диам сечения проволоки 1мм. Тогда Rэфф.= 10см(радиус)*0.1 см(толщина)/(4*Пи*100cм^2)=1/12600 =8*10^-5. Что с таким зеркалом наблюдать то? Разве что Солнце. Приборы больших размеров еще больший геморрой в техническом плане. Так что действительно лучше купить (или сделать идеальный Доб 250 мм) и не париться. Никаких вибраций- механизмов ,эл.питания, разрешение и поток света в миллион раз больше цена не секрет в пределах 500$.Качество оптическое лямда/6-8! Все гениальное должно быть просто.Это Доб!!!

[kup]

А и еще интересный прикол услышал, а что диск Бетельгейзе настолько огромен, что его можно увидеть в телескоп? Если не затруднит, назовите цифру диаметра Бетельгейзе в секндах дуги!

[kup]

Уже нашел... Угловой диаметр Бетельгейзе в видимом диапазоне около 0,05" . Так что батенька на дифракционном пределе его можно разрешить лишь с 3 метровым телескопом при увеличении 6000Х, если повезет! Ё , Я кстати встречал где-то в описании лажевого телескопа, вродке Конуса с диаметром пластмассового объектива в 50 мм , дающего бредовые 525Х увеличения, и что в него юный любитель увидит диск альфы Ориона (а особо зоркие наверное даже пятна и протуберанцы). Теперь понимаю, как много я потерял в этой жизни!

[edward]

Уже нашел... Угловой диаметр Бетельгейзе в видимом диапазоне около 0,05" . Так что батенька на дифракционном пределе его можно разрешить лишь с 3 метровым телескопом при увеличении 6000Х, если повезет!

А это тогда что:?
http://www.astronet.ru:8100/db/msg/1192817
У Хаббла, вообще-то апертура вроде бы много меньше трех метров...

[kup]

Это фуфло! Я понимаю что методтом радио и оптической интерферометрии удается измерить диаметры звезд довольно точно! Но как бы сказал Робинович, нельзя сшить брюки из лоскутка , размером с платок! Какой диаметр у Хабла? И что видно на этой размазанной картинке?Есть что либо информативное или одна размазня?Я такой кадр через школьный рефрактор организую легко!

[bob]

Обалдеть!
 bob!
А уже есть прототип?
И какой размах узенького зеркала?

Пока скромные. Первый прототип всего 140 мм. Второй около метра. Сейчас варганю "качающуюся схему" трехметрового размаха. Она столь здорова, что не подвижнее телескопа Гершеля - диапазон ее наведения ничтожен, и монтировка на местности сложна

[kup]

Что удалось увидеть в первый прототип с тем чтобы появился азарт в создании второго (наверное неограниченные горизонты в поиске экзопланет ), расскажите пожалуиста?

[matsur]

  Для обнаружения и наблюдения за экзопланетами вообще апертура - не главное. Некоторые из имеющихся шести (или сколько их там на сегодня?)экзопланет были обнаружены инструментами аж 100мм апертуры. Куда важнее "грамотная" ПЗС-камера, хорошая монтировка и понимание того, что делаешь .

[kup]

А как же разрешение, дифракционный предел, кружок Эйри все замажет!

[matsur]

А как же разрешение, дифракционный предел, кружок Эйри все замажет!

  Вообще мне нравится этот чисто русский оптимизъм уважаемого bob-a и "группы товарищей". Я сам такой - сначала загораюсь очередной идеей, а потом начинаю изучать собственно объект стремления.
 Мне уже даже интересно стало - кто-то тут хочет рассказать мне о том, что экзопланеты были обнаружены визуальными наблюдениями? Типа смотрим (фотографируем) в телескоп, видим звезду, а рядом нечто такое махонькое вокруг неё вращается? Ребята, вы чего - на полном серьёзе что ли?

[bob]

А как же разрешение, дифракционный предел, кружок Эйри все замажет!

  Вообще мне нравится этот чисто русский оптимизъм уважаемого bob-a и "группы товарищей". Я сам такой - сначала загораюсь очередной идеей, а потом начинаю изучать собственно объект стремления.
 Мне уже даже интересно стало - кто-то тут хочет рассказать мне о том, что экзопланеты были обнаружены визуальными наблюдениями? Типа смотрим (фотографируем) в телескоп, видим звезду, а рядом нечто такое махонькое вокруг неё вращается? Ребята, вы чего - на полном серьёзе что ли?

Во-первых, кружок ничего не "замажет". С кружком при небольшом диаметре точно все в норме. Во-вторых, визуальное наблюдение планеты рядом со звездой все равно невозможно из-за низкой светосилы системы, даже если поставить ЭОП

[bob]

А посему, эта штука специально ваяется для наблюдения структуры объектов, яркость которых избыточна для обычной схемы. Например, на Солнце в среднюю штуку можно смотреть без светофильтра. Если удастся крупное чудище, о котором я писал, можно попытаться что-то уловить на диске Бетельгейзе и на близких затменных переменных при прохождении второго компонента, но только через ЭОП. Ложными являются и опасения на счет сопротивления воздуха и ветровой нагрузки. Конструкция ажурная, но жесткая. Я упоминал, что зеркало должно быть подпружинено. Это гибрид телескопа, арбалета и скрипки Для натяжения неплохо подходят, например, гитарные струны

[edward]

Это фуфло! Я понимаю что методтом радио и оптической интерферометрии удается измерить диаметры звезд довольно точно! Но как бы сказал Робинович, нельзя сшить брюки из лоскутка , размером с платок! Какой диаметр у Хабла? И что видно на этой размазанной картинке?Есть что либо информативное или одна размазня?Я такой кадр через школьный рефрактор организую легко!

Ну если подходить с таким максимализмом Рабиновича, то - да, все фуфло Однако,
вспомним, что для того, чтобы навести Хаббл на Бетельгейзе и получить снимок,
надо было победить в конкурсе многочисленных заявок, и, уж поверьте, убедительно
возразить на реплики типа: "вас что же, уважаемый, не учили в школе, что в телескоп
на звездах ничего разглядеть нельзя.."    

[kup]

При чем тут максимализм, минимализм? И Рабиновича не трогайте- еврейский вопрос тут не обсуждается!!! Тут вопрос скока в диаметре будет зеркало Хаббла? И каков диаметр Бетельгейзе в видимом диапазоне ( я нашел 0,05")? Две цифры и больше ничего! Какой здесь еще может быть торг? А  кружок Эйри почему дифракционным пределом называется? Не от того ли, что если геометрическое изображение объекта меньше онного, то структуру объекта уже не возможно различить. В данном случае снимок Бетельгейзе красиво увеличенное изображение кружка Эйри. Кстати, почему не видно дифракционных колец, от столь яркой звезды ?