Юстировка оптики Ньютона — различия между версиями

Материал из Астровики
Перейти к: навигация, поиск
(Немного отредактировал, в надежде, что будет понятнеее)
(Небольшое дополнение)
Строка 11: Строка 11:
 
====Возможно-ли любителю самому отъюстировать ньютон и насколько это обременительная процедура?====
 
====Возможно-ли любителю самому отъюстировать ньютон и насколько это обременительная процедура?====
  
При некоторой практике юстировка отнимает минут десять и умение ее производить является обязательным для владельца ньютона.
+
Да, конечно. Практически все любительские телескопы по схеме Ньютона снабжены так называемыми юстировочными винтами для их эксплуатационной юстировки владельцами, комплектуются соответствующими инструкциями. Более того, есть варианты поставки труб Ньютона в разобранном состоянии - так что не только юстировка, но и сборка телескопа возлагается на счастливого получателя. При некоторой практике процедура юстировки (перед наблюдениями, пока оптика остывает) отнимает несколько минут и умение ее производить является обязательным для владельца Ньютона.
  
 
====Что для этого надо?====
 
====Что для этого надо?====

Версия 13:57, 12 сентября 2014

Содержание

Зачем коллимировать/юстировать Ньютон?

Оптика, особенно астрономическая, и особенно качественная - дифракционно-ограниченная - требует серьезного внимания к юстировке. Юстировка это процедура установки всех оптических поверхностей (преломляющих и отражающих) на места максимально близкие к расчетным. Это называется абсолютная юстировка или коллимация. В центрированных оптических системах целью коллимации является установка центров кривизн оптических поверхностей на одну прямую - оптическую ось, которая должна совпасть с какой нибудь механической (например осью трубы телескопа). Есть и другой вариант, когда в процессе юстировки добиваются компенсации ошибок установки одних оптических поверхностей или узлов (линз) сдвигом других оптических элементов. Такая юстировка называется компенсационной.

При отклонении центров кривизн оптических поверхностей от оси возникают артефакты в изображении - аберрации децентрировки (например, кома, астигматизм или поперечный хроматизм постоянные по полю зрения). При еще большем отклонении поверхностей могут диафрагмироваться (виньетироваться) пучки света вплоть до их полного срезания. В итоге разрешение, проницание и равная яркость изображения по полю пропадают. Качество изображения ухудшается, порой очень сильно.

Если рефракторы обычно достаточно отъюстировать один раз на заводе и он потом служит годами, не доставляя хлопот своему владельцу, то рефлекторы и особенно громоздкие Ньютоны так и норовят разъюстироваться при перевозках, использовании и даже простой смене температуры. Наиболее типичным проявлением небольшой разъюстировки Ньютона является кома децентрировки. Она добавляет изображениям звезд широкие туманные хвосты направленные в одну сторону по всему полю зрения и сильно ухудшает детализацию изображения, особенно при большом увеличении. На слегка расфокусированном изображении яркой звезды в центре поля зрения короткофокусного окуляра видно, что центр темного пятна (тень от центрального экранирования) не совпадает с центром светлого (если судить по его внешнему контуру). То есть расфокусированное изображение звезды выглядит как светящаяся шайба со смещенным центральным отверстием. Причем это смещение с центра (эксцентричность) как на предфокале (внутрь трубы от точного фокуса), так и на зафокале (смещаем окуляр от точного фокуса в сторону глаза наблюдателя) направлено в одну сторону. Имейте ввиду, что при слишком большой расфокусировке влияние комы на форму пятна расфокусировки уже пренебрежимо мало.

При ошибках в положении диагонального зеркала децентрируется зона невиньетированного поля зрения, а расфокусированное изображение звезды в центре поля зрения может иметь форму лимона (это если апертура главного зеркала несимметрично "режется" диагональным).

Возможно-ли любителю самому отъюстировать ньютон и насколько это обременительная процедура?

Да, конечно. Практически все любительские телескопы по схеме Ньютона снабжены так называемыми юстировочными винтами для их эксплуатационной юстировки владельцами, комплектуются соответствующими инструкциями. Более того, есть варианты поставки труб Ньютона в разобранном состоянии - так что не только юстировка, но и сборка телескопа возлагается на счастливого получателя. При некоторой практике процедура юстировки (перед наблюдениями, пока оптика остывает) отнимает несколько минут и умение ее производить является обязательным для владельца Ньютона.

Что для этого надо?

Для того, чтобы иметь возможность юстировать Ваш телескоп следует позаботиться о следующем.

Во-первых, удостоверьтесь, что главное зеркало телескопа имеет центральную марку - отметку полюса параболы. Если ее нет, придется нанести при помощи перманентного (спиртового, водоустойчивого) маркера строго на геометрический центр зеркала с точностью не хуже 1 мм в виде черной точки диаметром в пару мм.

Во-вторых, следует приобрести или изготовить так называемый "Чеширский окуляр" (см. рисунок) - очень простое и дешевое устройство юстировки визуального ньютона и не только (импровизированный, но вполне функциональный, Чешир может быть изготовлен из колпачка футляра от Киндер-Сюрприза или флакона от фотопленки).

Cheshir eyepiece.jpg

В-третьих, следует найти как в Вашем телескопе осуществляются юстировочные подвижки оптических элементов. Ключевыми подвижками являются (см. схему):

N collimation.JPG

A - возможность регулировать в небольших пределах направление оси фокусера (обычно фокусер крепится к трубе винтами под которые можно подкладывать регулировочные шайбочки и другие пластинки);

B - возможность изменять угол наклона диагонального зеркала, подгоняя его под 45 градусов (должны быть три юстировочных винта видимых на торце оправы диагонального зеркала со стороны входного обреза трубы, на худой конец - просто плоская деформируемая пластина);

C - смещение блока диагонального зеркала вдоль оси трубы (обычно это гладкий или резьбовой штырь замыкаемый контргайкой или винтом по центру оправы диагонального зеркала);

D - поворот узла диагонального зеркала вокруг оси трубы (обычно осуществляется одновременно с регулировкой продольного положения - C);

E - главная юстировочная подвижка - возможность в небольших пределах наклонять главное зеркало (точнее его оправу). Эта подвижка как правило осуществляется тремя юстировочными винтами на тыльном торце трубы. Для того чтобы винты "заработали" надо найти рядом (или между ними) контрящие винты (которые замыкают подвижную часть оправы после юстировки).

F - смещение блока вторичного зеркала в растяжках поперек оси трубы (должны быть винты на шпильках растяжек - снаружи трубы);

Заметим, что наиболее важной с точки зрения качества изображения является юстировочная подвижка E, именно она обеспечивает точную юстировку - устранение комы на оси поля зрения.

Ну и как же юстировать ньютон?

Первичную юстировку следует производить под достаточно светлым небом или хорошо освещенным потолком нежилой комнаты (жилые помещения к сожалению очень пыльные). Телескоп наводят примерно вверх, но так, чтобы были доступны юстировочные винты оправы главного зеркала на заднем торце трубы. Следует ослабить контрящие винты оправы главного зеркала. Выставите фокусер в положение, при котором "глазок" Чешира будет располагаться примерно в фокусе главного зеркала. Вставьте Чешир и направьте его боковое окошко (если оно есть) в сторону наилучшего источника света (солнце, небо, лампа...).

Смотрим в глазок Чешира. Видим в идеале следующие концентрические (имеющие общий центр) объекты и их изображения (см. схему) в порядке от центра к краю поля зрения: 1 - светлое колечко - отражение освещенного окошка Чешира в главном зеркала, 2 - центральную черную марку на главном зеркале, 3 - отражение профиля диагонального зеркала с растяжками (в норме может быть несколько смещено с центра), 4 - светящийся круг главного зеркала, 5 - край (фаска) диагонального зеркала, 6 - темный край оправы фокусера.

В реальности все эти круги и окружности будут не концентричны из-за ошибок коллимации, которые Вам предстоит шаг за шагом устранить.

Начинаем с того, что выведем края диагонального зеркала (круг 5) примерно концентрично с внутренним краем трубки фокусера (круг 6). Для этого используем продольную подвижку вторичного зеркала вдоль оси трубы (C) и поперечную подвижку вторичного зеркала в растяжках (F). Если нет возможности смещать диагональное зеркало вдоль оси трубы, можно попробовать вместо нее наклон опорной площадки фокусера (A).

Концентричности окружностей 5 и 6 следует добиваться следя за равнотолщинностью просвета между ними. Как только удалось найти такое положение диагонали - подвижки F, С или A следует зафиксировать (затянуть винты, возможно капнуть на их резьбу быстросохнущим лаком).

Теперь добиваемся концентричности отражения краев главного зеркала (окружность 4) в диагональном относительно края диагонального зеркала (окружность 5). Это осуществляется посредством вращения оправы вторичного зеркала вокруг оси трубы (подвижка D) и наклонами вторичного зеркала его юстировочными винтами (отмечено красным) на его оправе (подвижка B). Контролируем концентричность по равнотолщинности промежутка между окружностями 4 и 5 или по попаданию центральной метки главного зеркала на перекрестье Чешира (если оно есть в вашем юстировочном приспособлении). Возможно при этом мы несколько собьем предыдущую установку. При серьезной эксцентричности 5 и 6, придется вернуться к предыдущему пункту программы и повторить. Окончательно фиксируем подвижки F, C, A, D и B. Обычно периодичность этих двух этапов юстировки - раз в год, а при хорошей конструкции узла вторичного зеркала и того реже.

Кстати, на этом этапе Вы можете легко проверить не "режется"-ли апертура вторичным зеркалом (такое иногда случается) - если светлый круг главного зеркала виден в глазок Чешира полностью в пределах вторичного (окружность 4 меньше, чем 5) - это легко контролировать по виду лапок, которыми крепится главное зеркало. Только убедитесь, что глазок Чешира с хорошей точностью расположен в фокальной плоскости.

Точность осуществления первых двух операций может быть весьма не высокой - эти ошибки влияют не столько на качество изображения, сколько на симметричность диафрагмирования и виньетирования, а так-же, отчасти, на наклон плоскости изображения.

Наиболее частая и ответственная операция юстировки состоит в том, чтобы совместить посредством вращения юстировочных винтов на тыльной стороне оправы главного зеркала (E) центральную метку (2) на главном зеркале и отражение (1) светлого колечка с черной точкой внутри - рефлекса от Чешира (его диагонального экранчика или светлого колпачка с глазком в центре). Это итерационный процесс. Покрутили - посмотрели куда убежало отражение от центральной метки, если не туда - крутим в другую сторону... При длинной трубе лучше это делать на пару с помощником - Вы смотрите, помощник по вашим командам крутит винты. Сначала меридианальным винтом (отмечен красным) совмещаем колечко и марку по горизонтали, затем противоположными равными вращениями двух других винтов - по вертикали. Совмещение должно быть максимально точным. В конце закручиваем контрящие винты и проверяем сохраняется-ли юстировка при изменении угла наклона трубы.

После этого не забудьте по удаленному (>1км) предмету выставить соосность искателя тому, что видно в окуляр телескопа.

А по звезде, в "поле"?

Операция похожа на последний этап с использованием чеширского окуляра. Только в качестве ключевого фактора будет выступать несколько расфокусированное изображение звезды видимое в достаточно сильный (с увеличением не менее 1D) окуляр.

Опять ослабляем контрящие винты на оправе главного зеркала, наводимся с помощью искателя и поискового окуляра на яркую звезду с умеренной высотой, градусов 45 (еще лучше Полярную, чтобы не возиться с часовиком), ставим сильный окуляр и рассматриваем центрированное несколько расфокусированное изображение звезды. Если видим, что центральная точка в дифракционной картинке смещена с геометрического центра крайних колец, оцениваем величину этого смещения (экцентричность) и начинаем понемногу пробовать юстировочные винты (E) в поисках того из трех, который сдвинет изображение звезды в сторону примерно противоположную смещению центральной точки от центра периферийных колец (направление белой стрелки на схеме). Вводим этим винтом пробную юстировочную подвижку - если звезда вышла из поля зрения наводимся уже обычным образом (монтировкой) на нее снова. Оцениваем ее расфокусированный вид на предмет насколько меньше стал экцентриситет центральной точки относительно периферии. На основании этого анализа вводим большую или меньшую подвижку этим-же винтом до тех пор пока направление смещения центральной точки не станет перпендикулярным смещениям звезды. Теперь оставим этот винт в покое и начинаем выбирать эксцентричность (если она осталась) попарным введением противоположных юстировочных подвижек оставшимися двумя винтами в такой-же повторяющейся последовательности: введение подвижек, оценка полученной эксцентричности (при этом звезда должна быть в центре поля зрения - используем монтировку для наведения трубы телескопа), введение корректирующих подвижек, до тех пор пока слегка расфокусированное изображение звезды не покажет идеальную радиальную симметрию.

Ну и по окончании не забудьте завернуть контрящие винты на оправе главного зеркала и согласовать ось искателя с вновь обретенной осью Вашего телескопа.

Длинно получилось,.. но не бойтесь после первых опытов Вы нащупаете свой более эффективный и быстрый метод.

Самодельный чеширский окуляр

Kinder.JPG

Kinder.cheshir.jpg

Источники:

Старый оригинал на Астрофоруме

Последний вариант на Astro-Talks

Персональные инструменты
Пространства имён

Варианты
Действия
Навигация
Инструменты