 Пользователь |
|
|
|
 Обновления |
|
|
|
 Доска объявлений |
|
|
|
|
 Оборудование |
Обзоры оборудования
Николай Ступишин - ТАЛ-100R
Дата публикации: 26-11-2002
|
 |
|
ТАЛ-100R
100-ММ РЕФРАКТОР ДЛЯ ЛЮБИТЕЛЕЙ АСТРОНОМИИ
Ступишин Николай Валерьевичнаучный сотрудник Института ядерной физики СО РАН, любитель астрономии
N.V.Stupishin@inp.nsk.su
Примечание «АиТ»:
Данный обзор предоставлен автором по просьбе «АиТ» и обновлен на основе оригинальной статьи в журнале "Звездочет" N11 за 1999 год. Были добавлены материалы о тестах на оптической скамье и наблюдениях планет-гигантов.
В 1999 году Новосибирский приборостроительный завод, изготавливающий популярные как у нас в стране, так и за рубежом телескопы-рефлекторы “Алькор” (ТАЛ), “Мицар” (ТАЛ-1) и “Альтаир” (ТАЛ-2), начал выпуск 100-мм телескопов-рефракторов, получивших обозначение ТАЛ-100R. Прямо скажем, это радостная новость для российских любителей астрономии. Ведь кроме школьных рефракторов диаметром 60 и 80 мм, в нашей стране линзовые телескопы в массовом производстве не выпускались. А на последние были многочисленные нарекания по поводу качества изображения и неудобства монтировок.
Изготовление своими силами линзового телескопа гораздо сложнее, чем зеркального, и любители за такую задачу почти никогда не берутся. Поэтому очень важно, что рефракторы начало производить одно из ведущих предприятий нашей страны по выпуску любительских телескопов. Попутно хочется сказать несколько добрых слов в адрес НПЗ. Ведь время от времени в прессе появлялись заманчивые рекламные предложения телескопов самых различных систем от классических рефлекторов до модных зеркально- линзовых систем и рефракторов, однако, большинство любителей видели их только на картинках. Либо их выпускали небольшими партиями, либо все они продавалось только на внешнем рынке. В то же время, чуть ли не каждый второй российский любитель астрономии имеет “Алькор” или “Мицар”, выпущенные Новосибирским приборостроительным заводом. Теперь этим инструментам обещает составить достойную конкуренцию новый 100-мм рефрактор ТАЛ-100R.
ОСОБЕННОСТИ РЕФРАКТОРА
Перед тем как решиться на покупку или постройку телескопа своими силами, каждый из нас предъявляет к инструменту определенные требования. Главным из них, на мой взгляд, должно являться качество изображения. Во-вторых, каждому, конечно, хочется иметь как можно более мощный телескоп с максимально возможным диаметром объектива. Однако лишь немногие могут позволить себе обсерваторию со стационарным инструментом. Поэтому третьим требованием является компактность и транспортабельность телескопа. Таким образом, третье требование вступает в противоречие со вторым, заставляя искать разумный компромисс.
Давайте поразмышляем, насколько привлекательным может оказаться небольшой телескоп-рефрактор с точки зрения “среднего” любителя астрономии, не имеющего обсерватории и наблюдающего, в основном, на загородной даче или с балкона своего дома и выезжающего время от времени в экспедиции на редкие астрономические явления.
Длина классического телескопа-рефрактора примерно равна фокусному расстоянию его объектива. В то же время, чтобы добиться высокого качества изображения в рефракторе приходится минимизировать хроматическую аберрацию, приводящую к появлению цветовых ореолов вокруг ярких объектов. Это накладывает жесткое ограничение на относительное отверстие рефрактора, которое обычно не превышает 1:10-1:15. Поэтому, если считать компактным телескоп с длиной трубы около 1 м, то диаметр объектива получается около 100 мм. При этом оптическая труба будет весить в пределах 5кг, если она изготовлена из алюминия. Но уже 150 мм рефрактор заведомо нельзя рассматривать в качестве мобильного и транспортабельного инструмента, ведь длина его трубы увеличивается до полутора-двух метров, а масса возрастет как минимум втрое. Именно поэтому любительские рефракторы с диаметром объектива, заметно превышающим 100 мм, встречаются редко.
Когда мы сравниваем небольшие инструменты с апертурой 50-100 мм, то рефрактор выглядит явно предпочтительней аналогичных зеркальных и катадиоптрических систем. Перечислим основные преимущества линзовых телескопов:
- Рефрактор имеет почти стопроцентное пропускание света при просветленном объективе, тогда как у рефлектора на каждом зеркале теряется около 10-12% света, и 6-12% составляют потери от центрального экранирования, поэтому пропускание рефлектора редко превышает 60-70%. А это означает, что 100 мм рефрактор примерно эквивалентен 120-130 мм рефлектору.
- Отсутствие центрального экранирования в рефракторе благоприятно сказывается на частотно-контрастной характеристике инструмента, это позволяет получать более детальные изображения Луны, планет и ярких туманностей.
- Отсутствие зеркал ведет к очень малому рассеянию света, и поэтому фон неба в рефракторе всегда более темный, чем в рефлекторе, следовательно, повышается предельно доступная звездная величина.
- Герметично закрытая труба рефрактора предотвращает образование в ней воздушных потоков, сильно портящих изображение.
- Резкие температурные перепады слабо влияют на качество изображения в линзовом телескопе, поскольку деформации поверхностей объектива взаимно компенсируются.
- Рефрактор очень устойчив к разъюстировкам, что особенно важно при частых перевозках телескопа.
- Линзовый объектив, в отличие от зеркального, не тускнеет со временем, сохраняя исходное светопропускание.
- Рефрактор имеет большое, ничем не виньетированное поле зрения, что очень полезно для фотовизуальных наблюдений.
К слабым местам рефрактора следует отнести неустранимый остаточный хроматизм и небольшую светосилу. Это, прежде всего, визуальный инструмент, а не универсальный астрограф. Конечно, с ним можно получить отличные фотографии Луны, звездных скоплений, но для фотографирования слабых туманностей он малоэффективен. Однако нужно всегда помнить, что из-за почти 100% пропускания света рефрактор с относительным отверстием 1:10 даст при съемке слабой туманности такой же результат, как и рефлектор с отверстием 1:8 и коэффициентом пропускания 64%. Поэтому ТАЛ-100R не сильно проигрывает по светосиле тому же “Мицару”, у которого относительное отверстие 1:7.3.
ОПТИЧЕСКАЯ ТРУБА
Остановимся на особенностях нового инструмента более подробно. Объектив телескопа имеет фокусное расстояние 996 мм при световом диаметре 100 мм. Он состоит из двух линз К8 и Ф1 с воздушным зазором. На основе этих объективов НПЗ ранее выпускал коллиматоры для прецизионного контроля оптических систем.
 | Поэтому качество изображения объектива исключительно высокое. Расчеты показывают, что визуальное поле зрения c дифракционным качеством составляет 1°. Аберрации волнового фронта на оси системы на длине волны 0.555 мкм составляют всего 1/30 длины волны. В пределах одного градуса 80% энергии от звезды концентрируется в пятне диаметром 20 мкм и, при этом, к краю поля пятно даже несколько уменьшается. Сферическая аберрация и кома исправлены очень хорошо, поэтому поле зрения ограничено главным образом астигматизмом.
Теперь о менее приятном моменте. Если вы возьмете любой телеобъектив или, в особенности, тщательно спроектированный рефрактор и заглянете внутрь, то наверняка насчитаете более десятка диафрагм, установленных для защиты от света, рассеиваемого на внутренних стенках трубы. Эта простая мера очень существенно увеличивает контраст изображения. Однако, в первых образцах ТАЛ-100R такие диафрагмы отсутствовали вовсе! А ведь при наблюдении ярких объектов, особенно Солнца и Луны, они просто необходимы. Наблюдая Луну, автор провел простой тест: сняв окуляр, я убедился, что поверхность трубы, которая не должна быть видна при наличии диафрагм, на самом деле вовсю блестит отраженным светом.
Позднее этот недостаток был частично устранен - конструкторы ввели в оптическую схему ТАЛ-100 три диафрагмы. |
Приятно отметить, что новый рефрактор снабжен 90-градусной насадкой с диагональным зеркалом для наблюдения объектов вблизи зенита. Это позволяет вести наблюдения высоко расположенных объектов с комфортом, не запрокидывая головы. Кроме того, с зеркальной насадкой телескоп дает не перевернутое, а прямое, но зеркальное изображение. Поэтому он также вполне пригоден для наблюдения земных объектов.
С другой стороны, зеркало дает дополнительное рассеяние и потери света, поэтому для наблюдения объектов, расположенных невысоко над горизонтом, хорошо бы иметь возможность прямых наблюдений (без дополнительного зеркала), чтобы использовать преимущества рефрактора в полной мере. К сожалению, такой возможности конструкторы не предусмотрели. Хотя для этого достаточно было укомплектовать инструмент простым переходником с резьбы М42х1 на гладкую посадку 1.25".
Надо сказать, что оптическая труба ТАЛ-100R исключительно легкая и весит всего 4 кг (на 1 кг легче трубы “Мицара”). Она снабжена блендой для защиты от постороннего света. На мой взгляд, если бороться за компактность, то имеется хороший ресурс — бленду можно сделать съемной или выдвигающейся.
МОНТИРОВКА
Монтировка ТАЛ-100R аналогична “мицаровской” – немецкая, экваториального типа. Хомуты, крепящие трубу телескопа, съемные, что сильно увеличивает компактность монтировки в собранном виде. Еще одним шагом вперед по сравнению с “Мицаром” является не резьбовая, а гладкая посадка противовеса на ось склонений. Поэтому балансировка проводится очень оперативно. Ослабляется стопорный винт, и противовес мгновенно фиксируется в нужном положении. Надо отметить, в первых образцах серии (мне довелось испытывать именно такой инструмент), колонна монтировки была явно коротковата. Поэтому при наблюдении объектов вблизи зенита окулярный конец трубы оказывается очень низко и наблюдения вести неудобно (чуть ли не сидя на земле). В таких случаях мне приходилось сильно сдвигать трубу вверх (относительно хомутов), но тогда инструмент оказывался заметно разбалансированным по оси склонений. В этих условиях начинает ненадежно работать винт тонких движений, и появляется опасность, что труба телескопа может сорваться, если неосторожно отпустить стопорный винт. Справедливости ради надо сказать, что в дальнейшем разработчики учли это замечание, и длина колонны была увеличена.
В настоящее время завод-изготовитель выпускает модификацию телескопа, оснащенную часовым механизмом ТАЛ-100RM.
АКСЕССУАРЫ
Телескоп комплектуется двумя симметричными окулярами с фокусами 10 мм и 25 мм, которые позволяют получать увеличения 40х и 100х. При этом поле зрение составляет 1° 35' и 31' соответственно. Стандартный искатель 6х30мм достался ТАЛ-100R в наследство от “Мицара”.
В прямом фокусе телескопа можно устанавливать фотоаппарат типа “Зенит” с резьбой М42х1 или М42х0.75. Это важное усовершенствование, ведь на отсутствие возможности съемки в главном фокусе постоянно жаловались владельцы “Мицаров”. Более того, ослабив накидную гайку, можно выбрать удобную ориентацию фотокамеры. Кстати, такой возможности не было даже у наиболее совершенного из рефлекторов НПЗ — “Альтаира”. Однако, и у ТАЛ-100R и у “Альтаира” резьба, на которую накручивается фотокамера очень длинная — 7 мм. Это приводит к тому, что когда камера закручена до упора, спусковой механизм зеркального фотоаппарата оказывается заблокированным, и затвор не работает. Длина резьбовой части не должна превышать 4-5 мм, как у стандартных “зенитовских” объективов.
К сожалению, возможность самого распространенного у любителей вида съемки — стандартным фотоаппаратом с использованием телескопа в качестве гида — у ТАЛ-100R не предусмотрена. И в этом плане “Мицар”, в комплект которого входит площадка для фотоаппарата, оказывается более удобным для съемок такого рода. Тем не менее, рефрактор комплектуется сеткой для выставления параллельности оптических осей телескопа и искателя. Эту сетку можно также использовать и для гидирования. А уж для закрепления на телескопе фотоаппарата любителям придется самим взяться за дрели и отвертки.
Что касается других аксессуаров, то в комплекте имеются два светофильтра: серый и черный, предназначенные для наблюдений Луны и Солнца соответственно. Фильтры очень хорошо исполнены и вкручиваются в окулярную втулку со стороны посадки. В описании телескопа сказано, что для наблюдений Солнца нужно использовать диафрагму, уменьшающую свободное отверстие объектива, но такой диафрагмы в комплекте нет! Без диафрагмы же фильтр может очень быстро лопнуть.
Вообще надо отметить, что возможность наблюдений Солнца разработчики не продумали. Например, очень кстати пришелся бы солнечный экран. Конечно, о хороших солнечных фильтрах на полную апертуру телескопа, которые выпускают некоторые западные фирмы, нам пока и мечтать не приходится. Хотя, по сути дела, такой фильтр представляет собой плоскопараллельную пластинку высокого качества с напылением отражающего покрытия, чтобы основной поток света отражался обратно, а проходила примерно 1/10000-1/100000 доля излучения. Кстати, рефрактор традиционно считается лучшим инструментом для наблюдений Солнца. Свет проходит по закрытой трубе рефрактора всего 1 раз, тогда как в рефлекторе — 2-3 раза, что приводит к разогреву воздуха внутри трубы и образованию сильных воздушных потоков. К тому же на Солнце трудно получить качество изображения лучше 1"-2", а ТАЛ-100R обеспечивает примерно необходимое разрешение (около 1.2"-1.4").
РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕСТИРОВАНИЯ
Общие впечатления от работы с новым рефрактором у меня остались очень хорошими. Особенно это касается оптических качеств телескопа. После выноса инструмента из помещения на улицу (перепад температур с +25°С до –3°С) можно сразу начинать наблюдения. Помнится, “Мицар” в таких случаях приходилось выдерживать около полутора-двух часов.
Фон неба в ТАЛ-100R очень темный. Вид рассеянного скопления  и  Персея при минимальном увеличении (40х) просто поражает! Масса сверкающих песчинок-звезд, картинка настолько реальна, что почти физически ощущаешь глубину пространства. Действительно, наблюдая звездные скопления, становится очевидным, что проницающая сила у ТАЛ-100R, по сравнению с “Мицаром” и другими зеркальными системами той же апертуры, выше примерно на 0.5m. Тестируя телескоп на предельную звездную величину, в области a Малой Медведицы мне удалось увидеть звезды до 11.2– 11.5m. И это в условиях уличной засветки в Академгородке с 50-тысячным населением в 30 км от Новосибирска! Наблюдения проводились в конце апреля, когда небо уже далеко не такое темное, как зимой или даже осенью. Незря считается, что высококачественный рефрактор — просто идеальный инструмент для наблюдения звездных полей.
Простота оптической схемы и наличие просветляющих покрытий на оптике телескопа делают его прекрасным инструментом для наблюдения слабых туманностей. Для теста я выбрал красивую пару галактик северного неба М81 и М82. С минимальным увеличением изображение этих звездных систем в ТАЛ-100R было достаточно ярким и контрастным. Для сравнения я навел на пару галактик 80-мм цейсовский бинокуляр, и убедился, что при равных увеличениях рефрактор давал более яркие изображения галактик, и только снизив увеличение бинокуляра до 20х, мне удалось добиться того, что яркость стала примерно одинаковой. Известно, что для получения прямого изображение и многочисленных коррекций в бинокулярах используются сложные призмы и большое число линз. Это неизбежно приводит к существенному снижению коэффициента пропускания, иногда потери достигают 40-50%.
Отличные результаты продемонстрировал новый рефрактор и при наблюдении Луны. Для того чтобы получить объективную оценку качества ТАЛ-100R, я сравнил его с телескопом системы Максутова-Кассегрена такой же апертуры, поставив оба телескопа рядом и подобрав одинаковые увеличения. Испытания показали, что новый рефрактор дает более четкие и контрастные изображения деталей лунного рельефа. Заглядывая поочередно в окуляры обоих телескопов, я пришел к выводу, что рефрактор позволяет заметить на поверхности Луны больше подробностей. Одно из объяснений преимущества рефрактора, помимо меньшего рассеяния света в линзовом объективе может состоять в том, что центральное экранирование в рефлекторе приводит к искажению дифракционной картины, которое заключается в том, что дифракционный максимум от точечного источника, например звезды, становится более узким, что, вообще говоря, несколько увеличивает разрешение телескопа. Но, вместе с тем, часть энергии переходит из центрального максимума в дифракционные кольца. Поэтому контраст на средних частотах неизбежно падает при наличии центрального экранирования, свойственного любому рефлектору.
Следующим этапом тестирования телескопа стали наблюдения планет. Испытания проводились в апреле, когда наиболее интересные для наблюдения планеты — Юпитер и Сатурн находились в соединении с Солнцем и поэтому на первом этапе мне пришлось ограничиться наблюдениями Венеры и Марса. Венера — самая яркая планета и при ее наблюдениях хроматическая аберрация проявляется наиболее сильно. Диск просто тонет в цветовом ореоле, и его нельзя убрать точной фокусировкой. Цветовой ореол вокруг Марса имел оранжевый оттенок, он был существенно слабее, но тоже до конца не устранялся. Несмотря на то, что размер Марса составлял примерно 15", в средних широтах он находился довольно низко над горизонтом (около 20 градусов). Наверное именно поэтому подробностей на планете различить не удалось. Осенью того же года я наблюдал в ТАЛ100R планеты- гиганты. И тут меня ожидал приятный сюрприз. Первым объектом стал Юпитер. Признаюсь, я никак не ожидал увидеть такое обилие деталей на диске планеты в 100 мм инструмент. Телескоп неплохо выдерживал увеличения 133х. При 200х начал несколько падать контраст, оптимум по увеличению находился где-то между двумя этими значениями. Слабый сиреневатый ореол хотя и имел место, но практически не мешал наблюдениям. Я просто не мог оторваться, рассматривая планету, и не заметил, как пролетел час. Следующим объектом стал естественно Сатурн. Были видны четыре спутника. Кроме Титана (8.3m) и Реи (9.7m) мне удалось заметить Тефию (10.2m) и Диону (10.4m). Теоретически можно было заметить еще Япет (11m), но радиус его орбиты в пять раз больше, чем у Титана и его трудно найти вдалеке от планеты, а также Энцелад (11.7m), который напротив был очень близок к Сатурну и «тонул» в его свете. На диске планеты отлично были видны потемнения на средних широтах и вблизи полюса. Щель Кассини была видна, но выглядела не черной, а сероватой, все-таки сказывалось, что наблюдения велись в 100 мм инструмент. И это не удивительно, ведь размер этого образования всего около 1" дуги. Отчетливо различалась тень от планеты на ее кольцах. По данному объекту оптимальное увеличение телескопа составило 200х. Изучая многочисленные детали на планете, я даже не обратил внимания, был ли заметен хроматический ореол вокруг диска.
Здесь надо сделать важное замечание. На мой взгляд, было бы правильно включить в комплект рефрактора хотя бы 2-3 цветных светофильтра (желтый, зеленый, оранжевый). При наблюдении планет с рефрактором они просто необходимы, чтобы устранить влияние хроматизма. Для линзового инструмента они гораздо актуальнее, чем для рефлектора.
Для проверки разрешающей способности ТАЛ-100R был протестирован на оптической скамье ОСК-2, оснащенной коллиматором D=150 мм, F=1600 мм. Проверялась предельная разрешающая способность телескопа. Для этого в фокальной плоскости коллиматора помещалась испытательная мира №1. В такой схеме из коллиматора выходит параллельный пучок света. За объективом коллиматора устанавливается тестируемый телескоп, и изображение миры рассматривается через него. Это равносильно тому, что объект в фокальной плоскости коллиматора (мира) находится на бесконечно большом расстоянии от наблюдателя. Испытания проводились в зеленом свете 550 нм. Каждая мира состоит из 25 групп по 4 квадрата в каждой. Квадраты представляют собой набор темных штрихов со светлыми промежутками, так, что контраст подобного объекта можно считать равным 1. Расстояние между штрихами внутри каждой группы квадратов одинаковое, и монотонно уменьшается от группы №1 до группы №25. Внутри каждой группы ориентация штрихов различна: горизонтальная, вертикальная и под углами ±45° к первой и второй. Mира рассматривалась визуально с увеличением до 300х. При этом ТАЛ-100R продемонстрировал на оси разрешение 1.36", что отлично согласуется с приведенной в паспорте разрешающей способностью 1.4" и дифракционным пределом для 100 мм инструмента.
Итак, подведем итог. Если вы хотите иметь небольшой визуальный инструмент с отличным качеством изображения, легкий, мобильный, не требующий постоянных юстировок, не чувствительный к температурным перепадам, то я смело могу посоветовать остановить свой выбор на 100-мм рефракторе ТАЛ-100R.
Данная статья была впервые опубликована в журнале "Звездочет" N11 за 1999 год.
Публикуется с разрешения редакции.
|
|
Обсуждение материала
|
Материал еще не обсуждался.
Вы можете создать первую тему обсуждения
|
 |
|
|
|
|
|
|
|
Обзоры оборудования