Самодельный менисковый телескоп

Как известно, менисковые телескопы обладают некоторыми преимуществами перед обычными системами рефлекторов и рефракторов. Действительно, при относительно небольшой длине трубы эти инструменты практически свободны от сферической, хроматической аберраций, а также не имеют заметной комы и астигматизма. Единственная неустраненная аберрация в системе «мениск — вогнутое зеркало» — это кривизна поля. Ее можно устранить, установив дополнительную деталь — линзу Пиацци-Смита.

В технологическом отношении преимущество менисковых систем — отсутствие оптических поверхностей второго порядка. Все поверхности сферические, что существенно облегчает их изготовление и контроль качества при серийном производстве на оптико-механических заводах.

При изготовлении оптических деталей менискового телескопа основные трудности связаны с изготовлением именно мениска, а не главного зеркала. Действительно, для того чтобы изготовить мениск, необходимо с высокой точностью отшлифовать две поверхности заданных радиусов, обеспечить их соосность и точное расстояние между ними (толщину). Для главного зеркала нужно отшлифовать только одну сферическую поверхность определенного радиуса.

Поскольку поверхности мениска имеют значительную кривизну, в процессе его изготовления требуется провести моллирование заготовки или сошлифовать значительное количество стекла. Немалая трудность для любителя — приобретение заготовки оптически однородного стекла требуемой марки и размеров.

Но все усилия любителей оправдываются, когда необходим телескоп большой светосилы 1:2,8—1:4. Светосильные инструменты незаменимы при наблюдениях протяженных объектов — комет, туманностей и т. д. Таким инструментом может быть менисковый «Ньютон».

В клубе телескопостроителей «Сириус» г. Невинномысска изготовлен менисковый телескоп с. диаметром 260 мм (V=2,83). Предварительно оптику рассчитали по эмпирическим формулам Д. Д. Максутова, а затем уточнили на программируемом микрокалькуляторе МК-52, введя в расчеты тригонометрические вычисления.

Для изготовления мениска мы пользовались специальным шлифовальным станком. Контроль кривизны на этапе грубой шлифовки производился шаблонами. Тонкая шлифовка выполнялась цементно-бе-тонными шлифовальниками с покрытием из эпоксидной смолы. Радиусы кривизны на этой стадии контролировали самодельными сферометрами, имеющими цену деления 0,01 мм и ход измерительного штока — 10 мм. При известном навыке, точность измерения радиусов мениска составляет около ±0,002 мм.

Чтобы измерить толщину мениска, использовали отверстие, предназначенное для крепления вспомогательного зеркала. Необходимо было добиться определенного соотношения разности величин радиусов и толщины мениска при вершине, обеспечив при этом соосность с высокой точностью. Измерения толщины и проверка соосности проводились многократно обычным микрометром.

Полировку поверхностей мениска производили на полировальниках, изготовленных «холодным» способом (Земля и Вселенная, 1988, № 4, с. 77).

Смоляное покрытие толщиной около 0,5 мм наносилось кисточкой. Состав покрытия (битум БН-IV — 50%, канифоль — 50 %, растворитель) оказался оптимальным для получения точной сферической поверхности.

Качество полировки контролировали с помощью микроскопа (80*). При этом применялся черный фон, позволяющий различать мельчайшие дефекты поверхности. Контроль вогнутой поверхности проводился на теневом приборе. Правда, такие исследования вогнутых поверхностей большой кривизны недостаточно эффективны, так как с ростом светосилы чувствительность метода быстро снижается и оказывается сравнимой с чувствительностью механического сферометра. Иначе говоря, с обычным теневым прибором можно наблюдать плоский рельеф, характерный для сферического зеркала, но при этом можно не обнаружить недопустимых зональных ошибок. Для повышения чувствительности теневых исследований светосильных сферических поверхностей главного зеркала и вогнутой поверхности мениска применялась особая схема исследования. Теневой прибор снабжен дополнительной приставкой — объективом микроскопа с крепежной деталью, обеспечивающей его неизменное положение на нужном расстоянии от щели и ножа теневого прибора. Это расстояние, а также кратность (увеличение) объектива подбираются в зависимости от светосилы исследуемой поверхности.

Работая по этой схеме, удалось выявить и устранить ошибки поверхностей, которые не обнаруживались при обычном контроле. Одновременно с контролем выпуклой поверхности мениска провели и исследование всей оптической системы «мениск — главное зеркало» по автоколлимационной схеме.

Готовая поверхность во избежание повреждений была окрашена нитролаком, который легко снимается ацетоном. Оправа мениска — точеная из алюминиевого сплава. Чтобы избежать излишнего экранирования главного зеркала, нам потребовалось тщательно просчитать размер и положение диагонального зеркала. Поэтому в телескопе предусмотрены фактически две оптические системы. Первая — классическая система Ньютона, позволяющая при светосиле 1 :2,83 использовать инструмент как мощный кометоискатель (высококачественный широкоугольный окуляр обеспечивает равнозрачковое увеличение — 40 ).

Во второй схеме применяется ахроматическая линза Барлоу, «вытягивающая» положение главного фокуса до плоскости фотопленки малоформатной фотокамеры. Светосила инструмента при этом снижается до 1:3,5. Потери света на экранирование оказываются оптимальными и составляют приблизительно 10% (для углового поля 2о) = 3°).

Инструмент снабжен искателем (D= 0 мм, 15х), координатными кругами, ручными и электромеханическими приводами.

При фотографических работах телескоп устанавливается на специальный модуль, превращающий азимутальную монтировку в экваториальную.

Испытания телескопа по звездам подтвердили высокое качество оптики. Активное участие в изготовлении деталей телескопа приняли члены клуба В. Исанко и Д. Джафарханов.

Н.П.ВАСИЛЕНКО

Оцените статью
АстроЭра
Добавить комментарий