Вторник 21.09.202103:22
Приветствую Вас Гость | RSS
 
Главная Глава 5 (продолжение) Регистрация Вход
Меню сайта
Категории
Московское отделение [5]
Ленинградское отделение [2]
Мурманское отделение [3]
Новосибирское отделение [0]
Центральный совет [0]
Наблюдательная астрономия [9]
Телескопостроение [0]
Лекции [2]
Тротуарная астрономия [1]
Новости сайта [0]
Енисейское отделение [7]
Балашихинское отделение [0]
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

 

Глава 5 (продолжение)

По мере заплывания канавок их нужно возобновлять так же, как на основном полировальнике. Конечно, слой смолы в центре полировальника, отлитого на плоском диске, будет толще, а значит, центр полировальника будет работать несколько эффективнее его краев, но в данном случае это не беда, поскольку лучи звезды при формовке слегка расплывутся, отчего периферия зеркала будет срабатываться чуточку активнее. Еще лучше применить звездчатый полировальник с более толстым (до 8 – 10 мм) слоем смолы. При этом способе применяются центральные штрихи с большим выносом (от 0,5 до 0,7 радиуса зеркала в каждую сторону). Следует активнее вращать зеркало, а еще лучше работать на станке. Смола для звезды может применяться несколько более мягкая. Это даже желательно. Если не хочется переваривать смолу, можно поднять на несколько градусов температуру в рабочем помещении. При таком методе параболизации довольно трудно получить чересчур заваленный край (и это хорошо!). Гораздо чаще получается подвернутый край. Выправить его можно короткими штрихами по хорде с большим смещением звезды относительно центра зеркала. Точно так же выправляются зональные ошибки. Другой способ выправить их – временно перейти на эллиптический штрих. Оба способа не являются панацеей, но все же работают. Нередко возникает и такая ситуация: подвернутый край сопровождается валиком на зоне 0,7...0,9r. В этом случае целесообразно сначала устранить валик местной ретушью с помощью малого звездообразного полировальника. Его диаметр должен примерно соответствовать ширине валика. Попытка устранить основной звездой одновременно подвернутый край и валик скорее всего приведет к завалу края.

Отсюда мораль: не нужно жалеть времени на изготовление дополнительного инструмента – в данном случае малого звездчатого полировальника. Победа над огрехами поверхности зеркала достигается через победу над собственной ленью. Чаще подвергайте зеркало контролю! Думаю, напоминание о высокой эффективности местной ретуши не будет лишним. Если все пошло как надо, валик очень скоро исчезнет, но на зеркале останется некая концентрическая рябь – узкие зональные ошибки малой амплитуды. Убрать их проще всего основной звездой, применив эллиптический штрих. Иногда для этого достаточно одной минуты работы.

Еще более радикальный способ параболизации, хорошо показавший себя в МОО АГО при изготовлении зеркал со значениями А вплоть до 1:4, состоит в изготовлении не одного, а двух меньших, чем зеркало, полировальников. Их диаметры: примерно 0,4D и 0,7D (можно чуть больше или чуть меньше). На обоих полировальниках формуются звезды. Основным является полировальник диаметром 0,4D. Вначале – 10 минут работы центральным штрихом. Затем – 7 минут работы с выносом на хорду на расстояние от центра 0,4r. И наконец, 4 минуты работы с выносом на хорду на расстояние от центра 0,7r (рис. 28). Выносы за край зеркала во всех случаях умеренные. При работе на станке надо следить, чтобы малый полировальник поворачивался медленно, а не вертелся, как заведенный. Часто приходится придерживать его пальцами или даже привязывать к поводку станка шнурком. По окончании сеанса фигуризации теневое испытание зеркала может показать, что до параболической формы еще далеко – чаще всего потому, что продольная аберрация недостаточна. Тогда следует повторить сеанс, возможно, несколько раз – вплоть до достижения продольной аберрации, близкой к расчетной. Теперь надо оценить плавность параболы и при необходимости углубить ту или иную зону опять-таки малой, основной звездой. Затем – затереть мелкие неровности рельефа звездой с диаметром 0,7D, на что обычно хватает трех-пяти минут работы.

схема метода параболизации

Рис. 28. Схема одного из методов параболизации.

Хочу предупредить начинающего телескопостроителя: вам вряд ли стоит применять этот метод параболизации на вашем первом параболическом зеркале. Он требует некоторой квалификации. Лучше приберегите его для ваших следующих зеркал, а пока используйте метод, описанный Д.А. Наумовым. Он работает вполне удовлетворительно.

При параболизации в центре зеркала может возникнуть яма малого диаметра, но столь же часто возникает неширокий бугор. Поскольку вы собираетесь строить «ньютон», центр зеркала не имеет сколько-нибудь серьезного значения и неровность можно оставить, но лишь при условии, что она будет полностью затенена вторичным зеркалом.

Последняя рекомендация: при параболизации можно и даже полезно подмазывать больше полирита, чем при сполировывании мата и фигуризации зеркала до сферы.

На этом рассказ (точнее, мои дополнения к советам классиков) о фигуризации зеркала можно закончить. Однако – хотя бы для очистки совести – я должен еще раз попросить вас ответить на вопрос: так ли уж нужно ли вам параболическое зеркало на первый случай? И еще раз решительно отсоветовать вам с самого начала гнаться за большими апертурами и короткими трубами. Впоследствии – да, очень может быть. Но обязательно начните со 150-200-миллиметрового зеркала, лучше сферического. Прежде всего, в работе над ним вы поймете, привлекает ли вас самостоятельное изготовление астрономической оптики. Если да, то очень хорошо, но все равно оставьте более сложные зеркала на потом. Если же вам невтерпеж натереть параболу прямо на первом вашем зеркале, то не гонитесь по крайней мере за большими относительными отверстиями. Поверьте на слово: при ручной работе, без надежной оптической скамьи и совершенного теневого прибора, в котором светящаяся щель совмещена с ножом, а также отсутствии большого опыта приличное параболическое зеркало с А = 1:5 у вас не получится.

Об этом говорит весь опыт работы АГО, куда время от времени поступают на испытание зеркала, изготовленные любителями на дому. Среди этих зеркал практически нет хороших парабол, причем ошибки фигуры часто обнаруживаются уже при испытании методом Фуко из центра кривизны, еще до более строгих испытаний! Чаще всего основные ошибки связаны с краем – заваленным или подвернутым. Рельеф в виде «грампластинки» тоже отнюдь не редкость.

Ну что тут поделаешь – грамотное чтение теневых картин тоже требует опыта.

Параболизация зеркал – непростое дело. Скажу более: серьезное искусство. Будь это не так, разве появились бы в продаже короткие «ньютоны» со сферическими зеркалами и линзовыми корректорами?

Но допустим, что у вас есть и опыт, и оптическая скамья, и лучший на свете теневой прибор – получится ли хорошее параболическое зеркало с теми же параметрами в данном случае? Очень может быть, но с оговоркой: получится хорошее любительское зеркало. Будет ли оно пригодно для наблюдений с большими увеличениями? Да, конечно. Но вряд ли его «штрель» достигнет хотя бы значения 0,8. При испытаниях методом Фуко из центра кривизны вам просто не удастся заметить разницу между зеркалом со «штрелем» 0,7 и идеальным зеркалом. Никакой метод Миллье-Лакруа здесь не поможет. Помогут лишь нуль-тесты, позволяющие видеть на параболическом зеркале плоский теневой рельеф, а для этого нужны эталонные зеркала высокой точности8, причем желательно, чтобы хотя бы одно зеркало – либо испытуемое, либо эталонное – имело центральное отверстие, поскольку в противном случае придется включать в схему диагональные зеркала, также изготовленные с высокой точностью.

Кстати, в книге Л.Л. Сикорука, описавшего различные нуль-тесты, содержится удивительное заявление: используя один из нуль-тестов, автору удалось изготовить параболическое зеркало с точностью поверхности λ/100, а то и λ/200. Утверждение странное, учитывая, во-первых, что сама по себе точность теневого метода Фуко никак не превышает λ/100 (и в самом лучшем случае с этой точностью изготовлено эталонное зеркало, что само по себе маловероятно), а во-вторых, в схему входит еще и призма с неизвестной точностью. Между прочим, даже идеальная призма в сходящемся пучке лучей переисправляет сферическую аберрацию – иными словами, пользуясь такой схемой, мы будем считать испытуемое зеркало параболическим, в то время как оно несколько уклоняется в сторону эллипсоида. Уклонение будет небольшим, но заведомо превысит λ/100. При замене призмы на диагональное зеркало опять-таки встанет вопрос о точности его изготовления.

Самое интересное заключается в том, что точность главного зеркала телескопа порядка λ/100 не просто практически недостижима, но и никому не нужна на деле. Точности λ/8 при общей плавности фигуры зеркала вполне хватит. На практике же решающее значение имеет число Штреля.

Получить его численное значение без интерферометра и специальной компьютерной программы вам не удастся. Зато вы сможете оценить его грубо, то есть понять, «дает точку» зеркало или не дает. Для сферического (или немного уклоняющегося в сторону параболоида) зеркала используйте уже знакомый вам тест с искусственным звездным небом. Поставьте сильный окуляр, сфокусируйтесь и выберите среди микроотверстий алюминиевой фольги одно или несколько самых маленьких отверстий, лежащих недалеко от центра поля зрения. Они удивительно похожи на реальные звезды при наблюдении с большим увеличением. Вокруг каждой «звезды» вы должны четко увидеть первое (ближайшее к «звезде») дифракционное кольцо и – при достаточно ярком источнике света – значительно более тусклое второе. Третье кольцо при идеальной оптике обычно не видно. Но если вокруг каждой «звезды» вы отчетливо различаете множество колец, это говорит о заметной сферической аберрации, то есть о значительном отклонении фигуры зеркала от идеала. «Крестики» же вместо «звезд», как было сказано ранее, укажут на сильный астигматизм (рис. 29)

результаты интерферометрического испытания астигматичного зеркала телескопа

Рис. 29. Результаты интерферометрического испытания астигматичного зеркала.

(Еще раз уточняю: при испытании зеркала из центра кривизны сказанное относится только к сферическому или близкому к сфере зеркалу. При испытании таким же образом параболоида удастся оценить только астигматизм – все остальное утонет в густом «пухе».)

В самых «тяжелых» случаях нет ни «звезд», ни колец вокруг них, а есть неаккуратные размытые пятна. В таких случаях говорят, что зеркало «не дает точки», что означает его полную непригодность. Если установить такое главное зеркало в телескоп, то наблюдения с большими и даже, возможно, средними увеличениями потеряют всякий смысл. Вы не сможете ни разрешить тесную звездную пару, ни оценить форму мелкой планетарной туманности, ни разделить на звезды даже ярчайшие шаровые скопления. Вместо обещанной «алмазной пыли» – прекрасное зрелище, между прочим! – вы увидите лишь некий рябой туман, весьма неприглядный на вид.

Не думайте только, что лишь у любителей получаются такие зеркала. Как раз любители зачастую вытягивают пусть не самую лучшую, но все же «точку». А иногда даже и неплохую. На практике это означает возможность применения больших увеличений при наблюдении небесных объектов в телескоп с такой оптикой. Упомянутый выше А.А. Михеев в свой 325-мм «ньютон» со «штрелем» всего 0,7 в 1958 году первым среди астрономов-любителей сообщил о наблюдении им кратеров на поверхности Марса!9

Недавно мне пришлось фигуризовать 200-мм зеркало с А = 1:5,4, предназначенное для облегченного телескопа Ньютона – надо же иметь разборный инструмент для дальних поездок! Испытания зеркала при его параболизации велись поначалу из центра кривизны. Фигуризацией удалось достичь картины, визуально не отличимой от качественного параболоида. «Точку» зеркало давало, и с виду неплохую. Однако интерферометрическое исследование показало «штрель» всего лишь около 0,7, то есть примерно такой же, как у зеркала А.А. Михеева. Мораль проста и подтверждает сказанное мною выше: испытания из центра кривизны, даже в сочетании с методом Миллье-Лакруа, вообще не позволяют «ловить» малые отличия поверхности зеркала от параболоида. К счастью, в оптической мастерской АГО нашлось плоское эталонное зеркало диаметром 230 мм с центральным отверстием, с помощью которого удалось собрать схему автоколлимации с двойным отражением от испытуемого зеркала, т. е. весьма чувствительную. Тут сразу выявились ошибки поверхности, кстати, весьма типичные: подвернутый край, валик на средней зоне. После устранения этих ошибок число Штреля составило 0,952, иными словами, зеркало перешло из категории хороших по любительским меркам (а на самом деле всего лишь худо-бедно годным) в категорию превосходных (рис. 30). При этом теневая картина показывала малые остатки рельефа и теоретически фигура зеркала могла быть еще улучшена. Однако было решено прервать фигуризацию, поскольку при некотором приближении к идеалу вероятность испортить всю работу неверным выбором режима полировки становится слишком уж большой. Тут уместно вспомнить правило: «Лучшее – враг хорошего». Иногда нужно уметь вовремя остановиться.

результаты интерферометрического испытания качественного параболического зеркала телескопа

Рис. 30. Результаты интерферометрического испытания качественного параболического зеркала.

Из сказанного отнюдь не следует, что изготовление любительской оптики на дому лишено смысла. Как раз наоборот! Просто не ставьте перед собой задач, на решение которых вы, может быть, и способны, но ваше простейшее измерительное оборудование – нет.

А теперь кину камень в огород «профессионалов»: мне дважды доводилось заново фигуризовать зеркала «ньютонов» промышленного изготовления с относительным отверстием 1:5. В обоих случаях параболической поверхности не было и в помине, а было нечто сфероподобное по краям и обширный бугор в центре. За телескопы с такими, с позволения сказать, зеркалами два любителя заплатили деньги дилерам...

 


8Либо специальные компенсационные линзы, добыть которые для любителя практически нереально.

9О том, действительно ли А.А. Михеев наблюдал кратеры Марса, шли и идут споры. Большинство склоняется к заключению: он мог их наблюдать в 325-мм инструмент при редком, почти идеальном состоянии атмосферы и, разумеется, во время противостояния Марса.

 

 

Глава 1 Глава 2 Глава 3 Глава 4 Глава 5 Глава 6 Глава 7 Глава 8 Глава 9
Вход на сайт
Поиск
Календарь
«  Сентябрь 2021  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
  12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
27282930
Наш опрос
Оцените наш сайт
Всего ответов: 15
Архив записей
Copyright MOO AGO © 2021 Карта сайта XML
Всесоюзное Астрономо-Геодезическое Общество (1932-2020)