Максутовский телескоп
Максутов ( также называемый « Мак ») [1] представляет собой конструкцию катадиоптрического телескопа , в которой сферическое зеркало сочетается со слабоотрицательной менисковой линзой в конструкции, в которой все поверхности почти «сферически симметричны». [2] Отрицательная линза обычно имеет полный диаметр и размещается во входном зрачке телескопа (обычно называемая «пластиной корректора» или « оболочкой корректора мениска »). Конструкция исправляет проблемы внеосевых аберраций, таких как кома, возникающие в телескопах-рефлекторах, а также исправляет хроматическую аберрацию . Он был запатентован в 1941 году советским оптиком Дмитрием Дмитриевичем Максутовым . [3] [4] Максутов основал свою конструкцию на идее камеры Шмидта использования сферических ошибок отрицательной линзы для исправления противоположных ошибок в сферическом главном зеркале . Эту конструкцию чаще всего можно увидеть в варианте Кассегрена со встроенной вторичной обмоткой, в которой могут использоваться полностью сферические элементы, что упрощает изготовление. Телескопы Максутова продаются на любительском рынке с 1950-х годов.
Изобретение
[ редактировать ]
работал над идеей объединения сферического главного зеркала еще в 1936 году. в Дмитрий Максутов, возможно , сочетании с отрицательной менисковой линзой посеребрение на обратной стороне, включает эскиз зеркала Манжена с зеркальной частью и негативной линзой, разделенными на два элемента. [5] Максутов, кажется, снова подхватил эту идею в 1941 году как вариацию более ранней конструкции, в которой сферическое зеркало сочеталось с отрицательной линзой, » Бернхарда Шмидта 1931 года « камеры Шмидта . [3] [4] Максутов утверждал, что идея заменить сложную корректирующую пластину Шмидта на цельносферическую «менисковую корректирующую пластину» пришла ему в голову во время поездки в поезде беженцев из Ленинграда. [6] Сообщается, что Максутов запатентовал свою разработку в мае. [6] Август или октябрь 1941 г. [7] и постройка прототипа типа «Максутов- Григорианец » в октябре 1941 года. [7] Максутову пришла в голову уникальная идея использования «ахроматического корректора» - корректора, изготовленного из одного типа стекла со слабой отрицательной формой мениска, которая отклонялась от чистой концентрической сферической симметричной формы для исправления хроматических аберраций. [8]
Подобные независимые конструкции менисковых телескопов были также запатентованы в 1941 году: Альберт Бауэрс (его концентрический менисковый телескоп 1941 года ), К. Пеннинг [9] и Деннис Габор (катадиоптрическая немоноцентрическая конструкция). [10] Секретность военного времени не позволяла этим изобретателям узнать о проектах друг друга, в результате чего каждое из них было независимым изобретением.
Производные конструкции
[ редактировать ]Конструкция Максутова 1944 года была первой опубликованной конструкцией менискового телескопа и была опубликована в широко читаемом Журнале Оптического общества Америки . [11] [12] [7] Это привело к тому, что профессиональные дизайнеры и дизайнеры-любители почти сразу же начали экспериментировать с вариациями, включая конструкции Ньютона , Кассегрена и камеры с широким полем зрения.
Максутов–Кассегрен
[ редактировать ]Существует множество конструкций Максутова, в которых используется конфигурация Кассегрена , при которой выпуклое вторичное зеркало устанавливается рядом с фокусом главного зеркала . В большинстве типов используются корректоры с полной апертурой, и поэтому они не очень большие, поскольку пластина корректора быстро становится непомерно большой, тяжелой и дорогой по мере увеличения апертуры, с очень длительным временем охлаждения для достижения оптимальных оптических характеристик. Большинство коммерческих производителей обычно останавливаются на отметке 180 мм (7 дюймов).
Григорий или «пятно» Максутова–Кассегрена.
[ редактировать ]
В заметках Максутова от 1941 года исследовалась возможность создания «складчатой» конструкции типа Кассегрена со вторичным посеребренным «пятном» на выпуклой стороне мениска, обращенной к главному зеркалу . [7] Он думал, что это позволит создать герметичную и надежную оптическую систему, пригодную для использования в школах. [7] Лоуренса Браймера 1954 года Эта конструкция появилась на коммерческой основе в телескопе Questar и в PerkinElmer конкурирующем патенте дизайнера Джона Грегори на телескоп Максутова-Кассегрена. Коммерческое использование конструкции Грегори было явно зарезервировано за Перкином-Элмером, но было опубликовано как конструкция любительского телескопа в выпуске журнала Sky and Telescope за 1957 год. f /15 и f /23 вариации. Большинство Максутовых, выпускаемых сегодня, имеют конструкцию «Кассегрен» (так называемую «Григорий-Максутов»). [13] или «Спот-Максутов»), использующие цельносферические поверхности и имеющие в качестве вторичного небольшое алюминизированное пятно на внутренней грани корректора. Преимущество этого заключается в упрощении конструкции. Он также имеет то преимущество, что фиксирует выравнивание вторичной обмотки и устраняет необходимость в «пауке», который мог бы вызвать дифракционные всплески. Недостатком является то, что при использовании всех сферических поверхностей такие системы должны иметь фокусные расстояния выше f /15, чтобы избежать аберраций. [14] Также теряется степень свободы в коррекции оптической системы за счет изменения радиуса кривизны вторичной обмотки, поскольку этот радиус такой же, как и у задней грани мениска. Сам Григорий, через секунду, быстрее( f /15 ) конструкции, с целью уменьшения аберраций прибегли к асферизации передней поверхности корректора (или главного зеркала). Это привело к созданию других конструкций с асферическими или дополнительными элементами для дальнейшего уменьшения внеосевой аберрации. [15] Этот тип Максутова-Кассегрена с высоким фокусным числом и более узким полем зрения делает их более подходящими для получения изображений Луны и планет , а также любого другого типа наблюдений, где узкое поле зрения с большим увеличением является плюсом, например, для разрешения плотно упакованных шаровых скоплений и двойных звезд. .
Самым известным ранним любительским астрономическим типом был Questar 3-1/2 Maksutov Cassegrain, представленный в 1954 году, небольшая и дорогая модель, все еще доступная на потребительском рынке. представили модели массового производства В середине 1970-х годов некоторые крупные коммерческие производители . В последнее время дешевое российское, а в последнее время и китайское массовое производство еще больше снизили цены. Многие производители в настоящее время производят Максутова-Кассегрена, такие как Explore Scientific , Intes, Intes-Micro, ЛОМО , Orion Optics , Telescope Engineering Company (TEC), Vixen , Meade Instruments компании линия ETX и тайваньская Synta, производящая Celestron , Sky- телескопов Watcher и Orion Cassegrains. Линии .
Точечная конструкция Максутова-Кассегрена широко использовалась в военной , промышленной и аэрокосмической промышленности. Поскольку все оптические элементы могут быть постоянно зафиксированы в одном положении, а трубка в сборе может быть защищена от воздействия окружающей среды, конструкция чрезвычайно прочна. Это делает его идеальным для слежения, удаленного наблюдения и калибровки радаров/ прицеливания , когда инструменты подвергаются воздействию суровых условий и высоких перегрузок .
Руттен Максутов–Кассегрен
[ редактировать ]
Руттен Максутов-Кассегрен (также называемый Румак или Сиглер Максутов ) [16] имеет отдельное вторичное зеркало, установленное на внутренней поверхности менискового корректора, иногда похожее на конфигурации корректор/держатель зеркала, встречающиеся в коммерческих моделях Шмидта-Кассегрена . Это обеспечивает дополнительную степень свободы в коррекции аберраций за счет независимого изменения кривизны корректора и вторичной обмотки. В частности, это позволяет разработчику асферизировать вторичную обмотку, чтобы обеспечить гораздо более широкое плоское поле, чем традиционные точечные Максутовы, с меньшей внеосевой комой. Установка вторичной обмотки на корректоре также ограничивает дифракционные выбросы. Эта версия названа в честь работы голландского оптического дизайнера Харри Руттен .
Субапертурный корректор Максутова–Кассегрена.
[ редактировать ]
Максутов отметил в своих проектах, что вместо использования полноапертурного корректора небольшой субапертурный корректор и добиться того же эффекта. в сходящемся световом конусе главного зеркала можно поместить [17] В 1980-х Дэйв Шейфер [17] и Ральф В. Филд [18] на основе этой идеи выпустили субапертурные конструкции Кассегрена. Конструкция уменьшает массу и «время остывания» полноапертурного корректора. Он имеет недостатки открытой, незапечатанной трубки и требует наличия крестовины для удержания вторичного зеркала и корректора, что неизбежно влияет на качество изображения из-за дифракционных артефактов. Кроме того, поскольку свет проходит через корректор дважды, количество задействованных поверхностей увеличивается, что затрудняет достижение хорошей коррекции аберраций. [19] [20] Субапертурные корректоры Максутовы в настоящее время производятся телескопами Vixen , их моделями VMC (Vixen Maksutov Cassegrain).
Максутов-Ньютонианцы
[ редактировать ]Оптика Максутова может использоваться в ньютоновских конфигурациях, которые имеют минимальную аберрацию в широком поле зрения , с одной четвертой комой аналогичного стандартного ньютоновского телескопа и половиной комы Шмидта-Ньютона . [21] Дифракцию также можно свести к минимуму, используя высокое фокусное соотношение с пропорционально маленьким диагональным зеркалом, установленным на корректоре, что позволяет этой конструкции достичь контрастности и качества изображения, приближающегося к беспрепятственным рефракторам высокого класса (хотя и с некоторым виньетированием при фотографическом использовании). [22] Как и у Максутова-Кассегрена, общий диаметр оптической системы ограничен из-за массы пластины корректора. Synta Taiwan в настоящее время производит версию диаметром 190 мм под брендом Sky-Watcher, а компания Explore Scientific выпускает версию диаметром 152 мм, разработанную в сотрудничестве с астрономом Дэвидом Леви .
Камеры Максутова
[ редактировать ]Систему Максутова можно использовать в (редкой) конструкции астрономической камеры сверхширокоугольного типа с прямым фокусом, аналогичной камере Шмидта . Как и камера Шмидта, камера Максутова имеет изогнутую фокальную плоскость.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Пол Э. Кинзер, Основы наблюдения за звездами: начало работы в рекреационной астрономии, Cambridge University Press - 2015, стр. 43
- ^ Джон Дж. Савард, «Разные размышления»
- ^ Jump up to: а б Джон Вудрафф (2003). Астрономический словарь Firefly . Книги Светлячка. п. 135 . ISBN 978-1-55297-837-5 .
- ^ Jump up to: а б Эволюция конструкции Максутова
- ^ Дмитрий Максутов: Человек и его телескоп
- ^ Jump up to: а б Армстронг, Э.Б., «Геометрическая оптика и камера Шмидта», Irish Astronomical Journal, vol. 1(2), с. 48
- ^ Jump up to: а б с д и «Дмитрий Максутов: Человек и его телескопы Эдуарда Тригубова и Юрия Петрунина» . Архивировано из оригинала 22 февраля 2012 г. Проверено 24 марта 2009 г.
- ^ Дэниел Дж. Шредер (2000). Астрономическая оптика . Эльзевир Наука. п. 202. ИСБН 978-0-12-629810-9 .
- ^ Фриц Блехингер; Бертрам Ахтнер (2005). Справочник по оптическим системам, том 4: Обзор оптических инструментов . Уайли. п. 806. ИСБН 978-3-527-40380-6 .
- ^ Рудольф Кингслейк (1978). Основы проектирования объективов . Академическая пресса. п. 313. ИСБН 978-0-12-408650-0 .
- ^ «История мак-тритона» . компания7.
- ^ Максутов Дмитрий Дмитриевич (май 1944 г.). «Новые катадиоптрические менисковые системы». Журнал Оптического общества Америки . 34 (5): 270. doi : 10.1364/JOSA.34.000270 .
- ^ Маллани, Джеймс (26 мая 2007 г.). Руководство покупателя и пользователя астрономических телескопов и биноклей . п. 46. ИСБН 9781846287077 .
- ^ Бариль, Марк Рене. «Фотовизуальный телескоп Максутова Кассегрена» .
Несмотря на удобство, эта конструкция ограничена фокусными расстояниями, указанными выше. f /15 , если к какому-либо элементу оптической системы не применяется асферическая коррекция.
- ^ Руттен, Гарри; ван Венрой, Мартин (1988). Оптика телескопа: оценка и проектирование . Ричмонд, Вирджиния: Уиллман – Белл. ISBN 0-943396-18-2 .
- ^ Бариль, Марк Рене. «Фотовизуальный телескоп Максутова Кассегрена» . Архивировано из оригинала 29 октября 2006 г. Проверено 8 апреля 2007 г.
- ^ Jump up to: а б Мур, Патрик (26 июня 2002 г.). Подробнее Малые астрономические обсерватории . п. 229. ИСБН 9781852335724 .
- ^ Синнотт, Роджер В., изд. (август 1981 г.). «Максутовы с субапертурными корректорами» . Небо и телескоп . стр. 166–168. Архивировано из оригинала 20 сентября 2009 года.
- ^ Сачек, Владимир. «Катадиоптрические телескопы» . телескоп-оптика.net . Заметки по оптике любительских телескопов. 10.2.1.
- ^ Моллизе, Род (28 февраля 2009 г.). Выбор и использование новой CAT: максимально эффективное использование телескопа Шмидта-Кассегрена или любого катадиоптрического телескопа . п. 103. ИСБН 9780387097725 .
- ^ Руттен, Харри Дж.Дж.; ван Венрой, Мартин AM (1988). Оптика телескопа: оценка и проектирование . ISBN 9780943396187 .
- ^ Моллизе, Род (28 февраля 2009 г.). Выбор и использование нового CAT . п. 101. ИСБН 9780387097725 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]