Война приверженцев рефлекторов и рефракторов

Схемы объективов телескопов, окуляров и проч. аксессуаров. Их преимущества, особенности и недостатки.

Война приверженцев рефлекторов и рефракторов

Сообщение bot » 30 окт 2009, 20:40

Рефрактор или Рефлектор - что лучше?


Именно так обычно начинаются религиозные войны на астролюбительских сайтах. :)
Почему эта дискуссия все ни как не закончится, хотя и ведется с пылом и жаром достойным другого приложения уже давно?
На всякий случай, напомню доводы сторон.

Рефлектор


Это телескоп с трубой по схеме Ньютона (главное зекало + диагональное вспомогательное) и многочисленные ее модификации.
  • Простота схемы обеспечивает максимальное отношение апертуры телескопа к его цене (особенно в варианте монтировки Добсона). А ведь именно апертура (диаметр объектива) определяет максимально достижимое разрешение (то насколько мелкие детали будут видны на объекте наблюдения), контраст и проницание (насколько тусклые объекты будут видны в правильно подобранный окуляр) - весьма (если не самые) важные потребительские характеристики телескопа.
  • При качественной оптике у рефлектора нулевые аберрации в центре поле зрения, то есть в идеале наилучшая передача тонких контрастов в изображении планет, Луны и т.д.
  • Рефлектор легко устанавливается на упрощенную монтировку типа Добсона, что делает для этого телескопа наивысшим отношение апертура/вес и даже апертура/габариты. То есть телескоп получается самым пригодным для мобильных наблюдателей, которых не устраивает качество нашего урбанизированного неба.
  • Высокая светосила (отношение диаметра апертуры к фокусному расстоянию) делает использование Ньютона (и его модификаций) заманчивым для любителей астрофотографии туманных объектов. Их не пугает необходимость использования корректоров комы - увы, практически все астрографы для получения однородного по качеству изображения поля зрения требуют применения коррекционной оптики (корректоры, корректоры-спрямители, компрессоры и т.д.). При визуальных наблюдениях большая светосила объектива обеспечивает большое видимое поле зрения.
  • Труба Ньютона играет роль бленды - пассивного противоросника, что делает его оптику менее восприимчивым к "запотеванию" во время наблюдений прохладными ночами.
  • Схема Ньютона довольно удобна для наблюдений (взгляд наблюдателя направлен вниз, а окуляр расположен на уровне груди-головы).

Рефракторы


Это двухлинзовые (реже трех- и даже четырехлинзовые) объективы телескопов. Для них характерны:
  • Минимальная чувствительность преломляющей оптики к ошибкам изготовления и неблагоприятным факторам эксплуатации (тряска, температурные перепады) делает рефракторы наиболее устойчивой любительской астрономической оптикой, неприхотливой и всегда готовой к наблюдениям. Это для рефракторов приводит к большей вероятности достижения теоретического предела разрешения (который, напомню, ограничивается диаметром апертуры).
  • Отсутствие растяжек и экранирования (спутники зеркальной оптики), минимальное светорассеивание, современные достижения в части просветляющих покрытий и благоприятная форма для защиты от "паразитной" засветки способствует достижению для своей апертуры наивысшего контраста в изображении протяженных объектов.
  • Загрязнения оптики, неизбежно возникающее в процессе эксплуатации, легче удалить с линз - их поверхность более устойчива к появлению царапин и агрессивным химическим воздействиям.
  • Апланатичность рефракторов позволяет им развивать довольно большое поле зрения с довольно однородным качеством изображения. Хотя все они более-менее страдают от кривизны поля зрения и астигматизма.
  • Рефрактор дополненный диагональю весьма удобен для земных наблюдений (в смысле ориентации изображения вверх головой).

Кассегрены


Это большое семейство двухзеркальных телескопов, среди самых распространенных Шмидт-Кассегрены (ШК), Максутов-Кассегрены (МК), Клевцовы (К) и некоторые другие...
  • ШК - легкая компактная труба с закрытым внутренним объемом, относительно невысокая цена и серийное производства (со всеми его достоинствами и недостатками). Универсальный инструмент (планеты чуть хуже, дип-скай чуть лучше). Полевая кома не исправлена в бюджетных сериях, хотя в более дорогих трубах (ACF/Meade и EdgeOn/Celestron) это уже не проблема. Для ШК выпускается куча полезных аксесуаров.
  • МК - все сферические или с минимальной асферизацией оптические поверхности позволяют достичь наивысшего качества изображения по всему полю зрения. Закрытая труба. Строгая апланатичность (нет комы) обеспечивает устойчивость юстировки и однородное качество изображения по всему полю зрения.
  • К - при открытой трубе все оптические поверхности сферические, потенциально телескопы по этой схеме должны быть минимальны по стоимости среди прочих апланатических Кассегренов доступных любителям.

Есть у перечисленных схем и недостатки.


Куда же без них :)

Рефлекторы ругают за неустойчивую юстировку - время от времени для возврата качества изображения в центре поля зрения их приходится юстировать. Кома Ньютонов (аберрация вне центра поля зрения) делает изображение звезд на краю поля зрения весьма "непрезентабельными" - "быстрый" Ньютон следует оборудовать предфокальным корректором комы. Зеркальные поверхности с наружным отражающим слоем требуют большой осторожности при помывке. Даже и осторожном обращении оптические покрытия зеркал в наших наблюдательных условиях не долговечны. Полуоткрытая труба Ньютона довольно долго приходит в температурное равновесие с внешней средой - изображение "струит" и "плывет", при большой апертуре Ньютон редко развивает "положенные" ему по паспорту разрешение. К тому же, изображение в дешевых Ньютонах обычно далеко от совершенных из-за скверного качества зеркал. Труба весьма габаритная, что приводит к повышенной чувствительности к вибрациям, ветру и т.п. - изображение при малейшем касании трясется и его колебания долго не затихают.

Рефракторы (особенно короткофокусные ахроматы) окрашивают изображения фальшивыми цветами, замывают тонкие контрасты на дисках планет. Большая цена рефракторов сколь-нибудь приличной апертуры (более 6") и совершенной аберрационной коррекции (апохроматы). Для защиты от орошения требуется бленда, что увеличивает габариты трубы. Для фотографических работ на больших полях зрения требуется предфокальный корректор поля зрения (для уменьшения проявлений астигматизма и кривизны поля зрения). Рефракторы в среднем имеют наиболее долгоживущую оптику.

Кассегрены (особенно МК и К) еще более восприимчивы к перепадам температуры. Иной апертурный МК (8" и более) может и за всю ночь не "остыть" достаточно, чтобы показать все, на что он способен. Оптика массовых серий ШК не всегда на высоте. Все эти телескопы имеют большие или меньшие проблемы с контрастом, потерями света и светозащитой. Невелико доступное поле зрения. Короткая сама по себе труба требует довольно длинной бленды для защиты от росы. Апертурные коррекционные элементы (мениск Максутова и в меньшей степени пластинка Шмидта) страдают дефектами присущими даже и оптическому стеклу - свили, оптическая неоднородность, всключениями, что заметно удорожает их производство и ограничивает доступную апертуру. Значительное экранирование не способствует высокому контрасту при наблюдении планет, хотя в диапазоне апертур 180-250 мм Максутовы-Кассегрены имеют репутацию планетных телескопов.

Нет ничего совершенного под небом! :?

Вес, габариты и монтировки


Рефракторы для своих апертур обычно довольно габаритны их трубы длинные и тяжелые, спереди они удлиняются за счет бленды-противоросника, сзади за счет узла диагонального зеркала и окуляров. Окулярный узел у них расположен на нижнем конце трубы - монтировка для удобного доступа к окуляру должна быть высокой и, чтобы обеспечить устойчивость - массивной.

Кассегрены (в том числе и катадиоптрики вроде Шмитда-Кассегрена, Максутова-Кассегрена) имеют небольшой вес и весьма компактны, хотя и они спереди удлиняются на пару апертур блендой-противоросником, а с тыльной стороны окулярным узлом. Окулярный узел у коротких Кассегреновских труб расположен недалеко от центра тяжести, парусность трубы невелика и монтировка может быть довольно легкой умеренной высоты.

Ньютоны также имеют относительно небольшой вес и среднюю по размерам трубу (меньше чем у рефрактора равной апертуры, но больше, чем у Ксссегрена), окулярной оборудование увеличивает ее поперечный габарит, бленда может отсутствовать или быть довольно короткой. Парусность (подверженность вибрациям на ветру) трубы велика. Окулярный узел на трубе Ньютона расположен в верхней части и для удобного доступа к нему монтировка может быть очень низкой, а стало быть без потери в жесткости легкой и компактной (на этот преимуществе строится конструкция Добсонов).

Соображения общего плана


Без претензий на окончательный вывод.
  1. Разнообразие предложений в астромагазинах и разнообразие телескопов на руках у любителей астрономии говорит о том, что нет одной наилучшей схемы. Иначе "прочие" уже давно бы сошли на нет. Следует отметить, однако некоторые общие закономерности. Среди малых апертур вполне справедливо доминируют рефракторы (как дешевые ахроматы, так и дорогие апохроматы). Начиная со средних апертуры (5"-7") уже преобладают Ньютоны при заметном присутствии ШК - уж слишком громоздкими и дорогими становятся чисто линзовые телескопы. За МК небольшой, но устойчивый сектор в области средних и малых апертур. При апертурах выше среднего это уже эксклюзив (цена начинает быстро расти из-за высокой стоимости стекла мениска). В диапазоне сверхбольших апертур Ньютоны (именно в виде Добсонов) практически не имеют альтернативы.
  2. Небольшая разница в апертуре легко бьет большие различия в качестве изображения. Детализация в поле зрения самого совершенного 70 мм апохромата может оказаться не лучше, чем у посредственного 100 мм ахромата.
  3. Возможность наблюдать под черным далеким от городской засветки - мобильность телескопа - часто много важнее его прочих совершенств. Городское небо понижает проницание на несколько звездных величин! Поэтому следует сравнивать не только и не столько трубы, но вес/габариты телескопа в сборе с его монтировкой (вес и габариты при перевозке), помня, что час наблюдений под черным небом стоит месяцев городских.
  4. Рассматривая с лупой достоинства и недостатки оптических схем, принимайте хотя бы минимально во внимание себя и свои обстоятельства. Фетишисту важнее лейбл и общеизвестная перфектность инструмента, которым он владеет. Человек, у которого руки зудят, воспринимает инструмент, как объект приложения своих талантов и умений, своего рода вечный конструктор. Есть шопоголики, которые просто не могут себе отказать в покупке, часто безо всякой идеи относительно того будут ли они ею использоваться и как часто. Найдется ли свободный вечер/ночь для того, чтобы посвятить его столь специфичному хобби. Совпадет ли этот вечер с удобной погодой? Есть ли автомобиль, чтобы сорваться подальше от города? Найдете ли вы понимание со стороны родных? Все это много важнее оптической схемы
  5. Первый телескоп может быть любым. Он нужен не столько для того, чтобы получить максимум от инструмента, сколько для того, чтобы проверить насколько это увлечение вам годится. Внимательный (и уже осознанный) выбор нужен при покупке (изготовлении) второго (и последующих) инструмента.
  6. Рискнув открыть на каком-нибудь астрономическом форуме тему "Что лучше рефрактор или рефлектор" помните, что реплик она соберет много, толку будет мало, а в конце все поругаются и тему закроют. :)

Удачи в выборе!

Назад к оглавлению статей
bot

 
Сообщения: 31
Зарегистрирован: 28 окт 2009, 12:20

Re: Война приверженцев рефлекторов и рефракторов

Сообщение Ernest » 11 дек 2015, 11:57

Вот нашел на Клаудинайтс квалифицированный пример сравнения возможностей телескопов по диску Урана. В сравнении участвовали 10" Шмидт-Кассегрен (картинка слева) и 5" апохромат (скорее всего Meade Series 5000 127 EDT Apo Triplet, справа). Увеличения примерно одинаковые, чуть больше 300х. Атмосферные условия оценены на 7 из 10. Как видим, рефрактор со всеми своими преимуществами отдыхает, просто по факту недостаточной апертуры.

Изображение
Аватара пользователя
Ernest
Основатель
 
Сообщения: 9558
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Откуда: Санкт-Петербург, Бухарестская, д.33, к.1


Вернуться в Оптические схемы

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 2