180 мм Максутов-Кассегрен - STF Mirage 7 Delux

Обзоры - развернутые сообщения любителей астрономии о практических свойствах астрономического оборудования и аксессуаров - телескопов, окуляров, фильтров, монтировок и т.п.

180 мм Максутов-Кассегрен - STF Mirage 7 Delux

Сообщение Ernest » 22 ноя 2012, 21:24

Обзор трубы STF Mirage 7 Delux


Схема


Это труба любительского телескопа по схеме Максутова-Кассегрена отечественного производства STF-PK попала ко мне на тестирование стараниями Сергея Ларионова.

Максутов-Кассегрен (МК) очень специфическая оптическая система изобретенная Максутовым в его расчетных опытах с ахроматическим мениском. Эта в общем-то простая схема компактного и апертурного телескопа изначально задумывалась автором как аналог Кассегрена, только без асферических поверхностей и растяжек крепления оправы вторичного зеркала. По ходу света схема состоит из умеренной толщины и кривизны мениска вогнутостью к предмету на переднем обрезе трубы, вогнутого довольно светосильного главного зеркала на заднем торце трубы и выпуклого вторичного, которое крепится в середине мениска. Изображение выводится через центральное отверстие в главном зеркале. Все поверхности сферические. Однако оказалось, что в придачу к избавлению от асферик схему можно рассчитать так, чтобы изображение было свободно от комы, которая ограничивает качественное поле зрения классического Кассегрена и делает его юстировку столь неустойчивой. Более того, изображение практически свободно по всему полю зрения и от астигматизма. Качество изображения портит только небольшая кривизна поля зрения.

Единственная реальная аберрационная проблема этой схемы - врожденная сферическая аберрация 5-го порядка (S-образная), которая особенно сильно проявляется на краю апертуры. Сам автор схемы предлагал преодолевать ее зональной ретушью (асферизацией 5-го порядка) одной из поверхностей мениска или главного зеркала и, говорят, владел искусством ретуши в совершенстве. Но положа руку на сердце, совсем не многие из его последователей умеют сделать хорошую ретушь. Часто оказывается, что лекарство горше болезни и результирующий волновой фронт становится похож на грампластинку после неквалифицированного "улучшательства". Да и при апертурах до 200-230 мм МК с относительным 1:10 едва-ли нуждаются в ретуши - даже при наличии сферической 5-го порядка аберрации могут быть уложены в 1/10 дл. волны.

Другая проблема это преувеличенное экранирование и сложная система светозащиты минимум из двух внутренних бленд, что снижает контраст изображения тонких деталей изображения, даже при идеальном исправлении аберраций.

И наконец, закрытая труба сильно удлиняет время тепловой стабилизации мобильного инструмента. МК требует или стационарного размещения, или довольно интенсивной борьбы с теплом, которое аккумулирует труба и оптика внутри нее пока она хранится в теплом помещении. Синдром "теплой" трубы в МК проявляется в первую очередь в виде эффекта "замочной скважины" - грушевидном внефокальном изображении ярких звезд из-за теплового клина (расслоения теплого и холодного воздуха внутри трубы), что в фокусе порождает комообразные искажения. Кроме того, из-за того, что мениск остывает неравномерно (лицевая поверхность по сравнению с тыльной, края по сравнению с серединой) возникает сферическая термоаберрация, которую не стоит путать со сферической высшего порядка, свойственной этому типу оптической схемы.

Интересно, что остыв менисковый инструмент тут же подвергается опасности орошения лицевой поверхности уже из-за ее переохлаждения. Обычно с этим борются при помощи довольно длинной бленды-противоросника (что сильно увеличивает продольный габарит трубы) или даже небольшим подогревом оправы мениска.

Изображение

Характеристики с сайта производителя


ХарактеристикаЗначение
Апертура, мм180
Диаметр вторичного зеркала, мм60
Фокусное расстояние, мм1800
Вынос фокальной плоскости, мм180
Допуск на ошибку волнового фронта (PV), дл. волн1/8
Противоросниксъемный
Искательахроматический 10х50
Монтировочная площадкадва отв. 1/4" и одно 3/8"
Присоединительная резьба хвостовиканаружная Т2"
Резьба хвостовиканаружная Т2"
Стекло менискаК8
Материал зеркалаПирекс
Покрытие зеркала96%
Продольный габарит, мм765
Масса, кг8.5

Телескоп поставляется в мягкой ударозащитной сумке.

Внешний вид и особенности конструкции


Результаты измерений:
  • Труба со съемной блендой противоросником имеет длину 760 мм, диаметр 208 мм.
  • Длина противоросника (сделан из металла) 220 мм.
  • Длина собственно корпуса трубы 480 мм, толщина стенки трубы 2 мм.
  • Световой диаметр мениска 180 мм.
  • Световой диаметр экрана 62 мм, то есть коэффициент линейного экранирования 34.4%.
  • Вес трубы без навесного оборудования 8.5 кг.
Задняя часть трубы и лейбл
Изображение
Задняя часть трубы выполнена весьма лаконично, но не без изобретательности. В центре короткий хвостовик со стандартной 2" наружной резьбой (как у Шмидтов-Кассегренов) для присоединения окулярного оборудования (примерно соотв. метрической m50.5х1). По резьбе этого хвостовика можно присоединить 2" окулярную трубку (как на фото) или 2" диагональное зеркало.

Задник с фокусировочной ручкой и винтами крепежа декоративного кольца
Изображение
На довольно небольшом небольшом расстоянии от отверстия хвостовика (менее чем в 25 мм) расположен длинный шток с маховичком фокусировщика. Вращая этот маховичок можно подгонять плоскость фокусировки под расположение приемника или полевой диафрагмы окуляра. Неприятный момент состоит в том, что этот шток может задевать габаритные аксессуары. Например, я не мог свободно выбирать ориентацию 2" диагонали - ее углы утыкались в шток. Приходится или мириться с этим, или использовать более длинные адаптеры (или удлиняющие проставки), чтобы вынести габаритные аксессуары за шток фокусера.

Хвостовик со стандартной наружной резьбой
Изображение

Задняя сторона со снятым декоративным кольцом,
вентиляционными отверстиями и головками юстировочных винтов

Изображение
Интересен использованный в этой трубе прием решения проблемы вентиляции внутреннего объема. По внешнему кругу задняя крышка имеет 18 вентиляционных отверстий диаметром примерно 15 мм. Эти отверстия могут быть или плотно закрыты декоративным кольцом поджимаемым тремя подпружиненными винтами, или приоткрыты (при немного открученных винтах кольцо на пружинках приподнимается, оставляя таким образом вентиляционную щель для проветривания), или вообще снято, когда надо произвести интенсивную продувку внутреннего объема или получить доступ к юстировочным винтам. Производитель предлагает специальный вентилятор, который может интенсивно нагнетать холодный наружный воздух внутрь трубы через хвостовик. Теплый воздух при этом выходит через вентиляционные отверстия из под кольца. В итоге скорость охлаждения трубы с такой продувкой должна быть намного больше, чем при естественном охлаждении закрытой трубы. Но наблюдения во время такой принудительной вентиляции невозможны - хвостовик занят нагнетающим вентилятором.

Вид через край фокусера на узел вторичного зеркала
Изображение
На фото через край 2" окулярной трубки видно, что светозащита немного "протекает" по крайней кольцевой зоне (обратите внимание на тонкий серпообразный просвет) - фотоприемник или полевая диафрагма в ней может засвечиваться напрямую черех входной зрачок телескопа минуя отражения на зеркалах. Эта же фотография показывает, что виньетирование по краю 2" поля зрения достигает 50% величины (мы видим только половину изображения выходного зрачка).

Вид на трубу спереди
Изображение
Измерения показывают, что входная апертура чуть меньше обещанных 180 мм, а диаметр экрана чуть больше 60 мм. Линейный коэффициент экранирования составляет не менее 34%.

Оправа вторичного зеркала
Изображение
Оправа вторичного зеркала крепится круглой пластиной через эластичную прокладку тремя винтами под шлиц крестообразной отвертки.

Отверстия для доступа к юстировочным винтам оправы вторичного зеркала
Изображение
На крепежном круге оправы вторичного зеркала есть четыре отверстия: центральное для подтягивающего винта и три по перимеру для отталкивающих юстировочных винтов, которые меняют его наклон и влияют на состояние юстировки телескопа. Именно при помощи этих юстировочных винтов следует юстировать этот телескоп на отсутствие комы на оси.

Блики на просветляющих покрытиях мениска
Изображение
Цвет блика просветляющего покрытия на наружной и внутренней поверхности мениска разный: снаружи зеленый, внутри голубой.

Внутренние светозащитные бленды
Изображение
Конструкция "морковки" (светозащитной бленды на центральном отверстии главного зеркала) неожиданно сложная и множеством поперечных кольцевых насечек для защиты от скользящих отражений.

Светозащитное рифление внутренности трубы
Изображение
Внутрення поверхность трубы и бленды-противоросника имеет кольцевой рифление с матовым чернением.

Крепежная пластина для установки на монтировку
Изображение

Тестирование


С возрастом я становлюсь ленив, вот и тестированием оптики этой трубы я занимался со своего балкона, где он простоял безвылазно три-четыре ночи. EQ6 для уравновешивания потребовала пару противовесов по 5 кг, но без удлинения штанги. Погода не экстремальная - около нуля, большей частью облачно, но иногда над Питером ветер раздувает облака и кое-какие небесные светила все-же удалось посмотреть. Но главный предмет рассматривания была искусственная звезда, которую мой сын исправно выносил на улицу и устанавливал в 100-150 метрах от точки наблюдения.

Первый вечер тестирования был безнадежно испорчен - труба совсем не хотела остывать. Через полчаса-час дифракционная картина все еще смазывалась эффектом "замочной скважины" - в фокусе вниз от сильно деформированного центрального пятнышка тянется довольно яркий луч, а в зависимости от знака и величины расфокусировки изображение звезды превращалось или в черный рисунок замочной скважины на светлом круге, или в жирный восклицательный знак. Об исследованиях предела разрешения и тонкой детализации речи не шло. Справедливости ради на момент тестирования я был еще не в курсе вентиляционных отверстий, с ними даже и без вентилятора дела могли пойти веселее. А так я еще час или два мучил трубу и замерзающего на улице сына. "Замочная скважина" постепенно проходила, но появился некий треугольный паттерн на фоне довольно сильных проявлений сферической аберрации. Короче, чтобы не расстраиваться самому и не расстраивать хозяина нелестным отзывом прекратил мучения, но оставил тестируемого на балконе - пусть остывает, утро вечера мудренее.

Утром обратил внимание на обрывки ясного неба и фонарь Юпитера в просветах, кстати осветившего северную сторону нашего дома. Не вытерпел и за полчаса до работы метнулся к судя по всему изрядно остывшему на балконе STF. Юпитер был виден на высоте 25 градусов в направлении 10-15 градусов от стены дома. Нельзя сказать, чтобы Юпитер потряс своей детализацией и контрастом, но в общем-то он выглядел неплохо. При увеличении 450 крат изображение было вполне сносным, хотя трасса наблюдения пересекалась ветвями деревьев и проходила вдоль стены дома. Вероятно, помогал легкий северо-западный ветерок, который срывал тепловую шубу здания. Неожиданно для себя стал свидетелем транзита Ио по диску Юпитера. Тень была самым контрастным объектом на изображении, а диск самого спутника я не сумел зафиксировать - он растворился на равноярком фоне облаков Юпитера. Сделал наскоро около окуляра зарисовку.

Изображение
Бросил взгляд на Капеллу. Звезда выглядела ужасно - раскисшая плюшка, ничего близко похожего на дифракционную картину. Труба телескопа может быть и охладилась, а вот небо для тестирования никакое.

Вечером те-же просветы в рваном покрывале облаков несущихся по небу. Навел телескоп на вылезшую из-за края дома Вегу. Хм... ее изображение на 270х выглядит довольно неплохо. Настоящая вполне спокойная дифракционная картина со слегка плывущим первым колечком, с не очень широким светлым ореолом вокруг звезды (светозащита - на уровне, рассеивание невелико). Перенавелся на двойную-двойную эпсилон Лиры. Тесные двойные компоненты выглядят прекрасно: первые дифракционные колечки от звезд касаются друг-друга и выглядят как 8. Нет и следов разъюстировки. Ну и где Юпитер?! - С другой стороны от дома да и низковато еще. Навелся на М57 - ее призрачное колечко видно, но конечно далеко от вида в 12" где нибудь за городом.

На выходных выглядывало солнце и я продолжил тестирование оптики STF по искусственной звезде - бликам на фарфоровом изоляторе в 150 метрах от моего балкона. Дифракционная картинка как в фокусе, так и вне его близка к идеальной для экранированной апертуры. В фокусе - яркое резко очерченное центральное пятно Эйри окольцованное четким чуть подрагивающим от тепловых токов колечком. Второе и третье кольцо подавлено экранированием, четвертое тонкое и не очень стабильное, но отчетливо заметно. При расфокусировке предфокалы и зафокалы ожидаемо отличаются друг от друга, но это отличие не разительное, вполне отвечающее заявленным 1/8 дл. волны.
Изображение
Большая расфокусировка, при которой часто хорошо бывают заметны огрехи в оптической неоднородности стекла мениска, ни чего криминального не показала.

В процессе тестирования отметил два достаточно важных позитивных момента:
  • Юстировка инструмента идеальная - нет ни малейшего следа комы, при том что телескоп был куплен уже более года назад и за это время, как я понял, и перевозился, и эксплуатировался
  • Фокусер механически выполнен отменно - фокусировка очень отзывчива на вращение фокусировочного маховичка, нет ни запаздывания, ни чрезмерной чувсвительности. А главное - нет обычной болезни фокусировщиков главным зеркалом - смещения (focus shift) изображения при перекладке направления фокусировки.

Примечание
Тестируя со своего балкона по искусственной звезде эту трубу, а до этого разные другие, включая 230 МСТ и 10" Шмидт, несколько неожиданно для себя отметил некоторую интересную тенденцию. Практически ни разу на моем балконе у меня не было проблемы с наблюдением стабильного дифракционного изображения искусственной звезды, будь то солнечные блики на фарфоровых изоляторах дома напротив, свет от электрической искусственной звезды выставленной на тротуаре рядом с домом (часто под довольно пологим углом к его стенке). Практически всегда изображение звезды по шкале Пикеринга можно было оценить на 9-10 баллов. При том что значительную часть испытаний оптики я делал в том числе и в отопительный сезон. Пресловутые "тепловые воздушные токи" окружавшие дом не очень-то и мешали мне в исследовании тонких дифракционных явлений как линзовой, так и зеркальной оптики. Возможно, влияние тепловых воздушных потоков вокруг здания (из-за тепловых потерь) излишне драматизируется и не дает существенного вклада в разрушение качества изображения при балконных телескопических наблюдениях.
На всякий случай - балкон у меня расположен на северной стороне здания, это именно балкон, а не закрытая лоджия. 4-ый этаж 9-этажного здания. Задние кирпичное с толстыми стенами. Дверь в теплое помещение я при наблюдениях и тестировании закрываю. Искусственная звезда как правило располагается в 70-150 метрах от балкона

Обсуждения и обзоры


http://www.astronomy.ru/forum/index.php ... 496.0.html
http://www.starlab.ru/showthread.php?t=17342
http://www.cloudynights.com/item.php?item_id=900

Выводы и рекомендации


Хороший инструмент с отличной оптикой, но в условиях нашего климата могу порекомендовать его только тем, кто готов использовать его как стационарный телескоп (постоянно размещенный при уличной температуре) или приложить руки для устройства постоянной продувки внутреннего объема трубы.
Аватара пользователя
Ernest
Основатель
 
Сообщения: 8660
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Откуда: Санкт-Петербург, Бухарестская, д.33, к.1

Вернуться в Обзоры оборудования

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Bing [Bot] и гости: 9