|
Пограничный слой обволакивает лицевую сторону главного зеркала (как показано на изображении, полученном при испытании теневым методом) и сохраняется до тех пор, пока имеется разность температур между стеклянной поверхностью и окружающим воздухом. Модель стенки трубы телескопа была помещена сверху охлаждающегося зеркала, чтобы продемонстрировать, как теплый воздух, поднимающийся с поверхности зеркала, превращается в потоки трубы. |
|
|
Этот снимок расфокусированной искусственной звезды, сделанный через 8-дюймовый телескоп Ньютона, принадлежащий автору, ярко демонстрирует оптические эффекты теплового пограничного слоя. Это – пример экстремального случая при ΔT 25°C, когда телескоп был вынесен на открытый воздух в холодную зимнюю ночь. К счастью, степень турбулентности пограничного слоя, продемонстрированная здесь, длится недолго. |
|
|
Это - более типичное появление пограничного слоя во время проведения модифицированного тестирования по звезде при ΔT 5°C. Эти отдельные кадры были отобраны из 10-секундного видеоряда, чтобы проиллюстрировать, насколько быстро меняется структура пограничного слоя. Обратите внимание, как изменяется масштаб структуры пограничного слоя. (На этих снимках верхняя часть зеркала находится вверху). |
Лучше один раз увидеть...
Прежде чем пытаться каким-либо образом исправить недостаток, необходимо использовать действительно объективный и воспроизводимый метод, чтобы определить состояние температурного равновесия вашего телескопа. Несмотря на то, что установка для испытания теневым методом, которую я использую, очень чувствительна и способна обнаружить пограничный слой, она не подходит для испытаний в полевых условиях. К счастью, пограничный слой, с подобным уровнем чувствительности, возможно увидеть, используя модифицированный вариант известного тестирования по звезде. Более того, вы, вероятно, поймете, что это испытание по обнаружению пограничного слоя проводить даже легче.
Чтобы увидеть тепловой пограничный слой в вашем телескопе, вставьте окуляр, который дает увеличение, в 5 - 10 раз превосходящее апертуру вашего телескопа в дюймах (это увеличение намного ниже стандартного, используемого в тестировании по звезде). Например, в 8-дюймовом телескопе, 40x-80x – более или менее достаточно. Затем, наведите свой телескоп на самую яркую звезду на небе, или даже на яркую планету, такую как Юпитер или Венера. Колесом фокусировки размывайте изображение до тех пор, пока контур вторичного зеркала и паука не начнет четко вырисовываться на фоне яркого, увеличенного диска светящегося главного зеркала. В зависимости от диафрагменного числа вашего телескопа, вы можете расфокусировать его на половину дюйма или более - намного больше, чем для стандартного тестирования по звезде. Наблюдайте до тех пор, пока не найдете точку, где турбулентность проявляется в виде пятнистого теневого рельефа, перемещающегося быстрым, случайным образом. Скорость изменения рельефа не постоянна из ночи в ночь, и на нем легче сфокусироваться, когда он перемещается более медленно. Если температурные проблемы возникнут внутри телескопа, то вы увидите их на данном рельефе, расположенными в виде пятнистой теневой структуры, которая перемещается намного медленнее. Эти "тепловые волны" имеют тенденцию медленно подниматься с основания зеркала, и вызваны тепловым пограничным слоем, окутывающим лицевую сторону главного зеркала.
Лучше всего проводить первое испытание данным методом, будучи уверенными в том, что ваш телескоп имеет температурные проблемы. Если телескоп в холодную зимнюю ночь вынести на улицу, присутствие заметных рельефов пограничного слоя будет гарантировано в течение приблизительно 30 минут, и его появление в вышеописанном испытании должно быть очевидным. (Шутки ради, попробуйте поместить ладонь перед телескопом, если хотите увидеть действительно впечатляющее изображение!) Когда вы приобретете опыт, проводя данное испытание, вы сможете обнаруживать менее очевидные рельефы. |
|
Другой способ измерить температурный режим главного зеркала подразумевает использование недорого цифрового термометра, измеряющего температуру снаружи и внутри помещения. «Наружный» датчик прикрепляется к тыльной стороне главного зеркала клейкой лентой и покрывается слоем пенопласта [пенорезины/термозита] толщиной достаточной для изоляции датчика от окружающего воздуха. |
|
|
Сам корпус термометра (в котором находится «комнатный» датчик) прикрепляется к наружной стороне трубы телескопа. Данное устройство служит удобным средством для сравнения температуры зеркала с температурой окружающего воздуха. На момент, когда была сделана эта фотография, ΔT составляла 26.9°F. |
|
Если вы находите, что атмосферная турбулентность вас слишком дезориентирует, то это испытание можно также провести на подходящем земном источнике света. Для этого можно использовать отдаленный уличный фонарь или другой яркий точечный источник света, если он находится на расстоянии нескольких сотен метров. Важно, чтобы источник света был достаточно маленьким, иначе контраст теневых рельефов начнет уменьшаться.
В отсутствие атмосферной турбулентности, испытание покажет даже самые незначительные оптические погрешности из-за тепловых деформаций. Чтобы лучше понять, что представляет собой это испытание, посмотрите его примеры, представленные в видеофильме, который доступен для просмотра на: http://www.skyandtelescope.com/howto/scopes/article_1182_1.asp
Выделите время, чтобы протестировать ваш телескоп и ознакомиться с видом температурных проблем. Во 2-ой части статьи я опишу некоторые способы их устранения, которые помогут вылечить ваш телескоп от тепловой болезни. Если вы будете знать заранее, как определять проблемы, то вы будете готовы оценить эффективность решений, которые я коротко изложу в статье в следующем месяце. *
БРАЙАН ГРИР инженер-механик и любитель телескопостроения, из г. Уордингтона, штат Огайо, который любит наблюдать планеты в свой излюбленный инструмент – термически оптимизированный рефлектор Ньютона. Более подробную информацию о его исследованиях в области телескопов можно найти на его персональном веб-сайте: http://www.fpi-protostar.com/bgreer
|
На этой фотографии запечатлен автор статьи Брайан Грир со своим 8-дюймовым телескопом, подготовленным для испытания теневым методом. К фокусирующему устройству телескопа прикреплена цифровая камера для записи результатов испытания. |
|
Май 2004 Небо и Телескоп
(перевод выполнен Aquila, октябрь 2009) |
|
|
Улучшение температурных характеристик телескопов-рефлекторов системы ньютона (часть вторая) >>
|