Maksutov dalekohled - Maksutov telescope

150mm otvor Maksutov – Cassegrain dalekohled

Maksutov (také nazýván „ Mak “) je catadioptric dalekohled konstrukce, které spojují sférické zrcadlo s slabě negativní menisku čočky v designu, který využívá všech povrchů je téměř ‚sféricky symetrické‘. Negativní čočka má obvykle plný průměr a je umístěna u vstupní zornice dalekohledu (běžně se jí říká „korekční deska“ nebo „ korektor menisku “). Návrh opravuje problémy mimoosých aberací, jako je kóma nalezená v odrážejících dalekohledech, a zároveň koriguje chromatickou aberaci . To bylo patentováno v roce 1941 ruským optikem Dmitrijem Dmitrijevičem Maksutovem . Maksutov založil svůj návrh na myšlence za Schmidtovou kamerou pomocí sférických chyb záporné čočky k opravě opačných chyb v sférickém primárním zrcadle . Návrh je nejčastěji vidět ve variantě Cassegrain s integrovaným sekundárním prvkem, který může využívat celo sférické prvky, čímž zjednodušuje výrobu. Maksutovské dalekohledy se na amatérském trhu prodávají od 50. let.

Vynález

Dmitrij Dmitrievič Maksutov

Dmitri Maksutov možná pracoval s myšlenkou spárování sférického primárního zrcadla ve spojení s čočkou negativního menisku již v roce 1936. Jeho poznámky z té doby o funkci Manginových zrcadel , raného katadioptrického reflektoru reflektoru sestávajícího z negativní čočky s postříbření na zadní straně, obsahuje náčrt Manginova zrcadla se zrcadlovou částí a negativní čočkou rozdělenou na dva prvky. Zdá se, že Maksutov se této myšlenky chopil znovu v roce 1941 jako variace na dřívější design, který spároval sférické zrcadlo s negativním objektivem, „ Schmidtovu kameru “ Bernharda Schmidta z roku 1931 . Maksutov tvrdil, že přišel s myšlenkou nahradit složitou Schmidtovu korekční desku všesférickou „meniskovou korekční deskou“ při jízdě vlakem uprchlíků z Leningradu. Maksutov je popsán jako patentování jeho designu v květnu, srpnu nebo říjnu 1941 a výroba prototypu stylu „Maksutov– gregoriánský “ v říjnu 1941. Maksutov přišel s jedinečným nápadem pomocí „achromatického korektoru“, korektoru vyrobeného z jediného typ skla se slabým negativním tvarem menisku, který se odchýlil od čistého soustředného sférického symetrického tvaru, aby korigoval chromatickou aberaci.

Podobné nezávislé konstrukce dalekohledu pro meniskus byly patentovány také v roce 1941: Albert Bouwers (jeho soustředný meniskusový dalekohled z roku 1941 ), K. Penning a Dennis Gabor (katadioptrický nemonocentrický design). Válečné tajemství bránilo těmto vynálezcům v tom, aby věděli o návrzích toho druhého, což vedlo k tomu, že každý byl nezávislým vynálezem.

Odvozené vzory

Maksutovův design z roku 1944 byl prvním publikovaným designem meniskusového dalekohledu a byl publikován v široce čteném časopise Journal of the Optical Society of America . To vedlo k tomu, že profesionální a amatérští designéři téměř okamžitě experimentovali s variacemi, včetně návrhů kamer Newtonian , Cassegrain a širokoúhlých fotoaparátů.

Maksutov – Cassegrains

Existuje mnoho návrhů Maksutova, které používají konfiguraci Cassegrain a montují konvexní sekundární zrcadlo blízko ohniska primárního zrcadla . Většina typů používá korektory s plnou clonou, a proto nejsou příliš velké, protože korekční deska se rychle stává neúměrně velkou, těžkou a nákladnou, jak se zvyšuje clona, ​​s velmi dlouhými dobami ochlazení pro dosažení optimálního optického výkonu. Většina komerčních výrobců se obvykle zastaví na 180 mm.

Gregory nebo „spot“ Maksutov – Cassegrains

Světelná stezka v typickém „Gregory“ nebo „spotovém“ Maksutově – Cassegrain.

Maksutovovy návrhové poznámky z roku 1941 zkoumaly možnost „skládané“ konstrukce typu Cassegrain se sekundárním postříbřeným „bodem“ na konvexní straně menisku obráceného k primárnímu zrcadlu . Myslel si, že to vytvoří utěsněný a odolný optický systém vhodný pro použití ve školách. Tento návrh se objevil na trhu v Lawrence Braymer je 1954 Questar dalekohledu av PerkinElmer návrhář John Gregory ‚s konkurenčním patentu pro Maksutov-Cassegrain. Komerční využití Gregoryho návrhu výslovně vyhrazeno pro Perkin-Elmer, ale byl publikován jako amatérský dalekohled designu v roce 1957 vydání Sky a dalekohled na f / 15 a f / 23 variací. Většina dnes vyráběných Maksutovů je tohoto typu designu „Cassegrain“ (nazývaného buď „Gregory – Maksutov“ nebo „Spot-Maksutov“), které používají sférické povrchy a jako sekundární mají na vnitřní straně korektor. To má tu výhodu, že zjednodušuje konstrukci. Má také tu výhodu, že fixuje zarovnání sekundární části a eliminuje potřebu „pavouka“, který by způsoboval difrakční hroty. Nevýhodou je, že pokud se použijí všechny sférické povrchy, musí mít takové systémy ohniskové poměry nad f / 15, aby se zabránilo aberacím. Rovněž je ztracen stupeň volnosti při korekci optického systému změnou poloměru zakřivení sekundárního, protože tento poloměr je stejný jako poloměr zadní strany menisku. Gregory sám se ve druhém, rychlejším ( f / 15) designu uchýlil k asferizaci povrchu předního korektoru (nebo primárního zrcadla), aby omezil aberace. To vedlo k dalším návrhům s asférickými nebo dalšími prvky k dalšímu snížení odchylky mimo osu. Tento typ vysokého ohniskového poměru Maksutov-Cassegrain a užšího zorného pole je činí vhodnějšími pro lunární a planetární zobrazování a jakýkoli jiný typ pozorování, kde je výhodou zobrazení s vysokým výkonem v úzkém poli, jako je řešení těsně zabalených kulových hvězdokup a dvojitých hvězd .

"Spot" Meade ETX Maksutov – Cassegrain.

Nejpozoruhodnějším raně amatérským astronomickým typem byl Questar 3-1 / 2 Maksutov Cassegrain představený v roce 1954, malý a drahý model, který je stále k dispozici na spotřebitelském trhu. V polovině 70. let došlo k zavedení sériově vyráběných modelů některými z hlavních komerčních výrobců. V poslední době nízkonákladová ruská a v poslední době i čínská masová výroba stlačily ceny ještě dále. Mnoho výrobců v současné době vyrábí Maksutov – Cassegrains, jako jsou Explore Scientific , Intes, Intes-Micro, LOMO , Orion Optics , Telescope Engineering Company (TEC), Vixen , řada ETX Meade Instruments a Synta Taiwan vyrábí Celestron , Sky- Čáry dalekohledů Watcher a Orion .

Bodový design Maksutov – Cassegrain byl široce používán ve vojenských , průmyslových a leteckých aplikacích. Vzhledem k tomu, že všechny optické prvky mohou být trvale zafixovány v zákrytu a trubková sestava může být utěsněna vůči životnímu prostředí, je design extrémně odolný. Díky tomu jsou ideální pro sledování, vzdálené sledování a radarovou kalibraci / boresighting , kde jsou přístroje vystaveny drsnému prostředí a vysokým silám g .

Rutten Maksutov – Cassegrains

Světelná stezka v typické Rutten Maksutov – Cassegrain.

Rutten Maksutov – Cassegrain (nazývaný také Rumak nebo Sigler Maksutov ) má samostatné sekundární zrcadlo namontované na vnitřní ploše korektoru menisku, někdy podobné konfiguracím korektoru / držáku zrcadla, které se nacházejí v komerčních Schmidt – Cassegrains . To poskytuje další stupeň volnosti při korekci aberace změnou zakřivení korektoru a sekundárního obvodu nezávisle. Konkrétně umožňuje designérovi aspherizovat sekundární, aby poskytoval mnohem širší ploché pole než tradiční bodové Maksutovs, s méně bezosým kómatem. Montáž sekundáru na korektor také omezuje difrakční hroty. Tato verze je pojmenována po díle nizozemského optického designéra Harrie Ruttena .

Korektor pod clonou Maksutov – Cassegrains

Světelná stezka v typické pod cloně Maksutov – Cassegrain.

Maksutov ve svých návrzích poznamenal, že namísto použití korektoru s plnou clonou může být do sbíhajícího se světelného kuželu primárního zrcadla umístěn malý korektor s jinou clonou a dosáhnout stejného efektu. V 80. letech vyšli Dave Shafer a Ralph W. Field s designy Cassegrain pod aperturou založenými na této myšlence. Konstrukce redukuje hmotnost a „dobu ochlazení“ korektoru s plnou clonou. Má nevýhody otevřené netěsněné trubice a vyžaduje sestavu pavouka, která drží sekundární zrcadlo a korektor, což nevyhnutelně ovlivňuje kvalitu obrazu prostřednictvím difrakčních artefaktů. Vzhledem k tomu, že světlo prochází korektorem dvakrát, zvyšuje se počet zúčastněných povrchů, což ztěžuje dosažení dobré korekce aberace. Korektor sub-clony Maksutovs v současné době vyrábí dalekohledy Vixen , jejich modely VMC (Vixen Maksutov Cassegrain).

Maksutov – Newtonians

Maksutovovu optiku lze použít v newtonovských konfiguracích, které mají minimální aberaci v širokém zorném poli , se čtvrtinou kómy podobného standardního newtonovského a polovinou komatu schmidtovsko-newtonského . Difrakci lze také minimalizovat použitím vysokého ohniskového poměru s proporčně malým úhlopříčným zrcadlem namontovaným na korektoru, což umožňuje tomuto designu dosáhnout kontrastu a kvality obrazu blížící se ničím nerušeným špičkovým refraktorům (i když s určitou vinětací při fotografickém použití). Stejně jako Maksutov – Cassegrain je celkový průměr optického systému omezen kvůli hmotnosti korekční desky. Synta Taiwan v současné době vyrábí 190 mm verzi pod značkou Sky-Watcher stejně jako Explore Scientific s 152 mm verzí navrženou ve spolupráci s astronomem Davidem Levym .

Maksutovské kamery

Systém Maksutov lze použít v (vzácném) typu prvotřídního ultraširokopásmového astronomického fotoaparátu podobného Schmidtově fotoaparátu . Stejně jako kamera Schmidt má i kamera Maksutov zakřivenou ohniskovou rovinu.

Viz také

Reference

  1. ^ Paul E. Kinzer, Základy hvězdářství: Začínáme s rekreační astronomií, Cambridge University Press - 2015, strana 43
  2. ^ John JG Savard, "Různé Musings"
  3. ^ a b John Woodruff (2003). Astronomický slovník Firefly . Firefly Books. str.  135 . ISBN   978-1-55297-837-5 .
  4. ^ a b Vývoj designu Maksutov
  5. ^ Dmitrij Maksutov: Muž a jeho dalekohled
  6. ^ a b Armstrong, EB, „Geometrická optika a Schmidtova kamera“, Irish Astronomical Journal, sv. 1 (2), s. 1 48
  7. ^ a b c d e „Dmitri Maksutov: Muž a jeho dalekohledy Eduard Trigubov a Jurij Petrunin“ . Archivovány od originálu na 2012-02-22 . Citováno 2009-03-24 .
  8. ^ Daniel J. Schroeder (2000). Astronomická optika . Elsevierova věda. str. 202. ISBN   978-0-12-629810-9 .
  9. ^ Fritz Blechinger; Bertram Achtner (2005). Handbook of Optical Systems, Volume 4: Survey of Optical Instruments . Wiley. str. 806. ISBN   978-3-527-40380-6 .
  10. ^ Rudolf Kingslake (1978). Základy designu objektivu . Akademický tisk. str. 313. ISBN   978-0-12-408650-0 .
  11. ^ „Historie Mak-Mloka“ . společnost7.
  12. ^ Maksutov, Dmitri Dmitrievich (květen 1944). "Nové systémy katadioptrických menisků". Journal of the Optical Society of America . 34 (5).
  13. ^ Mullaney, James. Příručka kupujícího a uživatele pro astronomické dalekohledy a dalekohledy . str. 46.
  14. ^ Baril, Marc René. "Photovisual Maksutov Cassegrain dalekohled" . I když je to praktické, je tento design omezen na ohniskové poměry nad f / 15, pokud není na některý prvek v optickém systému použita asférická korekce.
  15. ^ Rutten, Harrie; van Venrooij, Martin (1988). Telescope Optics: Evaluation and Design . Richmond, VA: Willman – Bell. ISBN   0-943396-18-2 .
  16. ^ Baril, Marc René. "Photovisual Maksutov Cassegrain dalekohled" . Archivovány od originálu na 2006-10-29 . Citováno 2007-04-08 .
  17. ^ a b Moore, Patrick. Více malých astronomických observatoří . str. 229.
  18. ^ Sinnott, Roger W., vyd. (Srpen 1981). "Maksutovs s korektory podoborů" . Sky & Telescope . 166–168. Archivovány od originálu dne 20. září 2009.
  19. ^ Sacek, Vladimir. "Katadioptrické dalekohledy" . telescope-optics.net . Poznámky k amatérské optice dalekohledu. 10.2.1.
  20. ^ Mollise, Rod. Výběr a používání nového CAT: Získejte maximum ze svého Schmidt Cassegrain nebo jakéhokoli katadioptrického dalekohledu . str. 103.
  21. ^ Rutten, Harrie GJ; van Venrooij, Martin AM „Telescope Optics: Evaluation and design“ .
  22. ^ Mollise, Rod. Výběr a používání nového CAT . str. 101.

externí odkazy