Л Сикорук - Телескопы для любителей астрономии
Конечно, при этом встретится больше трудностей организационного порядка: например, где установить построенные приборы; как построить пусть несложное, но все-таки помещение для телескопа; как победить самого лютого врага астрономов XX века -- городское освещение по ночам, которое превратило некогда грандиозную картину мироздания в жалкую ее тень. Одно из возможных решений -кооперация городских и сельских любителей. У первых больше технических возможностей, у вторых -- хорошее ночное небо. Но даже если обсерватория расположена в городе, например на плоской крыше здания, она принесет гораздо больше удовлетворения ее создателям, чем случайные наблюдения во дворе или на балконе.
62. СОЛНЕЧНЫЙ ЭКРАН
Поверхностная яркость Солнца слишком велика, чтобы на него можно было смотреть непосредственно в окуляр. Известен случай, когда один из астрономов за несколько секунд ослеп на всю жизнь, наблюдая Солнце в окуляр телескопа. Во многих руководствах рекомендуется использовать темные светофильтры, наподобие тех, что применяются при электросварке. Прежде чем наблюдать с таким стеклом в телескоп, надо сквозь него посмотреть на Солнце без телескопа. Солнце должно быть видно совершенно неярким диском на удивление малых размеров. Однако надо помнить, что наш телескоп собирает слишком много света и тепла, и кусочек стекла помещенный сразу за окуляром в районе выходного зрачка немедленно лопнет, как это однажды случилось у автора книги. Чтобы этого избежать, надо на верхний конец телескопа надеть диафрагму -- крышку из картона или другого материала с небольшим (40--50 мм) круглым отверстием. Кстати говоря, отверстие диафрагмы для телескопа Ньютона располагается асимметрично, чтобы в пучок прошедшего через отверстие света не попали оправа диагонального зеркала и растяжки.
Наблюдения с темным стеклом интересны, когда нужно рассмотреть мелкие подробности в пятнах или других деталях. В тех случаях, когда важно зарисовать картину в целом, наблюдения лучше проводить на экране. Поверхностная яркость Солнца достаточна для
того, чтобы, расположив позади окуляра лист белой бумаги, получить на нем достаточно большое, обычно 10--15 см диаметром, изображение Солнца. Сфокусировав изображение с помощью окуляра, мы можем рассматривать его на экране. Более того, это изображение можно показывать многим людям одновременно и фотографировать экран вместе с изображением Солнца. Окуляр телескопа Ньютона вынесен вбок и экран должен располагаться сбоку на длинном (около 0,5 м)
Рис. 77. Солнечный проектор.
1 -- 45-градусная призма или диагональное зеркало,
2 -- затеняющий кожух, 3 -- экран.
стержне. Если же за окуляром установить 45-градус-ную призму или плоское зеркало, можно направить пучок вниз вдоль трубы. Экран в этом случае располагается в районе оси склонений и может быть укреплен на трубе или корпусе оси склонений.
К сожалению, прямой солнечный свет и рассеянный свет неба очень засвечивает экран. Чтобы защитить экран от прямых лучей Солнца, достаточно на верхнем конце трубы укрепить кусок картона, тень от которого падала бы на экран. Но лучше защитить его и от рассеянного света неба. Для этого надо снабдить экран ящиком в виде пирамиды, в основании которой находится экран, а в вершине--окуляр (рис. 77). Чтобы можно было видеть изображение, в одной из стенок нужно сделать достаточно большое окно.
Меняя окуляры, можно получить изображения различных масштабов. Обычные, даже очень хорошие окуляры плохо работают в качестве проекционных систем, поэтому гораздо лучшее изображение можно получить, применяя короткофокусные фотообъективы. 50-милли-метровый фотообъектив типа "Индустар-50" или аналогичный ему при проекционном расстоянии 500 мм даст 9-кратное увеличение. Это значит, что если диаметр солнечного изображения в фокусе телескопа с фокусным расстоянием 1200 мм равен 11 мм, то на экране диаметр Солнца будет равен примерно 100 мм. Для изучения подробностей в пятнах лучше применять объективы от 16- и 8-миллиметровых кинокамер. Фокусные расстояния этих объективов примерно 10-- 20 мм, а масштаб изображения при том же проекционном расстоянии в 2,5--5 раз больше, чем у "Индустара-50".
Самый простой способ фотографировать Солнце -- делать снимок экрана с солнечным изображением. Так как фотоаппарат находится не точно на оси, изображение Солнца получается слегка сплюснутым. Лучше, однако, вместо экрана на широком конце светозащитного ящика установить кассету с фотопластинкой, а всю установку снабдить фотозатвором для производства коротких выдержек.
В некоторых инструкциях рекомендуется затвор устанавливать в районе выходного зрачка сразу же за окуляром. Хотя с точки зрения светотехники это решение разумно, все-таки устанавливать затвор здесь не следует, так как в выходном зрачке концентрируется большое количество тепла. Лучше снабдить телескоп диафрагмой на верхнем конце трубы, в которую вмонтировать затвор от фотоаппаратов "Фотокор", "Москва" и т. п., вывернув из корпуса линзы объектива. Действующее отверстие объектива "Фотокора" 30 мм, аппаратов "Москва" - 25 мм. Это и будет действующее отверстие нашего телескопа в данном случае (рис. 78, а).
Яркость Солнца слишком велика, и недостаточно задиафрагмировать телескоп и применить малочувствительную эмульсию; нужно принять еще некоторые меры для снижения количества света, падающего на фотопластинку. Лучше всего призму, отражающую свет после окуляра назад, перевернуть, как показано на рис. 78, б. В этом случае от поверхности отражается примерно 5% света и его поток уменьша
ется в 20 раз. Еще лучше установить две призмы, как показано на рис. 78, в. Комбинация из двух призм уменьшает световой поток в 400 раз.
В последнем случае выдержка составит около 1/50 с, если чувствительность эмульсии 1 ед. ГОСТа (позитив-ные пластинки), диаметр Солнца на экране 50 мм, диа-метр диафрагмы объектива с вывернутыми линзами,
Рис. 78. Приспособления для фотографических наблюдений Солнца
а) Центральный затвор с тросиком (линзы фотообъектива вынуты), б) отражение солнечного света от гипотенузы 45-градусной призмы в случае солнечных наблюдений, в) отражения от двух призм.
установленного на крышке телескопа, 30 мм. Если вам удалось достать только одну призму, придется применить желтый или оранжевый светофильтр, установленный за окуляром после призмы. Позитивные пластинки и пленки мало чувствительны к желто-оранжевому свету, но насколько в каждом отдельном случае, сказать трудно, поэтому придется выдержку подобрать опытным путем.
Надо ли говорить, что при использовании фотопластинок (или пленок) даже малой чувствительности светозащитный ящик должен быть совершенно светонепроницаемым. Для этого все щели нужно проклеить черной фотобумагой изнутри, а снаружи все швы на углах заделать алюминиевым уголком. Чтобы проверить ящик на светозащиту, в кассетную часть (лучше ее взять прямо от старого "Фотокора") вставим кассету с пластинкой, откроем кассету на 1--2 минуты после этого закроем. Очевидно, что затвор все это время должен быть закрытым. После проявления пластинки станет ясно, пропускает ящик свет или нет.
63. ПРОСТОЙ ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ СОЛНЕЧНЫЙ ТЕЛЕСКОП
Как ни удобен телескоп, предназначенный для наблюдения и фотографирования Солнца на экране, все-таки специальный телескоп может стать настоящим центром любительских наблюдений Солнца. В простейшем виде солнечный телескоп (рис. 79) состоит всего из двух оптических деталей: главного длиннофокусного зеркала 1 и вспомогательного плоского зеркала 2 примерно того же диаметра, что и главное (рис. 79).
Диаметр изображения Солнца равен 0,009F == F/110.
Рис. 79. Простейший горизонтальный солнечный телескоп (с рисунка Р. Портера).
1--главное зеркало, 2 --вспомогательное плоское зеркало, 3 -- объектив от фотоаппарата.
Это значит, что если фокусное расстояние зеркала равно 5000 мм, то диаметр солнечного изображения будет равен 45 мм. Это уже достаточно для фотографирования на пластинках размером 6X9 или 4,5 Х 6. Если фокусное расстояние равно 3000 мм, то диаметр изображения равен 27 мм, и его можно фотографировать малоформатной камерой на формат 21X36 мм, если у
фотоаппарата вывернуть объектив. Однако можно выбрать фокусное расстояние значительно больше, скажем, 20--30 м, тогда изображение Солнца будет иметь диаметр180--270мм. Такое изображение удобно наблюдать визуально. Скорее всего, нужно остановиться на фокусном расстоянии примерно 3--5 м и для получения больших изображений для визуальных наблюдений применить окулярную проекцию на экран, применив для этой цели фотообъектив 3 с фокусным расстоянием 80--100 мм и полевую плосковыпуклую линзу, как в окуляре Кельнера или Рамсдена. Назначение полевой линзы -- перехватить лучи на краю поля зрения и направить их в проекционный объектив, тем самым увеличив поле зрения.
Схема телескопа элементарна. Высококачественное плоское зеркало направляет свет Солнца на главное сферическое (стоящее южнее), а то в свою очередь направляет конус лучей обратно (на север), так что рядом с плоским зеркалом получается изображение Солнца, которое рассматривается на экране или фотографируется. Рассматривая схему, обратим внимание на то, что изображение Солнца оказывается не на оптической оси главного зеркала. Такое смещение изображения приводит к образованию так называемых полевых аберраций -- комы и астигматизма. Чтобы их влияние было минимальным, следует как можно меньше смещать изображение с оси или, иначе говоря, максимально приблизить изображение к плоскому зеркалу. Во-вторых, относительное отверстие главного зеркала должно быть небольшим.
