Как-то один опытный любитель астрономии из США Майкл Порцеллино удачно высказывался: «Перед тем как выйти на сцену музыкант настраивает свой инструмент, только так ему удастся воспроизвести тончайшие нюансы его музыки. Так почему же не настроить свой инструмент – телескоп, чтобы сполна насладится той грандиозной симфонией звёзд, которую подготовила нам следующая ночь наблюдений».
И действительно, одним из основных требований к телескопу является точная ориентация и концентричность всех оптических элементов системы на оптической оси. Выполнение этого требования позволит телескопу правильно построить изображение наблюдаемого объекта и в хороших наблюдательных условиях показать детали, которые соответствуют предельным теоретическим возможностям инструмента.
Процедура юстировки телескопа, хотя на первый взгляд может показаться сложной, на самом деле с появлением опыта оказывается достаточно простой, а эффект от неё очень значителен. Некоторые нарекания начинающих наблюдателей на качество даваемого телескопом изображения зачастую вызваны именно разьюстировкой оптики. Разумеется, есть телескопы, дающие хорошее качество изображение и есть телескопы худшего качества, но разьюстированный телескоп даже с превосходной оптикой никогда не покажет идеального изображения.
Телескопы Ньютона одни из наиболее популярных среди любителей астрономии, но в виду разных причин могут даже с завода производителя поставляться немного разьюстированными. Телескоп также может быть немного разьюстирован после транспортировки вследствие вибраций или даже незначительных ударов. При наблюдениях с малыми увеличениями звёздных полей и дип-скай объектов подобные незначительные погрешности практически не сказываются на изображении, но при большом увеличении, наблюдая планеты или двойные звёзды, существенное искажение картинки Вы наверняка заметите.
Но, в любом случае, браться за процедуру юстировки нужно только точно убедившись, что телескоп действительно в этом нуждается. Сделать это можно некоторыми из описанных ниже способов и руководствуясь оценками изображения звезды даваемого телескопом при достаточно большом увеличении.
Устройство оправ зеркал телескопа
Уже достаточно серьёзные телескопы Ньютона обязательно оборудованы оправами зеркал с возможностью пользовательской юстировки телескопа. Оправа главного зеркала в простейшем виде состоит из двух пластин, одна из которых жёстко закреплена на трубе, а вторая, на которой установлено зеркало, имеет возможность наклона посредством трёх юстировочных винтов. На оправе обычно находится шесть винтов, три из которых, подпружинены и предназначены собственно для юстировки, а другие три – контрящие, просто упираются в пластину с зеркалом, чтобы сохранить заданное ей положение при юстировке. Юстировка производится после ослабления контрящих винтов, и, добившись нужной ориентации зеркала юстировочными винтами, мы аккуратно и без особого усилия подтягиваем контрящие винты.
Оправа вторичного зеркала закреплена в трубе на трёх или четырёх растяжках и имеет две металлические детали. На одной находится три юстировочных винта и центральный подпружиненный стопорный винт, а на другой детали под углом 45 градусов закреплено вторичное зеркало. Чтобы отъюстировать вторичное зеркало необходимо немного ослабить центральный винт и работать трёмя остальными.
На большинстве заводских зеркал точно в центре находится метка, которая здорово помогает при юстировке. Если же на зеркале Вашего телескопа такой метки нет, её можно нанести самостоятельно. Для этого придётся аккуратно извлечь зеркало из оправы. Делать это нужно крайне осторожно и внимательно, запоминая при этом позиции и разворот всех крепёжных элементов. Вытащив зеркало и уложив его на ровную поверхность, можно приступать. Для того чтобы точно поставить метку можно действовать двумя способами. Как вариант можно точно разметить и вырезать из картона маску на зеркало, диаметр которой, будет равен диаметру зеркала, а в её центре будет находиться небольшое отверстие, через которое можно поставить метку спиртовым маркером. Подобное маску можно легко разметить с помощью обычного циркуля.
По второму способу на зеркало просто укладываются две чистые пластиковые или деревянные линейки крест-накрест и таким способом отмеряется центр окружности и ставится точка. К такой работе нужно подходить очень аккуратно, чтобы не повредить тонкое покрытие зеркала. Нужно также не оставить случайно на зеркале отпечатков рук или пальцев, лучше работать в чистых перчатках.
Предварительная грубая юстировка
Процедуру юстировки удобно разделить на два этапа – грубую юстировку, когда необходимо примерно ориентировать зеркала таким образом, чтобы добиться приблизительной концентричности всех отражений в телескопе, и точную, когда требуется, наблюдая изображение звезды, действительно убедиться в том, что телескоп правильно строит изображение. Для грубой юстировки, нужно просто вытащить из фокусёра окуляр и заглядывая в отверстие глазом, наблюдать структуру отражений в трубе телескопа.
Юстировка вторичного зеркала
Начинать юстировку нужно со вторичного зеркала. Первое чего нужно добиться это концентричность кромки вторичного зеркала относительно внутренней стенки трубки фокусёра телескопа. Сделать это можно перемещая вторичное зеркало вдоль оптической оси. Для этого нужно отпускать или подтягивать центральный винт оправы, в первом случае поджимая, а во втором ослабляя три юстировочных винта.
Добившись концентричности, можно перейти уже к самой юстировке. Здесь стоит оговорить, что, т.к. вторичное зеркало имеет оптически плоскую поверхность, небольшое смещение его с оси не вносит каких-либо существенных аберраций в изображение, типа комы или астигматизма. Но будучи не точно выставленным на оси, когда центр эллипса зеркала не совпадает с оптической осью, оно будет придавать дифракционной картине неправильную форму, а при фотографических наблюдениях вносить неравномерное виньетирование по полю зрения матрицы приёмника изображения.
Отцентрировав вторичное зеркало, необходимо его выставить таким образом, чтобы получить полное отражение главного, когда будут видны кромка главного зеркала и удерживающие его лапки концентрично во вторичном зеркале. Пока что не нужно обращать внимания на то, что видно в самом главном зеркале, эти погрешности мы исправим позже.
Во время юстировки вторичного зеркала приходится применять инструменты, обычно это крестовая отвёртка и шестигранный ключ, важно предостеречь себя от того, чтобы случайно уронить инструменты внутрь трубы на главное зеркало. Такая оплошность может привести к значительному сколу на зеркале. Чтобы этого избежать, лучше во время юстировки ориентировать трубу строго горизонтально, в таком положении, если Вы случайно и выроните что-то из инструментов, они просто упадут на внутреннюю стенку трубы и останутся там.
Юстировка главного зеркала
Юстируя главное зеркало нужно добиться того, чтобы оно давало концентричное отражение вторичного зеркала в центре, а растяжки оправы главного зеркала делили видимую картину на ровные сектора. Добившись подобной концентричности элементов, нужно не отрывая глаз от фокусёра аккуратно и последовательно подтянуть все контрящие винты, не сбивая при этом настройки.
Если труба телескопа в своей длине превосходит 1м, то процедуру юстировки главного зеркала лучше проводить с помощником, который будет точно следовать командам наблюдателя.
В конечном итоге, желательно получить картинку подобную той, которая приведена на фото ниже. Вторичное зеркало расположено концентрично трубке фокусера, и главное зеркало находится точно по центру вторичного, по его краям видны три крепёжных лапки. Всю картину делят на четыре одинаковых сектора растяжки оправы вторичного зеркала.
Приспособления для юстировки
Для того чтобы упростить или сделать более точным процесс юстировки телескопа существуют удобные приспособления. Рассмотрим некоторые из них.
Визир
Во время грубой юстировки телескопа, заглядывая в отверстие фокусёра, наблюдатель может неправильно ориентировать глаз, так что из-за некорректного угла зрения могут иметь место ошибки при юстировке. Чтобы решить эту проблему, можно использовать простой визир, который позволит наблюдать общую картину строго с одной точки на оптической оси.
Изготовить подобное приспособление можно самостоятельно, используя баночку из-под фотоплёнки, правда, отыскать которую, возможно, уже будет проблематично в наш век цифровой фотографии. Контейнер от фотоплёнки хорошо подходит благодаря своему внешнему диаметру, который примерно соответствует посадке 1,25 дюйма. В центре крышки баночки делается отверстие диаметром примерно 1мм, а её дно срезается ножом.
Баночка вставляется вместо окуляра в отверстие фокусёра и таким образом данное приспособление позволяет без особых затрат повысить качество юстировки телескопа.
Чеширский окуляр
Основным недостатком описанного выше визира является то, что нет возможности видеть внутреннюю стенку крышки баночки, что необходимо для правильной юстировки, поэтому приходится работать попеременно – с визиром, для настройки концентричности, и без него, когда глаз естественно подсвечен боковыми лучами света, для сведения оптических осей.
Эту проблему решает удобный аксессуар – это чеширский окуляр, или просто чешир, который представляет собой металлическую трубку с небольшим отверстием на заднем конце, и перекрестием на переднем. Его особенность заключается в том, что внутри находится втулка, срезанная под углом 45 градусов и имеющая светоотражающее покрытие. Внутри самой трубки имеется перекрестие нитей для точного прицеливания.
Удобство в том, что наблюдатель может постоянно держать глаз на оптической оси и при этом видеть отражение в трубке фокусёра. Юстировка при этом осуществляется обычным образом, а центральную метку на зеркале необходимо свести с перекрестием нитей в чешире. С таким приспособлением юстировка становится ещё более точной и оперативной.
Лазерный коллиматор
Одним из последних писков моды у любителей астрономии стало применение лазерных коллиматоров для юстировки телескопов-рефлекторов системы Ньютона. Лазерный коллиматор имеет достаточно простое устройство. В металлическом корпусе с посадкой 1,25" точно установлены обычная лазерная указка и мишень для возврата луча. Принцип работы с коллиматором заключается в том, чтобы ориентировать луч в центр вторичного зеркала и, отъюстировав его, попасть лучом в центр главного, где находится метка. После этого главное зеркало настраивается так, чтобы луч вернулся в центр мишени коллиматора, откуда и был выпущен. Изящность идеи представляется в том, что луч лазера это осуществлённая оптическая ось телескопа, поэтому работа с ним, при наличии некоторых навыков очень удобна.
Ещё одной, безусловно, интересной особенностью лазерного коллиматора является возможность проверки надёжности и устойчивости механических узлов телескопа при нагрузках, деформациях и провисаниях. Проверить это можно разворачивая трубу под разными углами, когда несущие элементы конструкции испытывают меняющиеся напряжения. Больше всего эти вопросы обычно волнуют астрофотографов, для которых проблемы с механикой телескопа обычно сулят потерю фокуса и, как следствие, испорченную серию кадров.
Но если в Вашем телескопе, в разных положениях трубы, луч продолжает оставаться в центре мишени, можно быть уверенным, что телескоп не только хорошо отъюстирован, но и его механика имеет отличное качество исполнения.
Точная юстировка телескопа по звёздам
Несмотря на множество методик или интересных приспособлений для юстировки, самой надёжной проверкой результата является тест в реальных наблюдательных условиях – проверка по звёздам. Даже мельчайшие отклонения оптики с оптической оси достаточно сильно проявляют себя на дифракционной картине звезды. Прежде чем заниматься юстировкой телескопа по звезде, необходимо дать его оптике некоторое время остыть и выждать более-менее спокойную атмосферу, когда наблюдения при увеличениях 1,5-2D не будут приносить дискомфорта.
Оценка качества юстировки производится по коме звезды в центре поля (не путать с комой присущей телескопам Ньютона, она проявляет себя по краю поля). Если оптика разьюстирована, то звезда, вместо аккуратного кружка Эри и нескольких округлых дифракционных колечек, будет иметь искажённый вид с вытянутыми кольцами. Юстировка будет заключаться в том, чтобы придать изображению звезды правильный округлый вид с концентричными кольцами, компенсируя неправильный наклон оптической оси зеркал.
