Якось один досвідчений аматор астрономії зі США Майкл Порцелліно вдало висловлювався: «Перед тим, як вийти на сцену музикант налаштовує свій інструмент, тільки так йому вдасться відтворити найтонші нюанси його музики. То чому ж не налаштувати свій інструмент – телескоп, щоб сповна насолодитися тією грандіозною симфонією зірок, яку підготувала наступна ніч спостережень».
І дійсно, однією з основних вимог до телескопа є точна орієнтація та концентричність усіх оптичних елементів системи на оптичній осі. Виконання цієї вимоги дозволить телескопу правильно побудувати зображення об'єкта, що спостерігається, і в хороших спостережних умовах показати деталі, які відповідають граничним теоретичним можливостям інструмента.
Процедура юстування телескопа, хоча на перший погляд може здатися складною, насправді з появою досвіду виявляється досить простим, а ефект від неї дуже значний. Деякі нарікання спостерігачів-початківців на якість даного телескопом зображення часто викликані саме роз'юстуванням оптики. Зрозуміло, є телескопи, що дають хорошу якість зображення і є телескопи найгіршої якості, але розлютований телескоп навіть із чудовою оптикою ніколи не покаже ідеального зображення.
Телескопи Ньютона одні з найбільш популярних серед любителів астрономії, але через різні причини можуть навіть із заводу виробника поставлятися трохи розлютованими. Телескоп також може бути трохи з'їсти після транспортування внаслідок вібрацій або навіть незначних ударів. При спостереженнях із малими збільшеннями зоряних полів і дип-ской об'єктів подібні незначні похибки мало позначаються на зображенні, але за великому збільшенні, спостерігаючи планети чи подвійні зірки, істотне спотворення картинки Ви напевно помітите.
Але, в будь-якому випадку, братися за процедуру юстування потрібно лише точно переконавшись, що телескоп справді цього потребує. Зробити це можна деякими з наведених нижче способів і керуючись оцінками зображення зірки, що дається телескопом при досить великому збільшенні.
Пристрій оправ дзеркал телескопа
Вже досить серйозні телескопи Ньютона обов'язково обладнані оправами дзеркал з можливістю користування телескопом. Оправа головного дзеркала у найпростішому вигляді складається з двох пластин, одна з яких жорстко закріплена на трубі, а друга, на якій встановлено дзеркало, має можливість нахилу за допомогою трьох юстирувальних гвинтів. На оправі зазвичай знаходиться шість гвинтів, три з яких, підпружинені і призначені власне для юстування, а інші три - контрящі, просто впираються в пластину з дзеркалом, щоб зберегти задане положення при юстуванні. Юстирування проводиться після ослаблення гвинтів, що контрастують, і, домігшись потрібної орієнтації дзеркала юстирувальними гвинтами, ми акуратно і без особливого зусилля підтягуємо гвинти.
Оправа вторинного дзеркала закріплена у трубі на трьох або чотирьох розтяжках та має дві металеві деталі. На одній знаходиться три юстирувальні гвинти та центральний пружний стопорний гвинт, а на іншій деталі під кутом 45 градусів закріплено вторинне дзеркало. Щоб від'юстувати вторинне дзеркало, необхідно трохи послабити центральний гвинт і працювати трьома іншими.
На більшості заводських дзеркал точно в центрі знаходиться мітка, яка допомагає при юстуванні. Якщо на дзеркалі Вашого телескопа такої мітки немає, її можна нанести самостійно. Для цього доведеться акуратно витягти дзеркало з оправи. Робити це потрібно вкрай обережно та уважно, запам'ятовуючи при цьому позиції та розворот усіх кріпильних елементів. Витягнувши дзеркало і поклавши його на рівну поверхню, можна приступати. Для того, щоб точно поставити мітку, можна діяти двома способами. Як варіант можна точно розмітити і вирізати з картону маску на дзеркало, діаметр якої дорівнює діаметру дзеркала, а в її центрі буде знаходитися невеликий отвір, через яке можна поставити мітку спиртовим маркером. Таку маску можна легко розмітити за допомогою звичайного циркуля.
За другим способом на дзеркало просто укладаються дві чисті пластикові або дерев'яні лінійки хрест-навхрест і таким чином відмірюється центр кола і ставиться крапка. До такої роботи потрібно підходити дуже акуратно, щоби не пошкодити тонке покриття дзеркала. Потрібно також не залишити випадково на дзеркалі відбитків рук чи пальців, краще працювати у чистих рукавичках.
Попереднє грубе юстирування
Процедуру юстування зручно розділити на два етапи – грубе юстування, коли необхідно приблизно орієнтувати дзеркала таким чином, щоб досягти приблизної концентричності всіх відображень у телескопі, і точну, коли потрібно, спостерігаючи зображення зірки, дійсно переконатися, що телескоп правильно будує зображення. Для грубого юстування потрібно просто витягнути з фокусера окуляр і заглядаючи в отвір оком, спостерігати структуру відображень у трубі телескопа.
Юстування вторинного дзеркала
Починати юстирування потрібно з вторинного дзеркала. Перше чого потрібно досягти це концентричність кромки вторинного дзеркала щодо внутрішньої стінки трубки фокусера телескопа. Зробити це можна, переміщуючи вторинне дзеркало вздовж оптичної осі. Для цього потрібно відпускати або підтягувати центральний гвинт оправи, в першому випадку підтискаючи, а в другому послаблюючи три юстирувальні гвинти.
Домогшись концентричності, можна перейти вже до самого юстування. Тут варто сказати, що, т.к. Вторинне дзеркало має оптично плоску поверхню, невелике зміщення його з осі не вносить будь-яких істотних аберацій зображення, типу коми або астигматизму. Але будучи не точно виставленим на осі, коли центр еліпса дзеркала не збігається з оптичною віссю, воно надаватиме дифракційній картині неправильну форму, а при фотографічних спостереженнях вносити нерівномірне віньєтування поля зору матриці приймача зображення.
Відцентрувавши вторинне дзеркало, необхідно його виставити таким чином, щоб отримати повне відображення головного, коли будуть видні кромка головного дзеркала і лапки, що утримують його концентрично у вторинному дзеркалі. Поки що не потрібно звертати уваги на те, що видно у найголовнішому дзеркалі, ці похибки ми виправимо пізніше.
Під час юстування вторинного дзеркала доводиться застосовувати інструменти, зазвичай це хрестова викрутка та шестигранний ключ, важливо застерегти себе від того, щоб випадково впустити інструменти всередину труби на головне дзеркало. Така помилка може призвести до значного сколу на дзеркалі. Щоб цього уникнути, краще під час юстування орієнтувати трубу строго горизонтально, в такому положенні, якщо Ви випадково і випустите щось із інструментів, вони просто впадуть на внутрішню стінку труби і залишаться там.
Юстування головного дзеркала
Юстуючи головне дзеркало потрібно домогтися того, щоб воно давало концентричне відображення вторинного дзеркала в центрі, а розтяжки оправи головного дзеркала ділили видиму картину на рівні сектори. Домогшись подібної концентричності елементів, потрібно не відриваючи очей від фокусера акуратно і послідовно підтягнути всі гвинти, що контролюють, не збиваючи при цьому налаштування.
Якщо труба телескопа у своїй довжині перевищує 1м, то процедуру юстування головного дзеркала краще проводити з помічником, який точно слідуватиме командам спостерігача.
Зрештою, бажано отримати картинку подібну до тієї, яка наведена на фото нижче. Вторинне дзеркало концентрично розташоване трубці фокусера, і головне дзеркало знаходиться точно по центру вторинного, по його краях видно три кріпильні лапки. Усю картину ділять на чотири однакові сектори розтяжки оправи вторинного дзеркала.
Пристосування для юстирування
Для того, щоб спростити або зробити більш точним, процес юстування телескопа існують зручні пристрої. Розглянемо деякі з них.
Візир
Під час грубого юстування телескопа, заглядаючи в отвір фокусера, спостерігач може неправильно орієнтувати око, тому через некоректний кут зору можуть бути помилки при юстуванні. Щоб вирішити цю проблему, можна використати простий візир, який дозволить спостерігати загальну картину строго з однієї точки на оптичній осі.
Виготовити подібний пристрій можна самостійно, використовуючи баночку з-під фотоплівки, щоправда, відшукати яку, можливо, вже буде проблематично в наш час цифрової фотографії. Контейнер від фотоплівки добре підходить завдяки своєму зовнішньому діаметру, який відповідає посадці 1,25 дюйма. У центрі кришки баночки робиться отвір діаметром приблизно 1мм, а її дно зрізається ножем.
Баночка вставляється замість окуляра в отвір фокусера і таким чином цей пристрій дозволяє без особливих витрат підвищити якість юстування телескопа.
Чеширський окуляр
Основним недоліком описаного вище візира є те, що немає можливості бачити внутрішню стінку кришки баночки, що необхідно для правильного юстування, тому доводиться працювати поперемінно – з візиром, для налаштування концентричності, і без нього, коли око природно підсвічене бічними променями світла, для оптичних даних осей.
Цю проблему вирішує зручний аксесуар - це чеширський окуляр, або просто чешир, який є металевою трубкою з невеликим отвором на задньому кінці, і перехрестям на передньому. Його особливість полягає в тому, що всередині знаходиться втулка, зрізана під кутом 45 градусів і має світловідбивне покриття. Усередині самої трубки є перехрестя ниток для точного прицілювання.
Зручність у тому, що спостерігач може постійно тримати око на оптичній осі і при цьому бачити відображення у трубці фокусера. Юстування при цьому здійснюється звичайним чином, а центральну мітку на дзеркалі необхідно звести з перехрестям ниток у чеширі. З таким пристосуванням юстування стає ще більш точним та оперативним.
Лазерний коліматор
Одним із останніх писків моди у любителів астрономії стало застосування лазерних коліматорів для юстування телескопів-рефлекторів системи Ньютона. Лазерний коліматор має досить простий пристрій. У металевому корпусі з посадкою 1,25" точно встановлені звичайна лазерна указка і мішень для повернення променя. Принцип роботи з коліматором полягає в тому, щоб орієнтувати промінь у центр вторинного дзеркала і, від'юстувавши його, потрапити променем у центр головного, де знаходиться мітка. Після цього головне дзеркало налаштовується так, щоб промінь повернувся до центру мішені коліматора, звідки і був випущений. Витонченість ідеї у тому, що промінь лазера це здійснена оптична вісь телескопа, тому робота з ним, за наявності деяких навичок дуже зручна.
Ще однією, безумовно, цікавою особливістю лазерного коліматора є можливість перевірки надійності та стійкості механічних вузлів телескопа при навантаженнях, деформаціях та провисаннях. Перевірити це можна розгортаючи трубу під різними кутами, коли несучі елементи конструкції зазнають змінної напруги. Найбільше ці питання зазвичай хвилюють астрофотографів, для яких проблеми з механікою телескопа зазвичай обіцяють втрату фокусу і, як наслідок, зіпсовану серію кадрів.
Але якщо у Вашому телескопі, в різних положеннях труби, промінь продовжує залишатися в центрі мішені, можна бути впевненим, що телескоп не тільки добре від'юстований, а й його механіка має відмінну якість виконання.
Точне юстування телескопа зі зірками
Незважаючи на безліч методик або цікавих пристосувань для юстування, найнадійнішою перевіркою результату є тест у реальних спостережних умовах – перевірка зі зірками. Навіть дрібні відхилення оптики з оптичної осі досить сильно виявляють себе на дифракційній картині зірки. Перш ніж займатися юстуванням телескопа по зірці, необхідно дати його оптиці деякий час охолонути і почекати більш-менш спокійну атмосферу, коли спостереження зі збільшенням 1,5-2D не будуть приносити дискомфорт.
Оцінка якості юстування проводиться по комі зірки у центрі поля (не плутати з комою властивою телескопам Ньютона, вона по краю поля). Якщо оптика роз'юстована, то зірка, замість акуратного кружка Ері та кількох округлих дифракційних кілець, матиме спотворений вигляд з витягнутими кільцями. Юстування полягатиме в тому, щоб надати зображенню зірки правильний округлий вигляд з концентричними кільцями, компенсуючи неправильний нахил оптичної осі дзеркал.
