Тест по звезде и дефекты зеркала

Тест по звезде и дефекты зеркала

Ньютон, дефекты которого вы выбираете сами: его юстировка (фокус главного зеркала смещён с оси фокусера, что даёт кому) и форма зеркала (астигматизм, трефойл пережатого зеркала, недо- или перекоррекция сферической аберрации, завал или подворот края). Каждый дефект задаётся в нанометрах RMS волнового фронта при 550 нм (край — по размаху PV): λ/14 RMS, 39 нм, — это критерий Марешаля, граница дифракционно ограниченного инструмента (число Штреля 0,8). Часто цитируемая четверть волны по размаху (критерий Рэлея) — примерно то же: для сферической аберрации это 41 нм RMS.

Откуда берётся кома: юстировка и положение звезды в поле. У параболоида на оси комы нет, а с удалением от оси её всё больше. В отъюстированном ньютоне ось попадает в центр окуляра; при разъюстировке — рядом, и звезда в середине поля показывает кому, которая была бы у неё на таком удалении от оси: смещение фокуса, делённое на фокусное расстояние. Звезда вне центра добавляет и кому своего смещения (ползунок под видами звезды), и обе складываются как стрелки. Кома, заложенная в форму зеркала, сводится к тому же (параболоид, видимый чуть сбоку), и юстировка по звезде её убирает, поэтому отдельного ползунка у неё нет.

Изображение звезды рассчитывается с учётом дифракции: свет через зеркало (за вычетом тени вторичного зеркала и растяжек) с искажённым волновым фронтом, преобразование Фурье, в белом свете. До и после фокуса идеальное зеркало даёт два одинаковых изображения (перевёрнутых); дефект делает их разными — в этом и состоит тест по звезде. Сферическая аберрация высветляет край с одной стороны фокуса и центр с другой, астигматизм вытягивает изображение в двух перекрёстных направлениях, кома от разъюстировки сдвигает его в одну и ту же сторону.

Юпитер: снимок «Хаббла», размытый так, как его покажет этот телескоп, цвет за цветом (красный, зелёный и синий, каждый на своей длине волны), — то, что отнимают у него дефекты и юстировка. Юпитер показан диаметром 40″, около среднего (30″ вблизи соединения, 50″ в лучшие противостояния).

Зеркало, измеренное теневым методом Фуко: ссылка под его профилем приводит его сюда, сферическая аберрация и завал края выставляются на ползунках, остальное добавляется как есть. Цифры немного отличаются от цифр теневого метода: тот, как Foucault2 и метод Тексеро, даёт каждой зоне одно значение, среднее по двум её краям, и не знает, что делает поверхность внутри зоны; здесь профиль прослеживается от одной измеренной точки к другой по всему зеркалу. Поэтому RMS теневого метода немного оптимистичен, тем больше, чем меньше зон; при 10–15 зонах разница становится малой. Чтобы сравнить зеркало, центр которого закрыт вторичным, отметьте в теневом методе «Не учитывать центр, закрытый вторичным зеркалом».

Турбулентность по запросу: слой турбулентного воздуха (Колмогоров, внешний масштаб 20 м), который ветер несёт над зеркалом со скоростью 3 м/с; его волновой фронт добавляется к фронту зеркала, для звезды и для Юпитера. Её сила задаётся в угловых секундах — ширина звезды на длинной выдержке (сиинг профессиональных астрономов и прогнозов); она задаёт r₀, размер воздушных ячеек (7,4 см для 1,5″). Каждое изображение суммирует то, что глаз видит за 0,1 с; сорок изображений дают цикл в 4 с. Зеркало меньше r₀ видит в основном дрожание изображения; больше — его «кипение».

Изображение: NASA, ESA, STScI.