Юстировка ньютона

Что такое юстировка?

Отъюстировать ньютон — значит выставить оба его зеркала по оси фокусера. Главное зеркало на дне трубы собирает свет в фокус; маленькое наклонённое плоское, вторичное, отправляет его вбок, в окуляр. Если одно из них наклонится, звезда перестаёт быть тонкой точкой и превращается в маленькое размытое пятнышко в форме запятой.

Достаточно поездки на машине, удара или перепада температуры, чтобы зеркала сместились. Проверка перед наблюдением занимает минуту, если уметь читать то, что показывает фокусер. Этот симулятор позволяет набить глаз, не трогая настоящий телескоп.

Почему светосильные ньютоны так требовательны?

Параболоид идеален на своей оси и только там. Вне её звезда расплывается в кому, и тем быстрее, чем меньше диафрагменное число f/D (обозначим N). Поэтому допустимое расстояние между осью главного зеркала и центром окуляра растёт как N³: уменьшите N вдвое — и запас сократится в восемь раз.

Этот симулятор берёт за предел умеренную потерю резкости (число Штреля 0,8 в зелёном свете), что даёт допуск около 0,0107 × N³ миллиметра в фокусе. В таблице ниже он применён к готовым телескопам.

В каком порядке?

1. Центральным винтом поставьте вторичное зеркало под фокусер: его контур должен выглядеть круглым и стоять в середине трубки фокусера.
2. Тремя юстировочными винтами наклоните вторичное зеркало, пока отражение главного не станет целым и не встанет по центру вторичного вместе с тремя лапками.
3. Ослабьте стопорные винты главного зеркала, затем крутите его барашки, пока центральная метка не окружит тёмное отражение глазка или не встанет в середину кольца чешира. Затяните стопорные винты без усилия и проверьте ещё раз.
4. Проверьте по звезде, слегка расфокусировав: тень вторичного зеркала должна стоять в середине диска.

Почему в таком порядке? Главное зеркало вы оцениваете через вторичное. Если тронуть вторичное потом, сдвинется опора, и главное придётся юстировать заново. Поэтому сначала выставляют опору, потом то, что от неё зависит.

Что показывает каждый вид

Юстировочный колпачок

Крышка с маленьким отверстием в центре. Он лишь ставит ваш глаз на ось фокусера, но для хорошей визуальной юстировки этого достаточно. От края к центру видно: трубку фокусера, контур вторичного зеркала, отражённое в нём главное зеркало с лапками, тень вторичного зеркала и растяжек внутри этого отражения и, наконец, центральную метку вокруг чёрной точки.

Визирная трубка

Длинная узкая трубка с перекрестием на дальнем конце. Малое поле и перекрестие облегчают центрирование вторичного зеркала и наведение его на метку.

Чешир

Трубка с торцом под 45° вокруг глазка, освещаемым через боковое окно. В главном зеркале этот торец становится светлым кольцом: мишенью, в которую вы ставите метку, крутя барашки.

Лазер

Луч идёт по оси фокусера. Его точка на главном зеркале показывает, верно ли наклонено вторичное; возврат на мишень — выставлено ли главное. Лазер, который сам смотрит мимо оси, обманывает: поверните его в фокусере — точка не должна описывать круг.

Звезда

Чуть до или за фокусом звезда становится диском с дыркой от тени вторичного зеркала. Эта последняя проверка не обманывает. Здесь расчёт чисто геометрический: без дифракционных колец и без сиинга.

Как читать чешир

Посветите фонариком в боковое окно и посмотрите в отверстие. Важны три ориентира: белая метка, наклеенная в центре главного зеркала, светлое кольцо (отражение торца чешира) и чёрная точка в середине (отражение отверстия, то есть вашего глаза).

Если метка не в середине кольца, главное зеркало наклонено. Поверните барашек и следите за отражением: метка, приклеенная к зеркалу, почти не движется, а кольцо и чёрная точка смещаются заметно. Зеркало, повернувшееся на какой-то угол, отклоняет свет на вдвое больший угол — отсюда и чувствительность.

Не пытайтесь поставить по центру тень вторичного зеркала в отражении главного. Со смещённым вторичным, как в этой модели, она выглядит слегка сдвинутой, даже когда всё верно. Контур вторичного зеркала тоже может выглядеть чуть смещённым, тем сильнее, чем дальше глаз (чешир, визирная трубка).

Отъюстировано, а вторичное зеркало стоит криво?

Бывает, что юстировка хорошая, все ориентиры в фокусере аккуратно по центру, а вторичное зеркало, если посмотреть на него прямо с открытого конца трубы, явно стоит косо: сильно наклонено и повёрнуто под углом к фокусеру.

Это значит, что вторичное зеркало с самого начала было повёрнуто на центральном винте: его лицевая сторона не смотрела на фокусер. Три юстировочных винта скомпенсировали этот поворот единственным доступным им способом — сильным наклоном зеркала. Оптическая ось верна, но вторичное зеркало уже не подставляет световому конусу всю свою поверхность: часть света от края главного может пройти мимо, и изображение теряет освещённость, в основном к краю поля.

Лечение: слегка ослабьте центральный винт, поверните вторичное зеркало вокруг своей оси, пока оно не встанет прямо к фокусеру (круглое и по центру в визирной трубке), снова затяните и начните юстировку сначала: центрирование, наклон, затем главное зеркало.

Условности и пределы модели

• Барашки главного зеркала, вид сзади телескопа: по часовой стрелке барашек вворачивается и толкает зеркало к небу в своём месте. Резьба M6 (1 мм на оборот), три барашка через 120° на окружности радиусом 0,42 × D. Зеркало лежит на трёх их концах: их плоскость задаёт его наклон.
• Юстировочные винты вторичного зеркала, вид с переднего конца трубы: по часовой стрелке винт вворачивается и толкает эту сторону оправы к главному зеркалу. Резьба M4 (0,7 мм на оборот), три винта через 120° на окружности радиусом 0,32 × малой оси. Центральный винт (M5, 0,8 мм на оборот) сдвигает вторичное зеркало вдоль трубы: по часовой стрелке — к открытому концу.
• На виде в фокусер открытый конец трубы сверху. Каждый пиксель — луч из глазка, отражённый вторичным, затем параболическим главным зеркалом, в их положениях на 3D-виде. Вторичное зеркало смещено по классической формуле расчёта ньютона.
• Пороги успеха: вторичное зеркало отцентрировано точнее 3 % малой оси (не менее 1 мм), ось фокусера в пределах 2 % D от центра главного зеркала (не менее 2 мм), ось главного в пределах допуска N³, приведённого выше.
• Не моделируются: перпендикулярность фокусера, боковое центрирование вторичного зеркала (растяжками) и его поворот вокруг центрального винта, редко нужные на заводском инструменте.