Айтишник на отдыхе: прибамбасы к телескопу
- понедельник, 16 июня 2014 г. в 03:10:19
http://habrahabr.ru/post/226219/
Итак, вы заинтересовались астрономией, приобрели телескоп и задумались о различном обвесе для улучшения качества и удобства наблюдений. Вопросам дооснащения и посвящен этот пост — окуляры, светофильтры, прочие прибамбасы.
В тусовке любителей астрономии тема окуляров и прочего обвеса весьма холиварная. Здесь я излагаю свой опыт двух лет ленивого увлечения любительской визуальной астрономией. В случае, если вы категорически не согласны с написанным далее, или же вам рассказывают противоположное мнение, прошу отнестись со спокойствием и пониманием.
Окуляры, как и телескопы, долго развивались от примитивных устройств с обилием искажений на заре телескопостроения до продвинутых сложных оптических систем с антибликовыми покрытиями и компьютерным моделированием при разработке. Рассматривать оптические схемы окуляров особого смысла нет, потому что оптических схем сейчас много, они сложные, свои у разных фирм, и, фактически, наиболее важными становятся свойства окуляров:
Фокусное расстояние. Оно определяет итоговое увеличение телескопа с установленным окуляром. Для расчета увеличения нужно разделить фокусное расстояние телескопа на фокусное расстояние окуляра. Например, телескоп с фокусным расстоянием 900 мм и установленным окуляром 24 мм даст увеличение 900/24=37,5х. Распространены окуляры от 4 до 30 мм, окуляры 2-3 мм или больше 30 мм являются более редкими. Окуляры с экстремальными значениями фокусного являются более дорогими, сложными и имеют свои недостатки.
Поле зрения. Этот параметр определяет, насколько большим будет видимый участок в окуляре и как в нем будет выглядеть объект. Обычно поле зрения находится в диапазоне 40-60 градусов. Чем больше поле зрения, тем лучше.
Вынос зрачка. Этот параметр означает, насколько близко нужно подносить глаз к окуляру. Если вы вынуждены использовать очки, то вам потребуется окуляр с выносом зрачка 12-20 мм. Окуляры с очень маленьким выносом зрачка будут не очень комфортными и для людей без очков.
Посадочный диаметр. Существует два стандарта посадочного места окуляров — 1,25" и 2". Фокусёры на 2" лучше и обычно ставятся на более дорогие телескопы. Некоторые окуляры оснащаются переходниками на оба диаметра.
Вес. Чем тяжелее окуляр, тем больше нагрузка на монтировку и её привод. Самые тяжелые окуляры весят в районе полкило.
Кроме окуляров с фиксированным фокусным расстоянием есть т.н. zoom-окуляры с переменным фокусным расстоянием. Доступные фокусные расстояния обычно лежат в области 7-24 мм, обычное поле зрения 40-60 градусов. Но есть и необычные представители, например, зум 2-4 мм.
Количество рабочих фокусных расстояний имеющихся окуляров можно увеличить в два раза используя т.н. линзу Барлоу. Это рассеивающая линза, которая ставится перед окуляром, уменьшая его фокусное расстояние обычно в два раза (есть линзы 3х и другие).
Самый простой способ посмотреть, как объект будет виден в окуляр с интересующими параметрами — это плагин «Окуляры» к Stellarium. Плагин идёт в комплекте и включается в параметрах:
Рассмотрим как влияет поле зрения окуляра на видимость объекта на примере Плеяд на небольшом увеличении: телескоп 900 мм фокусного расстояния, окуляры все 20 мм, поле зрения меняется с шагом 20 градусов — 40,60,80,100 градусов. Не забудьте, что Стеллариум многие объекты рисует красивее, чем они выглядят в телескоп визуально, таких шикарных туманностей в реальности вы не увидите.
Рассмотрим, как влияет фокусное расстояние окуляра на видимость объекта на примере Плеяд. Телескоп с фокусным расстоянием 900 мм, окуляры все с полем зрения 60 градусов, фокусное расстояние меняется с шагом 5 мм — 30,25,20,15,10,5 мм.
Если вы захотели приобрести окуляр, крайне желательно подставить его характеристики в этот плагин и пройтись по интересующим объектам.
Производители обычно комплектуют телескопы одним-двумя окулярами и иногда линзой Барлоу. Если вы взяли телескоп в «щедрой» комплектации с двумя окулярами и линзой Барлоу, у вас есть четыре доступных увеличения, с которыми вполне можно прожить первые месяцы, неспешно выбирая дополнительный обвес. Возможные увеличения для телескопа можно условно разделить на:
Маленькое. Это 20-50х. На таком увеличении хорошо смотреть Луну целиком, большие объекты типа тех же Плеяд, а также объекты для которых требуется максимальные яркость и контрастность. Дело в том, что при повышении увеличения у телескопа падают яркость и контрастность, и для слабых объектов типа туманностей бОльшая яркость может оказаться важнее размера.
Среднее. 50-120х. На таком увеличении можно вглядываться в кратеры Луны и смотреть на планеты.
Большое. Это то, что больше 120х. Обычно такие увеличения приближаются к пределу для любительских телескопов, поэтому качество изображения постепенно деградирует, плюс, повышается зависимость от атмосферы. На Луне виды мелкие детали, но лично мне не нравится понижение яркости и контрастности, и я это использую редко. На таком увеличении можно пытаться найти баланс между увеличением и качеством изображения для планет, а также стремиться разглядеть близкие двойные звезды.
Мое окулярное хозяйство, как и хозяйство прочих телескопных прибамбасов, подчиняется принципу Парето — 20% окуляров используется 80% времени. Я бы даже сказал 20% процентов используется почти 100% времени. У меня есть окуляры 25 мм (комплектный), 10 мм (комплектный), зум 8-24 мм, 4 мм, линза Барлоу (комплектная). Практически всегда используется зум 8-24 мм из-за своей универсальности. Не меняя окуляра можно плавно приблизиться к Луне или подобрать баланс между увеличением и качеством для других объектов. Возможность плавного изменения увеличения крайне удобна — можно посмотреть Луну при максимальной яркости и минимальном увеличении, затем разместить её целиком в окуляре, и, наконец, перейти на максимальное для окуляра увеличения для наблюдения кратеров. Очень удобно. При необходимости ставится линза Барлоу и я получаю диапазон 4-12 мм для планет. К сожалению, линза Барлоу заметно ухудшает качество изображения, поэтому используется не очень часто. При необходимости максимального увеличения без длинной и тяжелой связки зум+линза Барлоу используется окуляр 4 мм — по планетам или двойным звездам. Но это довольно редко, в реальности практически всегда комфортнее наблюдать в диапазоне 37-112х, который дает мне зум-окуляр.
Светофильтры дают повышение качества изображения за счет фильтрации излишнего светового потока или ненужных частей спектра. По конструкции фильтры делятся на солнечные, линий водорода (H-Alpha) лунные, поляризационные, цветные, дипскай, прочие.
Солнечные фильтры представляют собой металлизированную плёнку или специальное стекло с покрытием. Они ставятся на входное отверстие/объектив телескопа вместо крышки и позволяют наблюдать Солнце в окуляр аналогично ночным объектам. С помощью солнечных фильтров можно видеть солнечные пятна, факельные поля, грануляцию на Солнце.
Фильтры линий водорода — это тонкая дифракционная решетка, отсекающая практически весь свет кроме спектра линий водорода. Она позволяет наблюдать протуберанцы на Солнце. На рынке любительской астрономии есть фактически один производитель — Coronado. Они выпускают солнечные телескопы со встроенными фильтрами и фильтры для обычных телескопов. Из-за сложности производства эти фильтры очень дорогие — телескопы от $600, фильтры в районе $1000.
Лунные фильтры снижают общую яркость Луны, делая комфортными её наблюдения. В полнолуние Луна настолько яркая, что это может доставлять дискомфорт при наблюдениях.
Поляризационные — это подвид лунных фильтров, позволяющие регулировать снижение яркости на ходу, например, снижая яркость от 5% до 25%.
Цветные фильтры отфильтровывают различные участки видимой области. Есть отличная статья по цветным фильтрам, таблицу из которой я привожу здесь:
Дипскай фильтры — это специальные фильтры для наблюдения туманностей. Бывают UHC (Ultra-High Contrast — сверхвысокой контрастности), O-III (спектральных линий кислорода), H-beta (линий водорода). На том же ресурсе с образовательными материалами по астрономии есть таблица тестов фильтров (приведена частично):
Прочие фильтры — это фильтры для снижения хроматизма у ахроматов (Fringe killer), фильтры для снижения городской засветки, повышения контраста и т.п.
У меня есть два цветных светофильтра — #21 оранжевый и #82А голубой и UHC фильтр. Серьезного улучшения качества не заметил, на мой взгляд, снижение яркости оказывается сильнее улучшения изображения. Цветные фильтры использовались по Юпитеру, заметного улучшения нет. UHC использовался по М57 и Большой туманности Ориона — потеря яркости перевешивала любую пользу от фильтра. Но мои наблюдения были балконными, в хороших загородных условиях фильтры я не тестировал, может быть там будет лучше. Цветные фильтры стоило проверить по Марсу, уж очень он был однотонный в этом году, но, увы, забыл.
На экваториальные монтировки EQ1 и EQ2 от Sky-Watcher можно докупить привод монтировки — небольшой моторчик, который будет поворачивать телескоп со скоростью вращения Земли. Очень удобная вещь в одиночных наблюдениях и неоценимая на астровыезде с приятелями — можно навести телескоп на объект и не сопровождать его вручную, за время прохода очереди интересующихся наводка сохранится.
Половинка киндерсюрприза — это принадлежность для юстировки. Дело в том, что она имеет посадочный диаметр 1,25" и очень хорошо вставляется в узел фокусера. Что любопытно, юстировка пережила уже два астровыезда, наверное, небольшие Ньютоны её лучше сохраняют.
Если планируется выезжать с телескопом за пределы балкона, сумка окажется весьма кстати. У меня самодельная, спасибо жене. В принципе ничего сложного, ткань, поролон и что-нибудь твердое типа линолеума.
Очень полезно задуматься заранее и сделать астрофонарик из копеечного китайского налобного фонаря, добавив перед стеклом красный пластик от папки или чего-то подобного. У таких фонариков часто снимается переднее стекло и это не составит труда.
Зажмуривать глаз, смотря в окуляр другим не очень удобно. Со временем привыкаешь и отфильтровываешь изображение со второго глаза мозгом, но на первое время можно облегчить себе жизнь наглазником — от простой повязки до специального рукодельного оборудования, опять же спасибо жене.
В заключение небольшой астросекрет — удобное и хорошо организованное место для наблюдений повышает проницаемость телескопа на половину звездной величины :) Хороших вам наблюдений!
Итак, вы заинтересовались астрономией, приобрели телескоп и задумались о различном обвесе для улучшения качества и удобства наблюдений. Вопросам дооснащения и посвящен этот пост — окуляры, светофильтры, прочие прибамбасы.
Небольшое предупреждение
В тусовке любителей астрономии тема окуляров и прочего обвеса весьма холиварная. Здесь я излагаю свой опыт двух лет ленивого увлечения любительской визуальной астрономией. В случае, если вы категорически не согласны с написанным далее, или же вам рассказывают противоположное мнение, прошу отнестись со спокойствием и пониманием.
Окуляры
Немного теории
Окуляры, как и телескопы, долго развивались от примитивных устройств с обилием искажений на заре телескопостроения до продвинутых сложных оптических систем с антибликовыми покрытиями и компьютерным моделированием при разработке. Рассматривать оптические схемы окуляров особого смысла нет, потому что оптических схем сейчас много, они сложные, свои у разных фирм, и, фактически, наиболее важными становятся свойства окуляров:
Фокусное расстояние. Оно определяет итоговое увеличение телескопа с установленным окуляром. Для расчета увеличения нужно разделить фокусное расстояние телескопа на фокусное расстояние окуляра. Например, телескоп с фокусным расстоянием 900 мм и установленным окуляром 24 мм даст увеличение 900/24=37,5х. Распространены окуляры от 4 до 30 мм, окуляры 2-3 мм или больше 30 мм являются более редкими. Окуляры с экстремальными значениями фокусного являются более дорогими, сложными и имеют свои недостатки.
Поле зрения. Этот параметр определяет, насколько большим будет видимый участок в окуляре и как в нем будет выглядеть объект. Обычно поле зрения находится в диапазоне 40-60 градусов. Чем больше поле зрения, тем лучше.
Вынос зрачка. Этот параметр означает, насколько близко нужно подносить глаз к окуляру. Если вы вынуждены использовать очки, то вам потребуется окуляр с выносом зрачка 12-20 мм. Окуляры с очень маленьким выносом зрачка будут не очень комфортными и для людей без очков.
Посадочный диаметр. Существует два стандарта посадочного места окуляров — 1,25" и 2". Фокусёры на 2" лучше и обычно ставятся на более дорогие телескопы. Некоторые окуляры оснащаются переходниками на оба диаметра.
Вес. Чем тяжелее окуляр, тем больше нагрузка на монтировку и её привод. Самые тяжелые окуляры весят в районе полкило.
Кроме окуляров с фиксированным фокусным расстоянием есть т.н. zoom-окуляры с переменным фокусным расстоянием. Доступные фокусные расстояния обычно лежат в области 7-24 мм, обычное поле зрения 40-60 градусов. Но есть и необычные представители, например, зум 2-4 мм.
Количество рабочих фокусных расстояний имеющихся окуляров можно увеличить в два раза используя т.н. линзу Барлоу. Это рассеивающая линза, которая ставится перед окуляром, уменьшая его фокусное расстояние обычно в два раза (есть линзы 3х и другие).
Как объект будет выглядеть в окуляр
Самый простой способ посмотреть, как объект будет виден в окуляр с интересующими параметрами — это плагин «Окуляры» к Stellarium. Плагин идёт в комплекте и включается в параметрах:
Рассмотрим как влияет поле зрения окуляра на видимость объекта на примере Плеяд на небольшом увеличении: телескоп 900 мм фокусного расстояния, окуляры все 20 мм, поле зрения меняется с шагом 20 градусов — 40,60,80,100 градусов. Не забудьте, что Стеллариум многие объекты рисует красивее, чем они выглядят в телескоп визуально, таких шикарных туманностей в реальности вы не увидите.
Рассмотрим, как влияет фокусное расстояние окуляра на видимость объекта на примере Плеяд. Телескоп с фокусным расстоянием 900 мм, окуляры все с полем зрения 60 градусов, фокусное расстояние меняется с шагом 5 мм — 30,25,20,15,10,5 мм.
Если вы захотели приобрести окуляр, крайне желательно подставить его характеристики в этот плагин и пройтись по интересующим объектам.
Планирование окулярного хозяйства
Производители обычно комплектуют телескопы одним-двумя окулярами и иногда линзой Барлоу. Если вы взяли телескоп в «щедрой» комплектации с двумя окулярами и линзой Барлоу, у вас есть четыре доступных увеличения, с которыми вполне можно прожить первые месяцы, неспешно выбирая дополнительный обвес. Возможные увеличения для телескопа можно условно разделить на:
Маленькое. Это 20-50х. На таком увеличении хорошо смотреть Луну целиком, большие объекты типа тех же Плеяд, а также объекты для которых требуется максимальные яркость и контрастность. Дело в том, что при повышении увеличения у телескопа падают яркость и контрастность, и для слабых объектов типа туманностей бОльшая яркость может оказаться важнее размера.
Среднее. 50-120х. На таком увеличении можно вглядываться в кратеры Луны и смотреть на планеты.
Большое. Это то, что больше 120х. Обычно такие увеличения приближаются к пределу для любительских телескопов, поэтому качество изображения постепенно деградирует, плюс, повышается зависимость от атмосферы. На Луне виды мелкие детали, но лично мне не нравится понижение яркости и контрастности, и я это использую редко. На таком увеличении можно пытаться найти баланс между увеличением и качеством изображения для планет, а также стремиться разглядеть близкие двойные звезды.
Мой опыт
Мое окулярное хозяйство, как и хозяйство прочих телескопных прибамбасов, подчиняется принципу Парето — 20% окуляров используется 80% времени. Я бы даже сказал 20% процентов используется почти 100% времени. У меня есть окуляры 25 мм (комплектный), 10 мм (комплектный), зум 8-24 мм, 4 мм, линза Барлоу (комплектная). Практически всегда используется зум 8-24 мм из-за своей универсальности. Не меняя окуляра можно плавно приблизиться к Луне или подобрать баланс между увеличением и качеством для других объектов. Возможность плавного изменения увеличения крайне удобна — можно посмотреть Луну при максимальной яркости и минимальном увеличении, затем разместить её целиком в окуляре, и, наконец, перейти на максимальное для окуляра увеличения для наблюдения кратеров. Очень удобно. При необходимости ставится линза Барлоу и я получаю диапазон 4-12 мм для планет. К сожалению, линза Барлоу заметно ухудшает качество изображения, поэтому используется не очень часто. При необходимости максимального увеличения без длинной и тяжелой связки зум+линза Барлоу используется окуляр 4 мм — по планетам или двойным звездам. Но это довольно редко, в реальности практически всегда комфортнее наблюдать в диапазоне 37-112х, который дает мне зум-окуляр.
Не окуляры
Светофильтры
Светофильтры дают повышение качества изображения за счет фильтрации излишнего светового потока или ненужных частей спектра. По конструкции фильтры делятся на солнечные, линий водорода (H-Alpha) лунные, поляризационные, цветные, дипскай, прочие.
Солнечные фильтры представляют собой металлизированную плёнку или специальное стекло с покрытием. Они ставятся на входное отверстие/объектив телескопа вместо крышки и позволяют наблюдать Солнце в окуляр аналогично ночным объектам. С помощью солнечных фильтров можно видеть солнечные пятна, факельные поля, грануляцию на Солнце.
Фильтры линий водорода — это тонкая дифракционная решетка, отсекающая практически весь свет кроме спектра линий водорода. Она позволяет наблюдать протуберанцы на Солнце. На рынке любительской астрономии есть фактически один производитель — Coronado. Они выпускают солнечные телескопы со встроенными фильтрами и фильтры для обычных телескопов. Из-за сложности производства эти фильтры очень дорогие — телескопы от $600, фильтры в районе $1000.
Лунные фильтры снижают общую яркость Луны, делая комфортными её наблюдения. В полнолуние Луна настолько яркая, что это может доставлять дискомфорт при наблюдениях.
Поляризационные — это подвид лунных фильтров, позволяющие регулировать снижение яркости на ходу, например, снижая яркость от 5% до 25%.
Цветные фильтры отфильтровывают различные участки видимой области. Есть отличная статья по цветным фильтрам, таблицу из которой я привожу здесь:
Дипскай фильтры — это специальные фильтры для наблюдения туманностей. Бывают UHC (Ultra-High Contrast — сверхвысокой контрастности), O-III (спектральных линий кислорода), H-beta (линий водорода). На том же ресурсе с образовательными материалами по астрономии есть таблица тестов фильтров (приведена частично):
Прочие фильтры — это фильтры для снижения хроматизма у ахроматов (Fringe killer), фильтры для снижения городской засветки, повышения контраста и т.п.
Мой опыт использования светофильтров
У меня есть два цветных светофильтра — #21 оранжевый и #82А голубой и UHC фильтр. Серьезного улучшения качества не заметил, на мой взгляд, снижение яркости оказывается сильнее улучшения изображения. Цветные фильтры использовались по Юпитеру, заметного улучшения нет. UHC использовался по М57 и Большой туманности Ориона — потеря яркости перевешивала любую пользу от фильтра. Но мои наблюдения были балконными, в хороших загородных условиях фильтры я не тестировал, может быть там будет лучше. Цветные фильтры стоило проверить по Марсу, уж очень он был однотонный в этом году, но, увы, забыл.
Совсем не окуляры
Привод монтировки
На экваториальные монтировки EQ1 и EQ2 от Sky-Watcher можно докупить привод монтировки — небольшой моторчик, который будет поворачивать телескоп со скоростью вращения Земли. Очень удобная вещь в одиночных наблюдениях и неоценимая на астровыезде с приятелями — можно навести телескоп на объект и не сопровождать его вручную, за время прохода очереди интересующихся наводка сохранится.
Принадлежности для юстировки
Половинка киндерсюрприза — это принадлежность для юстировки. Дело в том, что она имеет посадочный диаметр 1,25" и очень хорошо вставляется в узел фокусера. Что любопытно, юстировка пережила уже два астровыезда, наверное, небольшие Ньютоны её лучше сохраняют.
Сумка
Если планируется выезжать с телескопом за пределы балкона, сумка окажется весьма кстати. У меня самодельная, спасибо жене. В принципе ничего сложного, ткань, поролон и что-нибудь твердое типа линолеума.
Фонарик
Очень полезно задуматься заранее и сделать астрофонарик из копеечного китайского налобного фонаря, добавив перед стеклом красный пластик от папки или чего-то подобного. У таких фонариков часто снимается переднее стекло и это не составит труда.
Наглазник
Зажмуривать глаз, смотря в окуляр другим не очень удобно. Со временем привыкаешь и отфильтровываешь изображение со второго глаза мозгом, но на первое время можно облегчить себе жизнь наглазником — от простой повязки до специального рукодельного оборудования, опять же спасибо жене.
Заключение
В заключение небольшой астросекрет — удобное и хорошо организованное место для наблюдений повышает проницаемость телескопа на половину звездной величины :) Хороших вам наблюдений!