§ 10.4. Разновидности менисковых систем

Простейшая оптическая схема менискового телескопа, содержащая лишь мениск и сферическое зеркало (рис. 10.1), часто используется в фотографических камерах, но для визуальных наблюдений она непригодна: наблюдатель своей головой будет экранировать пучок лучей, падающих на мениск. Используя плоское диагональное зеркало, отбрасывающее лучи к стенке трубы, мы получим «менисковый Ньютон» (рис. 10.5,а). В отличие от рефлекторов, менисковые системы дают значительно лучшее качество изображения и позволяют использовать большие относительные отверстия и полезное поле. А это приводит к необходимости применять большое диагональное зеркало; в свою очередь это приводит к значительному экранированию главного зеркала. Чтобы этого избежать, можно применить систему менискового телескопа типа Ломоносова-Гершеля (рис. 10.5,6), которую можно рассматривать как часть, выкроенную из полной менисковой системы. Изготовление такой системы много проще, чем внеосевого

Рис. 10.5. (см. скан) Разновидности менисковых систем: менисковый Ньютон (а), менисковый Ломоносов-Гершель (б), менисковый Грегори (в), менисковый Кассегрен (г), менисковый Мерсен (д), менисковый брахит (е)

параболоида в классической системе Ломоносова-Гершеля (см. § 6.1). Еще удобнее применить систему с вторичным зеркалом наподобие систем Грегори или Кассегрена (рис. 10.5,в и г). Первый в мире менисковый телескоп Максутова диаметром был построен именно по схеме Грегори. Вогнутое вторичное зеркало было просто образовано алюминированной центральной частью второй поверхности мениска. В схеме менисковый Кассегрен (рис.10.5,г) вторичное зеркало также может быть образовано путем алюминирования центральной части второй поверхности мениска. Однако нашлифовывание поверхности другого радиуса кривизны в центральной части мениска дает нам лишний параметр, который может быть использован для исправления комы или астигматизма. Т.С. Белороссова, Н.В. Мерман и М.А. Соснина [1962 j показали, что в «менисковом Кассегрене» вынос А фокальной плоскости за вершину главного зеркала связан со степенью экранирования главного зеркала вторичным: при неизбежно и фокальная плоскость расположена перед главным зеркалом; лишь при получаем и фокальная плоскость располагается в удобном для наблюдений месте, позади главного зеркала.

Наконец, следует отметить возможность изготовления «менискового Мерсена» (рис. 10.5, д) и менискового брахита (рис.10.5,е). Все эти типы менисковых систем были предложены Д.Д. Максутовым [1942, 1943).

Рис. 10.6. «Менисковый Шмидт» Д.Д. Максутова [1946]

Максутов в [1946 J указал на возможность построения «менискового Шмидта» (рис. 10.6). В этой системе на удвоенном фокусном расстоянии от зеркала А установлена входная диаграмма диаметром без коррекционной пластинки. Роль коррекционного элемента исполняет мениск В, находящийся вблизи фокуса. Центры кривизны его поверхностей совмещены с центром О входной диаграммы, т.е. такая система является концентричной менисковой системой с выпуклой сферической фокальной поверхностью В силу этого все лучи, проходящие через входной зрачок, равноправны и система свободна от внеосевых аберраций — комы и астигматизма всех порядков. Все поверхности системы сферические. В этом заключается ее преимущество перед классической системой Шмидта. Как и в последней, поле ее криволинейное.

Развитием этих систем явились различные системы типа «супер-Шмидт.». А. Бауэре (Bouwers А. [1946]) предложил использовать ахроматический концентрический мениск, склеив его из двух сортов стекла. Д. Хоукинс и Э. Линфут (Hawkins D.S., Iinfoot Е.Н.[1945]) поставили во входной зрачок концентрического «менискового Шмидта» Максутова ахроматическую коррекционную пластинку, склеенную из двух сортов стекла (рис. 10.7). Ее асферичность в 12-16 раз меньше асферичности коррекционной пластинки классической камеры Шмидта. В системе «супер-Шмидт» Бейкера, описанной Уиплом (Whipple F.L. [1949 3) имеются два концентрических мениска между которыми в общем центре С их кривизны помещена асферическая ахроматизированная коррекционная пластинка (рис. 10.8). Мениски почти полностью исправляют сферическую аберрацию зеркала А, сохраняя симметрию внеосевых пучков. Остаточная сферическая аберрация устраняется пластинкой Шмидта D. Хроматизм,

Рис. 10.7. Система «супер-Шмидт» Линфута и Хоукинс. Штрихами отмечена ретушированная поверхность

вносимый менисками, исправлен тем, что коррекционная пластинка имеет форму склеенного дублета. Такая система, имея относительное отверстие и поле нашла широкое применение для фотографирования метеоров и искусственных спутников Земли. Выпуклая фокальная поверхность в «супер-Шмидте» Бэкера находится между афокальным корректором и мениском. Это представляет трудности для перезарядки: приходится на шарнирах откидывать в сторону первый мениск и корректор. Глубина фокуса — всего около Для фотографического наблюдения искусственных спутников Земли с целью точного определения их

Рис. 10.8. Камера «супер-Шмидт» Бейкера, использованная Уипплом для наблюдения метеоров. Диаметр менисков сферического зеркала

Рис. 10.9. Оптические схемы камер для наблюдения ИСЗ: камера Бейкера-Нанна (а), камера «Астродар» Максутова-Сосниной (ВАУ) (б), камера Абеле-Лапушки (ФАС) (в)

траектории в в США были построены специальные светосильные камеры Бейкера-Нанна диаметром с относительным отверстием с трехкомпонентным корректором в центре кривизны главного сферического зеркала (рис. 10.9,а). Фотографирование производится на пленке, поле На показана оптическая схема объектива «Астродар» отечественной камеры Объектив рассчитан Д.Д. Максутовым и М.А. Сосниной для наблюдения спутников. Диаметр действующего отверстия фокусное расстояние эффективное относительное отверстие диаметр зеркала Поле зрения камеры диаметр кружка рассеяния по всему полю не превышает 0,030 мм. Камера описана Лозинским и А.Г. Масевич [1970]. М.К. Абеле и К.К. Лапушка (описано там же) разработали камеру отличающуюся от «менискового Шмидта» тем, что во входном зрачке установлена слабая положительная плосковыпуклая линза (рис. 10.9,в). Для спрямления поля Абеле и Лапушка применили линзу Пиацци-Смита. В камере диаметром поперечники изображений звезд по полю не превышают Область ахроматизации от 0,4000 до Интересная система типа концентрического «менискового Кассегрена» предложена Т.С. Белороссовой, Н.В. Мермани М.А. Сосниной [1962] (рис. 10.10).

Рис. 10.10. Концентрический «менисковый Кассегрен» Белороссовой, Мерман и Сосниной. Точка С — общий центр кривизны всех четырех сферических поверхностей

Они показали, что при относительном отверстии выполняется критерий Рэлея Ашах и диаметр кружка рассеяния на поле не превышает

Обстоятельно концентрические менисковые системы исследованы Г.М. Поповым [1969].