Строительство астросетапа. Часть 2. Фокус.

Продолжим наше "строительство". Smile

В этой статье я хочу обсудить вопрос фокуса телескопа и все, что связано с ним.

Не секрет, что хорошая фокусировка для астросетапа очень важна. От нее зависит действительно много. Если вы "промазали" с фокусом, то, как правило, снимок нужно выбрасывать. Поэтому, на этапе проектирования стоит уделить время данной теме и разобраться в этом вопросе, чтобы на конечном этапе строительства и в процессе эксплуатации "не было больно".

Посмотрите на мои расчеты, приведенные в таблице ниже. Я немного их поясню. Вверху задаются основные параметры атмосферы, телескопа и фокусера, ниже вы получаете расчет различных величин, которые влияют на фокус вашего телескопа. Для примера, я выделил два телескопа: один - мой, на котором я сейчас работаю, второй - условный, более светосильный с относительным фокусом F4.

Первое, на что я хочу обратить ваше внимание, это на линейный размер звезды на сенсоре камеры при идеальной фокусировке (звезда составит 2") и немного деффокусированной звезде (звезда составит 3"). Для первого телескопа с F4 диаметр составит 10.9 и 16.3 мкм, а для второго телескопа с F10 - 27.1 и 40.7 мкм соответственно. Возвращаясь к прошлой теме о светосиле, мы получаем тот же результат, т.е. линейный размер звезды увеличивается в 2.5 раза при увеличении относительного фокуса с F4 до F10.

Второе, и самое главное, это глубина резкости, т.е. расстояние перемещения фокусера, в рамках которого линейный размер звезды не будет изменяться на сенсоре камеры (см. рисунок ниже, это расстояние от А до В). Для телескопа с F4 получаем 39.8 мкм, а для F10 - 248.8 мкм. Если рассматривать эти данные с точки зрения ошибки фокуса от идеального положения, то для F4 получим - 19.9 мкм, а для F10 - 124.4 мкм соответственно. Что это значит? Это значит, что точность фокусировки для F4 в 6.25 раза выше, чем для F10, что все "недочеты" астросетапа (прогибы, наклон сенсора, неровность поля телескопа и т.д.) должны вкладываться в эти значения по всей площади сенсора.

Третье, при выборе фокусера вы должны знать величину одного шага, чтобы обеспечить плавную фокусировку. Для телескопа с относительным фокусом F4 она должна составлять менее 10 мкм!

Четвертое, при выборе телескопа (речь идет о линейных размерах самого телескопа) нужно учитывать тепловое расширение материала, с которого сделан его корпус. Если коэффициент теплового расширения будет велик, то ваш телескоп будет "терять" фокус при изменении температуры на пару градусов.

Для подтверждения этого приведу пример своего телескопа Celestron 1100 Edge HD. В процессе его эксплуатации выяснилось, что при изменении температуры на 1°С фокус изменяется на 2000 шагов фокусера FLI Atlas. Вернемся к таблице и данным по моему телескопу. Глубина резкости в шагах фокусера для моего телескопа составляет 2998. Если рассматривать ошибку от идеального положения фокуса, то получаем 1499 шагов фокусера. В итоге, при изменении температуры на 1°С мне нужно снова делать фокусировку. В противном случае, снимок будет плохого качества и пойдет в мусор. Автоматизация моего астросетапа делает фокусировку каждые 30 минут для того, чтобы избежать проблему фокуса.

Честно говоря, я не представляю, что было бы, если бы относительный фокус моего телескопа составлял F4 (ошибка бы составляла 240 шагов фокусера). Скорее всего, более 50% снимков было бы в "мусорной корзине", а то и более. Shocked