Астрономическая оптика - Мaксутов Д.Д.
Скачать (прямая ссылка):
Но прежде всего на сегодня мы не располагаем такими стеклами и довольствуемся парой обычных стекол для изготовления обычных крупных ахроматов. Мы помним, как велик вторичный спектр в таких ахроматах и как сильно он ограничивает допустимое относительное отверстие объектива.
Вряд ли рационально затрачивать средства, время и труд на изготовление объективов более 400—500 мм в поперечнике, причем относительные отверстия для таких объективов следовало бы снижать до 1 : 40—1 : 50 вместо 1 : 15—1 : 20, как это обычно практикуется. Поэтому рефрактор — слишком громоздкий и дорогой инструмент для своей скромной проницающей и разрешающей силы. Только малые рефракторы способны давать удовлетворительные по хроматизму (но только удовлетворительные и не выше) изображения; при этом их длина и дороговизна все еще несоразмерны с тем, что мы в них видим и как мы в них видим.
Астрофизика, требующая от инструмента большой мощности и высокого качества изображения, отвергла рефрактор как основной инструмент для исследований. Рефракторы уступили дорогу рефлекторам, допускающим применение огромных отверстий и высоких светосил и при этом вполне ахроматичным.
Идеальный ахроматизм рефлектора интересен для астрофизики потому, что в одном изображении соединены лучи любых длин волн, которые только излучает исследуемое светило и пропускает земная атмосфера и оптика рефлектора; и если это изображение почему-либо искажено, то в первом приближении искажено одинаково для лучей различных длин волн.
256
I Наконец, сравнительные простота и дешевизна изготовления мощных рефлекторов и всего комплекса их оборудования позволяют на те же средства построить значительно более мощный инструмент.
Рефлекторы обладают целым рядом специфических недостатков, многие из которых устранены в новых менисковых катадиоптри-ческих системах. Эти системы в еще большей степени подтверждают бесперспективность и обреченность крупных рефракторов. Но есть одна область, в которой ни рефлекторам, ни менисковым телескопам принципиально не удается конкурировать с рефракторами, и этой областью является точная абсолютная астрометрия. Для относительных астрометрических измерений пригоден и рефлектор, и менисковый телескоп, причем последний, по-видимому, следует предпочесть рефрактору. Но как только встает вопрос об абсолютном измерении положения светила, всякая оптическая система, включающая в себя хотя бы один зеркальный элемент, является принципиально неудовлетворительной, так как случайному смещению зеркального элемента на малый угол а будет соответствовать смещение изображения на угол 2а. В этой области исследований первенство остается за рефрактором.
Правда, кроме принципиальных соображений, следует еще считаться и с соображениями конструктивного характера, и в этом смысле менисковый телескоп, может быть, имеет некоторые шансы на успех даже для решения задач абсолютной астрометрии.
Действительно, для точной наводки звезды на нить измерительного инструмента прежде всего следует иметь достаточно четкое и мелкое изображение звезды; четкость изображения зависит не только от состояния атмосферы, но и от аберраций объектива, угловые же размеры изображения определяются диаметром объектива. Поэтому для точных астрометрических приборов желательны объективы достаточно крупного диаметра и с достаточно совершенным исправлением аберраций; но чтобы удовлетворительно исправить аберрации в объективе, его следует сделать достаточно длиннофокусным; длинная же труба обусловливает значительные прогибы инструмента, различные при различных наклонах инструмента к горизонту; эти прогибы могут возникать не только под действием собственного веса трубы, ее объектива и окулярной части, но и как следствие одностороннего нагрева длинной трубы. И если астрометрический рефрактор не боится угловых смещений объектива, то в нем страшны прогибы трубы любого происхождения, не всегда поддающиеся точному учету.
Менисковый же телескоп практически свободен от прогибов трубы, которая в нем относительно очень коротка: в некоторых менисковых системах длина трубы превышает диаметр объектива всего в 1х/2—2 раза. Конструкция менискового телескопа такова, что нет оснований ожидать значительных смещений зеркал; можно, кроме того, разработать такую специальную конструкцию, при ко-4 торой всякие смещения зеркал вообще будут маловероятны. В та-
17 Д- Д- Максутов
ком виде менисковый телескоп сможет конкурировать с рефрактором и в области абсолютной астрометрии.
Но пока эти утверждения не доказаны на опыте, осторожнее будет оставить за рефракторами чуть ли не единственную их привилегию — наилучшего инструмента для абсолютной астрометрии.
18. ОСТАТОЧНЫЕ АБЕРРАЦИИ ОБЪЕКТИВОВ. СЛОЖНЫЕ ОБЪЕКТИВЫ
Вычислитель может исправить в объективе сферическую аберрацию, кому и хроматизм, но только лишь в первом приближении, после чего у объектива останутся остаточная сферическая аберрация, остаточная кома и остаточный хроматизм.
Оптик, шлифующий линзы объектива, не может существенным образом изменить ни остаточной комы, ни остаточного хроматизма объектива: для этого следовало бы очень далеко уйти ему от расчетных данных, что маловероятно при сколько-нибудь серьезно поставленном контроле радиусов и толщин изготовляемых линз. Но оптик в сильной степени может видоизменить расчетную остаточную сферическую аберрацию, если он допустит самые незначительные зональные ошибки на поверхности линз.
