CC BY
68
УДК 535.44
ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛНОАПЕРТУРНОГО АПОДИЗАЦИОННОГО СВЕТОФИЛЬТРА ДЛЯ ФОТОГРАФИРОВАНИЯ АСТРОНОМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
Николай Юрьевич Никаноров
Акционерное общество «Швабе - Оборона и Защита», 630049, Россия, г. Новосибирск, ул. Д. Ковальчук, 179/2, главный оптик, тел. (383)236-77-83, e-mail: [email protected]
Владимир Витальевич Коваленко
ГБОУ СПО НСО «Новосибирский приборостроительный техникум им. Б. С. Галущака», 630049, Россия, г. Новосибирск, ул. Дмитрия Донского, 23/2, корпус 45, заведующий комплексной лабораторией оптических и оптико-электронных приборов и систем, тел. (923)197-01-71, e-mail: [email protected]
Ирина Владимировна Парко
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, УНЦ «Планетарий», 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, и. о. директора, старший преподаватель кафедры наносистем и оптотехники, тел. (913)959-17-30, e-mail: [email protected], [email protected]
Никита Юрьевич Филлипенко
Новосибирский государственный технический университет, 630073, Россия, г. Новосибирск, пр. Карла Маркса, 20, магистрант кафедры оптических информационных технологий, тел. (983)323-80-84, e-mail: [email protected]
Артем Александрович Денисенко
Новосибирский государственный технический университет, 630073, Россия, г. Новосибирск, пр. Карла Маркса, 20, магистрант кафедры оптических информационных технологий, тел. (983)132-02-87, e-mail: [email protected]
В статье приведено сравнение фотографий участка звездного неба, полученного с помощью телескопа ТАЛ-75 с применением аподизационного светофильтра и без него, а также сравнение полученных снимков с фотографией этого же участка звездного неба, полученной орбитальным телескопом «Хаббл».
Ключевые слова: аподизационный светофильтр телескоп ТАЛ-75, дифракционное изображение точки, апертура, разрешающая способность.
APLICTION FULL-APERTURE APODIZING FILTER FOR FOTO SPASE OBJECT
Nikolay Yu. Nikanorov
Joint-stacte company «Shvabe - Defense and Protection», 630049, Russia, Novosibirsk, D. Kovalchuk str., 179/2, Head optic, tel. (383)216-09-37, e-mail: [email protected]
Vladimir V. Kovalenko
«Novosibirsk instrument-making College named. B. S. Galushaka», 630049, Russia, Novosibirsk, St. Dmitry Donskoy, 23/2, Bldg. 45, head of the complex of the laboratory for «Optical and optoelectronic devices and systems», tel. (923)197-01-71, e-mail: [email protected]
Irina V. Parko
Siberian state University of geosystems and technology, UC «Planetarium, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., acting Director of the Ioit, senior prepodavatel, tel. (913)959-17-30, e-mail: [email protected], [email protected]
Nikita Yu. Philipenko
Novosibirsk state technical university, 630073, Russia, Novosibirsk, 20 Karl Marks pr., Magistrante, departament of otical information technologies, tel. (983)323-80-84, e-mail: [email protected]
Artem A. Denisenko
Novosibirsk state technical university, 630073, Russia, Novosibirsk, 20 Karl Marks pr., Magistrante, departament of otical information technologies, tel. (983)132-02-87, e-mail: [email protected]
The article presents the comparison of the photos of part of the sky obtained with a telescope TAL-75 with the use of Apodization filter and without it, and the comparison of the images with a photo of the same part of the sky obtained orbital telescope «Hubble».
Key words: apodization filter telescope TAL-75, a diffraction image of a point, aperture, resolution.
Одним из набирающих популярность, в настоящее время, направлений при астрономических наблюдениях является поиск экзопланет. «Экзопланета» это планета, обращающаяся вокруг звезды за пределами Солнечной системы. Для обнаружения подобного объекта с использованием классического телескопа требуется большое угловое разрешение, обеспечиваемое огромной апертурой. Основной проблемой при поиске экзопланеты является ее малая светимость и очень малые расстояния от достаточно яркой звезды, вокруг которой она обращается. В фокальной плоскости объектива телескопа, изображение за счет явления дифракции преобразуется в кружок Эри, причем яркость первого и даже второго кольца может превосходить яркость свечения экзопланеты. Даже если угловая разрешающая способность объектива телескопа позволяет увидеть отдельно два приблизительно равно светящихся объекта (критерий Релея) [1], то рассмотреть слабо светящийся объект на фоне дифракционных колец практически не возможно.
Одним из способов преобразования изображения бесконечно удаленного объекта (звезды) является подавление интенсивности дифракционных колец (наиболее интенсивных по яркости первого второго и третьего), при этом не увеличивая диаметра центрального ядра. В статье [2] описывается методика расчета и технические параметры аподизационного фильтра отвечающего описанным выше требованиям, его практическая реализация и результаты камеральной проверки. В 2012 году были проведены натурные испытания данного фильтра при фотографировании уникального явления: прохождения Венеры по диску Солнца. [3]
20 декабря 2014 года были проведены практические сравнительные съемки звездного неба с использованием полноаппертурного аподизационного свето-
фильтра. Съемки проводились в Новосибирском Детско-Юношеском Астрофизическом центре Планетарий.
Съемки выполнялись с 21:00 по 22:00 по новосибирскому времени при следующих погодных условиях:
Температура воздуха -17°C; влажность 80%; облачность: ясно; видимость: 9 км; ветер: Ю-ЮВ 20 км/ч.
В качестве основного инструмента был использован телескоп ТАЛ-75 установленный на монтировке в левом куполе планетария.
В качестве фотоприемого устройства была использована матрица - QHY6, пиксель 6,5х6,25 микрон 2,23"/Pixel.
В качестве объекта для сравнительной съемки было выбрано рассеянное звездное скопление NGC752 с экваториальными координатами - RA 01h 57m 59s, Dec +37° 34' 06", выбор был определен тем, что данный объект находился практически в зените, и городская засветка не влияла на результаты эксперимента. Время экспозиции составляло: для съемки без применения аподизацион-ного светофильтра - 2,5 сек; с применением аподизационного светофильтра -3,7 сек (для компенсации уменьшения светопропускания аподизационным светофильтром).
Для определения эффективности применения аподизационного светофильтра снимки были обработаны с помощью программного обеспечении Maxim DL. Были вычислены значения диаметра центрального ядра изображения звезды на полу высоте по интенсивности (FWHM). Результаты измерений приведены на рис. 2.
Из результатов обработки снимков видно, что при использовании аподиза-ционного светофильтра происходит уменьшение диаметра центрального ядра изображения звезды на 10-15%. Кроме того, при построении гистограмм изображения участков звездного неба, применение аподизационного светофильтра увеличивает контраст картинки, за счет уменьшения интенсивности рассеянного излучения.
В результате проведения эксперимента была практически подтверждена эффективность применения аподизационных светофильтров для любительской астрофотографии, за счет уменьшения диаметра изображения звезды и уменьшения рассеянного света.
Обнаружить Экзопланету с применением любительских телескопов с апертурой 75- 100 мм не представляется возможным, но при расчете аподизацион-ного светофильтра с учетом аберраций для телескопа ТАЛ-220 «Персей» (телескопа-рефрактора находящегося в ДЮЦ Планетарий) возможно будет наблюдать уже открытые Экзопланеты.
В заключении коллектив авторов выражает благодарность руководителям Детско-юношеского центра Планетарий Сергею Юрьевичу Масликову и Новосибирского Астрономического Общества Антону Геннадьевичу Савельеву за помощь в организации и активное участие в проведении съемок.
в)
Рис. 1. Приведены фотографии участка неба: а) снимок сделан без применения аподизационного светофильтра; б) снимок сделан с использованием аподизационного фильтра; в) снимок сделан орбитальным телескопом «Хаббл»
ПЛГММ - 2 364
ПгУНМ - 2.459
Р«НМ - 2.442
ПЛ/НМ -2 265
а)
(©) РМ/НМ - г.039
(^нм - 2 .016 РЖНМ - 2.027
б)
Рис. 2. Приведены результаты обработки снимков сделанных:
а) без применения аподизационного светофильтра;
б) с применением аподизирующего светофильтра
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Коронкевич В.П. Формирование изображения в оптических системах. - Новосибирск: НГТУ, 2005.
2. Полещук А. Г, Седухин А. Г., Никаноров Н. Ю. Апертурная аподизация на регулярных решетках с переменным пропусканием в нулевом порядке дифракции// Автометрия. 2013.
3. Никаноров Н. Ю. Результаты наблюдения прохождения Венеры через диск Солнца с помощью телескопа с аподизационным дифракционным фильтром // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2013. IX Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Сиб0птика-2013». Дифракционные и интерференционные системы и приборы: сб. материалов (Новосибирск, 15— 26 апреля 2013 г.). - Новосибирск: СГГА, 2013. - С. 58-62.
© Н. Ю. Никаноров, В. В. Коваленко, И. В. Парко, Н. Ю. Филлипенко, А. А. Денисенко, 2015
