CC BY
189
УДК 535.44
СЕРИЙНЫЕ ТЕЛЕСКОПЫ
Лев Вальтерович Парко
Акционерное общество «Швабе - Приборы», 630049, Россия, г. Новосибирск, ул. Дуси Ко-вальчук, 179а, начальник отдела разработки специальной и гражданской техники, тел. (383)225-81-62, e-mail: [email protected]
Михаил Сергеевич Комбаров
Акционерное общество «Швабе - Оборона и Защита», 630049, Россия, г. Новосибирск, ул. Дуси Ковальчук, 179/2, начальник управления программ развития, (383)216-08-92, 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]
В статье рассмотрены основные оптические схемы серийно выпускаемых телескопов. Выявлены тенденции и представлена концепция развития телескопостроения на АО «Швабе -Приборы» и АО «Швабе - Оборона и Защита».
Ключевые слова: телескоп, рефрактор, рефлектор, технологичность, качество изображения, апохромат, хроматизм изображения.
SERIAL TELESCOPES
Lev V. Parko
Joint-stock company «Shvabe - Devices», 630049, Novosibirsk, st. D. Kovalchuk, 179a, Head of development division and special civil engineering, tel. (383)225-81-62, e-mail: [email protected]
Mikhail S. Kombarov
Joint-stock company «Shvabe - Defense and Protection», 630049, Novosibirsk, street D. Kovalchuk 179/2, Head of management development programmes, tel. (383)216-08-92, 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]
The article considers the basic optical scheme of the commercially available telescopes. Trends are identified and presented the concept of development of telescopes at JSC «Shvabe - Devices» and JSC «Shvabe - Defense and Protection».
Key words: telescope, refractor, reflector, technology, image quality, apochromat, chromatic aberrations of the image.
Астрономия - древнейшая из наук, которая не оставляет равнодушными миллионы людей по всему миру. Для многих она является интеллектуальным хобби, а для части астрономов-любителей она дает возможность напрямую участвовать в научных исследованиях.
Практически в любом городе нашей страны и за рубежом можно найти астрономический клуб, детский кружок и просто отдельных энтузиастов и любителей астрономии, которые изучают звездное небо, строят телескопы и даже обсерватории. Последние годы в России более активно ведется строительство и открытие новых планетариев и обсерваторий. Подобный интерес к астрономии и космонавтики наблюдался лишь в середине 60-х годов, после первого полета Ю.А. Гагарина.
Астрономы-любители, как и раньше, вносят большой вклад в изучение астрономических объектов. Более половины открытых новых комет и астероидов принадлежит именно им, они успешно участвуют в многочисленных программах по наблюдению за звездами, астероидной безопасности и т.д.
При этом для подавляющего большинства астрономов-любителей основным инструментом при наблюдениях и исследованиях вселенной являются се-рийно-выпускаемые телескопы. Телескоп - это символ науки, с того самого момента когда Галилео Галилей впервые направил свою трубку на Луну.
Сегодня любой желающий, купив телескоп в магазине, может запросто совершить все открытия великих ученых за последние 400 лет.
При всем разнообразии известных оптических схем и характеристик телескопов, конкуренции многочисленных производителей в мире, в настоящее время лишь некоторые из них производятся серийно, что обусловлено, прежде всего, технологичностью и себестоимостью.
По типу оптической схемы объектива телескопы делятся на: зеркальные (рефлекторы), линзовые (рефракторы) и зеркально-линзовые (катодиоптрические).
Самой распространенной схемой зеркальных телескопов является схема Ньютона (рис. 1). Телескопы этой схемы выпускают практически все производители в мире, т.к. это самый простой в изготовлении рефлектор. Он имеет всего лишь одну точную оптическую деталь - главное зеркало.
■ ✓
/
/
/
/ /
/
7/ /
/
Рис. 1. Телескоп системы Ньютона
В 1979 году ПО НПЗ (в настоящее время АО «Швабе - Оборона и Защита»), с подачи известного в нашей стране популяризатора любительской астрономии Л. Л. Сикорука, выпустил первую партию телескопов системы Ньютона - «Алькор» с диаметром главного зеркала 65мм. Телескоп имел необыкновенный успех у покупателей, ни смотря на большую по тем временам цену. В модернизированной версии 2004 года, под маркой ТАЛ-65, он выпускается заводом до сих пор.
После успеха «Алькора» закономерно встал вопрос о выпуске более мощных телескопов этой системы, и в 1982 году последовал «Мицар», он же ТАЛ-1 с диаметром зеркала 110 мм, а в 1986 году - «Альтаир», он же ТАЛ-2 с диаметром зеркала 150 мм.
Все эти три модели телескопов системы Ньютона выпускались на ПО НПЗ более 30 лет и стали отечественной легендой. На них выросло целое поколение астрономов-любителей СССР. В 90-е годы эти телескопы помогли заводу «выжить» в труднейшей экономической ситуации, когда массово импортировались в Великобританию и другие страны.
В 1998 году телескоп ТАЛ-1 получил премию как самый массово-продаваемый телескоп в Великобританию.
С середины 90-х годов по многочисленным просьбам астрономов-любителей России, ЦКБ «Точприбор» ( в настоящее время АО «Швабе - Приборы») разработал конструкцию линзового телескопа рефрактора-ахромата ТАЛ-100R с диаметром объектива 100 мм, а в 1998 году ПО НПЗ выпустил первую партию этого телескопа.
Рефракторы-ахроматы (рис. 2) являются самой массовой группой выпускаемых в мире телескопов и имеются в номенклатуре абсолютно всех производителей серийных астрономических приборов.
Они имеют несколько преимуществ перед рефлекторами и катодиоптриче-скими телескопами т.к. просты в обслуживании, не имеют центрального экранирования, что обеспечивает высокую контрастность и разрешение изображения, особенно при наблюдении планет, и не требуют юстировки у пользователя.
Недостатком рефракторов-ахроматов является остаточный хроматизм, т.е. окрашивание изображений ярких объектов звездного неба, но и этот недостаток отсутствует у рефракторов-апохроматов, о чем будет сказано ниже.
В начале нулевых годов ТАЛ-100Я был дополнен рефракторами-ахроматами ТАЛ-75 и ТАЛ-125Я и таким образом эти телескопы образовали вторую линейку телескопов марки ТАЛ, которые выпускаются до сих пор.
Рис. 2. Рефрактор-ахромат
Наиболее распространенными схемами катодиоптрических телескопов являются системы Шмидта-Кассегрена (рис. 3а) и Максутова-Кассегрена (рис. 3б). Их выпускают все самые известные производители в мире такие как Mead, Celestron, и самая динамично-развивающаяся китайская фирма Sky-Watcher.
а б
Рис. 3. Телескопы систем Шмидт - Кассегрен (а) и Максутов - Кассегрен (б)
Единственным достоинством катодиоптрических телескопов, по сравнению с рефракторами и рефлекторами, являются их массогабаритные характеристики, что позволяет выпускать телескопы с большими диаметрами объектива и большими фокусными расстояниями.
В этом классе телескопов ПО НПЗ пошел по своему пути, не используя классические схемы Шмидта-Кассегрена и Максутов - Кассегрена, а в 1999 году приступил к выпуску нового зеркально-линзового телескопа по схеме Ю.А. Клевцова - ТАЛ-200К [3] (рис. 4).
Рис. 4. Телескоп системы Клевцова
Это наиболее технологичный катодиоптрический телескоп, имеющий только сферические поверхности и всего одну габаритную точную оптическую деталь, по сравнению с вышеприведенными схемами катодиоптрических телескопов. В 2005 году был поставлен в серию ТАЛ-250К и вместе с ТАЛ-150К образована третья линейка телескопов марки ТАЛ.
Из-за новизны схемы первое время астрономы-любители отнеслись к этим телескопам настороженно, но в последствии, даже многие ведущие российские астрофотографы, занимающиеся съемкой объектов солнечной системы и дальнего космоса, по достоинству оценили эти инструменты.
В связи с бурным развитием любительской астрономии, внедрением цифровых и информационных технологий и повышения материального уровня потребителей, с середины нулевых годов стала прослеживаться стойкая тенденция замены линзовых телескопов рефракторов-ахроматов на более дорогие рефракторы-апохроматы.
Оптические схемы этих телескопов абсолютно одинаковые, но у рефракторов-апохроматов в качестве материала линз объектива используются стекла с особым ходом дисперсии, которые дороже обычных марок стекол в несколько раз. Это обстоятельство устраняет последний недостаток телескопа рефрактора-ахромата - остаточный хроматизм и для любительского телескопа с диаметром объектива до 200 мм становится идеальным инструментом.
Для создания нового рефрактора-апохромата ЦКБ «Точприбор» разработало новую оптическую схему из обычных марок стекол [4] (рис. 5).
Рис. 5. Система рефрактора-апохромата
В 2007 году ПО НПЗ выпустил первый телескоп рефрактор-апохромат ТАЛ-125АРО.
В этом же году на «Астрофесте» в Москве этот телескоп произвел настоящий фурор, т.к. до этого считалось, что рефрактор-апохромат, оптическая схема которого содержит стекла с обычным ходом дисперсии, сделать невозможно. Кроме того стоимость телескопа ТАЛ-125АРО была в два раза дешевле полуапохроматов производства КНР. Телескоп получил собственное имя «Апо-лар», что означает: «Апохромат для любителей астрономии России». В 2010 году ТАЛ-125АРО стал обладателем региональной премии «Сто лучших товаров России».
В этом же году ЦКБ «Точприбор» разработало конструкцию, а в следующем году ПО НПЗ запустил в серию телескоп ТАЛ-150 АРО лучший по качеству изображения и использования в астрофотографии.
На одном из астрономических форумов «СибАстро» это был единственный телескоп, который при наблюдениях Луны на большом кратере Платон, даже при посредственных атмосферных условиях, смог показать три маленьких кратера, в реальности имеющих размеры 800-1000 м!
На этом же форуме, ведущий астрофотограф России И. Чекалин, практикующийся ранее на зеркальных телескопах, с помощью ТАЛ-150 АРО сделал уникальный снимок Плеяд в созвездии Тельца.
В настоящее время ведущими фирмами, серийно выпускающих любительские телескопы, прослеживается следующие тенденции:
- растет номенклатура рефракторов-апохроматов с различной ценовой категорией;
- увеличивается спектральный диапазон работы телескопов, в связи с широким внедрением цифровых технологий и матричных приемников излучения, что требует более качественной коррекции рефракторов и катодиоптрических систем;
- совершенствуется и компьютезируется системы автоматического наведения и слежения наблюдаемых объектов;
- растет интерес к специализированным инструментам, таким как, солнечные, бинокулярные, обзорные телескопы.
Эти тенденции могут стать перспективными для предприятий-производителей с точки зрения разработки и выпуска новой продукции.
В последние годы положение на российском рынке телескопов кардинально изменилось. Монополия с начала 80-х годов прошлого века по производству телескопов ПО НПЗ, сменившая многолетнюю монополию Загорского приборостроительного завода, завершилась безвозвратно. Рыночные механизмы привели к появлению в России телескопов ведущих мировых брендов, выпускаемых по большей части в Китае. Зарубежные фирмы-производители планомерно вытеснили российскую продукцию, за счет лучшего отношения цены и качества. Разрыв по этому показателю ежегодно увеличивается, как это ни прискорбно порой осознавать. Хотя сейчас в связи с падением курса рубля, у отечественных производителей появился временный шанс отвоевать часть отечественного рынка телескопов.
АО «Швабе - Приборы» и АО «Швабе - Оборона и Защита» совместно разрабатывают новую концепцию развития телескопостроения. Прежде всего, она предусматривает разработку и производство линейки катодиоптрического телескопа с диаметром объектива 200, 250 и 300 мм и линейки телескопов рефракторов-апохроматов с диаметром объектива 100, 150 и 200 мм, с применением стекол производства ЛЗОС («Лыткаринский завод оптического стекла»), который также входит в холдинг «Швабе».
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Теребиж, В.Ю. Современные оптические телескопы / М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005.-80 с.
2. Михельсон, Н.Н. Оптические телескопы. Теория и конструкция. М.: Наука, 1976.512 с.
3. Пат. 2125285 Российская Федерация, МПК6002Б 17/08, 002Б 23/02. катодиоптриче-ский телескоп / Клевцов Ю.А.; заявитель и патентообладатель Конструкторско-технологический институт прикладной микроэлектроники СО РАН.-№96105080/28; заявл. 19.03.1996; опубл. 20.01.1999, Бюл. №8. - С. 6.
4. Пат. 2331094 Российская Федерация, МПК 002Б 9/28, 002Б 11/06. Апохроматиче-ский объектив / заявитель и патентообладатель Федеральное государственное унитарное предприятие «Производственное предприятие «Новосибирский приборостроительный завод» (ФГУП «ПО «НПЗ»). - №2006121862/28; заявл. 27.12.2007; опубл. 10.08.2008, Бюл. № 22. - С. 8.
© Л. В. Парко, М. С. Комбаров, И. В. Парко, 2015
