О.А. Ивлев

Зачем делают любительские телескопы?

Возможно, что увлечение астрономией в наше время - одно из немногих, оставшихся романтикам и мечтателям. Глядя в телескоп, человек не только расширяет границы своего знания о природе, но и познает самого себя. Астрономия позволяет человеку понять, что физическая природа Мира едина - законы природы на Земле и на далеких звездах общие. Это единство Мира поражает воображение более всего. Идея Мира, как будто созданного по общему плану, возбуждает фантазию человека, заставляет искать ключи к пониманию этого стройного божественного орнамента. Особенно сильное воздействие "близкий" взгляд в телескоп на звездное небо (всего лишь с помощью отполированного стекла!) оказывает на детей: им открываются - сразу, вдруг - великие истины удивительного многообразия, сложности, стройности Мира и своей собственной сильной причастности ко всему сущему. Это происходит потому, что безграничность пространства и бесконечность времени открываются зримо и заставляют каждого ответить на вопросы собственного бытия и яснее ощутить свое человеческое предназначение, так как в сравнении с космическим временем оцениваешь конечность собственной жизни. Люди и эмоционального, и логического склада всегда испытывают возвышенное молитвенное состояние, душевное волнение, глядя в телескоп на сверкающее мириадами звездных искорок небо.

Научно-любительские увлечения получают массовое развитие в благоприятных социальных условиях. В настоящее время в нашей стране из-за общей неблагополучной ситуации резко снижены познавательные стимулы и размыты культурные ориентиры, системное научное руководство юношеством и молодежью отсутствует. Массовые увлечения носят узкоприкладной, а не мировоззренченский характер. Астрономией в этих условиях интересуются мало. В тоже время существует высокий образовательный уровень, быстро осваиваются новые научно- технические достижения непрофессионалами (электроника, информатика) - за последние годы в любительской среде разработаны десятки различных отечественных конструкций компьютеров и освоены все доступные виды зарубежных компьютерных систем. В этой части нашего общества постоянно живет подвижничество, его духовные потребности не удовлетворены- именно для этой, малой части общества понятен интерес к культуре. Астрономия же несет в себе высокую культуру, формируя мировоззрение.

Любительский телескоп - это прибор для обучения, для развития, для отдыха и общения, для необычного "спорта" зоркости и терпения, для познания Природы "с самого начала".

Телескопостроение в России.

На протяжении десятков лет любительская астрономия в России была одним из массовых увлечений. Работали планетарии, лектории, астрономические кружки. Наблюдения неба проводились, как правило, в телескопы-рефракторы диаметром 60 и 80 мм (f/D=10), изготовлявшиеся целевым назначением для школ и клубов. Оптические возможности школьных телескопов были очень ограничены, их механика не заслуживала доброго слова (поэтому в школах у нас, как правило, никогда не наблюдали небо). Другие промышленные модели телескопов выпускались очень малыми партиями и были редкостью. Телескопов для обсерваторий домов пионеров, детских технических клубов, планетариев, вузов, в том числе и педагогических, также не было в серийном производстве (техническая документация на оптических заводах быстро устаревала, а ее переработкой там не считали нужным заниматься). В этой обстановке стихийно возникло неформальное движение любителей астрономии - телескопостроителей.

Любительское телескопостроение в 70-80-е годы развивалось под влиянием замечательных книг М.С. Навашина "Телескоп астронома-любителя" и Л.Л Сикорука. "Телескопы для любителей астрономии". Эти книги представляли собой руководства по изготовлению самодельных телескопов. Написанные простым языком, они увлекли множество людей идеей создания небольшого телескопа, чаще всего - системы Ньютона. Кустарная технология изготовления и контроля оптики оказалась настолько глубоко проработанной, что практически любой школьник и сейчас может отшлифовать и отполировать 100...150-мм зеркало вполне удовлетворительного качества. Профессионалы нередко изумляются мастерству оптиков-самоучек, выучившихся только по этим книгам и изготовляющих даже асферику с диаметрами до 350...400 мм. Однако, если изготовление оптики доступно многим, то механику удовлетворительного качества могут изготовить лишь единицы.

Движение телескопостроителей объединило многих незаурядных людей, открытых для общения, бескорыстно делящихся знаниями, активно пропагандирующих свое увлечение. В клубах атмосфера была филантропической, почти домашней. Горячо дискутировались статьи любителей в "Земле и Вселенной" и их письма, детально обсуждались инструменты, созданные А.Н. Подъяпольским (Москва), С.И. Сориным (Баку), Л.Л. Сикоруком (Новосибирск), А.Н. Крыловым (Москва), Ю.А. Клевцовым (Иркутск), Ю.А. Петруниным (Челябинск), Г.М. Веселовым (Москва), Н.П. Василенко (Невинномысск), А.Т. Ворониным (Москва), Р.Х. Бекяшевым (Ленинград), С.Б. Александровым (Рязань), А.С. Фоминым (Ленинград), С.В. Карповым (Красноярск). Эти работы долго помнили, сравнивали, считали их эталонами. Для объединения телескопостроителей и для обоснования целей движения многие годы работали М.М. Шемякин и Г.В. Шуваев.

Особенно много прогрессивных идей по конструкции телескопов и технологии любительского телескопостроения собрано и внедрено Сикоруком Л.Л.: облегченная бумажно-эпоксидная труба, линза Барлоу, монтировки Бостиана-Мейнела и Добсона, протуберанц-телескоп, бескорпусная конструкция телескопа, усовершенствованный теневой прибор и многое-многое другое. Зарубежный опыт, в частности, американский, также начал распространяться у нас, благодаря плодотворной работе Л.Л. Сикорука и работе его единомышленников из клуба им.Максутова.

рис 1

рис 2

Наиболее серьезные, системные работы по механике любительских телескопов на протяжении многих лет выполнил Крылов А.Н. Им изготовлены и детально описаны конструкции полярной платформы, облегченной вилочной монтировки, несимметричной параллактической монтировки, часовые приводы, легкие и чрезвычайно жесткие штативы. Из всех ветеранов любительского телескопостроения он остался самым активным астрономом-любителем. Крылов А.Н. непрерывно совершенствует свои инструменты, регулярно наблюдая в них небо (рис.1, 2).

Казалось бы, для чего изобретается "велосипед", ведь основные оптические схемы, технические решения и методы наблюдений описаны и изготовлены в стародавние времена? Ответ достаточно прост: на сегодняшний день нет полностью удовлетворительной конструкции любительского телескопа. По-видимому, еще не скоро появится такой инструмент, который мог бы соответствовать одновременно всем требованиям любителя: наблюдать и фотографировать объекты Солнечной системы и объекты "глубокого" неба. Суть серьезного технического любительства - в поиске так называемых "предельных" и "непредельных" решений, которые позволяют выполнить поставленные задачи минимальными средствами, используя новые знания, умения, материалы, инструменты. Это касается и оптических схем, и конструкций труб, и приводов, и монтировок, и окуляров, и фильтров, и методов наблюдений и т.д.

рис 3а

рис 3б

Одной из важнейших целей в те годы ставилось найти наиболее подходящие конструкции массового инструмента для школ, вузов. Было совершено немало романтических попыток внедрить через органы просвещения любительские разработки, но пройти через бюрократические преграды не удалось. Телескопостроители обратились к руководителям крупных оптических предприятий.
Сикоруку Л.Л. с большими трудностями удалось внедрить на Новосибирском приборостроительном заводе телескопы Ньютона. Однако первые образцы телескопов, спроектированные по стандартам оборонки, разочаровали любителей астрономии: телескопы имели диаметры всего лишь 65 и 110 мм, были достаточно тяжелыми, дорогими, а механика по-прежнему была грубой. Новосибирцам пришлось переработать немало вариантов, чтобы серийно производить знаменитые теперь телескопы "Мицар" (D=110 мм, f/D=7.3) и "Алькор" (D=65 мм, f/D=7.7) (рис.3а,б). Кроме того, НПЗ разработал серию телескопов астронома-любителя "ТАЛ" системы Ньютона, из которой отметим:

• "ТАЛ-М" (D=80 мм, f/D=6.58), предназначенный для визуальных наблюдений; телескоп установлен на колонне, на универсальной монтировке параллактического типа, которая имеет ключи тонких движений по осям; особенностью конструкторского решения трубы является совмещение оптического искателя с окуляром телескопа;
• "ТАЛ-2" (D=150 мм, f/D=8), предназначенный для визуальных и фотографических наблюдений, что представляет интерес для подготовленных любителей; он установлен на немецкой монтировке, имеет привод часового слежения.

рис 4

рис 5

рис 6

Всемирно известное Ленинградское оптико-механическое объединение, создавшее все крупные отечественные астрономические телескопы, разработало серию любительских инструментов - по схеме Максутова. Наибольший из них - телескоп "Астел-150" (D=150 мм, f/D=13.3) - может стать основой любительской обсерватории (рис.7). Он снабжен шаговым приводом часового слежения. Это первый телескоп подобного класса, разработанный отечественной промышленностью для серийного производства. Дизайн трубы, вилки, корпуса часовой оси - аналогичен передовым зарубежным конструкциям телескопов "Meade" и "Celestron". Конструкторское решение для широтной головки телескопа - оригинальное, но весьма спорное: инструмент стал тяжелым (50 кг) и нетранспортабельным. Кроме того, ЛОМО серийно производит любительские телескопы с меньшими диаметрами: "Астел-70" (D=70 мм, f/D=10) и "Астел-90" (D=90 мм, f/D=12.2) по схеме Максутова (рис.8), и рефрактор "Астел-80" (D=80 мм, f/D=12.5). Эти небольшие телескопы близки к классу распространенных на Западе телескопов-игрушек ("Astroscan", "Questar-3.5"", "AstroScope-ETX" (рис.9) и др.), но неизмеримо выше их по качеству изображения и изготовления. Создание серийных любительских астрономических телескопов началось и на других промышленных предприятиях, в частности, на Загорском оптико- механическом заводе. Здесь производятся телескопы Ньютона серии "Кронос" двух модификаций (D=70 мм, f/D=7.4) и (D=115 мм, f/D=6.1), а также менисковый Кассегрен (D=165 мм, f/D=9). Эти телескопы снабжены параллактической монтировкой, набором окуляров.

рис 7

рис 8

рис 9

Однако, имея квалифицированных специалистов, большие производственные возможности, нашим оптическим промышленным предприятиям не удалось создать доступные по цене массовые любительские телескопы; как бизнесмены они оказались неповоротливыми, и очень-очень медленно совершенствуют свою продукцию; сами производители, к сожалению, не наблюдают в свои инструменты, только лишь на лабораторных контрольных установках, и, как правило, имеют смутное представление о требованиях к любительскому телескопу. В целом, на промышленных предприятиях не сложились по-настоящему активные производственные группы телескопостроения: по-видимому, условия для работы не соответствуют динамичности любительской среды, и, кроме того, существует многоэтажная структура руководства. Более эффективными могли бы стать любительские лаборатории при госпредприятиях, в которых следовало бы сосредоточить разработку и испытания инструментов, предназначенных для серии.

Понимая реальные проблемы промышленников, следует выразить им благодарность за их вклад в развитие любительской астрономии в прошедшие трудные годы. Историю создания этих инструментов еще следует написать. Новые времена принесли экономическую самостоятельность, с которой открылась возможность создать именно те инструменты, о которых долго мечтали любители астрономии. Самые преданные своему делу телескопостроители объединились в небольших фирмах для производства любительских инструментов. Первая любительская компания - московская фирма "Интес" представила в 1989 году телескоп системы Максутов-Кассегрен (D=150 мм, f/D=10), который зарубежные журналы для любителей астрономии назвали "русской революцией" (рис.10).

рис 10

Телескоп был установлен на вилочной экваториальной монтировке, содержал часовой привод с электродвигателем, регулируемым по скорости. Это было подлинное событие: к первому образцу, выставленному в фотоотделе ГУМа, было невозможно пробиться. Многие полагали, что с появлением этого телескопа наконец-то и у нас будет развиваться наблюдательная любительская астрономия. Немного позже в России образовались новые молодые компании - "Интес- микро", "ИнтерОПТИК" и другие. Любители астрономии становились профессиональными строителями телескопов для новых поколений любителей. Начиная изготовление телескопов, наши телескопостроители оказались в некоторой растерянности от многообразия существующих на Западе моделей телескопов. Подлинным учебниками стали редкие у нас журналы "Sky and Telescope" и "Astronomy". Библиотечные экземпляры этих изданий конца 80-х - начала 90-х годов в Государственном астрономическом институте им.Штернберга и Государственной публичной научно-технической библиотеки зачитаны буквально до дыр. Крупным событием стало появление в Москве первого в России 250-мм Шмидт- Кассегрена с приводом LX6 фирмы "Meade", подарка американских любителей отделу астрономии и космонавтики Московского Дворца пионеров на Ленинских горах. Этот телескоп изучали как наглядное пособие, наблюдали в него, разбирали его и удивлялись многим техническим решениям, которые можно охарактеризовать как компромисс между сравнительно небольшой ценой и посредственным качеством изображения и конструкции, сомневались соответствию технических параметров рекламе.

Зарубежный опыт создания любительских серийных инструментов показывает, что в настоящее время мировой рынок насыщен телескопами для любителей астрономии любого уровня квалификации. Борьба за покупателя заставляет непрерывно совершенствовать выпускаемую технику, делать работу с ней более удобной и эффективной. Рекламы и каталоги различных фирм, как правило, характеризуют свой товар в превосходной степени. Конкурентная борьба безжалостно отбрасывает модели телескопов, уступающие по качеству изготовления, привлекательности или слишком дорогостоящие. Однако нет тенденции к сокращению числа моделей до нескольких наиболее удачных. Рынок телескопов исключительно разнообразен, и покупатели имеют широкий выбор, причем часто даже опытному наблюдателю трудно остановиться на какой-либо определенной модели. На Западе наиболее популярными, массовыми моделями любительского инструмента являются телескопы по схемам Ньютона, Максутова и небольшие телескопы-рефракторы.

Телескопы Ньютона на альт-азимутальной монтировке Добсона

В этой системе соблюден принцип абсолютной простоты элементов конструкции, снижены требования к жесткости трубы, допускается люфт, отсутствуют узлы фиксации и слежения за небесным объектом. Для начинающего любителя астрономии этот телескоп предоставляет лишь возможность обзоров звездного неба (рис.11).

рис 11

Наиболее распространены телескопы с диаметром главного зеркала 150...300 мм. Обычно главное зеркало имеет параболическую форму. Монтировка Добсона представляет собой простейшую конструкцию - коробку горизонтальной оси, установленную на основание-диск с азимутальной осью. Полуоси трубы лежат в лагерах, как правило, без фиксации. Диаметр полуосей трубы телескопа обычно составляет в зависимости от веса трубы 1/5-1/15 длины трубы - для увеличения момента трения, удерживающего трубу в равновесии. Трубу для такого телескопа изготавливают из бумаги, пропитанной эпоксидной смолой. Этот вариант любительского телескопа в настоящее время является наиболее популярным во всем мире. Такие недорогие телескопы могли бы стать весьма удобной моделью школьного телескопа в России. Простота данной системы привлекает и многих любителей астрономии, которые строят самодельные телескопы Ньютон-Добсон.

Телескопы Максутова

Оптическая схема этого телескопа позволяет создать герметичную, относительно короткую трубу, что очень удобно для эксплуатации инструмента. Существует множество разновидностей систем с диаметрами 80...300 мм. Системы Максутова (зарубежом их нередко называют МАК), достаточно простые в изготовлении и сборке, являются одними из наиболее популярных среди наблюдателей.

Рефракторы

Традиционные рефракторы (D=60...100 мм, f/D=10...15) с двух-трехлинзовыми объективами из обычных оптических стекол выпускаются множеством фирм, эти телескопы обычно недорогие и поэтому популярны среди любителей, несмотря на заметные остаточные полевые и хроматические аберрации. Настоящий переворот в любительской астрономии произошел с появлением новых оптических стекол с очень большим диапазоном изменения показателя преломления (коэффициент Аббе - более 90, как у естественного кристалла флюорита), что позволяет создавать двухлинзовые рефракторы с ничтожно малыми хроматическими аберрациями. Качество их изображения настолько высоко, что многие любители, однажды наблюдавшие в эти рефракторы, навсегда отдали им предпочтение. И это несложно объясняется: в линзовых объективах потенциально выше коэффициент пропускания (малопоглощающие стекла и широкополосные просветляющие покрытия), выше контраст изображения (беспузырное стекло; влияние рассеяния света на преломляющих поверхностях ниже, чем на зеркальных), отсутствие центрального экранирования (способствует "прорисовке" мелких деталей объекта), высокая светосила до f/D=5. Они успешно конкурируют с зеркальными системами равной эффективности при меньшем диаметре и габаритах (так, например, можно показать, что для широкого набора любительских задач 100-мм апохромат вполне заменит 180...200-мм зеркальный телескоп с центральным экранированием 20% по диаметру), причем особенно успешно - в условиях наблюдения в городе и на равнине. Можно утверждать, что рефракторы наиболее универсальные оптические системы для любителей астрономии. Объективы-апохроматы (оптические системы, скорректированные на три длины волны) c флюритоподобными стеклами (их обозначают кодом "ED") выпускают в настоящее время все ведущие фирмы мира. Впервые апохроматы с диаметром 70 мм (f/D=6.85) были установлены в телескопах "Genesis" (фирма "Tele Vue", США). Несмотря на высокую цену, они сразу же стали очень популярны. Фирма "Meade" предлагает серию дублетов-апохроматов диаметром 100, 125, 150, 175 - мм (f/D=9). Компания "Astro-Physics" (США) пошла еще дальше - создала ED-триплеты исключительно высокого качества с диаметром входного зрачка 105 мм (f/D=6), 130 мм (f/D=8), 155 и 180 мм (f/D=9). Аналогичные по качеству триплеты-апохроматы стали выпускать ЛЗОС и ЛОМО.

читать дальше

на главную