pátek, prosinec 15, 2017

Montáže astronomické dalekohledu

Úkolem astronomického dalekohledu je shromažďovat světlo pozorovaných objektů . Každý větší dalekohled bývá upevněn na stativu, aby ho uživatelé nemuseli během pozorování držet v rukou.

Tento stativ voláme montáž. Montáž dovoluje uživateli nastavovat dalekohled do různých poloh – tedy nasměrovat ho na pozorovaný objekt.

Základní rozdělení

Abychom mohli vyhledat libovolný bod na obloze je třeba mít možnost pohybovat dalekohledem ve dvou směrech. Podle sklonu os rozdělujeme montáže na:

  • Azimutální
  • Paralaktická

Azimutální montáž

Tato montáž je vlastně jen upravený fotografický stativ, který umožňuje otáčet dalekohledem kolem dvou os. Jedna osa je kolmá na vodorovnou rovinu a druhá je s ní rovnoběžná. Pomocí první nastavujeme azimut a druhou výšku nad obzorem. Azimutální montáž je konstrukčně jednoduchá a často se používá při malých a levných astronomických dalekohledech, nejčastěji při malých refraktorech. Otáčení naší planety způsobuje neustálou změnu azimutu a výšky nad obzorem pozorovaného nebeského objektu. Tyto změny jsou nerovnoměrné a proto je třeba navádění dalekohledu za pohybujícím se objektem. Pokud chceme, aby pozorovaný objekt zůstal v zorném poli, musí být azimutální montáž vybavena elektronikou, která podle nastavených parametrů dokáže hýbat dalekohledem v obou osách a tak kompenzovat tento nerovnoměrný pohyb. Pokud montáž nemá takovou elektroniku, musí si změnu polohy zajistit pozorovatel sám. Pro začátečníky to může způsobovat určitý problém, ale praxe rychle zatlačí do pozadí tyto nároky. Další nevýhodou je stáčení zorného pole během pozorování. Pokud se pozoruje vizuálně, obvykle to nepředstavuje problém. Pokud bychom chtěli přes dalekohled na azimutální montáži fotografovat, museli bychom ho doplnit (samozřejmě kromě nezbytného navádění ) i o derotátor - zařízení, které kompenzuje tuto rotaci zorného pole.

Na druhou stranu se tento typ montáže používá při těch největších dalekohledech světa, kde by paralaktický montáže ( viz níže ) vedly k neúměrným technickým komplikacím a příliš velkým observatořím. Jsou vybaveny úplnou automatikou, která se stará o kompenzaci všech výše uvedených komplikací.
Mezi amatéry si však azimutální montáž našla v kombinaci s Newtonovým zrcadlovým dalekohledem nenahraditelné zastoupení. Označuje se jako tzv.  Dobsonova montáž. Je to vidlice, do které se vkládá dalekohled. Montáž nemá žádné aretace ( mechanické pomůcky k zablokování otáčení v dané ose ) a dalekohled si svou polohu drží jen díky tření, proto musí být tubus dobře vyvážený, aby se sám nepohnul z nastavené pozice. Výroba je oproti jiným druhům mimořádně levná a lze ji bez problémů zvládnout i v domácích podmínkách. Ušetřené finanční prostředky je pak možné investovat do většího průměru zrcadla nebo do dalšího příslušenství.

S pokrokem elektronizace se v současnosti vyřizují tyto montáže elektronikou, která snímá aktuální polohu, ale také umožňuje nastavovat dalekohled do požadované polohy a udržovat požadovaný objekt v zorném poli. Bez motorů a elektroniky si nastavování polohy během pozorování pohybem musíu hlídat samotný pozorovatel. Na trhu se občas objeví Dobsonové dalekohledy, které se dají složit a jsou takto připraveny na snadnější transport. Pokud nemáme ambici fotografovat noční oblohu delšími expozičními dobami a chceme využívat dalekohled na vizuální pozorování, je tento
typ asi nejlepší kombinací s poměrem cena - výkon.

Paralaktická montáž

Problémy s " naháněním " objektů na noční obloze se dají značně zjednodušit. Pokud skloníme os azimutální montáže ( která je kolmá na vodorovnou rovinu ) a zorientujeme ji rovnoběžně se zemskou osí, dostaneme z azimutální montáže paralaktickú. Její sklon bude shodný se zeměpisnou šířkou místa, kde je montáž umístěna. Pokud zajistíme otáčení této osy stejnou úhlovou rychlostí jakou se otáčí naše planeta, tak každý dalekohled přimontován na tuto osu bude přesně sledovat pohyb hvězd na obloze. Takto se získá mechanický systém, který odstraní problémy s nerovnoměrným pohybem nebeských těles vzhledem na zemský povrch. Tato osa se nazývá polární (nebo i hodinová ). Druhá osa (při azimutální montáži určená na nastavování výšky nad obzorem ) se při paralaktickej montáži nazývá deklinační. Při azimutální montáži se měří úhel a výška objektu - při paralaktický jsou to samozřejmě také dvě veličiny a to hodinový úhel (označovaný RA) a deklinace (označovaný DE). Tyto dvojice veličin se dají navzájem převádět a pro každý objekt je lze nalézt v různých programech zobrazujících noční oblohu.

Existuje několik druhů provedení:

  • Německá montáž
  • Anglická montáž
    • Rámová montáž
    • Osová montáž
    • Podkovovitá montáž
  • Vidlicová montáž

Německá montáž

Tento druh montáže je asi nejrozšířenější používanou montáží. Polární osa je upevněna na pilíři ( nebo na trojnožce jako fotografický stativ ). Deklinační osa je na ni kolmo připevněna. Na jednu stranu se montuje dalekohled a na druhou buď protizávaží nebo další dalekohledy. Její nevýhodou je zvýšená hmotnost skrz potřebné protizávaží. Německá montáž je vhodná pro všechny druhy astronomických dalekohledů. Při používání je ale třeba dávat pozor, neboť při některých polohách existuje možnost, že dalekohled narazí do stativu. V tomto případě je třeba dalekohled otočit o 180°. To je nevýhoda, hlavně při dlouhodobějším fotografování objektu. Na trhu dnes existuje množství různých provedení, které mají různé nosnosti. Bývají vybaveny motory a elektronikou, která umožňuje nastavovat dalekohled do různých poloh na obloze dle zadaných souřadnic. Často je možné montáž propojit s autopointovacím zařízením jakož i počítačem a takto plně elektronicky řídit její chod. Jednotlivá provedení se liší nosností, přesností ale i kvalitou provedení. Určit, která je lepší, se dá nejlépe z různých recenzí a zkušeností uživatelů z reálného používání.

Rámová montáž

Další typ montáže je charakteristický tím, že má polární osu upevněnou ve dvou bodech - na začátku a na konci. To zaručuje velmi dobrou stabilitu a malé chvění. Montáž se používá, vzhledem k její velikosti, pouze v observatořích, kde je stabilně umístěna. Nevýhodou je nedostupnost objektů v okolí severního pólu. Používá se pro velké zrcadlové dalekohledy. Výhodou je, že nepotřebuje žádné protizávaží a nese pouze užitečnou hmotnost samotného dalekohledu. Montáž byla např. . použitá v observatoři Mount Wilson pro 2,5 m dalekohled v roce 1917, což byl nejvýznamnější dalekohled 20. století.

Osová montáž

Pokud se použije při předchozím typu celá nepřerušená polární osa a dalekohled se umístí mimo s protizávažím na opačné straně, dostaneme tzv. osovou montáž. Její princip je jasný z nákresu. Objekty v okolí severního pólu jsou dostupnější než v předchozím případě. Někdy se místo protizávaží umisťuje další astronomický dalekohled nebo fotokomora.

Podkovovitá montáž

Nedostatky předchozích dvou typů odstraňuje tzv. podkovovitá montáž. Své jméno získala z použité charakteristické podkovovité součásti, která se odvaluje po specializovaných ložiskách. Nepotřebuje protizávaží a díky otvoru v podkovovité uložení polární osy jsou dostupné také objekty v okolí severního pólu. Montáž byla použita např. v Palomar Observatory pro 5m zrcadlový dalekohled.

Vidlicová montáž

Pokud odstraníme horní polovinu polární osy rámové montáže, dostaneme v principu vidlicovou montáž. Samozřejmě, musí být polární osa dostatečně upevněna, protože těžiště je mimo podstavec, který tuto osu ( a vlastně celou hmotnost dalekohledu ) drží. Velikost vidlice se navrhuje podle dalekohledu tak, aby bylo zaručeno jeho bezproblémové otáčení ve směru deklinace. Absence horní části uložení polární osy zajišťuje dostupnost objektů v okolí severního pólu. Uložením uprostřed vidlice nejsou potřeba žádné protizávaží. Montáž není příliš vhodná pro dlouhé refraktory, protože by byly potřeba příliš dlouhé ramena vidlice. Montáž je stabilní a většinou nepřenosná. Montáž je použita např. v Ondřejově pro 2m zrcadlový dalekohled.

Parametry montáže

Hmotnosť

Pokud bude montáž určená pro přenos a nebude trvale umístěna v observatoři, je dobré pamatovat na její celkovou hmotnost s protizávažím, ale i na hmotnost samotného dalekohledu. Pokud se bude celá výbava stěhovat z místa na místo, může být časem pro pozorovatele vysoká hmotnost nepříjemnou skutečností. Hlavně pokud bude nad ránem končit s pozorováním po celé noci - především v zimních obdobích.

Nosnosť

Při výběru mezi různými provedeními je třeba brát v úvahu hmotnost dalekohledu a jeho příslušenství, jakož i fakt, zda bude montáž používána na vizuální anebo pro fotografické účely. Každá montáž by měla mít stanovenou nosnost pro fotografické i pro vizuální použití. Vždy raději zvolte montáž, jejíž nosnost je o něco vyšší než hmotnost dalekohledů, které budou na ní namontované, protože zatížením montáže nad tuto hranici se bude její přesnost snižovat.

PEC

okud je pohon montáže realizován pomocí šnekového převodu ( což bývá nejčastěji ), bude přesnost chodu vykazovat s největší pravděpodobností periodické změny . Tyto jsou závislé na přesnosti výroby jednotlivých převodových komponentů. Jelikož bývají tyto změny periodické, je možné je částečně kompenzovat elektronicky - tato vlastnost bývá označena jako PEC ( Periodic Error Correction ). Pokud však změny nejsou zcela periodické, může vést taková umělá regulace i ke zhoršení přesnosti chodu montáže.

Presnosť

Přesnost chodu montáže je jedním z klíčových parametrů při výběru montáže na fotografické použití. Od této přesnosti bude potom záviset četnost korekčních impulsů, které budou během focení zpřesňovat její chod. Protože přesnost je přímo úměrná přesnosti obrábění jednotlivých převodových stupňů, bude i cena montáže růst s její přesností. I tento údaj by se měl objevovat v parametrech montáže udávaných výrobcem.

GoTo

Nastavení polohy dalekohledu je možné několika způsoby. Základem jsou tzv. dělené kruhy, které ukazují aktuální úhel jednotlivých os montáže. V dnešní elektronické době bývají všechny dobré montáže doplněné o možnost poslat dalekohled na určené souřadnice automaticky. Tento systém se nazývá GoTo. Na výběr bývá seznam nejjasnějších hvězd, seznamy objektů z různých katalogů jakož i obecná možnost zadat konkrétní souřadnice. Tato vlastnost je významným krokem vpřed a využívají ji začátečníci i zkušený pozorovatelé, neboť významně ušetří čas při vyhledávání požadovaného objektu. 

Autopointovací vstup

Dá se říci, že žádná montáž není zcela přesná. A proto je v závislosti na délce ohniskové vzdálenosti dalekohledu, délky expozice a přesnosti montáže potřebné využívat speciální zařízení, které sleduje přesnost chodu montáže. Tento proces se nazývá pointace. V minulosti se to zajišťovalo pomocí pozorovatele tak, že v přídavném dalekohledu sledoval některou jasnou hvězdu v pointační okuláru a ručně korigoval nepřesnosti chodu montáže. Dnes na to existují autonomní zařízení (nebo počítače), které získávají obraz z malých pointačních CCD kamer. Tento v reálném čase vyhodnotí a algoritmem zjistí směr ( někdy i délku ) korekčního impulsu. K tomu, aby se montáž dala takto " zdokonalit " je třeba, aby měla autopointovací vstup. Je to normalizovaný vstup, do kterého se připojí zařízení schopné generovat tyto impulsy .

Na závěr

Při výběru montáže pro dalekohled je žádoucí v první řadě uvažovat nad primárním cílem užívání. Pokud bude dalekohled využívat pro vizuální účely a zvolíme Newtonův zrcadlový dalekohled, jednoznačným vítězem se stane Dobsonova montáž. Pokud jde o menší dalekohledy, máme na výběr buď azimutální ( pro vizuální účely) nebo paralaktický montáž - nejčastěji německého typu ( fotografické, vědecké účely ). Pokud se bude dalekohled přenášet, asi jedinou rozumnou možností bývá vhodně zvolená německá montáž. Pokud uvažujeme o stabilním pozorovacím místě - observatoři - připadají v úvahu i další druhy. Nejčastěji pak půjde asi o vidlicovou montáž, vzhledem k její vynikajícím vlastnostem. Tato zvládne i větší průměry a hmotnosti dalekohledů.
Říká se, že kvalitní montáž je polovina celého dalekohledu - no někdy i více.

 

Číst 10953 krát

Zanechat komentář

Nejnovější recenze

  • 1
  • 2
  • 3

Astronomická fotografie - 1. metody foce…

24-11-2013 Přečtené:10504 Astronómie

Astronomická fotografie - 1. metody focení

Od nepaměti člověk zvedá hlavu k obloze a pokouší se pochopit vesmír. Mnohé věci jsme objevili , mnohé se zamotalo a bude třeba ještě mnoho... Článek

Montáže astronomické dalekohledu

21-09-2013 Přečtené:10954 Astronómie

Montáže astronomické dalekohledu

Úkolem astronomického dalekohledu je shromažďovat světlo pozorovaných objektů . Každý větší dalekohled bývá upevněn na stativu, aby ho uživatelé nemuseli během pozorování držet v rukou. Článek

Příslušenství teleskopu – okulár

18-08-2013 Přečtené:9828 Astronómie

Příslušenství teleskopu – okulár

Pokud chceme astronomický dalekohled využívat na vizuální pozorování, je nutné používat okulár (e). Článek