Докладчик
Описание
Ключевые слова: целостат, юстировка, метод Михельсона, Полярная звезда, астрометрические измерения
Целостаты представляют собой важные элементы в астрономических и научных установках, обеспечивающие стабильное направление оптических систем на небесные объекты. Точное поддержание оси вращения зеркала является критически важным аспектом их эксплуатации, напрямую влияющим на качество получаемых астрономических данных.
Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения точности астрономических наблюдений и минимизации систематических ошибок, связанных с неправильным положением оси. Цель исследования заключается в разработке метода определения направления оси вращения зеркала целостата с последующим вычислением и применением необходимых поправок для её корректировки. Работа проведена на горизонтальном солнечном телескопе АСТ в Саянской обсерватории ИСЗФ СО РАН (Бурятия, п. Монды).
Принцип работы метода основан на цифровой съёмке окрестностей Полярной звезды с помощью камеры, закреплённой на конструкции зеркала целостата. При вращении зеркала целостата вокруг своей оси центр изображения, фиксируемый камерой, перемещается по окружности. Центр этой окружности совпадает с осью вращения зеркала.
Методика реализации предполагает многократное повторение измерений при смещении зеркала во всём диапазоне его перемещения в направлении восток-запад. Это позволяет получить серию значений направлений оси вращения.
Данный метод имеет сходство с известным методом Н.Н. Михельсона, предназначенным для определения ошибок установки и деформаций экваториальных телескопов.
Экспериментальная часть включала серию измерений с поворотом зеркала на 110° и получением 118 фотографий. Обработка данных проводилась с использованием сервиса Astrometry.net. На языке программирования Python был написан специальный макрос, который по методу наименьших квадратов подбирал параметры окружностей к экспериментальным данным.
На основе полученных данных были построены графики направления оси целостата в полярных координатах (Рис. 1), а также зависимости направлений оси от положения целостата по долготе (Рис. 2).
Рис. 1. Расположение экспериментальных точек во второй экваториальной системе координат. Красными точками обозначены — центры фотографий, зелеными — центры построенных окружностей, звездой — Полярная звезда, красным треугольником — среднее направление оси целостата.
Рис.2. Зависимость положения направления оси целостата от долготной координаты положения монтировки целостата.
В результате были определены средние координаты оси целостата: RA = 5,634 ч (84,51°), Dec = 89,58°, а также рассчитаны необходимые поправки по азимуту (0,5515°) и высоте (0°11`).
Технические параметры монтировки:
• База для регулировки по высоте: 548,5 мм
• База для регулировки по азимуту: 712 мм
• Шаг винта высоты: 2 мм
• Шаг винта азимута: 3 мм
Расчёт корректировок выполнялся по формуле:
$N= \frac{θπ }{180°} \frac{L}{p}$
N — требуемое число оборотов винта,
θ — рассчитанный угол поправки в градусах,
L — база опоры целостата,
p — шаг резьбы регулировочного винта.
Корректировка положения была успешно выполнена путём вращения регулировочных винтов: винт азимута был повёрнут на 2,6 оборота на восток, а винт склонения — на 0,87 оборота вверх. После внесения поправок направление оси было исправлено. По результатам проверки установлено, что целостат стал функционировать нормально, а дополнительное зеркало не выходит за пределы рабочего диапазона.
Преимущества методики:
• Простота технической реализации
• Минимальное необходимое оборудование
• Быстрота получения результатов
• Независимость от погодных условий
• Возможность регулярного применения
Практическая значимость работы заключается в создании эффективного инструмента для оперативной диагностики и корректировки положения зеркала целостата. Метод позволяет проводить мониторинг без занятия наблюдательного времени и не зависит от времени года.
Перспективы развития включают автоматизацию процесса с использованием веб-камер, учёт атмосферных эффектов и компенсацию геометрических искажений системы.
Литература
1. Степанов Н.Н. Сферическая тригонометрия. — Изд. 2-е. — Ленинград, Москва: Гостехиздат, 1948. — 154 с.
2. Михельсон, Н. Н. Метод определения ошибки установки и деформаций экваториального телескопа. — Ленинград: Известия ГАУ, №200, 1982. — 154-159 с.