Камера системы Шмидта
Для фотографирования диффузного ceel'a от комет и туманностей желательно использовать оптику с большой светосилой, однако при увеличении светосилы линз быстро возрастают хроматическая и другие аберрации. В телескопе-рефлекторе хроматическая аберрация полностью отсутствует, но при увеличении относительного отверстия развивается растущая к краю поля зрения аберрация, называемая комой. Кома является самым большим недостатком параболического зеркала — из-за нее звезда, не попавшая в центр поля зрения, принимает вид кометообразного тела. Хотя пятиметровый телескоп-рефлектор Хэйла имеет светосилу 1:5, поле зрения получаемых им хороших изображений составляет всего только 5°.
Линза, уменьшающая кому и расширяющая тем самым поле зрения, была сконструирована Россом (афокальная коррекци-онная линза Росса) и с тех пор стала стандартной принадлежностью крупного телескопа. Правда, следует отметить, что даже при ее применении диаметр эффективно используемого поля зрения составляет всего лишь около 1°.
В 1932 году немецкий ученый Шмидт изобрел оптическую систему, ставшую знаменательной вехой в развитии оптических средств, используемых в астрономии. Действительно, астрономы получили в подарок удивительную камеру с широким полем зрения и большой светосилой. В камере системы Шмидта используется зеркало сферической формы, специальная ирисовая диафрагма в центре сферы позволяет ликвидировать кому. Кроме того, перед зеркалом установлена тонкая стеклянная пластина, у которой сторона, обращенная к зеркалу, имеет форму выпуклой линзы в центре и вогнутой по,краям (рис. 32). Эта пластина устраняет аберрацию сферического зеркала.
Единственный недостаток камеры Шмидта заключается в том, что фокальная поверхность является не плоской, а выпуклой. Этот недостаток Шмидт компенсировал путем прижима фотопленки к выпуклому экрану. Он сам же и изготовил камеру собственной системы с коррекционной пластиной диаметром 36 сантиметров и относительным отверстием 1:2,2. Эта камера имеет поле зрения 16°, и Шмидт с ее помощью получал прекрасные снимки звездного неба.
 Рис. 32. Схема прохождения световых лучей в камере системы Шмидта: 1—;коррекционная пластина; 2 — выпуклый экран; 3 — зеркало
Наиболее трудным делом при изготовлении такой камеры является шлифовка коррекционной пластины. Шмидт применил совершенно необычный метод шлифовки. Пластина помещалась в специальный цилиндр, в котором создавался вакуум. Под влиянием внешнего давления пластина изгибалась и в таком состоянии шлифовалась до плоского состояния. Затем цилиндр открывался для доступа воздуха, и поверхность стеклянной пластины, освобожденной от сил давления, прибретала изогнутую форму. Степень изгиба пластины довольно незначительна: при диаметре 50 сантиметров и при использовании в камере с относительным отверстием 1:2 разница в толщине пластины в центре и по краям составляет всего лишь 0,123 миллиметра. Вследствие этого совсем незначительна и хроматическая аберрация.
Вскоре обратили внимание на то, что камера системы Шмидта с успехом может применяться не только для астрономического фотографирования, но и в других областях оптики. Постепенно она стала широко использоваться в различных оптических системах, где необходимы большая светосила и широкое поле зрения. Недостаток же камеры, связанный с вогнутостью фокальной поверхности, был устранен с помощью плоско-выпуклой линзы, расположенной непосредственно перед фокусом. Этот метод был предложен финским астрономом Вейсалой, имя которого навеки запечатлено в науке в названиях открытых им периодических комет.
В 1948 году на обсерватории Маунт-Пало-мар была смонтирована большая камера системы Шмидта с относительным отверстием 1:2,5. Коррекционная пластина имеет диаметр 122 сантиметра, сферическое зеркало — диаметр 183 сантиметра, в камере используются сухие фотопластины квадратной формы со сторонами 36 сантиметров, поле зрения равняется 6,3°. Эта камера имеет прекрасные технические данные, и с ее помощью были получены великолепные, очень резкие снимки звездного неба. Она как бы выполняет роль лоцмана для 5-метрового телескопа-рефлектора, обладающего малым полем зрения.
С помощью этой камеры при содействии Американского географического общества была осуществлена обширная программа работ по фотографированию части неба, доступной для наблюдений на обсерватории Маунт-Паломар. При этом использовались сухие пластины двух типов: с максимальной чувствительностью в областях спектра 450 нанометров (синий цвет) и 630 нанометров (красный цвет). Часть звездного неба от Северного полюса мира до круга склонения —36° была разбита на 899 участков, и их фотографирование, начатое в 1951 году, продолжалось в течение 7 лет.
В результате был издан Паломарский фотографический атлас звездного неба, в котором зафиксированы объекты до 22-й звездной величины. В процессе съемок звездного неба было открыто 12 новых комет, что послужило еще одним доказательством эффективности использования камеры системы Шмидта для наблюдения и поиска комет. Особенно плодотворным оказалось сравнение полученных оптических данных с результатами радиоастрономических наблюдений.
К 1973 году относится возникновение идеи о расширении атласа звездного неба вплоть до Южного полюса мира. В это время завершился монтаж камеры системы Шмидта примерно такого же класса в Австралии. С целью реализации такого проекта в короткий срок был разработан план сотрудничества обсерватории в Австралии с Европейской южной обсерваторией, где имеется 100-сантиметровая камера системы Шмидта. В настоящее время этот проект находится в процессе осуществления, причем в Австралии ведутся съемки в красных лучах, а на Европейской южной обсерватории — в голубых. В ходе выполнения этой программы фотографирования неба к лету 1977 года на снимках было открыто 5 новых комет, одной из которых была и упоминавшаяся нами комета Веста (1975м).
 Рис. 33. Камера системы Шмидта Токийской обсерватории (станция Кисо)
В заключение отметив, что смонтированная в 1974 году на Токийской обсерватории (префектура Нагано) камера системы Шмидта с относительным отверстием 1:3,1 имеет диаметр коррекционной пластины 105 сантиметров. Для съемок используются квадратные пластинки размером 36X36 сантиметров. Поле зрения составляет 6° (рис. 33).
|
