Камера Шмидта - Schmidt camera
Шмидт камера , также упоминается как телескоп Шмидта , является линзовым astrophotographic телескопа предназначен для обеспечения широкого поля зрения с ограниченными аберрациями . Дизайн был изобретен Бернхардом Шмидтом в 1930 году.
Некоторые известные примеры - телескоп Самуэля Ошина (бывший Паломар Шмидт), британский телескоп Шмидта и ESO Schmidt; они были основным источником фотографических изображений всего неба с 1950 по 2000 год, когда на смену пришли электронные детекторы. Недавний пример - искатель экзопланет космического телескопа Кеплер .
Другие связанные конструкции - камера Райта и телескоп Лурье-Хоутона .
Изобретение и дизайн
Фотоаппарат Шмидта был изобретен немецко-эстонским оптиком Бернхардом Шмидтом в 1930 году. Его оптические компоненты - это простое в изготовлении сферическое главное зеркало и асферическая корректирующая линза , известная как корректирующая пластина Шмидта , расположенная в центре кривизны камеры. главное зеркало. Пленка или другой детектор помещается внутри камеры, в основном фокусе. Конструкция отличается очень быстрым фокусным расстоянием при одновременном контроле комы и астигматизма .
Камеры Шмидта имеют очень сильно изогнутые фокальные плоскости , поэтому требуется, чтобы пленка, пластина или другой детектор были соответственно изогнуты. В некоторых случаях извещатель делают изогнутым; в других случаях плоская среда механически согласуется с формой фокальной плоскости с помощью удерживающих зажимов или болтов или с помощью вакуума . Поле уплощение в своей простейшей форме плосковыпуклых линз в передней части пластины пленки или детектора, иногда используется. Поскольку пластина корректора находится в центре кривизны главного зеркала в этой конструкции, длина трубки может быть очень большой для широкопольного телескопа. Существуют также недостатки, связанные с засорением держателя пленки или детектора, установленного в фокусе на полпути вверх по трубке, небольшое количество света блокируется и наблюдается потеря контрастности изображения из-за дифракционных эффектов препятствия и его опорная конструкция.
Приложения
Из-за своего широкого поля зрения камера Шмидта обычно используется в качестве инструмента обзора для исследовательских программ, в которых необходимо охватить большой участок неба. К ним относятся астрономические исследования , поиск комет и астероидов , а также патрулирование новых звезд.
Кроме того, камеры Шмидта и их производные конструкции часто используются для отслеживания искусственных спутников Земли .
Наземный
Первые относительно большие телескопы Шмидта были построены в Гамбургской обсерватории и Паломарской обсерватории незадолго до Второй мировой войны . Между 1945 и 1980 годами по всему миру было построено еще около восьми больших (1 метр и больше) телескопов Шмидта.
Одна особенно известная и производительная камера Шмидта - телескоп Ошина Шмидта в Паломарской обсерватории , построенный в 1948 году. Этот инструмент использовался в обзоре неба Паломарской обсерватории Национального географического общества (POSS, 1958), в обзоре POSS-II, в Паломар-Лейдене. (астероид) Обзоры и другие проекты.
Обсерватория Европейская Южная с 1-метрового телескопа Шмидта в Ла Силла и Великобритании исследовательского совета науки с 1,2 метра телескопа Шмидта в обсерватории Сайдинг - Спринг занимается совместным обзора неба в дополнение первый Palomar Sky Survey, но с упором на южном полушарии . Технические усовершенствования, разработанные в ходе этого исследования, способствовали развитию Второго обзора неба Паломарской обсерватории (POSS II).
Телескоп, используемый в обсерватории Лоуэлла для поиска объектов, сближающихся с Землей (LONEOS), также является камерой Шмидта. Телескоп Шмидта обсерватории Карла Шварцшильда - самая большая камера Шмидта в мире.
Космический
Шмидта телескоп был в центре Гиппаркос спутника от Европейского космического агентства (1989-1993). Это было использовано в обзоре Hipparcos Survey, который нанес на карту расстояния более миллиона звезд с беспрецедентной точностью: он включал 99% всех звезд до 11 звездной величины . Сферическое зеркало, используемое в этом телескопе, было чрезвычайно точным; если масштабировать его до размеров Атлантического океана , неровности на его поверхности будут около 10 см в высоту.
Фотометр Kepler , установленный на НАСА Kepler космического телескопа (2009-2018), является крупнейшим Шмидта камера запущен в космос.
Другие приложения
В 1977 году в обсерватории Йеркса с помощью небольшого телескопа Шмидта было определено точное оптическое положение планетарной туманности NGC 7027, что позволило сравнить фотографии и радиокарты объекта.
Начиная с начала 1970-х годов, Celestron начала продавать 8-дюймовые камеры Schmidt. Камера была сфокусирована на заводе и изготовлена из материалов с низким коэффициентом расширения, поэтому ее никогда не нужно было фокусировать в полевых условиях. Ранние модели требовали от фотографа вырезать и проявлять отдельные кадры 35-мм пленки, поскольку держатель пленки мог вмещать только один кадр пленки. Было произведено около 300 фотоаппаратов Celestron Schmidt.
Система Шмидта была популярна, но использовалась наоборот, для телевизионных проекционных систем, особенно в дизайне Адвента Генри Клосса . Большие проекторы Шмидта использовались в кинотеатрах, но системы размером всего 8 дюймов предназначались для домашнего использования и других небольших площадок.
Производные конструкции
Безлинзовый Шмидт
В 1930-х годах Шмидт заметил, что пластину корректора можно заменить простой апертурой в центре кривизны зеркала для медленной камеры (с большим числовым коэффициентом f). Такой дизайн был использован для создания рабочей модели Palomar Schmidt в масштабе 1/8 с полем 5 °. Ретроним «безлинзовой Шмидт» было дано этой конфигурации.
Шмидт – Вяйсяля
Юрьё Вяйсяля изначально разработал «астрономическую камеру», похожую на «камеру Шмидта» Бернхарда Шмидта, но дизайн не был опубликован. Вяйсяля упомянул об этом в лекциях 1924 года со сноской: «проблемная сферическая фокальная плоскость». Как только Вяйсяля увидел публикацию Шмидта, он тут же решил проблему выравнивания поля в конструкции Шмидта, поместив двояковыпуклую линзу немного впереди держателя пленки. Эта результирующая система известна как камера Шмидта – Вяйсяля или иногда как камера Вяйсяля .
Бейкер-Шмидт
В 1940 году Джеймс Бейкер из Гарвардского университета изменил конструкцию камеры Шмидта, включив в нее выпуклое вторичное зеркало, которое отражало свет обратно к основному. Затем фотографическая пластинка была установлена рядом с главной звездой, обращенной к небу. Этот вариант называется камерой Бейкера-Шмидта.
Бейкер – Нанн
В конструкции Бейкера-Нанна, разработанной Бейкером и Джозефом Нанном , пластина корректора камеры Бейкера-Шмидта заменена маленькой тройной линзой корректора, расположенной ближе к фокусу камеры. В нем использовалась пленка шириной 55 мм, полученная в кинематографическом процессе Cinemascope 55. Смитсоновская астрофизическая обсерватория использовала дюжину камер Бейкера-Нанна с диафрагмой f / 0,75 с 20-дюймовыми апертурами, каждая из которых весит 3,5 тонны, включая многоосевое крепление, позволяющее следить за спутниками в небе, для отслеживания искусственных спутников с июня 1958 года до середины. -1970-е гг.
Мерсенн-Шмидт
Камера Мерсенна – Шмидта состоит из вогнутого параболоидального главного зеркала, выпуклого сферического вторичного зеркала и вогнутого сферического третичного зеркала. Первые два зеркала (конфигурация Мерсенна) выполняют ту же функцию корректирующей пластины обычного Шмидта. Эта форма была изобретена Полом в 1935 году. В более поздней статье Бейкера была представлена конструкция Пола-Бейкера, аналогичная конфигурация, но с плоской фокальной плоскостью.
Шмидт – Ньютон
Добавление плоского вторичного зеркала под углом 45 ° к оптической оси конструкции Шмидта создает телескоп Шмидта-Ньютона .
Шмидт – Кассегрен
Добавление выпуклого вторичного зеркала к конструкции Шмидта, направляющего свет через отверстие в главном зеркале, создает телескоп Шмидта-Кассегрена .
Последние две конструкции популярны у производителей телескопов, потому что они компактны и используют простую сферическую оптику.
Список камер Шмидта
Краткий список известных и / или крупных фотоаппаратов Шмидта.
Избранные большие камеры Шмидта по годам | |||||||
Обсерватория | Диафрагма | Годы) | Примечание | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Паломарская обсерватория | 46 см | 1936 г. | первый в Северной Америке | ||||
Паломарская обсерватория | 122 см | 1948 г. | телескоп Samuel Oschin | ||||
Гамбургская обсерватория | 80 см | 1954 г. | Переехал в обсерваторию Калар-Альто в 1974 г. | ||||
Обсерватория Карла Шварцшильда | 134 см | 1960 г. | Самая большая апертура | ||||
Конколи обсерватория | 60 см | 1962 г. | в Пишкестете, Венгрия | ||||
Квистабергская обсерватория | 100 см | 1963 г. | Самый большой в Скандинавии | ||||
Обсерватория Ла Силья | 100 см | 1971 г. | ESO | ||||
Британский телескоп Шмидта | 120 см | 1973 | В обсерватории Сайдинг-Спринг в Австралии | ||||
Фотометр Кеплера | 95 см | 2009 г. | Самый большой в космосе |
Смотрите также
Примечания и ссылки
дальнейшее чтение
- Стердевант, Рик У. (зима 2008 г.). «От спутникового слежения к космической ситуационной осведомленности: ВВС США и космическое наблюдение: с 1957 по 2007 год» (PDF) . История авиации . Историческое общество ВВС США . Проверено 23 июня 2021 .CS1 maint: дата и год ( ссылка ) - включает спутниковое слежение Baker-Nunn