Камера Шмидта - Schmidt camera

Пути оптических лучей внутри камеры Шмидта
77-сантиметровый телескоп Шмидта, построенный в 1966 году в обсерватории Брорфельде, изначально был оснащен фотопленкой, и здесь инженер показывает коробку с пленкой, которую затем поместили за шкафчик в центре телескопа (в главном фокусе телескопа).

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

Телескоп Альфреда Йенша диаметром 2 метра в обсерватории Карла Шварцшильда в Таутенбурге , Тюрингия , Германия, является самой большой камерой Шмидта в мире.

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

Один из Бейкер - Нанна камер , используемых в Смитсоновском спутникового слежения программы

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

внешние ссылки