Телескоп астронома-любителя

DjVu

      ОТ РЕДАКТОРА
      Со времени третьего издания книги прошло свыше четырех лет. За это время астрономы-любители, как одиночки, так и объединенные в более или менее многочисленные коллективы, создали ряд телескопов, технике изготовления которых они учились по этой книге. Поэтому коллективы телескопостроителей, объединяемые Всесоюзным астрономо-геодезическим обществом, высказали пожелания, чтобы их опыт был предан гласности, что и привело к некоторой переработке и дополнению 3-го издания книги.
      Третье издание было подготовлено в известной мере еще при жизни автора. Окончательное редактирование текста было проведено уже после смерти автора, скончавшегося 28 сентября 1973 г.
      М. С. Навашин был крупнейшим ученым в области цитогенетики, доктором биологических наук, автором многочисленных трудов. В то же время М. С. Навашин был подлинным энтузиастом любительского телескопо-строения, вкладывавшим в эту свою вторую специальность много сил и энергии. Любители астрономии по праву считают его отцом советского любительского телееко-построения. М. С. Навашин собственноручно изготовил ряд крупных инструментов. Накопив огромный опыт работы, он продолжил дело, заложенное в нашей стране в начале века А. А. Чикиным, по созданию руководств, с помощью которых уже свыше четверти века астрономы-любители в СССР (да и любители некоторых зарубежных стран) строят самодельные телескопы. В течение ряда лет М. С. Навашин руководил работой технического отдела (ныне — отдела любительского телескопостроения) Московского отделения Всесоюзного астронома-геодезического общества. Получая множество писем, он помогал советами и делом любителям телескопостроения во всех концах страны. М. С. Навашин был в дружеских отношениях с нашим замечательным оптиком Д. Д. Максутовым, редактировавшим его книги. В 1970 г. М. С. Навашин был избран почетным членом Всесоюзного астроно-мо-геодезического общества за заслуги в развитии любительской астрономии в нашей стране.
      В подготовке 3-го издания приняли участие М. М. Шемякин, который написал главу VIII, А. Н. Подъяпольский, А. С. Фомин и В. 11. Цесевич, написавшие Дополнения.
      При подготовке четвертого издания книги авторы дополнительных разделов М. М. Шемякин, А. II. Подъяпольский, А. С. Фомин внесли в них ряд исправлений и изменений. В остальном тексте отдельные исправления книгу. Кроме того, включено написанное К). И. Бондаренко и И. И. Фащевского, внимательно прочитавших книгу. Кроме того, включено написанное Ю. Н. Бондаренко дополнение о получении крокуса в домашних условиях, которое будет полезным телескопостроителю.
      В. Я. Цесевич
     
      Пять лет, прошедших со дня выхода в свет, первого издания этой книги, были годами освоения космоса. Довольно вероятно, что ближайшее пятилетие увидит успехи, о которых пока можно лишь мечтать. Но происходящее гигантское развитие науки и техники возможно только при достаточном росте творческих сил, рождаемых народом и являющихся двигателем прогресса. Эти силы воплощаются в кадрах. А источником пополнения кадров телескопостроителей, и притом особенно ценным, являются массы аетрономов-любителей, составляющих подобно любителям в других областях науки и техники замечательный слой энтузиастов, беззаветно преданных любимому делу.
      Первая мысль, являющаяся у автора такой книги, как наша, это, конечно, мысль о читателях, большая часть которых состоит именно из аетрономов-любителей. За время, прошедшее после появления «Телескопа астронома-любителя», я получил сотни писем из разных мест страны, от читателей разных специальностей, профессий и возрастов. Пишут рабочие, колхозники, агрономы, инженеры, учителя, военнослужащие, студенты, научные сотрудники, преподаватели высшей школы и, конечно, школьники. Большая часть читателей просит совета по разным вопросам, часть сообщает о своих успехах, другие высказывают свои замечания, пожелания или предложения. Многие из высказываний читателей были очень полезны как материл для исправления и улучшения
      отдельных мест книги. Наиболее же общий вывод из всей массы писем состоит в том, что наши любители нуждаются не только в совете, но и в помощи делом. До сих пор любители-телесконостроители не снабжаются даже простейшими материалами, и в первую очередь обыкновенным толстым зеркальным стеклом. Организация снабжения астрономов-любителей материалами является по-истине неотложной задачей, притом гораздо более важной, чем, вероятно, многие себе представляют. Уже давно пришло время приравнять астрономов-любителей к другим любителям, например, хотя бы к фотографам или коллекционерам различных направлений.
      Моим читателям я выражаю глубокую благодарность за теплый прием, оказанный ими «Телескопу астронома-любителя» и убедивший меня в полезности книги для дела; еще больше я благодарен им за ряд замечаний, которые, как сказано выше, использованы для улучшения книги. Особенно я признателен инж. А. С. Фомину, который, как активный телескопостроитель и знаток дела, дал много ценных указаний и советов.
      Первому изданию «Телескопа астроиома-любителя» посчастливилось: оно несет на себе дату, открывшую эру космических путешествий. Второму изданию выпадает на долю не меньшее счастье: оно выходит в год 50-летия Советской власти и может, следовательно, считаться, хоть и малой, но лептой, поступающей в сокровищницу, составляющуюся из даров, которыми трудящиеся нашей страны отмечают этот великий юбилей.
      27 ноября 1966 г. Ленинград
      М. Навашин
     
      Эта книга представляет значительно переработанное, исправленное и дополненное издание ранее вышедших двух работ автора, имевших целью служить пособиями для астрономов-любителей, стремящихся не только приобрести необходимые сведения по элементарной теории телескопа, но и овладеть мастерством, позволяющим своими силами построить высококачественный телескоп.
      Многочисленные отклики, полученные от читателей, показали, какой громадный интерес вызывает эта тема и какова, следовательно, потребность в таких пособиях. В то же время из многочисленных читательских писем я смог извлечь немало уроков, использованных мною при подготовке нового издания книги. Читатели, которым я не смог ответить лично, найдут ответы на свои вопросы в этой книге.
      Надо полагать, что в наши дни поразительных (но не неожиданных!) успехов в познании космоса интерес к астрономическим наблюдениям станет в полном смысле слова массовым. Достаточно подумать о естественном желании своими глазами наблюдать за полетом искусственных спутников и космических кораблей. По удивительной случайности окончание подготовки рукописи книги совпало с первым днем наступившей великой эры космических путешествий, когда состоялся первый в истории человечества космический полет советского человека. Радостно, что на моей работе будет стоять эта великая дата. Не менее радостно чувствовать уверен
      ность в том, что среди моих читателей будут космонавты, последователи замечательного советского человека Юрия Гагарина.
      Пользуюсь случаем, чтобы выразить искреннюю благодарность чл.-корр. АН СССР, проф. Д. Д. Максутову, много сделавшему для улучшения книги.
      12 апреля 1961 г. Ленинград
      Л. Навашин
     
      ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ АВТОРА К КНИГЕ «САМОДЕЛЬНЫЙ ТЕЛЕСКОП-РЕФЛЕКТОР»
      Книга рассчитана в основном на астрономов-любите-лей (хотя она может оказаться полезной и специалисту), в первую очередь на преподавателей астрономии или руководителей астрономических кружков при рабочих клубах, домах пионеров, станциях юных техников и планетариях. Коллектив, сплотившийся вокруг руководителя, не только может создать хороший инструмент для серьезных наблюдений, но его члены в процессе самой работы над созданием телескопа приобретут ценнейшие знания. Можно не сомневаться в том, что такой кружок будет источником пополнения кадров телескопостроите-лей и аетрономов-наблюдателей. Недаром вышел из любителей пионер советского телескопостроения А. А. Чи-кмн, из любителей же вышли выдающиеся теоретики и конструкторы новых типов телескопов лауреаты Государственных премий Д. Д. Максутов, Н. Г. Пономарев и другие, которыми по справедливости гордится наша страна.
      Задача книги — научить изготовлению настоящего телескопа, пригодного для серьезных работ. Поэтому я не касаюсь здесь изготовления телескопа из очковых стекол; читатель, который захотел бы построить такой телескоп, может обратиться к литературе, указанной в конце книги.
      Будучи наставлением к изготовлению телескопа, книга мало касается вопросов, относящихся к работе с телескопом. Но она отчасти может служить своеобразным введением в практику телескопических наблюдений, так как читатель, усвоивший на практике ее содержание, приобретет предварительный опыт.
      Имея практический опыт, я мог на деле проверить все, о чем я пишу. Я не сомневаюсь, конечно, что многие из моих советов далеки от идеала, зато это «советы очевидца». А ничто так не ценно для начинающего, как совет человека, собственноручно сделавшего то, что сперва может показаться слишком трудным. Разумеется, совет через книгу — далеко не то, что личный пример, но он много полезнее чтения наставлений-компиляций, где часто несущественное заслоняет основное и решающее,, а встречаются и недоразумения, сбивающие читателя с толку. Кое-какие подробности, которые в изобилии встречаются в книге, могут показаться на первый взгляд излишними; однако, как показал опыт, именно от таких «мелочей» часто зависит весь успех дела. Еще многое предстоит сделать в области уточнения и рационализации любительского телескопостроения, и не один из моих читателей, я уверен, еще сделает свой вклад в это важное дело.
      Пет никакого сомнения в том, что никто из читателей не потерпит поражения при попытке построить себе телескоп. Конечно, чисто технические трудности, прежде всего при подборе необходимых материалов, неизбежны, но, как показал опыт, они всегда преодолимы.
      При работе над книгой автору очень помогло широкое использование опыта других любителей телескопостроения. Особенно же большую товарищескую помощь ему оказал проф. Д. Д. Максутов как в приобретении собственного опыта при сооружении рефлектора, так и рядом ценных советов и указаний, которые не только позволили устранить недочеты и упущения при составлении книги, но и немало содействовали обогащению ее содержания.
      В дореволюционной России наука была уделом одиночек, не встречавших поддержки и даже наталкивавшихся на противодействие; в нашей стране, при построении коммунистического общества, даже любители-одиночки всегда найдут товарищескую помощь, не говоря уже о деятельности коллективов, перед которыми открыты широчайшие возможности. Если эта книга хоть сколько-нибудь поможет практическому развитию коллективного творчества на пользу дальнейшего процветания астрономии — науки, в которой наша страна издавна занимала почетное место, автор будет считать свою задачу выполненной.
      Ленинград, май 1952 г.
     
      ...чтобы узнать вещь, нужно ее сделать; ибо хотя вы думаете, что знаете ее, в этом не может быть уверенности, пока вы не попытаетесь ее сделать.
      Софокл
     
      Глава I
      ПРИНЦИПЫ ДЕЙСТВИЯ ТЕЛЕСКОПА И ЕГО УСТРОЙСТВО
     
      1. Основные сведения
      по геометрической теории телескопа
      Возможности человеческого зрения ограничены. Даже человек с острым зрением не может различить деталей, видимых под углом, меньшим чем 172--2 минуты дуги. Так, например, миллиметровые деления линейки различимы на расстоянии, не превышающем 2—272 Щ печатные буквы этой книги сольются в сплошные полоски, если их рассматривать примерно с такого же расстояния, и т. д. На расстоянии, в тысячу раз большем (2—272 км), мы уже с трудом разглядим предметы размером в 1 м. На Луне же, находящейся на расстоянии, в 150 000 раз большем, глаз едва ли различит предмет размером менее 150 км.
      Рассматривая мелкие предметы, мы стараемся приблизить их к глазам, однако после некоторого предела глаз перестает ясно их видеть. Расстояние, на котором нормальный глаз может без особого усилия рассматривать предмет, равно примерно 25 см; это так называемое «расстояние ясного зрения». На расстоянии ясного зрения можно еще различить предмет размером около 0,1 мм, что близко к предельному углу в 17а минуты. Чтобы разглядеть более мелкие детали, нужно рассматривать предмет на расстоянии, меньшем 25 см. Сделать это можно с помощью увеличительного стекла. Тогда детали, представлявшиеся раньше под углом, меньшим одной минуты, представятся под большим углом и станут различимы.
      Для наблюдателя, находящегося на Земле, единственный способ увеличить угол, под которым он видит, например, Луну,— это создать ее изображение и рассматривать его вблизи. Чем крупнее будет полученное изображение Луны, тем больше будет угол, под которым нам представится каждая деталь на ней, и тем более мелкие детали станут доступными нашему зрению.
      Создать вблизи от наблюдателя изображение далекого предмета и позволить, таким образом, различить подробности, недоступные невооруженному глазу,— первое назначение телескопа.
      Самая «мелкая» деталь лунного диска, достунная невооруженному глазу, имеет в поперечнике около 150 км (!). Поэтому простым (невооруженным) глазом на Луне можно увидеть только темные пятна равнпн и светлые горные районы. Не будь телескопа, мы, вероятно, до сих пор не знали бы природы этих пятен. Но первый же взгляд, брошенный Галилеем через его маленькую зрительную трубу, сразу открыл истинный вид лунной поверхности с ее кратерами, горами и низменностями.
      Зрачок человеческого глаза даже в полной темноте имеет диаметр не более 6—8 мм. Через такое небольшое отверстие проходит столь мало света, что глазу обычно недоступны звезды слабее 6-й звездной величины. Отверстие объектива телескопа несравненно больше зрачка глаза; объектив собирает в сотни и тысячи раз больше света и узким пучком направляет его в наш глаз. Таким образом, глядя в телескоп, мы как бы увеличиваем свой зрачок до размера объектива; количество света, попадающего в глаз наблюдателя, при этом увеличивается пропорционально площади объектива.
      Собрать как можно больше света от далекого предмета — таково второе назначение телескопа.
      Галилей мог видеть в маленький объектив своего телескопа звезды всего на 2 звездные величины более слабые, чем те, которые доступны невооруженному глазу. Но и такой слабый по современным понятиям инструмент совершил коренной переворот в представлениях о Вселенной. Самые большие современные телескопы почти в миллион раз мощнее человеческого глаза. С их помощью можно было бы видеть звезды, на 15 звездных величин более слабые, чем видимые невооруженным глазом, т. е. звезды до 21-й величины,
      Итак, назначение телескопа — увеличить угол, под которым видно небесное тело, и собрать как можно больше лучей сеета, идущих от него.
      Принцип действия телескопа настолько прост, что может быть объяснен в нескольких словах: изображение далекого предмета, даваемое объективом (линзой или вогнутым зеркалом), рассматривается в окуляр, как в лупу. В простейшей форме он осуществляется теперь в игрушечной зрительной трубе, сделанной из двух очковых стекол.
      Сколь ни прост этот принцип, он стал известен лишь в начале XVII в., а для практического осуществления телескопа, пригодного для настоящих астрономических наблюдений, потребовались большие усилия величайших умов того времени.
      За свою 350-летнюю историю конструкция телескопа изменялась в соответствии с развитием его теории, причем теория, как правило, опережала практику. Все зто время шла борьба между сторонниками линзовых и зеркальных телескопов (рефракторов и рефлекторов).
      В наше время конструкция телескопа несравненно совершеннее конструкции его прототипа начала XVII в. Вполне естественно, что его устройство отвечает требованиям теории, поэтому успешно пользоваться телескопом может лишь тот, кто достаточно владеет этой теорией. Нечего и говорить, конечно, как важно значение теории для того, чтобы построить телескоп, хотя бы и небольшой.
      Следовательно, знакомство с основами теории телескопа — наша первая задача.
      На рис. 1 изображены продольные разрезы телескопа с линзовым объективом (рефрактор) и телескопа с зеркальным объективом (рефлектор) системы Ньютона. Приводя их здесь для общей ориентировки, мы пока обратимся к оптической схеме с тем, чтобы позднее вернуться к изучению телескопа, но уже более детальному.