АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ТЕЛЕСКОП Российский патент 1997 года по МПК G02B23/00 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к конструкциям больших астрономических телескопов с многоэлементными составными зеркалами.

Известен зеркальный телескоп, содержащий заключенный в корпусе вилочный подвес, в котором подвижно установлена труба телескопа. В трубе размещена оптическая система (патент ФРГ N 3538208, G 02 B 23/02, 5/10, 1987).

Известен также телескоп с главным зеркалом диаметром 10м, содержащий составное сегментированное главное зеркало с приводом перемещения, систему управления, вторичное зеркало, трубу телескопа, альтазимутальную монтировку (А.Хьюит "Оптические и инфракрасные телескопы 90-х годов", М, "Мир", 1983).

Наиболее близкой конструкцией большого телескопа к предлагаемой является астрономический телескоп, содержащий шаровидный с входным отверстием корпус, установленный на неподвижном основании с возможностью азимутального поворота, трубу телескопа, смонтированную в корпусе с помощью вилочного опорно-поворотного устройства, соосно входному отверстию оптическую систему, включающую главное и вторичное зеркала, размещенную в трубе телескопа по оптической оси. (Патент США N 3791713, G 02 B 23/16, 1974).

Недостатками известных конструкций являются сложность конструкции из-за больших габаритов и веса телескопической трубы, к тому же вес телескопической трубы способствует возникновению изгибающих трубу нагрузок, действующих на оптико-механический тракт и, как следствие, снижающих качество изображения.

Техническая задача заключается в упрощении конструкции телескопа и повышении качества изображения.

Технический результат достигается тем, что в астрономическом телескопе, содержащем шаровидный корпус с входным отверстием, установленный с возможностью азимутального и углового поворотов, неподвижное основание, оптическую систему, включающую главное и вторичное зеркала, приемно-регистрирующий узел, систему следящих приводов, управления и контроля положения телескопа, согласно изобретению, оптическая система размещена в полости шаровидного корпуса по оптической оси соосно входному отверстию, при этом вторичное зеркало установлено посредством спайдеров в зоне входного отверстия с возможностью поворота в двух взаимноперпендикулярных плоскостях и осевого перемещения, главное зеркало установлено в оправе, закрепленной на ребре жесткости, выполненном на стенке корпуса, противоположной входному отверстию, причем, диаметр входного отверстия равен 1,001-1,1 диаметра главного зеркала, а на неподвижном основании смонтирован с возможностью азимутального поворота сферический ложемент, снабженный направляющими для углового поворота размещенного на ложементе шаровидного корпуса.

Предлагаемый телескоп отличается от известного тем, что оптическая система размещена в полости шаровидного корпуса по оптической оси соосно входному отверстию, при этом вторичное зеркало установлено посредством спайдеров в зоне входного отверстия с возможностью поворота в двух взаимноперпендикулярных плоскостях и осевого перемещения, а главное зеркало - в оправе, закрепленной на ребре жесткости,выполненном на стенке корпуса, противоположной входному отверстию, диаметр которого равен 1,001-1,1 диаметра главного зеркала, а на неподвижном основании смонтирован с возможностью азимутального поворота сферический ложемент, снабженной направляющими для углового поворота размещенного на ложементе шаровидного корпуса.

Предложенная конструкция астрономического телескопа позволяет использовать корпус как укрытие и как трубу телескопа, что упрощает конструкцию и повышает качество изображения объекта за счет исключения искажающих факторов оптической системы. Кроме того, выполнение системы опорно-поворотного устройства позволяет оптимально использовать и автоматизировать систему наведения телескопа, а при необходимости для особо больших телескопов смонтировать устройство разгрузки корпуса, например в виде магнитостатической подвески из магнитов, закрепленных по поверхности шаровидного корпуса и по сопряженной с корпусом поверхности ложемента.

Необходимым условием работы оптической системы является выполнение входного отверстия диаметром равным 1,001-1,1 диаметра главного зеркала. Это обусловлено максимальным фокусированием светового потока, проходящего через входное отверстие на вторичном зеркале, и приемно-регистрирующем устройстве. Увеличение этого соотношения ведет к необоснованному росту количества рассеянного света, а также к снижению жесткости конструкции.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен астрономический телескоп, общий вид, а на фиг. 2 неподвижное основание с ложементом телескопа.

Астрономический телескоп состоит из шаровидного корпуса 1 с входным отверстием, оптической системы, состоящей из составного главного зеркала 2, вторичного зеркала 3, бленды 4, приемно-регистрирующего узла 5. Главное зеркало установлено в оправе 6, закрепленной на ребре жесткости 7 корпуса 1. Вторичное зеркало 4 установлено посредством спайдеров 8 с возможностью осевого перемещения и поворота в двух взаимноперпендикулярных плоскостях с помощью привода 9. Корпус 1 подвижно смонтирован на опорно-поворотном устройстве, состоящем из неподвижного основания 10, на котором установлен подвижно опирающийся на кольцевой погон 11 основания 10 сферический ложемент 12 для поворота телескопа по азимуту. На ложементе 12 смонтированы направляющие 13 для углового перемещения корпуса 1. Азимутальный и угловой повороты обеспечивают соответственно приводы 14 и 15 системы следящих приводов. Для разгрузки телескопа ложемент смонтирован посредством демпфирующего устройства 16 с мембраной 17.

В предлагаемую конструкцию телескопа с диаметром главного зеркала 10-25м входят: оптическая система, система следящих приводов, система управления и контроля положения телескопа, включая привод наведения, а также система адаптивного управления составного главного зеркала, система автоматической балансировки телескопа, научно-регистрирующая аппаратура, система ветровой защиты и защиты от павильонных эффектов.

Работа телескопа осуществляется следующим образом.

Телескоп ориентируют по заданным координатам наблюдаемого объекта. Система управления приводит в действие приводы 14 и 15 азимутального и углового поворотов. Оптическая ось телескопа направлена на наблюдаемый объект. Световой поток попадает через входное отверстие корпуса 1 на главное зеркало 2 и отражается на вторичное зеркало 3, после которого изображение фокусируется в приемно-регистрирующем узле 5.

Для коррекции искажения волнового фронта излучения от наблюдаемого объекта в реальном времени используется система адаптивного управления пространственным положением элементов составного главного зеркала, а для коррекции составляющих ошибки наведения телескопа служит система адаптивного управления пространственным положением вторичного зеркала посредством привода 9.

Использование: изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к конструкциям больших астрономических телескопов. Сущность изобретения: телескоп состоит из шаровидного корпуса 1 с входным отверстием, согласно которому по оптической оси в полости корпуса размещена оптическая система. Вторичное зеркало 3 установлено посредством спайдеров 8 в зоне входного отверстия с возможностью поворота в двух взаимноперпендикулярных плоскостях и осевого перемещения. Главное зеркало 2 установлено в оправе, которая закреплена на ребре жесткости 7, выполненном на стенке корпуса 1, противоположной входному отверстию. Шаровидный корпус 1 смонтирован подвижно на неподвижное основание 10, на котором с возможностью азимутального поворота установлен ложемент 12, снабженный направляющими для углового поворота корпуса телескопа. Диаметр входного отверстия равен 1,001-1,1 диаметра главного зеркала 2. 2 ил.

Астрономический телескоп, содержащий шаровидный корпус с входным отверстием, установленный с возможностью азимутального и углового поворотов, неподвижное основание, оптическую систему, включающую главное и вторичное зеркала, премно-регистрирующий узел, систему следящих приводов, управления и контроля положения телескопа, отличающийся тем, что оптическая система размещена в полости шаровидного корпуса на оптической оси соосно с входным отверстием, при этом вторичное зеркало оптической системы установлено посредством спайдеров в зоне входного отверстия шаровидного корпуса с возможностью поворота в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и осевого перемещения, главное зеркало оптической системы установлено в оправе, закрепленной на ребре жесткости, выполненном на стенке корпуса, противоположной входному отверстию шаровидного корпуса, причем диаметр входного отверстия шаровидного корпуса равен 1,001 1,1 диаметра главного зеркала оптической системы, а на неподвижном основании смонтирован с возможностью азимутального поворота сферический ложемент, снабженный направляющими для углового поворота размещенного на ложементе шаровидного корпуса.