Тема: Quark - 1-й солнечный фильтр H-alpha в формфакторе ЛБ (Прочитано 18188 раз)

LifeIsGood

Классная фотка!

vilisvir

Как и планировалось, сегодня состоялась 3-я солнечная тротуарка при поддержке меня, Вадима Vadym, Владимира rvs и двух моих друзей.

Сразу скажу - эта встреча принесла множество приятных впечатлений и, даже, в чём-то, открытий. К сожалению, из-за маленького недопонимания, никакой другой узкополосной системы кроме Quark`а не было. Но позже стало ясно, что времени с трудом хватило и для оставшихся задач.

vilisvir

Просмотр начали с... апертурного астросоларовского фильтра. Для себя заметил, что она даёт излишне яркое и неприятно белое изображение. Я на 110ED использую другую плёнку - Seymour Solar https://www.seymoursolar.com/ она прочнее астросоларовской и, самое главное, Солнышко через неё очень приятного жёлтого цвета! Володя rvs для эксперимента имитировал ЛБ Кварка и погоняли апертурный фильтр с х4 ЛБ на 32 и 40 мм окулярах. О выводах пусть он сам напишет. Также пробовали цветные фильтры оранжевого и фиолетового цветов. Если кратко - оранжевый фильтр рулит, причём ещё лучше чем без него, что не скажешь о фиолетовом.

vilisvir

При подключении Кварка нас на Солнце ждал приятный сюрприз в виде 2-х больших протуберанцев (снято через 40 мм окуляр на китовый объектив). На этот раз картинка приятно порадовала. Рекоммендуемый производителем 40 мм 1,25" симметричный окуляр дал очень резкую эстетичную картинку. Однозначно надо такой брать! Не понравился только неудобный вынос зрачка, ось которого приходилось ловить на большом расстоянии от окуляра. Но даже 32 и 20 мм на этот раз не расстроили. Приятно было на любых увеличениях.

vilisvir

Выяснилась одна малоприятная особенность, с которой, я думаю, можно легко ужиться: при кручении ручки смещения полосы пропускания, до загорания светодиода готовности зелёным цветом, эталон начинает немного "весьти", что отражается на том, что что поле фильтра на этот момент становится ломанным и при перемещении того же протуберанца по нему, его контрастность скачкообразно меняется, вплоть до полного исчезновения. Но при достижении полной термостабилизации, неравномерность полосы пропускании начинает носить более плавный характер - от центра к краям.

vilisvir

После этой встречи возникло желание сделать ещё одну, но я уже предложил в Петровском, что вызвало поддержку у других участников.Остальными впечатлениями предлагаю поделиться остальным участникам встречи.

Vadym

В этот раз Quark действительно не подкачал и показал то, что от него и ожидалось - протуберанцы! Окуляры использовали 40 - 32 - 20 - 11 мм. На всех увеличениях можно было вполне нормально наблюдать. Почему прошлые разы не получалось? Думаю, что секрет в том, что в этот раз, пока смотрели через апертурный фильтр, Quark основательно "прогрелся" (более получаса).

Из минусов - полоса пропускания оказалась неравномерна по полю зрения. То есть, для хорошей картинки нужно было протуберанец помещать в ту часть поля зрения, где полоса пропускания была "правильная".

Но в целом можно сказать, что Quark реабилитировал себя после прошлых неудачных попыток!

rvs

(наконец и я добрался до форума)
Дополню выступивших ранее участников.

Итак, тестирование проводилось 11 августа 2014 г. примерно начиная с 7:30 до 9:20. Набережная Днепра.
Практически безветренно, жарко, голубизна неба становится заметной начиная примерно с 30...40 град удаления от Солнца. Восход Солнца в этот день в 5:42, т.е. наблюдать начали почти через 2 часа после восхода.

Труба SkyWatcher 80 ED (f=600 mm, f/7.5) с комплектным 2-дюймовым диагональным зеркалом на HEQ5
фильтр DayStar Quark Chromosphere
Апертурный фильтр Astrosolar пленка visual (OD=5.0)
Окуляры (Plossl): Celestron Omni 40, НПЗ 32, Soligor 25, GSO 20
Окуляры DeepSky 20 SWA, Explore Scientific 11
Линзы Barlow 2* Celestron Ultima и 2* НПЗ
Цветные фильтры Delta Optical/GSO светло-красный #23A и фиолетовый #47

rvs

Пока Quark греется, я стал инициатором наблюдений Солнца в красном свете через оптическую систему, близкую к тому, что даст Quark.
А именно, те же окуляры 40, 32, 25, 20 мм с красным фильтром, на объектив ED80 одели пленочный фильтр Baader Astrosolar visual, а вместо Quark поставили подряд две линзы Барлоу 2x (по утверждению Daystar Quark ведет себя как линза Барлоу ~4.25x).
Фактически наша разминка заняла примерно 30 минут.

Зачем все это? Мне было интересно во-первых предварительно оценить масштаб и четкость ожидаемой картинки, во-вторых - состояние атмосферы, в-третьих - почувствовать наводку на резкость при f/30 на данном инструменте. Кроме того мы оценили как быстро Солнце уплывает из поля зрения из-за установки полярной оси "на глазок".

Атмосфера оказалась на удивление стабильной: при наблюдении группы солнечных пятен в окуляр 20 мм (увеличение ~120 или 1.5D) сами пятна и полутени были очень резкими и контрастными. В течение ~20...30 сек картинка выглядит стабильной и невозмущенной примерно 70 % времени. Это порадовало.
Наводка на резкость - без каких-либо затруднений, совершенно уверенно, можно было использовать лишь ручку грубой фокусировки. Положение (узкий диапазон) наилучшей резкости находится легко.
Томатного цвета изображение комфортное, хотя Андрей (vilisvir) отмечал несколько избыточную яркость.

Попробовали также понаблюдать с фиолетовым фильтром. Я не увидел практически ничего из тех деталей, что обычно вижу в этот фильтр. Отмечу также, что турбулентность в фиолетовом свете существенно более заметна: стабильная картинка не более 10...15 % времени.

rvs

В один из подходов Вадима к инструменту пассажирский самолет (на крейсерской высоте и скорости) пролетел по солнечному диску. Вадим заметил даже завихрения инверсионного следа сразу за самолетом в динамике. Думаю зрелище было эффектным, хоть и неожиданным.

rvs

И вот, досыта нагревшийся и около получаса термостабилизированный фильтр Quark установлен в диагональ.

Изначально Андрей установил переключатель "в среднее положение" (все-таки жаль, что он не нанес на корпус метки положений), и именно так фильтр и настраивался. Поэтому как именно стоял переключатель лучше пускай уточнит Андрей.
Это важно для понимания что мы смотрели. Напомню: производитель заявляет, что в среднем положении центральная длина волны полосы пропускания фильтра (CWL, central wavelength) точно соответствует волне H-alfa 6562.8 ангстрем = 656.28 нм, шаг настройки 0.1 ангстрем и диапазон по 0.5 ангстрем в обе стороны от H-alfa (т.е. всего должно быть 11 положений ?). См. пост #119.

Celestron Omni 40 mm (Plossl) - увеличение ~64 (0.8D): четкая, контрастная картинка, я бы сравнил ее с видом в Coronado PST, "стоит как укопанная". Видимое поле зрения не очень широкое (вспоминаем об ограниченном эталоном Quark линейном диаметре поля зрения 21 мм). Возможно несколько великовата яркость, но ощущения дискомфорта нет.

НПЗ Plossl 32 мм - увеличение ~80 (1D): с ним картинка показалась мне приятнее. Детали покрупнее, поле зрения шире, хоть и невелико. Яркость чуть ниже, чем в 40. Контраст и четкость хороши. Эту картинку я сравнил бы с тем, что показывает Lunt LS60THa.

Soligor PE-25 (Plossl) - увеличение ~100 (1.25D): все в пределах ожидаемого, увеличение несколько больше. Теоретически только начиная с этого окуляра 45-градусное поле зрения Plossl перестает виньетироваться (см. пост #113). Этот окуляр уже значительно меньше и легче, чем 32 и 40.

GSO 20 mm (Plossl) - увеличение ~128 (1.6D): еще крупнее детали, и я бы сказал, что их четкость при этом не ухудшилась. Крупный и контрастный протуберанец, который Небеса установили для нас на солнечный диск в то время (см. фото 04.jpg, пост #163), показался мне наиболее эффектным и как бы объемным именно в этот окуляр.

DeepSky 20 SWA: почти то же, что в GSO 20 mm, хотя поле шире. Я отметил, что в контраст и четкость в GSO 20 несколько лучше, чем в этот окуляр (не все наблюдавшие со мной согласились).

Во всех случаях картинки почти все время стабильные, о турбуленции мы даже подзабыли. Светлый (или залитый красным туманом) фон неба не отмечался. Наведение на резкость со всеми перечисленными окулярами уверенное, область максимума четкости ловится без затруднений даже при использовании только ручки грубой фокусировки.

rvs

Протуберанцы
Ничего неожиданного, вид соответствует тому, как их показывают Coronado PST и Lunt LS60THa.

Наблюдая протуберанцы, мы отметили разную длину волны (CWL) по полю зрения: смещение протуберанца от центра поля зрения приводила к его постепенному потемнению, а на 60...80 % от центра - к полному исчезновению. То есть видимость протуберанцев в пределах поля зрения очень неодинакова. Область наилучшей видимости сравнительно невелика, и расположена она не в центре поля зрения.

rvs

Хромосфера (детали солнечного диска)
вид четкий и резкий. Однако должен отметить, что области вокруг солнечного пятна по виду отличались от того, как ее показывает Lunt LS60THa - более заметно само (темное) пятно и меньший контраст деталей вокруг.
Это можно сравнить с тем, как если бы я несколько увел настройку эталона Lunt в сторону от H-alfa, но не настолько далеко, чтобы диск стал однотонным.

Это может означать, что либо 1) "среднее положение" переключателя Quark - как-то не очень H-alfa, либо 2) ширина полосы Quark заметно больше, чем у Lunt LS60THa (0.7 ангстрем). Во втором случае маркировка Quark Chromosphere необоснована, т.к. полоса "менее 0.5 ангстрем" не представляется обеспеченной.

Обращаю внимание, что до описываемого момента Quark уже более часа был включен и термостабилизирован (его светодиод горел зеленым). Daystar заявляет время настройки (позеленения светодиода) порядка 10 минут.

rvs

Все участники отметили некоторое неудобство постановки глаза относительно окуляра. Положение глаза приходилось все время ловить не только в поперечном, но и в продольном направлении. Хотя я бы заметил, что это не было сложно, если сперва поймать правильное удаление глаза (продольное), а потом уже ёрзать в поперечном направлении. Вадим сказал, что делать это значительно легче сидя на табуреточке.

В принципе все это объяснимо: выходные зрачки малого диаметра при достаточно больших выносах длиннофокусных окуляров должны ощущаться примерно так.

rvs

Четкая картинка на увеличении 1.6D привела меня к мысли попробовать еще большее увеличение. Решили поставить оказавшийся у Вадима 11-мм широкоугольник

Explore Scientific 11 mm - увеличение ~232 (2.9D): да, конечно, это явный перебор. Сразу бросилась в глаза размытость изображения, и атмосфера стала выглядеть значительно более турбулентной - она замирала в стабильности не более чем на 5...10 % времени (не более полусекунды, и потом нужно опять пережидать 6...10 сек полоскания). Но! Я был приятно удивлен тем, что в краткие моменты четкости картинка выглядит очень похоже на снимки Прудникова. Это нужно успевать углядеть.

rvs

После всего описанного Андрей (vilisvir) поставил переключатель Quark на 3 позиции вправо от "среднего положения" - центральная длина волны должна увеличиться на 0.3 ангстрема. Как и ожидалось, светодиод засветился желтым и фильтр начал свою перестройку.
Где-то минут через 20 переключатель Quark перевели на 3 позиции влево от "среднего положения" - центральная длина волны должна уменьшиться и стать на 0.3 ангстрема меньше "средней" (H-alfa)
Мы не знаем конструкцию эталона фильтра Quark и что там греется и остывает.
Во время переходного процесса Вадим отмечал, что область видимости протуберанца совсем узкая и очень небольшое смещение по полю зрения приводит к его полному исчезновению. Это нештатный и неустанововшийся режим работы фильтра, поэтому данное наблюдение особого смысла не имеет и полезной информации не несет.

В этих и дальнейших экспериментах я уже особо не участвовал, поэтому ничего писать не буду.

rvs

Я пытался ответить себе на вопрос - почему в прошлые разы (18 и 20 июня) в этот же самый Quark на той же трубе мы практически ничего путного не увидели. Что же отличалось в этот раз и что могло привести к промахам в предыдущие?

Термостабилизация Quark. Склонен считать это основной причиной наших прошлых неудач. В этот раз фильтр варился в собственном соку более часа, соответственно его внутреннее тепловое равновесие должно было стать, наверное, идеальным.

Окуляры. Я отвергаю эту версию т.к. один из окуляров - DeepSky 20 SWA - мы использовали и в предыдущие разы.

Погода и атмосфера. Возможно, хотя маловероятно. 20 июня был ветер, и теоретически это добавляло турбулентности. Кроме того, тогда мы стояли немного в другом месте и прямо перед нами спускалась вниз гранитная лестница, которая могла нагреться под солнцем и изрядно струить. Для объективности, конечно, нужно было бы оценивать тогда стабильность атмосферы так, как мы сделали в этот раз - наблюдениями в красном свете без Quark. Но в прошлые разы картинка в Quark была просто размытой, нечеткой, и я бы сказал с неизменной во времени размытостью. Кстати видеоролики, снятые Вадимом 20 июня, косвенно подтверждают, что атмосфера не была "беспросветно турбулентной".

Положение Солнца. В этот раз мы начали примерно через 1^ч40^м после восхода при высоте Солнца над горизонтом ~15 град. В прошлый раз, 20 июня, мы начали через 2^ч40^м после восхода при высоте Солнца над горизонтом ~21 град, а это может означать более сильный нагрев располагавшихся перед / под нами кораблей и гранитных плит, создававших тепловые потоки.

Чистка Quark. Андрей говорил, что фильтр Quark был почищен, т.е. частично разобран и снова собран. Не могло ли это как-то повлиять?

Фаза Луны . Это больше вопрос к товарищам, разбирающимся в астрологии - 20 июня были 23-е лунные сутки, а 11 августа - 16-е.

vilisvir

Цитата: rvs від 16 Серпня 2014, 06:36:43

Хромосфера (детали солнечного диска)
вид четкий и резкий. Однако должен отметить, что области вокруг солнечного пятна по виду отличались от того, как ее показывает Lunt LS60THa - более заметно само (темное) пятно и меньший контраст деталей вокруг.
Это можно сравнить с тем, как если бы я несколько увел настройку эталона Lunt в сторону от H-alfa, но не настолько далеко, чтобы диск стал однотонным.

Всё же, такие вещи лучше сравнивать на инструментах бок-о-бок, а не по памяти, особенно учитывая, что и пятна могут быть разными.

p.s. Огромное спасибо за отчёт!

rvs

Другой интересный вопрос - почему наблюдалось изменение видимости протуберанца в пределах поля зрения.

Версия 1 - виньетирование поля зрения.

Вспомним, что есть телецентрическая система. На эскизе внизу край поля зрения, на котором еще нет виньетирования, представлен пучком лучей ярко-голубого цвета. Соотношение диаметра этого пучка и оптического диаметра эталона определяет то, насколько плавное или резкое затемнение картинки мы увидим при дальнейшем смещении от центра поля зрения.
Взгляните на фотографии в посте #116, от эталона до номинальной фокальной плоскости должно быть миллиметров 30, ну никак не более 40. В нашем случае пучок имеет сходимость около f/32 (у ED80 f/7.5, Quark эквивалентен линзе Барлоу 4.25*, итого 31.9), значит диаметр пучка в пределах 0.93...1.25 мм, а это около 1/20 диаметра поля зрения ~21 мм. (Эскиз в нашем случае должен иметь другой масштаб - ярко-голубой пучок значительно уже, чем на эскизе).
То есть смещение всего на 1/20 поля зрения от центра приводит к полному затемнению изображения. Это достаточно резкий эффект, который должен проявляться только у самого края видимого поля зрения. Мы же наблюдали плавное затемнение протуберанца (причем только протуберанца).

На основании приведенных доводов Версию 1 я отвергаю.

rvs

Версия 2 - центральная длина волны CWL непостоянна по полю зрения даже на хорошо термостабилизированном Quark.

Мне ничего не известно о внутренней конструкции эталона Quark, что там собственно нагревается и как термостатируется. Поэтому нет оснований сомневаться в совершенстве конструкции и считаем, что она обеспечивает постоянство CWL по поверхности эталона и, соответственно, по полю зрения.

Партия учит, что для интерференционных фильтров (и, естественно, эталонов) CWL зависит от угла падения - центральная длина волны пропорциональна косинусу угла. Поэтому лучи, падающие по нормали, дают максимальную CWL, а для наклонных лучей (или при наклоне фильтра) CWL уменьшится, сместится в синюю сторону.
На этом принципе работает, в частности, подстройка эталонов Coronado PST и Lunt LS60THa. И там понятна причина неодинаковой CWL по полю зрения - изменение углов падения.

Преимущество телецентрической системы в том, что для всего поля зрения оси всех пучков параллельны оптической оси (см. эскиз внизу, пучки 1...6), и промежуток после последнего (положительного) компонента до фокальной плоскости оказывается удобным для размещения эталона. Здесь, в отличие от Coronado PST и Lunt LS60THa, эталон не наклоняется.
И тогда неодинаковые углы падения лучей на эталон (и соответственное расширение эквивалентной полосы пропускания) определяются лишь сходимостью падающих на эталон пучков - вот откуда требование сходимости f/30.

Но все это в идеале.
В реальности положение фокальных плоскостей окуляров могут не совпадать с номинальной фокальной плоскостью системы. Это означает нерасчетную длину последнего рабочего отрезка, и для восстановления резкости картинки весь конструктив приходится смещать. Действительно, при смене окуляров всякий раз приходилось немного изменять фокусировку.
При подфокусировке оси пучков 1...6 уже не будут параллельны, лишь для пучка 1 ось останется параллельной оптической оси, и преимущество телецентрической системы постепенно снижается. Например, если конструктив Quark приближается к объективу трубы, в промежутке между отрицательным и положительным компонентом пучки становятся более расходящимися, а эквивалентная фокальная плоскость системы удаляется от эталона (последний рабочий отрезок увеличивается). Это приводит к тому, что для пучков 2...6 возникают наклоны осей относительно оси системы, возрастающие от пучка 2 к пучку 6, и CWL оказывается непостоянной по полю зрения.

Интересно было бы оценить описываемые эффекты количественно.

Новини:

Автор Тема: Quark - 1-й солнечный фильтр H-alpha в формфакторе ЛБ (Прочитано 18188 раз)