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天文望远镜的选择、维护与保养

天文望远镜的选择(安装、跟踪方式)

选择天文望远镜时最重要的两条参考依据是价格与使用目的,即根据需要购置天文望远镜的单位及个人可承受的价格以及使用目的来确定所选购望远镜的种类、规格与档次。

本文无法具体讨论价格标准,仅从使用目的的角度进行一些比较。

我们已经知道天文望远镜按光学系统可分为折射式、反射式与折反射式;按机械装置可分为地平式与赤道式;现在要告诉你的是:按使用时的安装方式又可分为固定式及便携式两种,而固定便携两用式兼有以上两种的特点。在选用时,请注意以下的介绍:


一、固定式天文望远镜

  固定式天文望远镜一般都装在天文圆顶室或其它观测室内,当安装调试完毕后,一般不再轻易搬动。

1、固定式装置
  固定式天文望远镜的装置稳定、可靠,结构比较复杂,有较高精度地调整极轴使之位于子午面(南北平面)并指向北天极、并能牢靠锁定的结构,以保证望远镜极轴稳定地、精确地指向北天极。

固定式装置所采用机械装置形式最为多样,其中德国式、叉式、地平式都被广泛采用,但一般以德国式比较常用。德国式装置的优点是结构稳定、镜筒及接收器的换用较为方便,这些优点在固定式装置中得到充分的发挥。
  当然,对于一些反射望远镜及折反射望远镜,特别是口径大于500mm大型望远镜,叉式结构还是很有利的并应用得很广泛的 。

  2、固定式望远镜的转仪钟
  固定式望远镜的转仪钟一般精度与自动化程度都相当高。它的传动系统必须稳定、可靠,末级蜗轮(或齿轮)的直径一定要与望远镜的口径相当,且一般要求模数较大、精度较高。选择时应充分注意这一点。望远镜一定有自动跟踪系统,并且赤经、赤纬传动一定有慢动及微动。从可靠的角度来考虑,快动采用手动比较有利,但随着计算机技术的普及,应用计算机寻星及演示时,则要求望远镜的快动必须是电动。由于固定式望远镜的驱动装置不必为电源负荷担忧,因此无论是同步电机、直流电机或步进电机驱动系统都被广泛应用。

  3、固定式望远镜的光学系统
  原则上讲,所有的天文望远镜光学系统都可以用于固定式望远镜中,但是,固定式望远镜的稳定性要求高,对于折射望远镜来讲则优点最多。如:
  (1)光轴稳定。折射镜镜头装在1个稳定的镜框内,长时间使用不会变动。
  (2)透光性不易改变,使用寿命特别长。
  (3)维护、装修比较简单。
  (4)比较壮观。通俗地讲就足看起来像个大型望远镜。
  (5)同等口径下,因为其没有中间反射的元件而通光量大于反射或折反射望远镜。
但是,同等口径条件下,折射镜的价格将是最高的,因为镜筒长,其它的所有构件都要加大,成本就高。此外,镜简长,观测室就得大,增加建设费用。
此外,普通单位采用的折射望远镜的口径不宜太大,一般不超过200mm。6m的圆顶室内可容纳的折射望远镜的最大口径约为250mm。若要求更大口径,建议采用反射望远镜或折反射望远镜。

二、便携式天文望远镜

  绝大部分天文爱好者都希望拥有一台轻便结实、性能优良、拆装调方便、而且价格不太高的便携式天文望远镜。由于城市内光污染严重,要想得到一张高质量的天文照片,必须携带仪器到农村或山上去(当然有条件者在光污染少的地区建立天文台,安装较大的望远镜又当别论)。
  星迹、黄道光等的拍摄,需要有一座稳固的且携带方便的照相机或摄像机三角架,一般购买国产的三角架即可,使用任何品牌的135相机或120相机均可,照相机焦距一般选用28~80mm。


  1、便携式装置
  便携式装置一般采用德国式或叉式两种,脚架采用伸缩式或拆装式,一般以伸缩式较为方便。由于便携式要求轻便而不失稳定,三角架一般用铝合金制成。为实现稳定,三角架的截面要宽大,但管壁则不必太厚,三角架的横撑对稳定度起着重要的作用。
  (1)德国式装置不仅广泛用于小型折射望远镜中,同时也应用于折反射和反射望远镜中。由于相对口径较小的折射望远镜在同样口径的各类望远镜中焦距最长,因而它作为便携式望远镜中一般口径不能太大,相对口径在1/12左右的折射镜一般口径不宜超过100mm,否则就过于笨重;而对于反射或折反射望远镜则当别论,拿短镜筒的折反射望远镜来说,甚至可将便携式望远镜的口径做到300mm(当然,300mm口径的便携式望远镜一般都须有两人以上拆装)。德国式装置对于业余观测者来讲,最大的好处在于可以根据拍摄天体对象的不同,“随心所欲”地更换不同的镜筒和接收器。
  (2)叉式装置一般仅用于折反射望远镜。由于这种装置没有笨重的平衡锤,因此在同等口径的望远镜中自重较轻,再加上赤纬系统有两个固定点,赤经传动系统的末级也可做得较大而十分稳定,精度也比较容易做得高,因此叉式装置在便携式望远镜中十分重要,为很多业余观测者所青睐。
  不过,叉式结构最大的缺点是不能任意调换镜筒及接收器,平衡问题较难解决。

  2.便携式望远镜的转仪钟
  便携式望远镜的转仪钟设计中一般须考虑重量与精度的匹配,有时为了减轻重量而不得不降低一些精度。一般来讲,便携式望远镜的跟踪精度不及固定式的高,末级蜗轮(或齿轮)也小于固定式。便携式望远镜的如要长时间曝光拍摄,需靠不停地导星来提高拍摄精度。
  对于电机选用,小功率的直流电机、步进电机及同步电机都在可选范围。由于便携式望远镜经常要在没有市电供应的地方观测,电池或蓄电池供电的将作为首选。
  便携式望远镜的转仪钟一般仅有“恒动”(即与天体周日运动同步的跟踪转动)为电动,其余快、慢、微动均为手动,但具备慢、微电动的转仪钟,将会对拍摄时的导星带来很多方便之处。近来,单片机控制的小型转仪钟控制器已问世,这对于寻星及导星带来很大的方便。例如美国Meade LX200 GPS-SMT望远镜(固定与便携两用式),与全球定位系统(GPS)联网,实现定位、校准、寻星、跟踪的全自动控制,将望远镜的控制提高到世界顶级水平(详见 “相关文章”中“美国Meade LX200 GPS-SMT望远镜简介”一文)。


天文望远镜的维护与保养

天文望远镜是精密仪器,维护的好坏直接影响到望远镜的使用和寿命,故必须要专人使用、专人保管,非专业人士不要轻易拆卸与修理。

1、光学系统的维护
  (1) 保证望远镜放置在通风、干燥、洁净的地方;所有的目镜、棱镜、二次成像镜及其它小的光学零附件,不使用时应放入带干燥剂的干燥箱或干燥缸内,同时要时常注意更换新的干燥剂。在雨雪天、风沙、湿度大(超过85%)的天气均不要使用望远镜,也不要打开物镜盖,特别是对于无密封窗的反射望远镜,灰沙是最大的敌害。在南方的霉雨季节可将镜筒两头用不透气的塑料袋扎紧,内部放置袋装的干燥剂(不要接触镜头),并注意经常替换新的干燥剂,以保持物镜的干燥。

  (2) 光学镜面上如有灰尘等脏物,应用吹耳球轻轻吹去,不能用嘴吹,以免唾沫溅到镜面上;也千万不要用布和硬毛刷去擦拭,以免损坏镀膜层与镜面;光学镜面上千万不要用手去摸,留下的指印往往会腐蚀镜面而造成永久性痕迹。若一旦不慎留下指印须尽快清擦,应当用无水乙醇和乙醚各50%的混合液滴在干净的脱脂纱布上,从镜面中心按顺时针或逆时针方向轻轻地向镜面边缘转擦(只能向一个方向轻擦,不能来回擦),并不断更换脱脂棉球,直到擦净为止。望远镜镜面除平时注意保护外,应不定期的进行清洁,对透镜切勿使用有机溶剂,以免损坏增透膜;对镀铝反射镜面,尽量不要擦拭,以免铝膜受损或脱落。

(3)便携式望远镜尽量不要在雾气很重的森林边、水边及海边观测,若迫不得已必须观测的话,观测完后应尽快按上述方法擦拭一遍。

(4)反射望远镜的反射镜面应定期(一般情况下1~3年)进行镀膜,以保证反射镜面具有良好的反射率。

大型与高档望远镜的维护与保养最好请天文单位的专业人员协助进行。

2、转仪钟的维护

(1)望远镜的机械及跟踪系统是属于高精度的传动系统,但由于其转速较慢,一般不需要经常维护,只是要按照说明书的要求,不要过载使用并定期加入同样型号的润滑油(脂);若润滑油(脂)的型号不同,请将原来的润滑油(脂)用煤油等清洗干净后再加入新的润滑油(脂),注意千万不要将不同类型的润滑油(脂)混合使用。有条件的单位或个人,如能在使用几年后,请专业人员重新清洗、加油、调整,将是十分有益的。

(2)望远镜的控制系统应不定期的进行检查,使用时应严格按照说明书的要求操作,平时应防止水滴、水汽、异物进入电路部分,电池长期不用应取出保存好。
3、电控系统的维护
  望远镜的电控系统因型号、功能的不同而差别甚大,但使用维护的注意点基本相同:

  (1)检查输入的交流电压是否和望远镜的额定电压相同,使用直流电源时也应注意电池组或蓄电池的额定电压是否与望远镜电控要求一致。

  (2)在大功率驱动电路中,请注意大功率管的散热片不要相碰短路,以免烧坏管子。

  (3)所有电源或电控线不要硬拉和随意交叉,以免断路。

 

 

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