Na początku 2007 roku, po stwierdzeniu, że miałem już okazję użytkować zarówno refraktory APO, teleskopy zwierciadlane sytemu Schmidt-Cassegrain (SCT), systemu Maksutow-Cassegrain czy też systemu Newton o średnicy optyki 12,5″, zainteresowałem się teleskopem zwierciadlanym w systemie RC (Ritchey-Chretien).

You may try Google translate if you need to access the content available in Polish language only.


Spis treści;

Wprowadzenie

Jest to jeden z najbardziej zaawansowanych optycznych systemów zwierciadlanych, oparty jest na układzie dwóch luster hiperbolicznych (niezwykle trudnych do wykonania), którego głównymi zaletami są w miarę uniwersalna światłosiła (F8-F9) w porównaniu do teleskopów systemu Cassegraina (F10-F18), brak komy, a więc stosunkowo duże wolne od aberracji pole widzenia, jednak obarczone spora krzywizną, (duże skorygowane pole ma spore znaczenie przy astrofotografii). Warto nadmienić, że znajdujący się na orbicie okołoziemskiej teleskop Hubble’a jest właśnie teleskopem zwierciadlanym systemu RC.
O różnych typach teleskopów watro poczytać na stronie firmy Astrokrak.

W chwili podejmowania decyzji o zakupie nowego teleskopu nie posiadałem w zasadzie żadnego doświadczenia z systemem RC i musiałem kierować się informacjami i poradami zamieszczonymi w Internecie. W tym miejscu chciałbym zwrócić uwagę na konieczność podchodzenia do informacji publikowanych w sieci z dużym dystansem, w szczególności informacji publikowanych przez osoby współpracujące z producentami, którym zależy na sprzedaży produktu i złapaniu klienta w sieci.

Osobom, które mają zamiar zainteresować się nabyciem sprzętu budżetowej klasy RC rekomenduję zapoznanie się z informacjami, które tutaj zamieszczam. Zawsze powtarzam, że najgorzej jest uczyć się na własnych błędach, lepiej na cudzych błędach, a najlepiej na cudzych i własnych osiągnięciach.

A&M RC250 10" A&M RC250 10" A&M RC250 10"

Garść danych technicznych

  • Średnica lustra głównego: 250mm
  • Średnica lustra wtórnego: 97mm
  • Ogniskowa: 2000mm
  • Światłosiła: F8
  • Materiał, z którego wykonano optykę: szkło LK-7 (szkło o niskiej rozszerzalności temperaturowej)
  • Całkowity ciężar z optyką: ok. 17,5 kg

Optyka

Optyka do teleskopu została wykonania przez rosyjską firmę Astrosib.
Są to dwa lustra hiperboliczne o dużej dokładności wykonania; Lustro główne ma grubość ok. 30mm i średnicę 10 cali (ok. 250mm).

Celowo wybrałem do mojego RC optykę firmy Astrosib ze względu na jej wyższą światłosiłę (F8) niż optyka produkowana na przykład w USA (F9).

Po zamówieniu optyki trzeba uzbroić się w odrobinę cierpliwości gdyż zazwyczaj trzeba poczekać na jej dostarczenie przez producenta, co najmniej kilka, a nawet do kilkunastu miesięcy.

informacja techniczna z testów wykonania optyki teleskopu

Wraz z optyką producent dostarcza informacje techniczne z jej testów, pokazujące dokładność wykonania zwierciadeł oraz ich parametry techniczne.

Tubus

Tubus teleskopu został wykonany w technologii truss przez włoską firmę A&M z wysokiej jakości aluminium oraz włókna węglowego. Taka konstrukcja zapewnia odpowiednie możliwości chłodzenia optyki i mniejszą podatność na podmuchy wiatru, co biorąc pod uwagę dość długą ogniskową teleskopu (2000mm) może przyczyniać się do lepszego funkcjonowania zestawu pod kątem astrofotografii (a nie da się ukryć, że właśnie do tego celu stworzony został system RC).

Do jakości wykonania tubusu nie można mieć zastrzeżeń, no może poza zbyt ostrymi krawędziami niektórych jego elementów aluminiowych. Całość jest estetyczna i robi wrażenie solidnej.

Pewną niedogodnością w przypadku tubusu otwartego jest jego podatność na tak zwane łapanie gradientów w warunkach nieba podmiejskiego (teleskop może dostawać tzw. bocznego światła, które po odbiciu się od jego elementów konstrukcyjnych może trochę degradować obraz). Może to być szczególnie widoczne przy dłuższych czasach naświetlania zdjęć (od 5 minut i więcej). Dlatego też ja zdecydowałem się na założenie pokrowca z czarnego materiału, który zapobiega tego typu niepożądanym efektom. Może trochę gorsze chłodzenie i podatność na podmuch wiatru (u mnie mniej istotna ze względu na stosunkowo wysokie ściany obserwatorium osłaniające przed wiatrem) ale również ograniczenie problemów z bocznym światłem.

Ciekawą rzeczą jest zastosowanie przez producenta tubusu mechanizmu regulacji odległości lustra wtórnego od lustra głównego. Pozwala to na ustawienie tak zwanego back focus, czyli odległości punktu optymalnej ostrości od lustra głównego. Oczywiście z względu na stosunkowo niewielką tolerancję układu zwierciadeł w teleskopach systemu RC na ich wzajemną odległość (w przypadku optyki Astrosib, odległość aluminiowanych powierzchni luster od siebie powinna wynosić 466mm z tolerancją +-3mm), możliwość regulacji back focus wynosi jedynie ok. 20mm (przy regulacji luster o 3 mm). Jest to jednak wystarczająca regulacja, by uzyskiwać ostrość z różnymi adapterami, okularami czy też różnymi stosowanymi rejestratorami obrazu (ja używam dwóch kamer CCD: do planet i Księżyca oraz do obiektów głębokiego kosmosu).

lustro wtórne efekt utraty kolimacji

Bardzo istotną sprawą jest zwrócenie uwagi na prawidłową regulację docisku łożyska mechanizmu ruchu lustra wtórnego, gdyż zbyt mocny lub słaby docisk powoduje możliwość utraty kolimacji teleskopu przy przesuwaniu lustra wtórnego, szczególnie, że w systemie RC nie ma prawie żadnych tolerancji dla prawidłowej kolimacji. Jak wygląda efekt utraty kolimacji pokazałem na poniższym zdjęciu. Najlepiej jednak raz ustawić lustro wtórne, aby była możliwość ustawienia ostrości dla kamery CCD, skolimować teleskop i nie bawić się ustawieniami lustra wtórnego.

Elektronika teleskopu

Tubus teleskopu, w przypadku wersji z możliwością elektrycznej regulacji odległości lustra wtórnego od lustra głównego, dostarczany jest wraz ze niewielką skrzynką z elektroniką umożliwiającą sterowane mechanizmem regulacji lustra wtórnego, kontroli chłodzenia optyki (wentylatorki) oraz grzałek zapobiegających kondensacji party wodnej na zwierciadłach teleskopu.

elektryczne regulacje luster i chłodzenia elektryczne regulacje luster i chłodzenia

Niestety po krótkich testach, właśnie elektronika całego zestawu okazała się przysłowiową pięta achillesową całego zestawu. Producent obecnie kończy prace nad nową wersją elektroniki z wyeliminowanymi wadami obecnej wersji, które mu wytknąłem. W trakcie testów teleskopu miałem okazję spotkać się z niebywałymi wręcz, czasami nawet śmiesznymi problemami:

  • Okazało się, że nie ma możliwości zdalnego starowania ustawieniami elektroniki pomimo, że jest ona wyposażona w port RS232, który miał do tego służyć (tylko atrapa do niczego nie podłączony);
  • Okazało się, że regulacja temperatury grzałek i prędkości obrotów wentylatora, pomimo, że działa w tak zwanym obwodzie zamkniętym i odbywa się na zasadzie sprzężenia zwrotnego, jest wyłącznie manualna co powoduje, że należałoby temperaturę grzałek ustawiać na początku obserwacji i to na poziomie jedynie kilka stopni wyższym niż tak zwany punkt rosy; w przypadku spadku temperatury otoczenia poniżej temperatury ustawionej elektronicznie w kontrolerze, nawet optyka o niskiej rozszerzalności termicznej ulega przegrzaniu i w wyniku tego odkształceniom, co degraduje obrazy dawane przez teleskop (pojawia się astygmatyzm); ustawienie temperatury grzałek na zbyt niskim poziome grozi kondensacją pary wodnej z powietrza na lustrach teleskopu;
  • Okazało się, że w pierwotnej wersji oprogramowania elektroniki producent przewidział regulację minimalnej temperatury do jedynie 0 st. C (nie dało się ustawić temperatury na poziomie niższym niż 0° C) co przy znacznie niższych temperaturach panujących u nas w pogodne zimowe noce nie pozwalało na użytkowanie tego systemu ochrony optyki przed roszeniem; próba aktualizacji firmware, udostępnionego przez producenta, na wersję umożliwiającą ustawienie temperatury ujemnej na wyświetlaczu sterownika elektronicznego zakończyła się w moim przypadku zawieszeniem transferu firmware’u i koniecznością odesłania sterownika do producenta w celu dokonania jego naprawy.

Kontroler Kendrick Premier Digital ControllerOstatecznie do czasu przesłania mi przez A&M nowej wersji elektroniki, postanowiłem ochronę optyki przed roszeniem powierzyć mojemu sprawdzonemu sterownikowi Kendrick, do którego podłączyłem grzałki odpowiedzialne za delikatne podgrzewanie zwierciadeł teleskopu. Wykorzystanie kontrolera Kendrick Premier Digital Controller umożliwia nie tylko działanie systemu ochrony przed roszeniem na zasadzie sprzężenia zwrotnego przy wykorzystaniu temperatury optyki, temperatury zewnętrznej oraz pomiaru wilgotności (na przykład ustawienie temperatury zwierciadeł o 1° C wyższej niż temperatura otoczenia lub 2-3° wyższej niż tak zwany punkt rosy, który jest również automatycznie wyliczany przez elektronikę kontrolera), ale także sterowanie parametrami pracy grzałek dla optyki za pomocą komputera PC lub laptopa, a więc w konsekwencji możliwość zdalnego sterowania całym systemem.

Wyciąg

Standardowo teleskop jest dostarczany bez żadnego wyciągu okularowego. Wybór wyciągu, który zostanie zastosowany uzależniony jest od sprzętu do astrofotografii, który zostanie zastosowany. Pewnym ograniczeniem jest tzw. back focus dla zestawu optycznego (lustro główne i lustro wtórne), który wynosi ok. 290mm od aluminiowanej powierzchni lustra głównego, a więc ok. 260mm od tylnej powierzchni tego lustra. Wydawałoby się, że 260mm od tylnej powierzchni lustra jest to odległość więcej niż wystarczająca do zamocowania wyciągu i możliwości ustawienia ostrości z kamerą CCD. Otóż dla systemu, w którym przewidujemy zdalne sterowanie i automatyzację należy wziąć pod uwagę, że z tyłu teleskopu, pomiędzy kamerą CCD a mocowaniem wyciągu, musimy zmieścić jeszcze: rotator do ustawiania kadru, wyciąg, wypłaszczacz pola (field flattener), off-axis guider, koło filtrowe. Tak oto wygląda u mnie tył teleskopu RC do astrofotografii. Jak widać nie ma tutaj miejsca na inny wyciąg niż FLI PDF, który jest bardzo wąski i nie zabiera zbyt wiele cennego back focusa.

Wyciąg FLI PDF Wyciąg FLI PDF

Tak jak wspomniałem w części opisu na temat elektroniki teleskopu, mam nadzieję, że wraz z nową wersją sterownika elektronicznego pojawi się możliwość wykorzystania automatyki ustawiania ostrości poprzez jej regulację za pomocą mechanizmu ustawiania odległości lustra wtórnego od lustra głównego. Wtedy też mam nadzieję, że życie będzie jeszcze łatwiejsze a użytkowanie całego zestawu do astrofotografii przyjemniejsze i totalnie bezproblemowe (totalny brak ugięć na wyciągu, posiadającym elementy ruchome, bo najzwyczajniej go nie będzie).

Wypłaszczacz pola (field flattener)

Jeśli zamierzamy używać teleskop typu RC z kamerami o większych chipach (o wielkości chipu APS-C i powyżej) niestety trzeba zainwestować dodatkowo w dedykowany do optyki teleskopu tzw. wypłaszczacz pola (ang. field flattener). Jedną z cech systemu optycznego RC jest całkowity brak występowania komy, tak uciążliwej w innych systemach zwierciadlanych, jednak system RC nie jest pozbawiony tak zwanej krzywizny pola, która powoduje, że gwiazdy bardziej oddalone od osi optycznej zaczynają tracić ostrość (robią się większe i pojawia się astygmatyzm).

Początkowo zamierzałem teleskop A&M RC250 używać z kamerą SBIG ST-10XME, której niewielka przekątna chipu nie wymaga zastosowania field flattenera jednak po pewnym czasie postanowiłem fotografować przy wykorzystaniu kamery CCD o znacznie większej przekątnej chipu (FLI IMG6303E). Początkowo zastosowany przeze mnie jedno-elementowy flattener, pomimo, że jak zapewniał jego dostawca, czyli firma A&M zapewniać dobra korekcję krzywizny pola, nie sprawdzał się z optyką mojego teleskopu. Okazało się, że jest to flattener optymalizowany do teleskopów RC o większej średnicy zwierciadła głównego, a więc mniejszej krzywiźnie pola. Nie udało mi się ostatecznie zmusić go w żaden sposób do efektywnej współpracy i zdecydowałem się wymienić go na flattener dwu-elementowy.

Dwu elementowy A&M flattener.Tak się złożyło, że dostarczony mi przez A&M flattener dwu-elementowy przyszło mi testować w środku zimy, przy dość niskich temperaturach, poniżej -15° C. Z obrazów dawanych przez teleskop również nie byłem zadowolony gdyż pojawiały się najróżniejsze dziwne efekty w postaci różnych kształtów gwiazd w kadrze. Pewnego wieczoru zauważyłem, że jeden z elementów flattenera uległ uszkodzeniu w postaci odprysku na brzegu optyki flattenera. Okazało się, że producent nie zastosował obudowy optyki dla flattenera, która zapewniałaby tolerancję na kurczenie się metalowej obudowy przy niskich temperaturach. Optyka flattenera została najzwyczajniej zniszczona w wyniku skurczenia się jej aluminiowej obudowy, która jak gdyby zgniotła jeden ze szklanych elementów flattenera. Po kilku tygodniach, po odesłaniu zniszczonego flattenera do Włoch, otrzymałem nowy flattener tym razem w obudowie zapewniającej kompensację temperaturową zapobiegającą zniszczeniu optyki flattenera na skutek zmian temperatury. Tym razem testy przy temperaturze ok. -15° C wypadły poprawnie.

Warto dodać, że jeśli nie ma potrzeby korzystania z flattenera, zalecałbym z niego zrezygnować. Jest to jeden z elementów optycznych, dość podatnych na tak zwane refleksy (odbicia światła) nawet jeśli jest wyposażony w zaawansowane warstwy antyrefleksyjne. Tego typu odbicia, jeśli występują pomiędzy elementami optycznymi (najczęściej filtrami w kole filtrowym kamery CCD i flattenerem) znajdującymi się jednak dość blisko chipu kamery CCD, powodują powstawanie nieprzyjemnych i nie wyglądających zbyt estetycznie jasnych halo wokół jasnych gwiazd.

Obserwacje

Obserwacje wizualne

Obserwacje wizualne za pomocą teleskopu RC są jak najbardziej możliwe, a co więcej obrazy dawane przez poprawnie skolimowany teleskop RC są naprawdę znakomite. Miałem okazję kilkakrotnie używać RC-ka do obserwacji wizualnych i muszę stwierdzić, że w szczególności obrazy gwiazd są bardzo punktowe i to do samego brzegu kadru (można testować okulary pod względem ich aberracji własnych). Nie przeszkadza także w obserwacjach wizualnych dość znaczna obstrukcja centralna w postaci dużego lustra wtórnego, które teoretycznie zmniejsza kontrast. Myślę jednak, że duże przesłonięcie centralne przez lustro wtórne może być przyczyną nie wprowadzania do sprzedaży teleskopów RC o średnicy optyki mniejszej niż 10 cali (ok. 250mm) gdyż wielkość lustra wtórnego nie powinna być zbyt mała i przesłonięcie centralne staje się już zbyt duże.

Astrofotografia planetarna

Nie da się ukryć, że teleskop RC powinien być wykorzystywany do astrofotografii i to raczej tej związanej z fotografowaniem obiektów głębokiego kosmosu (DS-ów). Nie oznacza to jednak, że jest nim wykluczona astrofotografia planetarna, czego przykładem niech będą poniższe zdjęcia planety Mars i naszego najbliższego naturalnego satelity Księżyca jakie udało mi się zrobić moją optyką RC.

Planeta Mars sfotografowane przez 10" RCPlaneta Mars sfotografowane przez 10" RCPlaneta Mars sfotografowane przez 10" RCPlaneta Mars sfotografowane przez 10" RCKsiężyc 2008.02.21

Obiekty głębokiego kosmosu

Dlaczego właśnie fotografowanie DS-ów? To proste – głównie z lenistwa. Otóż konieczność zmiany ustawień zestawu, w tym odkręcenia całego osprzętu CCD w celu podłączenia optyki wydłużającej ogniskową (Barlow lub Powermate) i do tego zazwyczaj marny seeing w naszym kraju, skutecznie zniechęcają do zabawy w astrofotografię planetarną (zbyt wiele czasu zajmuje rozmontowanie i ponowne zmontowanie całego osprzętu do CCD). Jednak może to i dobrze, że zestaw RC o światłosile F8, z dużym płaskim polem powinien być wykorzystywany do łapania fotonów przybywających głównie spoza naszego systemu planetarnego (tzn. Systemu Słonecznego).

Odpowiednio skonfigurowany zestaw z teleskopem A&M RC250, po podjęciu nierównej walki z warunkami pogodowymi i seeingiem, pozwala na robienia zdjęć obiektów, które fotografowane teleskopami o krótszej ogniskowej i średnicy optyki nie są w stanie ukazać większej ilości szczegółów (wydają się dość małe na zdjęciach). Zastosowanie ogniskowej 2 metry, w warunkach kiepskiego podmiejskiego nieba przy wyjątkowo rzadko pojawiającej się jesienią i zimą 2008/2009 bezchmurnej pogodzie, pozwoliło mi na zrobienie zaledwie kilku zdjęć ale mam nadzieję, że z czasem będę mógł pokazać ich coraz więcej.

A&M RC250 10″ – krótkie podsumowanie

Na dłuższe podsumowanie przyjdzie jeszcze odpowiednia pora, tymczasem w ramach krótkiego podsumowania mojej przygody z teleskopem RC, mogę potwierdzić, że dla mnie zainwestowanie w A&M RC250, pomimo bardzo wielu problemów, jakie napotkałem w trakcie zaznajamiania się z tym całkowicie nowym dla mnie systemem optycznym, jest raczej pójściem w dobrym kierunku. Zależało mi i nadal zależy na fotografowaniu obiektów, które dla ukazania szczegółów wymagają dłuższej ogniskowej niż mógłby zapewnić mi nawet 6-7 calowy refraktor APO. Dłuższa ogniskowa i światłosiła F8 wydają się być również dobrym wyborem w przypadku podmiejskiego, zanieczyszczanego w coraz większym stopniu światłem, nieba.