Знаете, что бесит больше всего, когда вы вытаскиваете свой «Ньютон» на балкон в холодную, но прозрачную ночь? Нет, не облака, которые сгущаются ровно в момент полярной выверки. И даже не промерзшие пальцы. А то самое чувство, когда звезды вроде бы и точечные, а Юпитер выглядит так, будто его нарисовал неопытный импрессионист, страдающий астигматизмом.
Новичок обычно списывает это на «дешевую оптику» или магию атмосферных завихрений. Но опытный любитель, тот, кто видел десятки «Добов» и перебирал коллимацию вдоль и поперек, проведет пальцем по оправе вторичного зеркала и многозначительно промолчит. Потому что он знает главного диверсанта качественной картинки. Имя ему — центральное экранирование.
Так что это за зверь такой?
Если без заумных выкрутасов, центральное экранирование — это та самая «дырка» в светособирающем потоке, которую создает вторичное зеркало и его крепление. Рефлектор, будь то классический Ньютон или компактный Шмидт-Кассегрен, вынужден ставить преграду прямо на пути света к главному зеркалу. Согласитесь, звучит издевательски: мы ставим огромное блюдо (главное зеркало), чтобы ловить фотоны, а потом ставим жирный болт прямо перед ним.
А теперь представьте, что вы слушаете любимую пластинку, но посередине комнаты кто-то держит подушку. Звук вроде есть, но теряется глубина басов и исчезают высокие ноты. Вот тут мы подходим к самому главному.
Контраст: тот самый «мамонт», которого вы теряете
Ошибка многих — считать, что экранирование просто чуть-чуть уменьшает количество света. Мол, ну потерял 10% площади — и ерунда. Подумаешь, звезда станет на 0.1 звёздной величины тусклее. Эх, если бы всё было так просто!
Беда в другом. Центральное экранирование перераспределяет энергию изображения. Оно забирает свет из центрального дифракционного диска Эйри (той самой «жирной точки», в которую фокусируется свет от звезды) и отправляет его во внешние кольца. Что это означает на практике?
- Контраст на высоких пространственных частотах (мелкие детали) падает катастрофически быстро.
- Тонкие детали на планетах (пресловутые «каналы» на Марсе или разрывы колец Сатурна) становятся призрачными, как воспоминание о первой любви.
Честно говоря, вы можете отполировать главное зеркало до идеала, свести к нулю сферическую аберрацию, но если у вашего телескопа экранирование 30-35% и больше — о «хрустальной» картинке на планетах можете забыть. Именно поэтому маленькие астрографы с огромным центральным отверстием (до 45%) прекрасны для туманностей, но на Юпитере их картинка вызывает у визуального наблюдателя приступ легкой тоски.
А давайте о цифрах? (Куда без них)
Позвольте мне немного занудствовать, но это важный момент. Процент центрального экранирования — это не просто геометрия. Это коэффициент потери модуляционной передаточной функции (MTF). Звучит страшно, а на деле просто: если взять два телескопа с одинаковой апертурой (например, 150 мм), но один — «Ньютон» с экраном 20%, а второй — рефрактор без экрана, то на средних частотах рефрактор покажет детали в 1.5-2 раза контрастнее.
Вот тут хочу сделать важное отступление. В интернетах часто спорят: «А много ли экранирование вредит?». Коллеги, давайте по делу. До 15-18% — это «косметические» потери. Вы их просто не заметите на реальном небе, тут атмосфера съест всё. А вот 25% — это пограничное состояние. 33% — добро пожаловать в лагерь «я смотрю только на галактики». А всякие «Смарт-Ньютоны» с экраном под 50% для визуала — это, простите, катастрофа.
Мы часто виним плохие линзы Барлоу или мутную атмосферу, когда виновник предательски тихо висит в центре трубы, улыбаясь своей металлической оправой.
Как быть? Экзекуция или принятие?
Разумеется, я не призываю вас сейчас выдирать вторичные зеркала из своих «Добов». Это было бы странно. Но давайте выжимать из ситуации максимум:
- Коллимация — ваша Библия. Недостаточно точная юстировка усиливает эффект экранирования в разы. Легкий перекос вторички превращает 25% в психологический ад.
- Выбор инструмента. Если вы «планетчик» — гонитесь за длиннофокусными рефлекторами с малым экраном (классические «Ньютоны» f/6-f/8). Если вы «дипскайщик» — экранирование наплевать, ловите туманности.
- Оправы. Более тонкие крестовины (в виде иглы или паука с прямыми тонкими лепестками) дают меньше дифракционных лучей. Но тут уж как повезет с заводской комплектацией.
Кстати, когда я готовил материал для этого разбора, очень помог сайт www.hypernova.ru — там ребята выложили сравнительные снимки звезд на разных уровнях экранирования, и, скажу я вам, разница видна даже на неподготовленный взгляд. Дифракционные кольца на искусственной звезде при 30% выглядят как бублик с горячими краями.
Эмоции под простыней
Почему я вообще завел этот разговор? Потому что обидно, знаете ли. Человек покупает здоровенный рефлектор, хвастается «А у меня 300 мм!», а на деле выжимает контраст 150-мм рефрактора. И ходит потом по форумам и ругает «плохую оптику», «китайские зеркала» или «плохое небо». А небо тут вообще ни при чём. И оптика, чаще всего, отличная.
Вот в чем дело: производители молчат о центральном экранировании как о факторе, потому что не могут от него отказаться. А покупателю продают разрешение по Рэлею, которое про проницание, но не про контраст.
Так что в следующий раз, когда вы сядете за окуляр и звезды покажутся вам какими-то… резиновыми… прищурьтесь и бросьте взгляд в переднюю часть трубы. Может быть, ваш главный враг висит прямо перед главным зеркалом и даже не думает извиняться. Ну а мы пока будем ждать появления телескопа с левитирующей магнитной подвеской вторички. Разве это было бы не круто?
Иван Смирнов
