Технические ночи

[eddy_em]

Техническая ночь в самом разгаре. На этот раз мне досталась вторая половина ночи. До двух часов провозился с датчиком волнового фронта Шака-Гартманна. Сделал четыре серии снимков Альдебарана с шагом в 90° по P2 (раньше мы только в вертикальной позиции на P2=220° снимали, и нельзя было точно сказать, где зеркало, а где инструментальные ошибки). Покрутил картинки, чтобы все располагались под одним углом. Вот что получилось (чтобы "верх" был именно наверху, надо еще общую картинку на 42 градуса против часовой стрелки покрутить - прибор расположен строго вертикально на P2=222°):

Отлично видна систематика (три "провала"), которая наблюдалась и раньше. Хорошая новость: теперь нет гигантской "горы" в левой части зеркала. Т.е. это все-таки было что-то временное (хотя как минимум 2 месяца держалось).

Сейчас у меня идет стандартная программа снятия полей для вычисления коэффициентов СКН. К сожалению, что-то начало затягивать небо:

Пока что облачность не очень сильная, астрометрии это никак не мешает. А вот если затянет сильней, то, похоже, придется выжидать — вдруг сдует. А то и вовсе закрываться.
По плану у меня, как только телескоп доедет до севера, снять трек приполярной звезды с полностью остановленным телескопом (по данным с гироскопа уже можно будет надежно отождествить, вызваны дрожания изображения колебаниями трубы или турбулентностью воздуха). Правда, ветерок 4.6м/с, дующий с юго-запада, может какую-нибудь дополнительную турбулентность к существующим двум внутрибашенным вихрям внести. Посмотрим.

Пороги гироскопа я сделал поменьше, а частоту фильтрации увеличил, чтобы иметь возможность более слабые колебания чувствовать. Пока никакой систематики не видно: довольно-таки плавно меняется ускорение при перенаведении (в соответствии с углом наклона трубы). При ведении есть мелкие редкие всплески, но как-то на первый взгляд не похоже, чтобы какая-то систематика в них была. Посмотрю, что будет на полюсе, если не затянет к тому времени.

Есть, кстати, плюс в наблюдении во второй половине ночи (да еще и до полнолуния): Луна уже практически зашла, поэтому меньше получается выброшенных кадров из-за лунной засветки. Сейчас телескоп недалеко от Луны:

да еще и сквозь облака... Естественно, весь кадр залит сплошным белым.

Comments

[p2004r.livejournal.com]

1. А воздействовать на форму зеркала (например температурой поставив Пельтье в точках рассчитанной сетки) по обратной связи с гартманграммы?

2. А внутрибашенные вихри можно подавлять? Тоже вмешавшись; температурой (или управляемой вентиляцией).

[sevasat.livejournal.com]

На форму зеркала можно воздействовать, выполнив зеркало из множества мелких зеркал с независимой коррекцией. Этим оборудованы практически все новые большие телескопы, но БТА - один из последних крупных телескопов без "активного зеркала", на нем зеркало - ОГРОМНЫЙ и ТОЛСТЕННЫЙ стеклянный цельнолитой блин, с ним такой фокус не прокатит.
Температуру внутри башни насколько я в курсе стараются держать близко к наружней, но башня высокая и большая, полюбому что-то гуляет, хотя бы в виде задувания ветра через открытый проем.
ЗЫ: я не специалист, а просто сочувствующий, так что пусть Эдуард меня поправит если я что-то соврал.

[p2004r.livejournal.com]

Вы не про то говорите. Речь не идет о быстрой коррекции формы зеркала в интересах какой то системы адаптивной оптики.

Речь просто о коррекции "средней формы зеркала", с помощью нагрева на пару градусов некой точно определенной точки (или сетки таких точек).

[eddy-em.livejournal.com]

Нет. Постоянная времени у нашего зеркала — около двух суток (то ли 42, то ли 44 часа). Температурные воздействия на зеркало приводят к совершенно неожиданным эффектам, и никакой солидворкс и т.п. ничем здесь не помогут.
Телескопу осталось меньше десяти лет срока, отведенного ему Конструктором. Но уже сейчас можно смело сказать: любая попытка ренимировать его похожа на борьбу врачей со смертью старикана, у которого почти все жизненно важные органы отвалились, да еще и находится он в климатической зоне, несовместимой с его здоровьем.
Но так как от этого старикана зависят жизни нескольких сотен человек, приходится его держать на искусственном жизнеобеспечении...

[p2004r.livejournal.com]

1. Безусловно я не утверждаю что система окажется гарантированно управляемой (т.е. именно имеющийся дефект поверхности компенсируют термические напряжения в каком либо допустимом варианте распределения температуры).

Но я и не говорю и о каком то решении прямой задачи (хотя возможен вариант с идентификацией и неким этапом предварительного поиска "компенсирующего искажения распределения температуры").

То что постоянная времени велика просто замедляет ход эксперимента который ищет распределение температуры при котором поверхность компенсирует дефекты.

2. Ну пусть так нельзя (хотя скорее просто трудно), а почему нельзя "малое зеркало" в фокусе поставить которое может работать по принципу адаптивной оптики (или статично настроено на коррекцию), и уже им добиваться коррекции дефектов большого зеркала "в суммарной системе"?

PS так вот жеж оно

https://www.sao.ru/hq/lsfvo/mouser/manual/node4.html

только "доточить" :)

[eddy-em.livejournal.com]

1. Постоянные дефекты можно попытаться исправить только пассивными разгрузками. Эксперимент показал, что это реально можно сделать. Проблема лишь в огромной величине релаксации: скажем, чтобы новое зеркало испытать, алюминировать и надежно разгрузить, нам понадобится в следующем году минимум на полгода остановить телескоп. Астрономы будут очень "рады".

2. Про адаптивную оптику думали. Но если ставить адаптивное зеркало вместо диагонального, придется еще пихать нехилый редуктор светосилы (в Нэсмите масштаб около 1''/мм, а надо не больше 1'' на 100-150мкм), что сразу же на порядок снизит эффективность. Ломать же пучок в главном фокусе, чтобы туда поставить адаптивное зеркало, просто не получится: придется городить редуктор для увеличения выноса (он совсем небольшой у БТА) и опять эффективность стремительно будет приближаться к нулю.

В общем, не стоит тревожить дедушку. Пусть хоть как-то доживет до конца российской науки.

[p2004r.livejournal.com]

1. Большой срок эксперимента можно наверное попытаться сократить хорошо спланированным управляемым экспериментом? То есть считать вносимые разгрузки количественно (и возможно в режиме "перегулирования" вносить)?

2. А этот редуктор живой ещё? http://relay.sao.ru/hq/lsfvo/devices/scorpio/PIA214.pdf Или всё сказанное именно по опыту его применения?

[eddy-em.livejournal.com]

1. Нет, не получится: у зеркала есть неоднородность по распределению плотности, поэтому расчет нагрузок с реальным положением дел не совпадет. Все равно придется экспериментально подгонять. Разве что можно попытаться рассчитать, как отразится на поверхности то или иное вмешательство в настройки отдельной разгрузки, чтобы можно было более-менее компенсировать в остальных местах. Тем паче, 60 разгрузок "на глазок" настроить будет слишком долго.
А еще проблема с погодой. Скажем, в этом году вообще из ряда вон выходящие метеоусловия. Похоже, что и 80% среднего количества ясных ночей по предыдущим годам не наберется. В отличие от, скажем, телескопа SALT, у нас нет башенки, чтобы можно было в центре кривизны зеркала датчик волнового фронта поставить и не зависеть от погоды. А для полноценной работы Шака-Гартманна нужны в крайнем случае полуторасекундные изображения, а не 3-4'', как у меня последнее время на технических ночах...

2. Scorpio у нас еще работает, куда же он денется? Параллельно Scorpio-2 разрабатывается, более прозрачный и функциональный.
Его разрабатывали именно под 3D-спектроскопию с ИФП, длиннощелевую спектроскопию (галактики) низкого разрешения и поляриметрию. Частично можно и фотометрию с его помощью проводить, но в реальности с нашим небом погоды фотометрической не дождешься.
Кстати, несмотря на низкую эффективность Scorpio, его разработчики не добавили туда корректор положения объекта и дергают телескоп каждый раз, как у них объект смещаться начинает — а это очень плохо для механики телескопа. Такой корректор у нас только в фокусе Нэсмита стоит. У нас, кстати, разрабатывается еще один корректор, который будет иметь возможность не только смещения объекта компенсировать, но и расфокусировки. Но пока это "военная тайна" (механика корректора разработана не мной и запатентована, но все алгоритмы я буду как обычно под GPL выкладывать).

Насчет адаптивной оптики — это крайне дорого. Хотя, конечно, в наших условиях она значительно помогла бы улучшить качество изображений. Но вот разогнать облака в ~58% ночей в течение года, увы, тоже не помогла бы...
На конференции в этом году у нас докладывали о том, что где-то в далеких Сибирях есть место с чуть ли не 300 ясными ночами в году. Но находится это слишком уж в глуши: понадобятся бешеные миллиарды, чтобы туда провести дороги, электричество, газ и т.п. Между тем, строительство Большого Канарского телескопа обошлось где-то в 170 мегаевро. Вот России бы там рядом с ним свой телескоп воткнуть и переселить целиком САО РАН на Канары ☺

[p2004r.livejournal.com]

А эта башенка обязательно такая фундаментальная конструкция? Какая нибудь современная гиростабилизированная платформа вполне может стоять стабильно с пару десятками кило нагрузки на вполне себе неустойчивой вышке сантиметров 50 вполне себе колебания компенсируя (абсолютная стабилизация относительно земли по инфе с системы позиционирования от стандартных ИК маяков пассивных на платформе).

Тогда все "плохие ночи" в плюс пойдут, на настройку зеркала?

[eddy-em.livejournal.com]

Обязательно. Требования к стабильности - микроны!
Я не представляю, сколько будет стоить платформа, способная таким требованиям удовлетворить. Дешевле и надежней построить капитальную башню: на одном фундаменте — столб с датчиком, на другом — внешняя часть башни, как это обычно и делают.

[p2004r.livejournal.com]

Понятно -- относительно неустойчивая внешняя оболочка, которая защищает очень жесткую балку с датчиком.

Так а чего такой проект не пробивают, аргумент же железный -- все "погожее" время (которого в обрез) на наблюдения отойдет, а на регламент пойдет "облачное" время которое сейчас просто простой?

[eddy-em.livejournal.com]

>а чего такой проект не пробивают
Нужды не было: разгрузки-то не постоянно настраивают!
Это у SALT и прочих телескопов с активной оптикой такое нужно для калибровки перед наблюдениями.

Хотя, сколько у нас угрохали уже на реставрацию первого зеркала, возможно, можно было бы и выделить 1-2 миллиона на такую башню.

[eddy-em.livejournal.com]

Да, у нас до сих пор самое тяжелое зеркало и самый большой объем подкупольного пространства. БТА — первый блин. Неудивительно, что получился такой ком...

[eddy-em.livejournal.com]

1. Это фантастика. И даже не научная.
2. Нет, нельзя. Единственный правильный вариант — снести к чертовой бабушке БТА вместе с его уродливой башней, и построить нормальный телескоп. Естественно, не в России. В Чили.