Глава вторая. ГЛАВНОЕ ЗЕРКАЛО ТЕЛЕСКОПА-РЕФЛЕКТОРА

§ 3. ЗАГОТОВКА ДЛЯ ЗЕРКАЛА

Достать хорошую стеклянную заготовку для зеркала нелегко, и часто приходится довольствоваться тем, что подвернется под руку. Перечислим основные требования к такой заготовке. Стекло не должно иметь внутренних напряжений, оно должно быть хорошо отожжено. Совершенно не годятся закаленные стекла с пометкой “закал.” или “сталинит. Эти стекла часто используются для иллюминаторов речных судов. Их толщина 10—12 мм, диаметр от 160 мм до 400 мм. Выбирая заготовку среди иллюминаторов, надо быть очень осторожным.

Второе условие — заготовка должна иметь достаточную толщину, чтобы во время обработки и в телескопе прогибы под собственным весом не превышали l /8 или 0,00007 мм. Иначе это скажется на качестве изображения. В табл. 4 указывается минимальная толщина d заготовки в зависимости от диаметра D с запасом для обработки. Таблица рассчитана для стекла К8 (см. дальше). Для стекол ЛК5 и ЛК7 толщину следует увеличить на 15—20 % . Ситалловые заготовки могут быть на 20—25 % тоньше. Имеется в виду, что зеркало опирается на три равно удаленные точки, лежащие на окружности, диаметр которой на 10 % меньше диаметра зеркала.

Таблица 4. Разгрузка зеркала (все размеры в мм)

В тех случаях, когда заготовка опирается на 6 или 9 точек, толщина заготовки может быть меньше. Насколько нужно соблюдать приведенные значения толщины? Ее можно уменьшить на 5 % , а увеличить в 1,5—2 раза. Слишком толстые заготовки не стоит брать, так как стекло имеет малую теплопроводность, и при перепадах температуры воздуха температура внутренних и внешних частей выравнивается очень медленно, а это приводит к короблению зеркала до тех пор пока температура (внутри и снаружи зеркала) не выравняется.

В наши дни лучшим материалом для зеркал является астрономический ситалл СО-115М. Его коэффициент температурного расширения для ночных температур не более ± 1* 10^-7 1/°С. Стержень длиной 1000 мм из cиталла при нагревании на 1 °С увеличится на 0,0001 мм, а при нагревании на 100 °С — на 0,01 мм. Это в десятки раз меньше, чем у других стекол, и в сотни раз меньше, чем у металлов.

Сошлифовывается ситалл примерно вдвое медленнее, чем самое ходовое стекло К8, но полируется хорошо и почти без царапин.

Еще один материал — термостойкие стекла ЛК5 и ЛК7. Это советский “пайрекс” (пирекс). Пайрекс — материал, из которого делались крупнейшие зеркала мира до появления ситаллов, пирокерама, цередура и подобных материалов. Стекла ЛК5 и ЛК7 примерно втрое дешевле ситалла: ЛК7 шлифуется, как К8, но в 1,5 раза быстрее ЛК5.

Стекло крон 8, или К8 (а также К 108) — это самое распространенное стекло. По своим термическим и механическим свойствам к нему близко обычное оконное стекло. Из подобного стекла были сделаны зеркала первых гигантских

рефлекторов XX века 1,5- и 2,5-метрового телескопов обсерватории Маунт Вилсон. На этих телескопах проведены фундаментальные исследования, а сами телескопы едва ли не самые знаменитые.

Иногда попадаются отрицательные линзы с вогнутыми поверхностями подходящего радиуса кривизны. Соблазнительно поалюминировать такую поверхность и использовать в качестве зеркала. К сожалению, отрицательные линзы обычно делаются из стекла марки “флинт”, имеющего большой температурный коэффициент и потому малопригодного для зеркал. Впрочем, такое зеркало диаметром 150—250 мм можно использовать для камеры Шмидта (см. § 4 в главе четвертой), где требования к качеству изображения ниже, чем у визуального телескопа.