Экваториальная монтировка — это монтировка для инструментов, которая компенсирует вращение Земли за счет наличия одной оси вращения , называемой полярной осью , параллельной оси вращения Земли . [1] [2] Этот тип крепления используется для астрономических телескопов и фотоаппаратов . Преимущество экваториальной монтировки заключается в ее способности позволять прикрепленному к ней инструменту оставаться зафиксированным на любом небесном объекте , совершающем суточное движение, за счет движения одной оси с постоянной скоростью. Такое устройство называется сидерическим приводом или часовым приводом . Экваториальные монтировки достигают этого путем выравнивания своей оси вращения с Землей — процесс, известный как полярное выравнивание .
В монтировках астрономических телескопов экваториальная ось ( прямое восхождение ) соединена со второй перпендикулярной осью движения (известной как склонение ). Экваториальная ось монтировки часто оснащается моторизованным « часовым приводом », который вращает эту ось на один оборот каждые 23 часа 56 минут в точной синхронизации с видимым суточным движением неба. [3] Они также могут быть оснащены установочными кругами , позволяющими определять местоположение объектов по их небесным координатам . Экваториальные монтировки отличаются от механически более простых альтазимутальных монтировок , которые требуют движения с переменной скоростью вокруг обеих осей для отслеживания неподвижного объекта в небе. Кроме того, при астрофотографии изображение не вращается в фокальной плоскости , как это происходит с альтазимутальными креплениями, когда они направляются для отслеживания движения цели, если только не установлена вращающаяся эректорная призма или другой деротатор поля.
Экваториальные монтировки телескопов бывают разных конструкций. В последние двадцать лет моторизованное отслеживание все чаще дополняется компьютеризированным определением местоположения объектов. Есть два основных типа. Круги цифровой настройки представляют собой небольшой компьютер с базой данных объектов, подключенный к энкодерам. Компьютер контролирует положение телескопа на небе. Оператор должен толкать телескоп. В системах Go-to используется (в большинстве случаев) червячная и зубчатая передача, приводимая в движение сервоприводами или шаговыми двигателями, и оператору вообще не нужно прикасаться к инструменту, чтобы изменить его положение в небе. Компьютеры в этих системах обычно либо ручные, с помощью «лепестка управления», либо питаются от соседнего портативного компьютера, который также используется для захвата изображений с электронной камеры. Электроника современных телескопических систем часто включает в себя порт автогида. Специальный инструмент отслеживает звезду и корректирует положение телескопа во время фотографирования неба. Для этого автогид должен иметь возможность подавать команды через систему управления телескопа. Эти команды могут компенсировать очень незначительные ошибки в работе слежения, например, периодические ошибки, вызванные червячным приводом, который заставляет телескоп двигаться.
В новых конструкциях обсерваторий экваториальные монтировки на протяжении десятилетий не использовались в крупномасштабных профессиональных приложениях. Новые массивные инструменты наиболее устойчивы при установке в альтазимутальной (вверх-вниз, из стороны в сторону) конфигурации. Компьютеризированное отслеживание и деротацию полей нетрудно реализовать на профессиональном уровне. Однако на любительском уровне экваториальные монтировки остаются популярными, особенно для астрофотографии.
В немецкой экваториальной монтировке [ 4] (иногда называемой для краткости « GEM ») первичная структура имеет Т -образную форму, где нижняя полоса представляет собой ось прямого восхождения (нижняя диагональная ось на изображении), а верхняя полоса — это ось прямого восхождения (нижняя диагональная ось на изображении). ось склонения (верхняя диагональная ось на изображении). Монтировка была разработана Йозефом фон Фраунгофером для Большого Дерптского рефрактора [5] , строительство которого было завершено в 1824 году. Телескоп размещается на одном конце оси склонения (слева вверху на изображении), а на другом конце - подходящий противовес ( Нижний правый). Ось прямого восхождения имеет опоры ниже Т-образного шарнира, то есть не опирается выше оси склонения.
Крепление Open Fork имеет вилку, прикрепленную к оси прямого восхождения в ее основании. Телескоп прикреплен к двум точкам поворота на другом конце вилки, поэтому он может поворачиваться по склонению. Большинство современных катадиоптрических телескопов-рефлекторов массового производства (диаметром 200 мм и более), как правило, относятся к этому типу. Крепление напоминает альтазимутальное крепление , но азимутальная ось наклонена и выровнена так, чтобы соответствовать оси вращения Земли, с помощью детали, обычно называемой «клином». [6]
Многие профессиональные телескопы среднего размера также имеют экваториальную вилку , диаметр которой обычно составляет 0,5–2,0 метра.
Английское крепление или крепление на ярме [7] имеет раму или « ярмо » с подшипниками оси прямого восхождения на верхнем и нижнем концах, а также телескоп, прикрепленный внутри средней точки ярма, позволяющий ему качаться по оси склонения . Телескоп обычно полностью устанавливается внутри вилки, хотя есть исключения, такие как рефлектор Mount Wilson 2,5 м , и здесь нет противовесов, как в немецкой монтировке .
Недостаток оригинальной английской конструкции вилки заключается в том, что она не позволяет телескопу наводиться слишком близко к северному или южному полюсу мира.
Подковообразное крепление устраняет конструктивный недостаток английских креплений или креплений Yoke, заменяя полярный подшипник открытой конструкцией «подковы», позволяющей телескопу получить доступ к Полярной звезде и звездам рядом с ней. Телескоп Хейла является наиболее ярким примером используемой подковообразной монтировки. [8]
Cross -axis [8] или английское крепление поперечной оси похоже на большой знак «плюс» ( + ). Ось прямого восхождения поддерживается с обоих концов, а ось склонения прикреплена к ней примерно в средней точке с телескопом на одном конце оси склонения и противовесом на другом.
Экваториальная платформа — это специально разработанная платформа, которая позволяет любому устройству, находящемуся на ней, отслеживать движение по экваториальной оси. [9] Это достигается за счет наличия поверхности, которая вращается вокруг «виртуальной полярной оси». Это дает экваториальное отслеживание всего, что находится на платформе, от небольших камер до целых зданий обсерваторий. Эти платформы часто используются с любительскими астрономическими телескопами , установленными на альтазимутальном расстоянии , такими как обычный тип телескопа Добсона , чтобы преодолеть неспособность монтировки этого типа отслеживать ночное небо.
