كاميرا شميدت
كاميرا شميدت ، اللى يشار ليها كمان باسم تلسكوب شميدت ، هيا تلسكوب فلكى مصمم لتوفير مجالات رؤية واسعة مع انحرافات محدودة . تم اختراع ده التصميم على ايد برنهارد شميدت سنة 1930. من الأمثلة البارزة على ذلك تلسكوب صامويل أوشين (الذى كان يُعرف قبل كده باسم بالومار شميدت)، وتلسكوب شميدت فى المملكة المتحدة، وتلسكوب شميدت التبع لمرصد الأوروبى الجنوبي؛ و وفرت دى التلسكوبات المصدر الرئيسى للتصوير الفوتوغرافى للسماء بالكامل من سنة 1950 لحد سنة 2000، لما تولت أجهزة الكشف الإلكترونية المهمة. ومن الأمثلة الحديثة على ذلك تلسكوب كيبلر الفضائى اللى يرصد الكواكب الخارجية.
ومن التصاميم التانيه اللى ليها صله كاميرا رايت وتلسكوب لوري-هوتون .
الاختراع والتصميم
[تعديل]صانع البصريات الإستونى الألمانى برنهارد شميدت اخترع كاميرا شميدت سنة 1930. مكوناتها البصرية تتكون من مرآة أساسية كروية سهلة الصنع، وعدسة تصحيحية غير كروية، معروفه باسم لوحة تصحيح شميدت ، و فى مركز انحناء المرآة الأساسية. ياتحط الفيلم أو أى جهاز كشف آخر جوه الكاميرا، عند التركيز الأساسى. يتميز التصميم بالسماح بنسب بؤرية سريعة للغاية، مع التحكم فى الغيبوبة والاستجماتيزم . كاميرات شميدت فيها مستويات بؤرية منحنية بقوة شديدة،و ده يتطلب أن يكون الفيلم أو اللوحة أو أى جهاز كشف آخر منحنى بشكل مماثل. فى بعض الحالات، يتم تصنيع الكاشف بشكل منحني؛ و فى حالات تانيه يتم تشكيل الوسائط المسطحة ميكانيكى لتتوافق مع شكل المستوى البؤرى باستخدام مشابك أو مسامير تثبيت، أو عن طريق تطبيق فراغ . فى بعض الأحيان يتم استخدام مسطح المجال ، و هو فى أبسط أشكاله عدسة محدبة مستوية قدام لوحة الفيلم أو الكاشف. علشان لوحة التصحيح فى مركز انحناء المرآة الأساسية فى ده التصميم، ممكن يكون طول الأنبوب طويل اوى بالنسبة لتلسكوب واسع المجال.[1] هناك كمان عيوب تتمثل فى وجود عائق حامل الفيلم أو الكاشف المثبت عند التركيز فى نص مجموعة الأنبوب، حيث يتم حجب كمية صغيرة من الضوء ويحدث فقدان فى التباين فى الصورة بسبب تأثيرات حيود العائق وبنية دعمه.[2]
لوحة تصحيح شميدت
[تعديل]
لوحة تصحيح شميدت هيا عدسة غير كروية تعمل على تصحيح الانحراف الكروى الناتج عن المرآة الأساسية الكروية لتصميمات تلسكوب شميدت أو شميدت-كاسيجرين . تم اختراعها ببرنهارد شميدت سنة 1931، رغم أنه ممكن تم اختراعها بشكل مستقل بعالم الفلك الفنلندى يورجو فايسالا سنة 1924 (تتسما ساعات اسم كاميرا شميدت-فايسالا نتيجة لذلك). قدمه شميدت فى الأصل كجزء من تلسكوب التصوير الفوتوغرافى واسع المجال، كاميرا شميدت. يتم استخدامه دلوقتى فى الكتير من تصميمات التلسكوبات التانيه، وعدسات الكاميرات، و أنظمة عرض الصور اللى تستخدم مرآة أساسية كروية.
وظيفة
[تعديل]
لوحات تصحيح شميدت تعمل لأنها عدسات غير كروية ذات انحراف كروى يساوى لكن يعاكس المرايا الأساسية الكروية اللى توضع قدامها. ى اتحطها فى مركز انحناء " C " للمرايا لكاميرا شميدت نقية وخلف التركيز الأساسى لكاميرا شميدت-كاسيجرين . مصحح شميدت اكتر سمك فى النص والحافة. يؤدى ده لتصحيح مسارات الضوء بحيث يتم توجيه الضوء المنعكس من الجزء الخارجى للمرآة والضوء المنعكس من الجزء الداخلى للمرآة لنفس البؤرة المشتركة " F ". يقوم مصحح شميدت بتصحيح الانحراف الكروى بس. لا يتغير البعد البؤرى للنظام.
تصنيع
[تعديل]ممكن تصنيع لوحات تصحيح شميدت بطرق كتيرة. الطريقة الاكتر أساسية، اللى تسمى "النهج الكلاسيكي"، تتضمن تشكيل المصحح بشكل مباشر عن طريق طحن وتلميع الشكل غير الكروى فى قطعة زجاجية مسطحة باستخدام أدوات مصممة خصيص حسب الشكل والحجم. الطريقة دى تتطلب درجة عالية من المهارة والتدريب من جانب مهندس البصريات اللى يصنع المصحح.[3] شميدت وضع مخطط ثانى اكتر أناقة لإنتاج الشكل المعقد المطلوب للوحة التصحيح.[4] اتحط قرص زجاجى رقيق ذو سطح مستوٍ دقيق ومصقول تمام علىالجنبين على مقلاة معدنية صلبة ثقيلة. تم صقل السطح العلوى للوعاء حول حافة القرص الزجاجى بزاوية أو شطبة دقيقة بناء على معامل مرونة نوع الزجاج المحدد اللى تم استخدامه. تم تثبيت اللوحة الزجاجية على الحافة الأرضية للمقلاة. بعد ذلك، تم استخدام مضخة تفريغ لإخراج الهواء بين المقلاة والزجاج بثقب صغير فى وسط المقلاة لحد يتم الوصول لضغط سلبى معين. أدى ده لتشوه لوحة الزجاج قليل. تم بعد كده طحن السطح العلوى المكشوف من الزجاج وتلميعه بشكل كروى. لما تم تحرير الفراغ، رجع السطح السفلى للوحة لشكله المسطح الأصلى فى الوقت نفسه كان السطح العلوى ليه الشكل الكروى المطلوب للوحة مصحح شميدت. إن طريقة شميدت فى حساب الفراغ نادر ما تستخدم اليوم. يعد الحفاظ على الشكل عن طريق الفراغ المستمر أمر صعب ، كمان الأخطاء فى حلقة الختم O وحتى التلوث خلف اللوحة قد يوصل لحدوث أخطاء بصرية.[3] ممكن تنكسر اللوحة الزجاجية كمان إذا تم ثنيها بدرجة كافية لإنشاء منحنى للتلسكوبات ذات النسبة البؤرية f/2.5 أو أسرع.[5] و ذلك، بالنسبة لنسب التركيز البؤرى السريعة، المنحنى اللى تم الحصول عليه ليس دقيق بدرجة كافية ويتطلب تصحيح إضافى باليد.
الطريقة التالتة، اللى اخترعها توم جونسون وجون أورورك سنة 1970 لشركة سيليسترون ، تستخدم وعاء فراغ مع الشكل الصحيح للمنحنى المُشكَّل مسبق فى قاع الوعاء، ويُسمى "الكتلة الرئيسية". يتم بعد كده تلميع السطح العلوى المكشوف علشان يكون مسطح و ده يوصل لإنشاء مصحح بالشكل الصحيح بمجرد تحرير الفراغ.[3] يؤدى ده لإزالة الحاجة لالاحتفاظ بشكل ما بتطبيق فراغ دقيق ويسمح بالإنتاج الضخم لألواح التصحيح من نفس الشكل الدقيق.
الصعوبات الفنية المرتبطة بإنتاج لوحات تصحيح شميدت وصلت لدفع بعض المصممين، زى دميترى دميترييفيتش ماكسوتوف و ألبرت بويرز ، للتوصل لتصميمات بديلة باستخدام عدسات تصحيح هلالية اكتر تقليدية.
التطبيقات
[تعديل]
بسبب مجال رؤيتها الواسع، تُستخدم كاميرا شميدت فى العاده كأداة مسح لبرامج الأبحاث اللى لازم فيها تغطية مساحة كبيرة من السماء. وتشمل دى المهام المسوحات الفلكية ، وعمليات البحث عن المذنبات والكويكبات ، ودوريات المستعرات العظمى . كاميرات شميدت و التصاميم المشتقة منها تُستخدم بشكل متكرر لتتبع الأقمار الصناعية الأرضية.
على الأرض
[تعديل]اتبنا أول تلسكوبات شميدت كبيرة نسبى فى مرصد هامبورج ومرصد بالومار قبل وقت قصير من الحرب العالميه التانيه . بين 1945 و1980، اتبنا حوالى ثمانية تلسكوبات شميدت كبيرة (1 متر أو اكبر) حول العالم.
من كاميرات شميدت الشهيرة والمنتجة بشكل خاص تلسكوب أوشين شميدت فى مرصد بالومار ، اللى اكتمل بناؤه سنة 1948. تم استخدام دى الأداة فى مسح السماء اللى أجرته الجمعية الجغرافيا الوطنية - مرصد بالومار (POSS، 1958)، ومسح POSS-II، ومسح بالومار-ليدن (الكويكبات)، ومشاريع تانيه.
انخرط المرصد الجنوبى الأوروبى باستخدام تلسكوب شميدت بقطر متر واحد فى لا سيلا ومجلس أبحاث العلوم فى المملكة المتحدة باستخدام تلسكوب شميدت بقطر 1.2 متر فى مرصد سايدنج سبرينج فى مسح سماوى تعاونى لاستكمال مسح بالومار السماوى الأول، لكن مع التركيز على نصف الكرة الجنوبى. شجعت التحسينات التقنية اللى تم تطويرها خلال ده المسح على تطوير مسح السماء التانى لمرصد بالومار (POSS II).[6]
التلسكوب المستخدم فى برنامج البحث عن الأجرام القريبة من الأرض بمرصد لوويل (LONEOS) هو كمان كاميرا شميدت. يعد تلسكوب شميدت التابع لمرصد كارل شوارزشيلد اكبر كاميرا شميدت فى العالم.
مقرها الفضاء
[تعديل]تلسكوب شميدت كان موجود فى قلب القمر الصناعى هيباركوس (1989-1993) التبع وكالة الفضاء الأوروبية . تم استخدام ذلك فى مسح هيباركوس اللى رسم خريطة لمسافات اكتر من مليون نجم بدقة مش مسبوقة: حيث شمل 99% من كل النجوم لحد القدر 11. كانت المرآة الكروية المستخدمة فى ده التلسكوب دقيقة للغاية؛ فإذا تم تكبيرها لحجم المحيط الاطلنطى ، النتوءات على سطحها هاتكون حوالى 10 سم. سم ارتفاع.[7]
مقياس الضوء كيبلر ، المثبت على تلسكوب كيبلر الفضائى التبع وكالة ناسا (2009-2018)، اكبر كاميرا شميدت يتم إطلاقها لالفضاء.
تطبيقات تانيه
[تعديل]فى مرصد يركس ، تم استخدام تلسكوب شميدت صغير لاستنباط موضع بصرى دقيق للسحابة الكوكبية NGC 7027 للسماح بالمقارنة بين الصور والخرائط الراديوية للجسم سنة 1977.[8]
من أوائل سبعينات القرن العشرين، قامت شركة سيليسترون بتسويق كاميرا شميدت مقاس 8 بوصات. تم تركيز الكاميرا فى المصنع و كانت مصنوعة من مواد ذات معاملات توسع منخفضة لحد لا تحتاج أبدًا لالتركيز فى الميدان. تطلبت النماذج المبكرة من المصور قطع وتطوير إطارات فردية من 35 فيلم مقاس 1.25 مم، علشان حامل الفيلم لا يمكنه حمل سوى إطار واحد من الفيلم. تم إنتاج حوالى 300 كاميرا Celestron Schmidt.
نظام شميدت كان شائع الاستخدام، تم استخدامه بشكل عكسي، فى أنظمة عرض التلفزيون ، و بالخصوص تصميم Advent اللى صممه هنرى كلوس .[9] تم استخدام أجهزة عرض شميدت كبيرة الحجم فى المسارح، لكن تم تصنيع أنظمة صغيرة بحجم 8 بوصات للاستخدام المنزلى والأماكن الصغيرة التانيه.
التصاميم المشتقة
[تعديل]شميدت بدون عدسة
[تعديل]فى تلاتينات القرن العشرين، لاحظ شميدت أنه من الممكن استبدال لوحة التصحيح بفتحة بسيطة فى مركز انحناء المرآة لكاميرا بطيئة (نسبة f عالية عددى). تم استخدام ده التصميم لبناء نموذج عمل بمقياس 1/8 من Palomar Schmidt، مع مجال 5 درجات.[10] تم إطلاق الاسم المستعار "Schmidt بدون عدسة" على ده التكوين.
شميدت-فيسالا
[تعديل]يورجو فايسالا فى الأصل صمم "كاميرا فلكية" مشابهة لـ "كاميرا شميدت" اللى صممها برنهارد شميدت، لكن التصميم لم يُنشر. ذكر فايسالا ذلك فى ملاحظات محاضراته سنة 1924 مع حاشية: "المستوى البؤرى الكروى الإشكالي". بمجرد أن رأى فايسالا منشور شميدت، سارع لحل مشكلة تسطيح المجال فى تصميم شميدت عن طريق وضع عدسة محدبة مزدوجة قليل قدام حامل الفيلم. يُعرف ده النظام الناتج باسم: كاميرا Schmidt – Väisälä أو ساعات باسم كاميرا Väisälä .
بيكر-شميدت
[تعديل]جيمس بيكر من جامعة هارفارد عدل صمم كاميرا شميدت سنة 1940، لتشمل مرآة ثانوية محدبة، اللى تعكس الضوء باتجاه المرآة الأساسية. تم بعد كده تركيب اللوحة الفوتوغرافية قرب الأساسي، فى مواجهة السماء. بيتقال على النوع ده اسم كاميرا بيكر-شميدت.
بيكر-نون
[تعديل]
تصميم Baker–Nunn، اللى صممه Baker و Joseph Nunn ، يستبدل لوحة تصحيح كاميرا Baker-Schmidt بعدسة تصحيح ثلاثية صغيرة أقرب لتركيز الكاميرا. استخدمت 55 فيلم بعرض 1 مم من عملية التصوير السينمائى Cinemascope 55.[11][12] تم استخدام اثنى عشر كاميرا من نوع Baker-Nunn بفتحة عدسة f/0.75 بقطر 20 بوصة – كل منها تزن 3.5 طن بما فيها حامل متعدد المحاور يسمح ليها بتتبع الأقمار الصناعية فى السماء – بمرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية لتتبع الأقمار الصناعية من يونيه 1958 لحد نص السبعينات.[13]
ميرسين-شميدت
[تعديل]تتكون كاميرا ميرسين-شميدت من مرآة أولية مكافئة مقعرة، ومرآة ثانوية كروية محدبة، ومرآة تالتية كروية مقعرة. توصل المرآتان الأوليان (تكوين ميرسين) نفس وظيفة لوحة التصحيح فى جهاز شميدت التقليدى. تم اختراع ده النموذج على ايد بول سنة 1935.[14] قدمت ورقة بحثية لاحقة كتبها بيكر [15] تصميم بول بيكر، و هو تكوين مشابه لكن بمستوى بؤرى مسطح.[16]
شميدت نيوتن
[تعديل]إن إضافة مرآة ثانوية مسطحة بزاوية 45 درجة لالمحور البصرى لتصميم شميدت يوصل لإنشاء تلسكوب شميدت-نيوتن .
شميدت-كاسيجرين
[تعديل]إن إضافة مرآة ثانوية محدبة لتصميم شميدت لتوجيه الضوء عبر ثقب فى المرآة الأساسية يوصل لإنشاء تلسكوب شميدت-كاسيجرين .
التصميمان الأخيران يحظيان بشعبية كبيرة عند مصنعى التلسكوبات لأنهما صغيران الحجم ويستخدمان بصريات كروية بسيطة.
كاميرات شميدت
[تعديل]كاميرات شميدت البارزة و/أو ذات الفتحة الكبيرة.
| كاميرات شميدت الكبيرة المختارة حسب السنة | |||||||
| المرصد | فتحة | سنين) | ملحوظة | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| مرصد بالومار | 46 سم | 1936 | الاولانى فى امريكا الشمالية | ||||
| مرصد بالومار | 122 سم | 1948 | تلسكوب صامويل أوشين | ||||
| مرصد هامبورج | 80 سم | 1954 | تم نقله لمرصد كالار ألتو سنة 1974 | ||||
| مرصد كارل شوارزشيلد | 134 سم | 1960 | اكبر فتحة [17] | ||||
| مرصد كونكولى | 60 سم | 1962 | فى بيشكستيتو ، المجر | ||||
| مرصد كفيستابيرج | 100 سم | 1963 | الاكبر فى الدول الاسكندنافية [18] | ||||
| مرصد لا سيلا | 100 سم | 1971 | المرصد الجنوبى الشرقى [19] | ||||
| مرصد سايدنج سبرينج | 120 سم | 1973 | تلسكوب شميدت فى المملكة المتحدة | ||||
| تلسكوب كيبلر الفضائى | 95 سم | 2009 | فوتمتر كيبلر ، و هو الاكبر فى الفضاء | ||||
شوف كمان
[تعديل]- أنواع التلسكوبات
- تلسكوب ماكسوتوف
- مصحح الغضروف الهلالي
- كاميرا رايت
ملاحظات و مراجع
[تعديل]- ↑ "Telescope Optics – Schmidt". Archived from the original on 20 October 2009. Retrieved 1 October 2014.
- ↑ "Obstruction" in optical instruments نسخة محفوظة 2010-06-20 على موقع واي باك مشين.
- ↑ أ ب ت المرجع غلط: اكتب عنوان المرجع فى النُص بين علامة الفتح
<ref>وعلامة الافل</ref>فى المرجعpatent124 - ↑ Hodges, Paul C. (January 1948), "Bernhard Schmidt and his Reflector Camera", The American Journal of Roentgenology and Radium Therapy, 59
- ↑ Everhart, Edgar (May 1966), "Making Corrector Plates by Schmidt's Vacuum Method", Applied Optics, 5 (5): 713–715, Bibcode:1966ApOpt...5..713E, doi:10.1364/AO.5.000713, PMID 20048933
- ↑ Pratt, N. M. (1977). "The COSMOS measuring machine". Vistas in Astronomy. 21 (1): 1–42. Bibcode:1977VA.....21....1P. doi:10.1016/0083-6656(77)90001-0.
- ↑ "Hipparcos overview". Archived from the original on 2008-09-13. Retrieved 2011-03-02.
- ↑ Cudworth, K. M.; Oravecz, M. (1978). "Astrometry with a small Schmidt telescope - The position of NGC 7027". Publications of the Astronomical Society of the Pacific. 90: 333. Bibcode:1978PASP...90..333C. doi:10.1086/130337.
- ↑ C.P. Gilmore (1979), "Three new ways to low-cost, super-bright giant-screen TV", Popular Science: 30–33
- ↑ Fawdon, P.; Gavin, M. V. (December 1989), "A Lensless Schmidt Camera", Journal of the British Astronomical Association, 99 (6): 292–295, Bibcode:1989JBAA...99..292F
- ↑ Carter, B. D.; Ashley, M. C. B.; Sun, Y.-S.; Storey, J. W. V. (1992). "Redesigning a Baker-Nunn camera for CCD imaging". Astronomical Society of Australia. 10 (1): 74. Bibcode:1992PASA...10...74C. doi:10.1017/S1323358000019305. ISSN 0066-9997.
- ↑ "Film Formats". Archived from the original on 2006-05-16. Retrieved 2006-05-15.
- ↑ "SeeSat-L Nov-96 : Baker-Nunn Camera". SeeSat-L. 12 November 1996. Archived from the original on 4 March 2016. Retrieved 23 April 2018.
- ↑ M. Paul (May 1935). "Systèmes correcteurs pour réflecteurs astronomiques". Revue d'Optique Théorique et Instrumentale. 14 (5): 169–202.
- ↑ Baker, J.G. (1969). "On improving the effectiveness of large telescopes". IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 2 (2). IEEE: 261–272. Bibcode:1969ITAES...5..261B. doi:10.1109/TAES.1969.309914.
- ↑ Vladimir Sacek. "Paul-Baker and other three-mirror anastigmatic aplanats". Archived from the original on 2013-06-17.
- ↑ "2m-Alfred-Jensch-Telescope". Archived from the original on 3 December 2013. Retrieved 1 October 2014.
- ↑ "Kvistaberg Observatory: The Schmidt Telescope". Archived from the original on 21 September 2014. Retrieved 1 October 2014.
- ↑ ESO: "National and Project Telescopes at ESO's La Silla Observatory" (accessed November 12, 2010) نسخة محفوظة November 2, 2010, على موقع واي باك مشين.
