3. Будова та класифікація астрографів

Астрограф (грець. astron—зоря, grapho—пишу, малюю) — астрономічний прилад, телескоп для фотографування неба з астрометричною метою. Астрограф являє собою фотокамеру, жорстко з'єднану з візуальним рефрактором, що має назву гід. Інколи до одного гіда прикріплюють кілька фотографічних камер.

Для автоматичного слідування за зорею під час експонування систему монтування телескопа комплектують пристроями управління та приводом. Вони включають у себе: годинниковий механізм, двигуни наведення (або вантаж, що опускається), редуктори й передачі. Годинниковий механізм забезпечує постійну швидкість повороту труби астрографа (оберт за добу), оскільки Земля обертається з постійною швидкістю. Але вплив рефракції, ефектів гнуття конструкції, похибок, привнесених кінематичною системою ланцюгів приводу, потребує зміщення труби телескопа зі змінною швидкістю. В сучасних телескопах коригування швидкості проводять автоматично, шляхом зміни періоду коливань годинникового механізму.

Для контролю за роботою годинникового механізму використовують гід, а сам процес контролю має назву гідування. Способи гідування поділяють на візуальні (суб'єктивні) та автоматичні (об'єктивні).

При візуальних способах, астроном дивлячись в окуляр гіда, слідкує, щоб певна зірка («гідована зірка») була на перехресті ниток протягом усього часу гідування. Зірку для гідування підбирають поряд із спостережуваним об'єктом і, переміщуючи окуляр мікрометра, виводять її у центр поля зору окуляра гіда.

Однак, для високоточних робіт фотографічної астрометрії точність такого гідування виявилася незадовільною. У зв'язку з цим були розроблені нові типи касетотримачів (касета Річі). Ці касетотримачі мають на краях робочого поля два окуляри, що можуть зміщуватися по полю. Одночасно касетотримач може мікрометрично зміщуватись за    і   .

Спостерігач, розмістивши касету з фотопластинкою в касетотримачі, має можливість, переміщуючи один з окулярів, вибрати на краю поля зірку для гідування. Розмістивши її у центрі перетину ниток, за допомогою мікрометричних гвинтів на касетотримачі забезпечується незмінність її положення.

Розвиток електроніки дав змогу побудувати системи автоматичного гідування на основі фотоелементів (фотогід), які через електронну схему керують двигунами зміщення труби телескопа. Перша успішна спроба автоматичного гідування була зроблена в 1937 р. Уітфордом та Кроном. З того часу фотогіди широко застосовуються у фотографічній астрометрії. Сучасні фотогіди можуть надійно вести телескоп при світловому потоці від об'єкта 3,4·10 ^-11 люменів (11^m), а при використанні методу накопичення — до 14^m.

Зміну довжини труби і фокусної відстані астрографа залежно від температури компенсують пристроєм, який зміщує касету відносно об'єктива таким чином, щоб зображення завжди було у фокусі. Відповідні підрахунки шкали визначаються за спеціальними знімками, зробленими при різних температурах навколишнього середовища.

За фокусною відстанню об'єктива астрографи поділяють на короткофокусні та довгофокусні.

Короткофокусними вважаються астрографи, що мають фокусну відстань не більше одного метра, а відносний отвір 1:5 і більше. Такими є прилади, створені для патрулювання неба (пошуку комет, малих планет, змінних зірок). Особливим класом інструментів цього типу є камери для спостереження штучних супутників Землі, які при малій фокусній відстані мають значну світлосилу (відносний отвір 1:1), що дозволяє фотографувати об'єкти, які швидко рухаються.

Типовим представником довгофокусних астрографів є подвійний астрограф Кримської астрофізичної обсерваторії АН України з об'єктивом діаметром 40 см і фокусною відстанню 160 см, за допомогою якого ведуть систематичні спостереження малих планет. За 1 годину експозиції отримують зображення астероїдів до 17^m.

Астрографи з об'єктивами діаметром 15-20 см, фокусною відстанню близько 2 м і масштабом зображення  m = 100"/мм призначені в основному для визначення точних координат зірок і планет. Це так звані зонні астрографи, на яких виконана міжнародна програма переспостереження фотографічним методом зон AG.

У кінці минулого століття для потреб програми Карти Неба були розроблені так звані нормальні астрографи. Діаметр об'єктива такого астрографа ― 33 см, фокусна відстань ― 3,46 м, масштаб отримуваного зображення — m = 60"/мм.

Для визначення високоточних координат небесних світил та паралаксів, користуються астрографами з фокусними відстанями 10-15 м, що забезпечує необхідний для розв’язування таких завдань масштаб зображення. При фотографуванні зоряного неба за допомогою таких астрографів використовують жовтий світлофільтр, що зменшує вплив атмосферної рефракції на отримуване зображення.