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2014.03.14 22:30

태양망원경의 구조

(*.32.14.178) 조회 수 4112 댓글 12
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태양 망원경의 구조

태양 망원경의 구조에 대해서 말씀드리겠습니다. 일단 대중적인 태양망원경 형태에 대해서만

이야기 하겠습니다.

-에탈론의 단면도와 파장-

etalon01.jpgetalon02.jpg

 

태양 망원경의 구조에는 크게 두가지가 있습니다.

1 .외부 에탈론 방식

1222.jpg

이 방식은 가장 안전하고 기본적인 방식으로 코로나도와 룬트,솔라스코프사에서 채택하고 있는 방식입니다. 특히 코로나도는 모두 외부 에탈론 방식을 택하는데(최근엔 망원경 형식은 내부에탈론방식으로 전환) 에탈론의 크기가 커지면

정밀도와 가격이 비싸지만 가장 성능이 우수한것으로 알려져있습니다.

ERF를 통과한 빛은 눈에 손상을 줄수 있는 UV/IR를 걸러내고 H@선만 선택적으로

통과시킵니다.(협대역이큼) 그래서 붉은 색을 띠고 있습니다.R610/R630이라 부릅니다. (데이스타는 노란색erf-노락색이 더 좋다고 합니다. 지들말로는...)

문제는 제작시 기포가 많이 생겨 불량율이 높아 단가가 높습니다.

그리고 에탈론을 통과한 빛은 0.7옹스트롱의 선택적 파장만 통과시킵니다.(협대역이 아주좁음) 

여기서 에탈론에 저반사 코팅이나 IR코팅을 하기도합니다. (태양망원경용 에탈론에는 대부분하지않음)

선택된 파장은 대물렌즈를 거쳐 다시 불필요한 파장을 걸러내는 블락킹 필터로 가서 아이피스로

관측하게됩니다. 블락킹 필터의 크기는 망원경의 초점거리와 비례합니다. 여기서 말하는 블락킹필터는 일명 ITF(Induced Transmission Filter)를 말합니다.

이곳에서 다른 불필요한 파장을 걸러냅니다. 특히 장파장 IR을 제거합니다.여기서 h-alpha의 투과율이 50%를 넘지못합니다..비효율적인 필터지만 없으면

빛산란이 많아 안시로 보기에 불편함이 있습니다.

 

2.내부 에탈론 방식

2.jpg

 

메커니즘은 1과 동일하나 각 부품들의 배치도가 다릅니다. 일부 관측가들은 내부방식이 더

나은 결과를 가져다 준다고 이야기합니다.

ERF를 통과한 빛은 대물렌즈를 거칩니다. 그리고 3번 바로우렌즈로 빛의 각도를 직각에 가깝게

에탈론으로 보내면 5번인 리듀서 렌즈를 통해 빛다발을 정렬시켜 블락킹 필터로 보내 각종

불필요한 빛을 차단하여 아이피스로 관측하게하는 구조입니다.

가장큰 장접은 앞의 대물렌즈를 크게 할수 있고 제작단가가 적게 든다는 장점이 있습니다.

 

3. 에탈론의 종류

에탈론은 선택적 파장필터입니다. 용도에 맞게 여러형태가 있으나

크게는 공기간극 에탈론이 있고 고체형 에탈론이 있습니다.

1. 공기간극 에탈론(코로나도,룬트,솔라스코프)의 장점은

-우수한 열 안정성

-거울을 완벽에 가깝게 일치하기 쉽고 동시에 코팅이 가능합니다.

-압력 또는 기울기 조정을 할수 있습니다.

단점은

-견고하지 못하고 물리적 특성이 커집니다.

2. 고체형 에탈론(데이스타-바더)

   -좀더 콤팩트하게 제작이 가능하고

   -온도로 에탈론을 조정할수 있으며

   -파장의 범위가 크지 않다면 견고하게 제작이 가능함

단점이라면

  -온도에 민감하고(그래서 열로 파장의 안정성을 유지시킵니다.)

  -제품의 두께에 제한이 있으며

  -코팅의 불일치가 일어날수 있으며

  -높은 불량율

  -재료의 한계등으로 볼수 있습니다.

 

영국의 솔라스코프

 -태양망원경 제작업체는 1973년도에 설립되었으며

  태양필터분야에서 최고의 퀄리티를 자랑합니다. (에탈론 거울의 정밀도가 우수함 보통1/10람다~1/100람다까지 제작함)

  공기간극형으로 제작하며 풀디스크형의 에탈론으로 제작하였고 양판의 외곽에 스페이스를 단 형태로 제작하였습니다.

16_SF-50-60-70_units.jpg

 

코로나도-가장 대중적인 회사인데 1997년에 데이비드 룬트라는 아마추어 천문가인데 제작비용과 공기간극 에탈론 개발에 고심한 끝에 특허를 내고 생산에 들어갔습니다.

 coronado_sm90_20110730-01.jpg

위 사진에 보면 이상하게 가운데 은색 스티커가 붙어있습니다.

이 스티커의 용도는

두 평행하는 에탈론의 간극을 띄어놓은 기둥이며 그래서 막아놓은겁니다.

저 스티커를 제거하면 난반사의 원인이 됩니다. 그 안으로 빛이 들어가기 때문입니다.

그리고 에탈론의 간극이 온도에 의해 변하기 때문에 견고하게 고정시키기 위한 방법입니다.

만약 보유하고 있는 에탈론 필터의 은색 스티커가 센터가 맞지 않다면 업체에 a/s를 보내야합니다.

정확한 센터를 확인 하기 어렵기 때문입니다. 난반사와 컨트라스트 저하등 안시,사진 퀄리티가 떨어집니다

 

룬트-

 

      2007년에 설립되었으며 코로나도 설립자인 데이비드 룬트의 아들입니다.

      그는 항공우주관련 업체에 근무하였으며 지식을 태양망원경분야에 접목시켰습니다.

      그래서 코로나도가 미드에 매각한겁니다.

      룬트도 특허가 있습니다. 바로 3개의 기둥형식의 에탈론인데 구경이 커지면서 물리적특성이 더욱 커진

      두 에탈론사이에 나타는 변형을 막기위함입니다.

848153-2.jpg

      그리고 또 하나 압력튜브가 있는데 에탈론 어셈블리가 들어가있는 하우징에 공기압력을 가하여 에탈론을 틸팅시키고 상의 안정을

      도모한 방식입니다.사진촬영에 발군의 실력을 발휘합니다.

      대부분의 특허는 데이비드 룬트가 만들었고 코로나도의 pst의 특허도 있지만

      미드에 매각하면서 특허권이 코로나도로 넘어간것입니다.

 

 

 

이상 태양망원경의 구조에 대해 몇자 적었습니다. 혹시나 제가 잘못알고 있는 내용이 있으면

말씀해주시면 바로 수정토록 하겠습니다. 태양망원경에 대해 도움이 되셨길 바랍니다.

  • 임상균 2014.03.14 22:53 (*.240.102.173)
    은박지의 진실...뭔지는 몰랐으나 김종호님 덕분에 의문이 풀리네요. ^^
  • 김종호 2014.03.15 10:54 (*.32.14.178)
    ㅋㅋ 왜 은박지였을지는 저도 의문입니다..ㅋㅋ 요즘 나오는 코로나도 안쪽에는 검은색으로 하는것도 있더군요..그 은색이 다시 난반사를 촉진한다면서요..
  • 선숙래 2014.03.15 09:45 (*.194.93.204)
    태양망원경에 대해서 궁금했던 많은 것들을 이해할 수 있었습니다.앞으로 태양 관측이나 망원경 개조에 큰 도움이 되었습니다.
  • 김종호 2014.03.15 10:55 (*.32.14.178)
    80mm갖고 계시면 뭐 궂이..^^ 너무 좋은 망원경을 갖고계세요..부럽...
  • 도영재 2014.03.15 10:31 (*.62.188.56)
    좋은정보 잘보고 있습니다^^
    이제야 궁금했던 것들이 풀리는것 같습니다
    새로운 태양망원경제작과 대구경 더블스택도 기대됩니다. 잘돼가시지요?
  • 김종호 2014.03.15 11:00 (*.32.14.178)
    네 에탈론 어셈블리와 튜브 떼는데 성공했습니다.ㅋ
    제가 알고있는 선에선 대구경 개조 더블스택을 성공한 사례는 세계에서도 공식적인 공개에선 2-3명정도 밖에 성공하지 못했다고 알고있습니다.
    두 어셈블리를 정확히 광축을 맞추는게 엡실론 광축 맞추는것보다 어렵다는군요..ㅋㅋ
    일단 도전해보고 안되면 머.. 좀쉬다가 도전해봐야죠,,머리빠지면 안되잖아요..ㅋㅋ
    덕분에 많은 도움이 되었습니다. 특히 예전에 했던 개조툴로 사진촬영이 되지 않았던 이유를 알게된게 가장큰 수확이었습니다..^^
  • 지승용 2014.03.17 14:30 (*.127.74.49)
    지지난주말에 가졌던 궁금증이 이제 풀리는군요. 누구누구에게 물어 봤더니 망경이 주인장이 모르구 말이쥐~~ ㅋㅋ
  • 임상균 2014.03.18 20:12 (*.240.102.173)
    저유? ㅋㅋㅋ
  • 이건호 2014.03.17 17:03 (*.101.107.100)
    코로나도 필터의 은딱지는 아직도 이해가 안가네요.
    언뜻 보기엔 ERF에 붙어 있는 것 같은데, 그 것이 간섭계인 에탈론의 필터 사이에 있다는 말인가요?
  • 네 erf 안에 에탈론있고 에탈론의 두 평행 유리 사이에 배치되어있어요.. pst 에탈론은 풀디크형이더군요..

    공기간극 에탈론의 단점인 견고성이 부족함을 채워주는 방편인데 이 기둥으로 인해 에탈론의 성능이 저하되는 현상이 잇는데 그점이 아쉽겠지요..(정말 저하되는지는 어떻게 증명할지..)
    룬트에서 직접답변한 내용이고 특허 내용에도 그렇게 나와있더군요..

    지들 말로는 이 기둥이 있으면 터 좋다고 하는데...

    영국 에탈론보다 성능이 떨어지는건 설명못하겠죠? 에탈론도 표면정밀도와 강성 ,두거울의 일치 정밀성에서 많은 가격차이가 발생하는것 같애요..

    기둥이 있음으로인한 상의 영향은 에탈론의 수학적 메커니즘은 저는 모르기때문에 한번 알아봐주세요...전 수학못해서 천문학과 포기..ㅋㅋ

    여러 사람들이 이 기둥에 대해 여러 말들이 많더군요..왜 했냐..콘트라스트 떨어진다..제작단가 낮출려고 용쓴다..등등..ㅋ

    기둥이있음으로 인해서 간섭계에 어떤 영향이 잇는지는 수학적,광학적 지식이 해박해야할듯해요..이분야에 종사하시는분 계시면 한말씀 부탁죰...^^

     

    첫번째 사진은 pst에탈론 사진인데요. 동서남북으로 작은 스페이서가 보입니다.

     

    두번째 사지은 저의 sm40의 앞 erf하우징을 빼고 찍은건데요..눈으로는 아무리 봐도 아래 스페이서가 안보입니다.

               저 셀에서 떼내면 큰 봉변을 당합니다..ㅋ

     

    세번째 사진은 뒷면인데요. 보시다시피 동그라미 보시면 스페이서가 보입니다. 동서남북으로 모두 스페이서가 있는데 가운데 다시 스페이서를 놓은 이유...

                일단 기업측에서 이야기하는 견고성 유지에 가장 큰 무게를 두는데... 우리가 모르는 제작단가, 제작편의의 이유도 포함되지 않을까 생각해봅니다.

                기업은 이윤추구니까요..에탈론 생산업체를 보면 5mm짜리 가 200-300달러 합니다..(물론 다른파장이지만 타파장과 대소동이합니다.)pst(20mm),sm40(40mm)의 단가

               가 600달러 전후라고 본다면. 그리고 다른 파트들의 단가들...딜러가격을 아무리 생각해봐도... 단가가 안나올듯합니다..제 생각에는 위 두 이유가 아닐까....

                성능은 둘째치고라도...뭐..제 소설 일수도..

                암튼 업체에서는 그렇게 답변을 해왔고...솔라스코프에게 문의 해놓은 상태입니다. 타 브랜드의 중앙..외곽의 차폐한 제품과 퀄리티나 어떤 장점이 있는것인지요..^^

                답변오면 다시 답변 해 놓을께요~ 참고로 미드는 문의한지 몇달이 지났는데 계속 씹습니다..미드가 타 업체에 넘어간다는 소리가 여기저기 들리네요...ㅋ

     

    7536692638_0987d2363d_o.jpg

     

     20140317_212922.jpg20140317_212810.jpg

  • 이건호 2014.03.18 08:16 (*.101.107.100)
    중앙차폐는 다른 망원경에서의 리뷰와 같이 성능저하는 분명히 있습니다.
    암튼 여러이유로 넣은거 같기는한데...
    코로나도꺼가 없어서 그러는데.. 그럼 은박지가 에타론 내부에 하나 있고,,, ERF 에도 하나가 붙어 있는거죠?
  • 김종호 2014.03.18 09:49 (*.32.14.132)
    아니요..erf는 안붙어있어요.. 에탈론 외부에만 붙어있어요..양쪽에..내부하나 외부하나..두번째 사진이 안쪽 세번째 사진이 바깥쪽 하나요..
    저 기둥이 아무래도 성능에 영향을 미치는건 맞는것 같애요..

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