Кіріспе
А. Х. Пфунд ұсынған Пфунд телескобы, телескоптың бағыты қайда бұрылса да, ғарышта телескоптың нақты фокустық нүктесін қамтамасыз етудің басқа жолын ұсынады. Пфундтың конфигурациясы екі осьті жалпақ қоректендіру айнасын пайдаланады, ол жұлдыз жарығын тұрақты параболалық айнаға, көбінесе көлденең оптикалық осі бар айнаға шағылыстырады. Параболалық айна қоректендіру айнасының орталық тесігі арқылы, айнаның арт жағындағы ыңғайлы жерге шоғырланады. Бұл конфигурацияда торша жапырақтары немесе Ньютондық екіншілік шағылыстырғыш айналар қажет емес. Бұл торша жапырақтарының дифракциясын және кедергісін, сондай-ақ екінші айнаның шашырауын және сіңіруін болдырмай, бейненің жарықтығы мен контрастын арттырады.
Құрылыс мәселесі
Азықтандыру пластинасы екі осьті азимут/биіктік тұтқаға орнатылады. Азимут және биіктік сервоприводтары, аспандағы объектілер қозғалғанда, айна қозғалысын нақты уақытта есептеу үшін векторлық қосуды пайдалана отырып, үздіксіз бақылануы тиіс. Бір вектор (V1) тұрақты және азықтандыру пластинасының ортасынан бекітілген параболоидтық айнаның ортасына қарай бағытталған. Екінші вектор (V2) азықтандыру пластинасының ортасынан бақыланатын объектіге қарай бағытталған, ол әрине, уақыт өте аспанда қозғалады. Азықтандыру пластинасының айна бетінің нормалі V1 және V2 векторларының 3D биссектрисасы болып табылады, бірлік ұзындығына нормалдалған. Егер айна бетінің нормалінің бірлік векторлық компоненттері болса, онда айнаның биіктік бұрышы , ал айнаның азимут бұрышы болады. Pfund телескопының көру өрісі іздеу кезінде өзгермелі жылдамдықпен айналады, егер өріс айналуын өтеу үшін айналуды басқару матрицасы мен оптика қолданылмаса, ол ұзақ экспозициялы астрофотографиядан шығарылады. Pfund іздеу пластинасының алдыңғы бетіндегі тесік, орталық кедергіні азайту үшін қажетті көру өрісін минималды виньеттеумен (параболоидтан жарықтың бөлігін тосу) өткізуге жеткілікті үлкен болуы керек. Тесік конустық пішінде болуы керек, кемінде 45° конуспен пластинаның арт жағына қарай сыртқа қарай ашылады, бұл айнаның үлкен бұрыштарында басқару пластинасының арт жағынан келіп, бейненің виньеттелуін болдырмайды. Pfund пластинасының алдыңғы шағылыстыратын беті өте тегіс, жылтыр және аймақтарсыз болуы керек. Пластинаның беті шамамен 25 нанометрге дейін тегіс болуы тиіс. Алдыңғы бет қажетті жазық айнаның апертурасын азайту үшін биіктік айналу осінің жазықтығында дәл орналасуы керек. Бұл сервоприводқа түсетін жүктемені теңестіру үшін айна ұясынан алға қарай созылатын қарсы салмақтарды қажет етеді. Pfund пластинасының диаметрі әдетте фокустаушы параболоидтан үлкен; оның көлемі толық жарықтандырылған көру өрісін қамту және пластинаның құны мен салмағы арасындағы компромисс болып табылады. Егер Pfund 90° пластина бұрышында толық жарықтандырылған көру өрісін қамтамасыз етуге арналған болса, онда ең кішкентай пластина диаметрі параболоид диаметрінен кемінде есе үлкен болуы керек. Апертура тоқтауы – фокустаушы параболоидтың жиегі, сондықтан азықтандыру пластинасы қажетті осьтік диаметрден сәл үлкен болуы керек, бұл қажетті көру өрісінде жарықтандыруды барынша арттыру үшін. Макдональд обсерваториясының Супернова іздеу телескобы Pfund конфигурациясын қолданды, оның азықтандыру пластинасының диаметрі 24 дюйм, ал фокустаушы айнасы 18 дюймдік f/4.5 параболоид болды.
The field of a Pfund telescope rotates at a nonuniform rate during tracking, precluding it from long exposure astrophotography, unless a derotation control matrix and optics are used to compensate field rotation. The hole in the front face of a Pfund tracking flat should only be large enough to pass the desired field of view with minimum vignetting (blocking of part of the light from the paraboloid) to minimize central obstruction. The hole through the flat must be conically shaped, opening outward toward the back of the flat with at least a 45° cone, to prevent vignetting of the image by the back of the steering flat at high mirror tilt angles. The front reflective face of the Pfund flat must be polished extremely flat, smooth and zone free. The flat should ideally be flat to within about 25 nanometers peak to valley error. The front face should lie precisely in the plane of the elevation rotation axis to minimize the required flat mirror aperture. This creates the need for counterweights extending forward from the mirror cell to balance the load on the elevation servo drive. The diameter of the Pfund flat is generally larger than the focusing paraboloid; its size is a design trade off between fully illuminated field of view coverage and flat cost and weight. If the Pfund is intended to provide fully illuminated field coverage at a 90° flat angle, then the minimum flat diameter must be at least times the paraboloid diameter. The aperture stop is the rim of the focusing paraboloid, thus the feed flat has to be slightly larger than the on axis diameter required to maximize illumination over the desired field. The McDonald Observatory Supernova Search Telescope used the Pfund configuration, and its feed flat diameter was 24″, while the focusing mirror was an 18″ f/4.5 paraboloid.
UC Беркли: Инфрақызыл кеңістіктік интерферометр
Пфунд телескоптарының мысалдары – Берклидегі Калифорния университетінің инфрақызыл кеңістіктік интерферометр массиві. Бұл массивтің веб-сайтынан өзге, аспапты Таунс (1999) және Манли (1999) сипаттаған.
Макдональд обсерваториясы: Супернованы іздеу телескобы
Макдональд обсерваториясындағы Джордж Б. Рен супернова іздеу телескопы және Макдональд обсерваториясының келушілер орталығындағы жаңа Рен Маркарио дөңгелекті кресломен қол жетімді телескопы (2007 жылдың басында пайдалануға беріледі) екеуі де Пфунд конфигурациясына негізделген. Дөңгелекті кресломен қол жетімді телескоп ерекшелігі – ол солтүстік-оңтүстік бағытта орналасқан екі 18 дюймдік f/8 айнаны, бір-біріне қарама-қарсы қойып, араларына бағыттаушы тегіс айнаны орнату болып табылады. Солтүстік 18 дюймдік айна аспанның солтүстік жарты шарларын, ал оңтүстік 18 дюймдік айна оңтүстік аспанды қамтиды, осылайша толық аспан көрінісін қамтамасыз етеді, бұл бір ғана айналы Pfund телескопымен мүмкін емес. 24 дюймдік бағыттаушы тегіс және қарау порты жиынтығы айналу осі бойынша кез келген айнаға бұрылады. Әр жарты шардың өзіндік бекітілген бейне орны бар. Дөңгелекті кресломен қол жетімді телескоп АҚШ-тың Мүгедектерге қатысты заңнама талаптарына толық сәйкес келеді.
Фандингслендтің өз қолымен жасаған телескобы
Джон О. Фандингсленд Пфундтың телескоп конструкциясынан хабарсыз болған сияқты, және дербес түрде сол оптикалық схеманы өңдеп шығарды. 1999 жылы ол өзінің 4 дюймдік апертурасы бар прототипінің сипаттамасын әуесқой астрономия журналында жариялады.