Тема: Битва с росой (Прочитано 6360 раз)

tlgleonid · « : 12 Травня 2009, 15:28:33 »

Если Вы наблюдаете с балкона или в городском дворе, возможно, Вы даже не подозреваете о существовании проблемы выпадения росы. Однако те, кто выезжал на загородные наблюдения, неоднократно сталкивались с запотевшей оптикой, мокрыми, как после дождя, трубами телескопа и раскисшими от влаги картами и блокнотами.
Выглядит это примерно так: Вы установили телескоп и через какое-то время начинаете наблюдать. По прошествии некоторого времени предельная звездная величина, доступная телескопу, начинает снижаться, а вокруг звезд появляются ореолы. Посмотрев при помощи фонарика на объектив рефрактора или диагональное зеркало рефлектора, Вы замечаете, что они стали, как бы матовыми и покрыты влагой. Иногда кажется, что на оптику кто-то просто вылил пару стаканов воды. Откуда же взялась вода, если небо ясное и никакого дождя небыло.
Причина кроется в двух явлениях: выхолаживании и орошении. Разберемся сначала с выхолаживанием. Как мы знаем, тепло передается от теплых тел к холодным. Ночью мы и наш телескоп находимся как бы между бескрайним космосом с температурой -270 градусов и относительно теплой Землей. Все нагретые тела излучают тепловые лучи (инфракрасное излучение), которые уходят в бескрайний космос. Естественно, что такие тела постепенно остывают. По этому, ясными ночами остывает все: поверхность земли, оптика и механика телескопа, воздух. Естественно, что разные тела теряют тепло по-разному. Например, металлические тела, имея высокую теплопроводность, остывают быстрее дерева, резины или пластика. Очень важно также, сколько именно тепла может покинуть тело. Чем более закрыто оно от ночного неба, тем медленнее будет его остывание. Но откуда же берется влага?
Дело в том, что в воздухе всегда присутствует водяной пар. В зависимости от температуры, этого водяного пара воздух может вместить большее или меньшее его количество. Отношение массы водяного пара, присутствующего в воздухе, к максимальной возможной массе пара при данной температуре называют относительной влажностью. Чем ниже температура, тем меньше влаги воздух может в себе вместить. Если теплый воздух, с заданной относительной влажностью начать охлаждать, то относительная влажность начнет расти и при достижении определенной температуры воздух уже не сможет удержать в себе всю влагу. Такая температура называется точкой росы потому, что при дальнейшем снижении температуры начнут появляться мельчайшие капельки росы. Примером может служить выдыхаемый нами воздух. В теплой комнате он кажется вполне прозрачным, но если мы находимся в комнате холодной, то выдыхаемый нами воздух быстро охлаждается, и в нем появляются эти капельки, так называемый туман. Такой туман мы видим прохладными летними или осенними ночами скапливающимся над низинами, поймами рек и озер.
В реальности же, при снижении температуры воздуха, туман наблюдается далеко не всегда, а капельки влаги выпадают на переохлажденные поверхности. По этому роса образуется на траве, земле и металлических поверхностях в первую очередь. Очень быстро остывает и стекло, из которого делают как линзы, так и зеркала. По этому и приходится во время наблюдений применять два метода борьбы с росой: уменьшить шансы ее появления и научиться с ней бороться при ее появлении.
Рассмотрим сначала методы предотвращения выпадения росы. Такие методы можно разделить условно на две группы: пассивные и активные. Пассивные методы призваны без использования энергии затруднить потерю оптикой телескопа тепла, а, следовательно, снизить темпы остывания. Главное, что мы можем сделать, это уменьшить область, в которой зеркало может беспрепятственно излучать тепловые лучи в космическое пространство. Для этого имеет смысл в те моменты, когда мы не наблюдаем, закрывать оптику крышками или даже накрыть телескоп чехлом. То же касается и окуляров. В те моменты, когда мы окуляр не используем, его лучше положить в коробку или сумку для окуляров, или хотя бы в карман. Очень неразумно держать окуляры для наблюдения на полочке для аксессуаров на треноге. Когда же мы наблюдаем, нам придется снять чехол или крышку телескопа. Однако уменьшить теплопотери оптики можно путем применения бленд-противоросников.
Такая бленда как бы удлиняет трубу и делает выпадение росы маловероятным. Конечно, чем длиннее противоросник, тем дольше оптика будет оставаться сухой, однако будет появляться дополнительная парусность и увеличиваться вес трубы. По этому лучше остановиться на таком разумном размере, что бы расстояние от оптического элемента до края трубы в два раза превышало диаметр трубы. Многие искатели и рефракторы снабжены такими блендами производителем (как правило, пластиковыми). Однако можно изготовить такую бленду самому. Очень неплохо зарекомендовала себя импровизированная бленда-противоросник, сделанная из свернутого в трубку туристического коврика. Его можно закрепить на трубе при помощи резинки, скотча или малярной ленты (как на фото). Такая бленда будет полезна и городским наблюдателям в рефлектор в зимнее время, поскольку выдыхаемый нами влажный пар не сможет струится перед объективом трубы и портить изображение.

tlgleonid

Находящиеся поблизости от места наблюдения массивные строения сильно уменьшают выпадение росы, являясь естественными противоросниками. По этой причине балконные наблюдатели практически никогда не сталкиваются с запотеванием оптики. Очень эффективным будет также наблюдения через отверстие в куполе неотапливаемой обсерватории.
Ведя борьбу против остывания оптики нужно помнить и об обратной стороне медали. Чем выше температура оптики по отношению к окружающей среде, тем более интенсивными становятся токи теплого воздуха и тем больше портится изображение. По этому, все же, лучше, что бы оптика перед наблюдениями остыла, но оставалась на несколько градусов теплее окружающего воздуха.
Более надежными, хотя и более сложными, являются активные методы предотвращения выпадения росы. Эти методы предполагают использование каких-либо источников тепла. Это могут быть химические или электрические источники. Химпакеты, продающиеся в магазинах спорттоваров, могут размещаться под зеркалами и поддерживать температуру этого зеркала. Но наиболее удобным является электроподогрев, не смотря на то, что он требует применения элементов питания. Обычно это цепочка резисторов или проволочный нагревательный элемент, расположенный по периметру объектива или диагольнального зеркала в телескопах системы Ньютона. Мощность таких элементов варьируется от нескольких Ватт (для диагональных зеркал) до десятков ватт при обогреве сравнительно больших объективов. Если такая грелка будет изготавливаться самостоятельно, нужно рассчитать суммарное сопротивление резисторов по формуле: R=U*U/P, где R - суммарное сопротивление резисторов, U - напряжение источника питания, P - требуемая мощность обогрева. Например, если мы хотим обогреть диагональное зеркало ньютона, то нам достаточно выбрать P=2 Ватт, U- 1.5 Вольт (пальчиковая батарейка), то суммарное сопротивление резисторов будет R=1.5*1.5/2=1.125 Ом или примерно 1 Ом. Если мы хотим использовать 4 резистора, то их сопротивления должно быть в районе 250 миллимом.
Ну а что делать, если звезды приобрели ореолы, а слабые звезды как бы исчезли, а значит, зеркало покрылось росой или инеем? Самым эффективным способом, при наличии электричества, будет применение фена. Недорогой фен с мощностью в 1200 Ватт способен менее чем за минуту не только согнать росу с любого объектива или окуляра, но и предотвратить ее выпадение не менее чем на час.

tlgleonid

Если же нет электричества или фена, а роса все же выпала, существует ряд других, пусть и не настолько эффективных методов. Самым простым является обдув. Так, даже во влажную, но ветреную погоду роса не выпадает. По этому можно интенсивно помахать перед оптической поверхностью куском картона. Окуляры же часто достаточно просто интенсивно потрясти. Можно протереть окуляры специальными тряпочками или салфетками для чистки оптики. Однако ни в коем случае нельзя протирать оптику рукавом или свитером, поскольку это приведет к нанесению сети мелких царапин. (Встречал я вопиющие случаи, когда начинающие любители подолом рубашки вытирали запотевшее зеркало рефлектора). Нельзя вносить запотевшую оптику и в теплое помещение, поскольку в этом случае она запотеет еще быстрее. К такому же эффекту приведет попытка отогреть окуляр, подышав на него. Лучше уже обогреть окуляр рукой, плотно обхватив его и удерживая несколько минут.
Еще один способ согнать росу с запотевшего объектива - это направить трубу телескопа в сторону земли. Земля, отдававая тепло, будет медленно отогревать оптику. А Вы, в это время, сможете немного отдохнуть и перекусить.
Запотевшую оптику можно также немного подогреть. Способы могут быть самыми различными. Можно поднести ее к лампам накаливания или нагретому двигателю автомобиля, уложить на еще достаточно теплый, но не горячий химпакет или даже положить ее возле вентилятора ноутбука. Существуют даже "экстремальные способы" - высушивать оптику сбоку от горящей спички или зажигалки. Только в таком случае нужно быть очень осторожным, поскольку риск закоптить и испортить оптику очень велик.
Иногда бывает еще один неприятный сюрприз. Вы только что вынесли свой рефрактор или менисковый телескоп из дому, а он уже запотел. Если внимательно присмотреться, то можно увидеть, что мениск или объектив запотевают как бы изнутри. Связано это явление с тем, что труба и оптика остывают довольно быстро, а теплый воздух внутри трубы содержит довольно много влаги. Что бы победить это явление, лучше всего трубу развернуть окулярным концом вверх и оставить остывать именно в таком положении. Но самым радикальным средством, если запотевание изнутри происходит часть, хранить телескоп в помещении с температурой близкой к уличной.
Но вот, наблюдения закончились. Пора заносить телескоп, окуляры (а возможно и фотоаппарат, ноутбук, ПЗС камеру) в дом. Здесь нас ожидает та же угроза - угроза выпадения росы из влажного воздуха в теплом помещении на переохлажденные поверхности. В принципе, для оптики такое орошение не является критическим и через несколько часов конденсат исчезнет, но вот выпадение конденсата на фотоаппарате может привести его к выходу из строя. Это же относится и к электронным частям монтировок с Goto и даже к самодельным телескопам, у которых зеркала имеют алюминиевое напыление без защиты. В этом случае, лучше всего укутать уязвимую оптику и электронику в полиэтиленовые пакеты, которые необходимо герметично завязать. После того, как они прогреются, их можно открыть. Оптические элементы также желательно прогреть феном, что бы коррозионное действие влаги как можно скорее прекратилось.

Kapella

Да, Вы правы. Тем, кто наблюдает с балкона, роса не знакома.

Значит, встреча с ней будет тяжелой... Но благодаря этой статье будет намнохо проще!

Новини:

Автор Тема: Битва с росой (Прочитано 6360 раз)

tlgleonid

Битва с росой

tlgleonid

Re: Битва с росой

tlgleonid

Re: Битва с росой

Kapella

Re: Битва с росой