Купол астрономической обсерватории

       В предыдущей статье мы разобрали вопросы определения основных параметров обсерватории и основные элементы конструкции обсерватории со сдвижной крышей. В данной статье разберем подробно различия между различными типами астрономических куполов, особенности их конструкции и управляющей электроники. Начнем с классификации куполов. Одно из основных отличий - материал конструкции. Применяют стальные, алюминиевые и пластиковые куполы. Также можно разделить куполы по типу конструкции: щелевые поворотные и типа "раковина". Щелевые поворотные различают по способу закрытия щели: сдвигаемые вбок створки или вертикально сдвигаемое забрало. Причем забрало может быть как одиночным, та к и двойным - иметь верхнюю и нижнюю часть. Плюсы и минусы каждого варианта сведены в таблицу. По применяемому материалу - Табл.1 по конструкции - Табл.2, по конструкции створок - Табл.3.

Tабл. 1

 

Достоинства

Недостатки

Алюминиевый

Легкость конструкции.

Сложность работы с материалом, применение технологии сварки в газовой среде, что затрудняет последующее обслуживание и ремонт.

 

Можно не красить наружние поверхности.

Качественная окраска алюминия, особенно больших листовых поверхностей - непростая задача, если требуется придать требуемый внешний вид, например убрать блики с внутренней поверхности купола.

 

Опрятный внешний вид.

Дорогостоящий материал

Стеклопластиковый

Опрятный внешний вид.

Сложность сборки больших куполов в силу температурного расширения материала.

 

Меньшее число стыков листов купола и связанных с этим проблем.

Возможно недостаточная прочность при серьезных нагрузках.

Стальной оцинкованный

Качественная окраска материала в заводских условиях.

Наибольший по сравнению с конкурентами вес.

 

Высокая прочность и надежность.

Наличие стыков листов, что не добавляет красоты.

 

Высокая теплопроводность - быстрое выравнивание температуры внутри и снаружи купола.

 

 

Легкая сборка за счет использования подготовленных элементов.

 

 

Высокая ремонтопригодность.

 

 

 

 

 Рис. 1. Купол типа «раковина» любителя из Бельгии в Чили.

 

Tабл. 2

 

Достоинства

Недостатки

Раковина

Простота конструкции.

Хуже защищает от ветра и паразитного света, так как в большинстве случаев больше открыт.

 

Опрятный внешний вид.

Зачастую есть мертвые зоны со стороны откинутых секторов

 

Простота управления при полном открытии

В зимний период при открывании внутрь купола попадает много снега.

 

 

Большое число подвижных стыков - сложности герметизации и возможные проблемы с подмерзанием в зимний период.

 

 

Дорогостоящие имеющиеся решения

Щелевой поворотный

Лучшая защита от ветра и паразитной засветки

Более сложная конструкция, подвижный при работе элемент - собственно купол.

 

Надежность в условиях средней полосы и отрицательных температур.

Необходимость электронного контроллера и ПО при автоматизации.

 

 

Tабл. 3

 

Достоинства

Недостатки

Сдвигаемые вбок створки

Классическая конструкция

Сложности обеспечения равномерного движения без перекосов за счет большой длины створки и малой ширины.

 

 

Дополнительная точка герметизации - вертикальный стык створок

 

 

Классический элемент привода шторок - стальной тросик имеет сниженный ресурс и возможное место поломки даже при небольшом подклинивании.

 

 

Отсутствие возможности частичного закрытия щели дополнительным забралом.

 

 

Дорогостоящие имеющиеся решения

Забрало

Лучшая защита от ветра и паразитной засветки за счет возможности установки нижнего забрала.

Большая нагрузка на привод при закрытии полностью открытого забрала - необходимость запасов по мощности привода.

 

Возможность открытия околозенитной области, уменьшение числа перекладок телескопа

 

 

Надежность

 

 

 

Рис.2 Классический купол в Алмааты.   

            Небольшие купола до 3м могут не иметь электропривода, открываться и вращаться вручную. Хотя это и не соответствует современным тенденциям и не обеспечивает возможности удаленного наблюдения.  При наличии электрического привода возможно удаленное управление. И не важно, находитесь Вы в соседнем помещении или на другой стороне земного шара. Команды на закрытие и открытие купола, а также на поворот выдает контроллер. Управление контроллером осуществляется с помощью Ascom драйвера - программы интерфейса, запущенной на управляющем телескопом компьютере. Программа способна, получив данные о положении телескопа от программы-планетария, рассчитать  необходимый угол поворота купола, чтобы щель находилась строго напротив апертуры телескопа. И все время наблюдательной сессии купол синхронизирован с телескопом и продолжает позиционироваться в том направлении, куда направлен телескоп. Особенность состоит в том, что как правило, скорость движении телескопа при изменении объекта наблюдения выше, чем купола. И купол «догоняет» телескоп через несколько секунд или даже десятков секунд. Для обычных наблюдений это не проблема. Однако для наблюдений спутников и других быстрых объектов необходимо заказывать специальную, скоростную версию купола. Еще одна конструктивная особенность. Купола меньшего размера как правило более «быстрые». А как контроллер «понимает» как именно ориентирован купол? Для этой цели на профессиональных куполах устанавливают датчики. Как минимум - датчики нулевого положения и угла поворота, а также датчики открытия и закрытия створок.

            Таким образом, вариантов реализации астрономического купола множество. Определяющими параметрами является размер, тип конструкции, реализация шторок, электропривод с необходимыми значениями скорости и наличие контроллера для синхронизации телескопа с куполом. Ну и конечно не нужно забывать о компетенции производителя, его опыте и времени реакции на возможные проблемы. Выбор за Вами.