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천문관련/촬영기

[2022년 5월 24일] GSO 8" RC 순정 초점거리 측정과 광학 공식

by 두루별 2022. 5. 26.

평일이지만 오랜만의 맑은 날과 좋은 월령을 놓칠 수 없어서 출사를 다녀왔습니다.
이거 저거 테스트를 하느라 정작 사진은 한 장도 못 찍었지만 좋은 하늘에서 별을 보며 혼자 조용히 시간을 보내서 좋았습니다.

이날은 다른 테스트와 함께 새로 온 GSO 8" RC의 순정 상태의 초점거리를 측정했습니다.
RC 망원경은 주경과 부경의 거리가 중요한 요소입니다. 이 두 거울(주경과 부경)의 간격이 변하면 초점거리가 변하는데, 이 두 거울의 간격이 설계와 다르면 주변부에 수차가 발생하게 됩니다. 때문에 경통에 손을 대기 전인 순정 상태에서 경통의 정확한 초점거리를 측정하여 기록하여 둘 필요가 있습니다. 이렇게 정확한 초점거리를 알게 되면 향후 경통의 분해 조립 시에 올바르게 조립됐는지 확인할 수 있는 기준값으로 사용할 수 있습니다.

이런 카세그레인 광학계(혹은 변형 광학계)의 초점거리 공식은 아래의 사이트에서 확인할 수 있습니다.

 

Two-mirror telescopes: Cassegrain, Gregorian and variants

telescopeѲptics.net   ▪   ▪   ▪  ▪ ▪▪▪▪ ▪ ▪  ▪   ▪    ▪     ▪      ▪       ▪        ▪         CONTENTS   ◄ 8.1.3. Newtonian reflector diagonal flat   ▐    8.2.1. Genera

www.telescope-optics.net

위 사이트에서 제공하는 카세그레인 방식의 초점거리 공식은 아래와 같습니다.

경통의 초점거리를 f라고 할 때 주경의 초점거리는 f1, 부경의 초점거리는 f2. 마지막으로 두 거울의 간격은 s입니다.
그리고 카세그레인 방식의 경우 f1, f2, s 모두 음수라고 설명하고 있습니다.

그럼 간단히 예를 들어 계산을 해보면...

f2 + s > f1 이어야 하겠죠?  그럼 이 조건을 만족하도록 f1 = 600, f2 = 200, s = 500이라고 가정을 해보겠습니다. 
이 값을 위 공식에 대입하면 초점거리는 다음과 같이 계산됩니다.

그럼 두 거울의 간격 s를 1mm 늘리면 어떻게 될까요?

두 거울의 간격이 늘어나니까 초점거리가 줄어들었습니다! 그럼 반대로 간격 s를 1mm 줄이면

당연하게도 초점거리가 증가했습니다.

이 공식을 통해 카세그레인 방식(RC 포함)의 망원경은 주경과 부경의 간격 변화에 대해 초점거리는 다음과 같이 변한다는 것을 계산으로 알 수 있었습니다.

1. 주경과 부경의 간격이 늘어나면 초점거리가 줄어든다.
2. 주경과 부경의 간격이 줄어들면 초점거리가 늘어난다.

간단히 생각해서 부경의 중앙에 있는 큰 볼트를 조이면(간격을 늘리면) 초점거리가 줄어들고, 반대로 풀면(간격을 줄이면) 초점거리가 늘어난다고 기억하면 됩니다. 하지만 부경의 중앙에 있는 볼트는 손대지 않는 것이 좋습니다. 부경과 주경의 간격을 설정하는 것이 쉽지 않기 때문입니다. 

머리 아픈 얘기는 여기까지 하고...

GSO 8" RC 경통의 초점거리의 측정은 ASIAIR Pro의 Plate Solve 기능을 이용하여 측정하였습니다.
정확한 측정을 위해 경통을 2시간 이상 충분히 냉각시킨 후 다양한 고도의 대상을 사용하여 여러 번 측정하여 평균을 냈습니다.
그 결과 GSO 8" RC 경통의 초점거리는 평균 1623mm이었습니다. 오차가 있다고 해도 제조사가 말하는 스펙상의 초점거리인 1624mm와 거의 같은 결과입니다.

이 경통의 초점거리는 1600mm로 알려져 있어서 1600mm 근처의 값을 예상했었는데 좀 의외였습니다.
아직 주경의 지름을 확인해 보지 않았지만 이렇다면 주경의 지름도 스펙대로 203mm가 되는 걸까요?
아직은 분해할 계획이 없기 때문에 더 사용하면서 계속 초점거리를 확인해 보고 또 공유하도록 하겠습니다.

 

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