Maska Coudera pozwala na podzielenie zwierciadła na strefy, które można pomierzyć ilościowo. Nie należy dzielić zwierciadła na zbyt wiele stref - lepiej posiadać wiarygodne odczyty z mniejszej liczby stref, niż zbyt wiele, mniej wiarygodnych danych. Poniżej zamieściłem maskę Coudera dla zwierciadła o średnicy 203 mm.

Pomiary należy wykonać po co najmniej godzinie — dwóch od momentu postawienia zwierciadła na stojaku. Jest bardzo ważne, aby jego temperatura zrównała się z otoczeniem. Najpierw upewnij się, że krawędź noża wędruje wzdłuż osi optycznej zwierciadła i sprawdź sekwencję obrazów. Następnie zakryj zwierciadło maską Coudera i poczekaj około 15 minut, aż uspokoi się powietrze.

Jedną ręką trzymamy pokrętło wzdłużne, drugą ręką pokrętło poprzeczne i wprowadzając i wyprowadzając ostrze w oś optyczną oceniamy stan wygaszenia każdej strefy z osobna. Noża nie trzeba zerować, gdyż tak naprawdę nie liczy się sama wartość odczytana ze skali, lecz różnica w wartości pomiędzy poszczególnymi strefami. Numery powinny rosnąć od strefy Z1 do Z4. Najtrudniej jest odczytać środkową strefę i zajmuje wiele czasu i praktyki aby wyczulić oko na te zmiany. Czego właściwie szukamy? Celem jest znalezienie punktu na podziałce dla każdej strefy na osi podłużnej, w którym wygasa ona natychmiast po wprowadzeniu noża. Cała strefa musi zaciemnić się jednorodnie, bez wędrujących cieni z jednego końca na drugi. W przypadku stref Z2, Z3, Z4 obie strony maski Coudera powinny wygasnąć jednocześnie. Zanim zaczniesz spisywać numery z podziałki, staraj się poćwiczyć „na sucho", wygaszając kolejno strefy Z1 — Z4 i z powrotem. Tak jak wspominałem — najtrudniejsza do oceny jest strefa Z1 i najlepiej jest przesunąć wpierw nóż w kierunku zwierciadła, obserwując wędrujący cień i stopniowo cofać ostrze aż do momentu, gdy cała strefa wygasza się w jednym momencie. Najbardziej wiarygodny odczyt jest zawsze ze strefy Z3, czyli obszaru 0,7 średnicy zwierciadła i te dane, nie zaś wartość strefy Z1, traktowane są przez oprogramowanie jako punkt odniesienia.

Oczywiście, wszystkie obliczenia można wykonywać ręcznie, jednak szczerze odradzam — są one zbyt czasochłonne. Ciekawych odsyłam do książki Texereau ^{[ 1 ]}. My tymczasem użyjemy doskonałego oprogramowania freeware, które pozwoli nam ułatwić wyzywający proces figuryzacji. Program nazywa się FigureXP i można go sciągnąć tutaj: FigureXP. Poniżej znajduje się ekran (Setup, F2), w którym wprowadza się dane.

Ekran 'Setup' posiada następujące opcje:

• Ilość stref maski (number of mask zones): 4.
• Sposób wpisywania wymiarów stref (mask entry type): pozostawić 'inner/outer' (promień wewnętrzny/zewnętrzny).
• Jednostka pomiarowa (measurments unit): mm.
• Źródło światła (light source type): w zależności od zbudowanego przez was noża Foucaulta należy wybrać: ruchome (moving) albo nieruchome (fixed). Jest to bardzo ważne. Złe wybranie opcji spowoduje błędną interpretację danych.
• Promień krzywizny (ROC): czyli podwojona ogniskowa — zmierz dokładnie jeszcze raz ustawiając nóż na figurze „obwarzanka" — wygaszając 0,7 średnicy zwierciadła. Co jakiś czas należy mierzyć tą odległość, gdyż może ona zmienić się w toku figuryzacji.
• Średnica zwierciadła (mirror diameter): w naszym przypadku 203 mm.
• Pożądana deformacja (desired deformation): -1 (czyli kształt paraboli — porównaj z Ryc. 42).
• Promień wewnętrzny H_m (Inner Mask Radius) oraz promień zewnętrzny H_x (Outer Mask Radius) dla każdej ze stref powinny mieć takie wartości jak w tabeli, jeśli dokładnie wyciąłeś maskę.

Gdy wpiszemy wszystkie dane przechodzimy do następnego panelu za pomocą F3.

Pojawia się następna opcja — ilość odczytów (number of data sets). Ponieważ ludzkie oko nie jest doskonałe i w naszych danych zawsze będzie pewien błąd, należy wykonać co najmniej trzy odczyty każdej strefy, które zostaną uśrednione. Z biegiem czasu można dojść do takiej wprawy, że odczyty z Z3 strefy będą identyczne do 2 miejsca po przecinku! Ja zawsze wykonywałem trzy odczyty — zaczynając od strefy Z1 do Z4, z powrotem od Z4 do Z1 i ponownie od Z1 do Z4. Staraj się nie patrzeć na poprzednie odczyty, aby się nimi nie sugerować. Gdy już będziesz naprawdę blisko ukończenia zwierciadła, po odczytaniu danych, przekręć zwierciadło o 90 stopni, przykryj ponownie maską Coudera, odczekaj 15 minut i powtórz odczyty. Uzyskane dane wpisujemy dla każdej strefy do tabeli. Po prawej stronie, żółtym kolorem, podane są wartości idealne dla każdej z nich. Gdy wpiszemy nasze odczyty, przechodzimy do kolejnego panelu, wciskając, F4.

Powyższy panel reprezentuje błąd powierzchni zwierciadła, oś pozioma to odległość od środka, oś pionowa reprezentuje odchyłkę krzywizny w nanometrach (nm). Na samej górze wyrażona jest skala w długościach fali świetlnej. Dla nas na tym panelu najważniejsze są dwie rzeczy: kształt krzywej i wartość błędu wyrażona w długości fali (lambda) — 'P-V Wavefront Error'. Spójrzcie na powyższy wykres — olbrzymi wulkan, z dziurą w środku i stromymi krawędziami! Odchyłka od prawidłowej figury wynosi ponad dwie długości fali! ('P-V Wavefront Error' 2.04 Waves!) Kiedy klikniemy na przycisk po lewej 'Find best fit conic constant', pokazuje się wartość -3.2, czyli wielgachna hiperbola. Co właściwie oznacza 'odchyłka równa x fali'?

Zwierciadła komercyjne powinny mieć odchyłkę maksimum 1/4 fali, my jednak chcemy wykonać zwierciadło doskonałe i nie powinniśmy kończyć figuryzacji zanim nie uzyskamy błędu mniejszego niż 1/10 fali. Jeśli zdecydowałeś się na wykonanie zwierciadła do obserwacji głównie planet, twoim celem powinno być nawet 1/16 fali. Proces poprawek jest za każdym razem inny i zależy od twardości polerownika, temperatury stanowiska pracy, doświadczenia operatora etc. Podstawą jest ostrożność, odpowiednia analiza i zrozumienie własnych poczynań. Figuryzacji trzeba poświęcić dużo czasu. Należy prowadzić skrupulatne notatki z każdego odczytu i pracować powoli i sukcesywnie. Dobrze jest włączyć sobie po kolei profile zwierciadła na ekranie i analizować w jaki sposób nasze działania wpłynęły na zmianę kształtu. Cały proces jest jak próbowanie złapania czterech kotów jedną ręką na raz. Kiedy mamy już trzy w garści i sięgamy po czwartego, drugi wypada z ręki i ucieka. Podczas podnoszenia drugiego, wypadają dwa kolejne etc. Samemu zdarzyło mi się raz, że trzy strefy miały wartość idealną, pozostała czwarta była zaś zupełnie poza kontrolą. Poniżej przedstawiam kilka przykładowych rycin, które reprezentują kolejne kroki moich zmagań podczas figuryzacji. W każdym przypadku skutek danego ruchu może być inny ze względu na różnice pomiędzy polerownikiem. Ważnym jest więc uchwycenie jego działania w toku figuryzacji.

Figuryzacyjne przygody

OK, po chwili szoku wywołanej wartościami uzyskanymi z pierwszych odczytów zabrałem się za poprawki. Skusiłem się na kilka eksperymentów ze ścieraniem tylko strefy 3, używając lokalnego nacisku, ale skończyło się to jeszcze większą odchyłką. Skoro najwyraźniej zbyt długi ruch parabolizacyjny doprowadził mnie do „przestrzelenia" paraboli i skończeniu na hiperboli, postanowiłem spróbować przywrócić zwierciadło z powrotem do kształtu paraboidalnego.

Dociskanie 45 minut z ciężarem

Ruch: MOT, COC, zakres 1/3 — 1/2 średnicy, 15 minut pracy, 5 minut naciskania bez ciężaru, powtórzyć 3 razy.

Wynik:

OK, jest duża poprawa. A może by tak skrócić ruch, aby nie wygrzebywać większego dołu po środku?

Dociskanie 45 minut z ciężarem.

Ruch: MOT, COC, zakres nie więcej niż 1/3 średnicy, 15 minut.

Wynik:

A gdyby tak zakryć strefy 1,2,3 krążkiem wyciętym z papieru woskowego i naciskając dopasować polerownik do zwierciadła tylko w strefie 4 — krawędzi?

Dociskanie 45 minut z ciężarem i krążkiem zakrywającym około 0.8 średnicy polerownika.

Ruch: MOT, COC, zakres 1/3 — 1/2 średnicy zwierciadła, 15 minut

Wynik:

Zniecierpliwiony jedynie drobnymi zmianami postanowiłem uderzyć z impetem, wyczyściłem również polerownik, zdrapując warstwę zewnętrzną.

Dociskanie 1 godzinę z ciężarem

Ruch: MOT, szybki COC, zakres 1/3, 45 minut nonstop

Wynik:

Po tej bolesnej lekcji zabrałem się za ostrożną korektę.

Dociskanie 1 godzinę z ciężarem.

Ruch: MOT, parabolizacyjny nr 3, jeden obrót zwierciadła — w celu zredukowania krawędzi, następnie dociskanie przez 30 minut, potem COC, zakres 2/3 średnicy przez 15 minut — aby zamortyzować pierwszy ruch.

Wynik:

Ruch: COC, zakres 2/3 średnicy zwierciadła, 15 minut.

Wynik:

Po tylu próbach widać, że cokolwiek nie wykombinuję, krawędź zawsze się podnosi. Dziś wiem, że problem ten miał źródło w zbyt twardym lepiku, a raczej zbyt niskiej temperaturze stanowiska pracy — w tamtym czasie mieliśmy przyjemność delektować się w Chicago temperaturami poniżej minus 20 stopni Celsjusza i piwnica, w której pracowałem, była zbyt chłodna.

Postanowiłem więc stosować miejscowy nacisk na krawędź podczas ruchu parabolizacyjnego.

Dociskanie 1 godzinę z ciężarem.

Ruch: Parabolizacyjny nr 1, lekki nacisk na krawędź przesuwającą się po polerowniku, 1 obrót zwierciadła.

Wynik:

Dociskanie 1 godzinę z ciężarem

Ruch: Parabolizacyjny nr 1, lekki nacisk na krawędź przesuwającą się po polerowniku, 1 obrót zwierciadła.

Wynik:

Dociskanie 1 godzinę z ciężarem.

Ruch: Parabolizacyjny nr 1, lekki nacisk na krawędź przesuwającą się po polerowniku, 1 obrót zwierciadła.

Wynik:

Dociskanie 1 godzinę z ciężarem.

Ruch: MOT, COC, zasięg 2/3 średnicy zwierciadła, 10 minut.

Wynik:

Czyli, stosując na zmianę ruch parabolizacyjny nr 1 z naciskiem na krawędź oraz ruch COC mogę wzajemnie kontrolować krawędź oraz pozostałe strefy. I tak też, zamieniając te dwa rodzaje ruchów, pewnego pięknego wieczoru otrzymałem to:

Ostateczne pomiary należy wykonać kilkakrotnie, obracając zwierciadło o 90 stopni, po czym powtórzyć je następnego dnia, kiedy jesteśmy pewni, że ogrzanie zwierciadła nie było przyczyną odczytania takich a nie innych danych.