Teleskopai: atšvaitai ir veidrodiniai lęšiai. Teleskopų istorija Kur įsigyti Niutono atšvaitą

> Teleskopų tipai

Visi optiniai teleskopai yra sugrupuoti pagal šviesą renkančio elemento tipą į veidrodinius, objektyvus ir kombinuotus. Kiekvienas teleskopo tipas turi savo privalumų ir trūkumų, todėl renkantis optiką reikia atsižvelgti į šiuos veiksnius: stebėjimo sąlygas ir tikslus, reikalavimus svoriui ir mobilumui, kainą, aberacijos lygį. Apibūdinkime populiariausius teleskopų tipus.

Refraktoriai (lęšių teleskopai)

Refraktoriai Tai pirmieji žmogaus išrasti teleskopai. Tokiame teleskope už šviesos surinkimą atsakingas abipus išgaubtas lęšis, kuris veikia kaip objektyvas. Jo veikimas pagrįstas pagrindine išgaubtų lęšių savybe – šviesos spindulių lūžimu ir jų surinkimu fokusuojant. Iš čia ir kilo pavadinimas – refraktoriai (iš lot. refract – lūžti).

Jis buvo sukurtas 1609 m. Jame buvo naudojami du lęšiai, kurių pagalba buvo surinktas maksimalus žvaigždžių šviesos kiekis. Pirmasis objektyvas, kuris veikė kaip objektyvas, buvo išgaubtas ir skirtas šviesai surinkti ir sufokusuoti tam tikru atstumu. Antrasis lęšis, kuris atliko okuliaro vaidmenį, buvo įgaubtas ir buvo naudojamas besileidžiančiam šviesos spinduliui paversti lygiagrečią. Naudodami „Galileo“ sistemą galite gauti tiesų, apverstą vaizdą, kurio kokybė labai kenčia nuo chromatinės aberacijos. Chromatinės aberacijos efektas gali būti vertinamas kaip klaidingas objekto detalių ir kraštų dažymas.

Keplerio refraktorius yra pažangesnė sistema, sukurta 1611 m. Čia kaip okuliaras buvo naudojamas išgaubtas objektyvas, kuriame priekinis fokusavimas buvo derinamas su objektyvo objektyvo užpakaliniu židiniu. Iš to galutinis vaizdas buvo apverstas, o tai nėra būtina astronominiams tyrimams. Pagrindinis naujosios sistemos privalumas – galimybė vamzdžio viduje židinio taške įrengti matavimo tinklelį.

Ši schema taip pat pasižymėjo chromatine aberacija, tačiau jos poveikį galima išlyginti padidinus židinio nuotolį. Štai kodėl to meto teleskopai turėjo didžiulį židinio nuotolį su atitinkamo dydžio vamzdžiu, o tai sukėlė rimtų sunkumų atliekant astronominius tyrimus.

XVIII amžiaus pradžioje atsirado ji, populiari ir šiandien. Šio prietaiso objektyvas pagamintas iš dviejų lęšių, pagamintų iš skirtingų tipų stiklo. Vienas objektyvas konverguoja, kitas – išsiskiriantis. Ši struktūra gali labai sumažinti chromatines ir sferines aberacijas. O teleskopo korpusas išlieka labai kompaktiškas. Šiandien buvo sukurti apochromatiniai refraktoriai, kuriuose chromatinės aberacijos įtaka sumažinama iki minimumo.

Refraktorių pranašumai:

  • Paprasta struktūra, lengvas valdymas, patikimas;
  • Greitas terminis stabilizavimas;
  • Nereiklus profesionaliam aptarnavimui;
  • Idealiai tinka tyrinėti planetas, mėnulį, dvigubas žvaigždes;
  • Puikus spalvų atkūrimas apochromatinėje, geras - achromatinėje;
  • Sistema be centrinio ekranavimo nuo įstrižainės arba antrinio veidrodžio. Taigi didelis vaizdo kontrastas;
  • Oro srauto trūkumas vamzdyje, optikos apsauga nuo nešvarumų ir dulkių;
  • Vieno gabalo objektyvo konstrukcija, kurios astronomo nereikia koreguoti.

Refraktorių trūkumai:

  • Auksta kaina;
  • Didelis svoris ir matmenys;
  • Mažas praktiškos angos skersmuo;
  • Ribota tiriant blankius ir mažus objektus gilioje erdvėje.

Veidrodinių teleskopų pavadinimas yra atšvaitai kilęs iš lotyniško žodžio reflectio – atspindėti. Šis prietaisas yra teleskopas su objektyvu, kuris yra įgaubtas veidrodis. Jo užduotis yra surinkti žvaigždžių šviesą viename taške. Įdėję okuliarą šioje vietoje, galite matyti vaizdą.

Vienas pirmųjų atšvaitų ( Grigaliaus teleskopas) buvo sukurtas 1663 m. Šis teleskopas su paraboliniu veidrodžiu buvo visiškai be chromatinių ir sferinių aberacijų. Veidrodžio surinkta šviesa atsispindėjo nuo mažo ovalo formos veidrodėlio, kuris buvo pritvirtintas priešais pagrindinį, kuriame buvo nedidelė skylutė šviesos pluošto išėjimui.

Niutonas buvo visiškai nusivylęs lūžtančiais teleskopais, todėl vienas pagrindinių jo patobulinimų buvo atspindintis teleskopas, pagrįstas pagrindiniu metaliniu veidrodžiu. Jis vienodai atspindėjo šviesą su skirtingais bangos ilgiais, o veidrodžio sferinė forma padarė įrenginį prieinamesnį net ir savarankiškai gaminti.

1672 m. astronomas Lauren Cassegrain pasiūlė teleskopo schemą, kuri išoriškai būtų panaši į garsųjį Grigaliaus atšvaitą. Tačiau patobulintas modelis turėjo keletą rimtų skirtumų, iš kurių pagrindinis buvo išgaubtas hiperbolinis antrinis veidrodis, kuris leido padaryti teleskopą kompaktiškesnį ir sumažino centrinį ekranavimą. Tačiau tradicinis „Cassegrain“ atšvaitas pasirodė esąs žemų technologijų masinei gamybai. Veidrodžiai su sudėtingais paviršiais ir nepataisyta komos aberacija yra pagrindinės šio nepopuliarumo priežastys. Tačiau šio teleskopo modifikacijos šiandien naudojamos visame pasaulyje. Pavyzdžiui, Ritchey-Chrétien teleskopas ir optinių prietaisų masė, pagrįsta sistema Schmidt-Cassegrain ir Maksutov-Cassegrain.

Šiandien pavadinimas „atšvaitas“ paprastai suprantamas kaip Niutono teleskopas. Pagrindinės jo savybės yra maža sferinė aberacija, jokio chromatizmo nebuvimas, taip pat ne izoplanatizmas - komos pasireiškimas šalia ašies, kuris yra susijęs su atskirų žiedinių apertūrų zonų netolygumu. Dėl šios priežasties žvaigždė teleskope atrodo ne kaip apskritimas, o kaip kūgio projekcija. Tuo pačiu metu jo buka suapvalinta dalis pasukta iš centro į šoną, o aštrioji, atvirkščiai, į centrą. Komos efektui ištaisyti naudojami objektyvo korektoriai, kurie turi būti pritvirtinti prieš kamerą ar okuliarą.

„Niutonai“ dažnai atliekami ant Dobsono laikiklio, kuris yra praktiškas ir kompaktiškas. Dėl to teleskopas yra labai nešiojamas prietaisas, nepaisant diafragmos dydžio.

Atšvaitų privalumai:

    Prieinama kaina;

  • Mobilumas ir kompaktiškumas;
  • Didelis efektyvumas stebint blankius objektus gilioje erdvėje: ūkus, galaktikas, žvaigždžių spiečius;

    • Ryškiausi ir ryškiausi vaizdai su minimaliais iškraipymais.

    Chromatinė aberacija sumažinama iki nulio.

Atšvaitų trūkumai:

  • Ištemptas antrinis veidrodis, centrinis ekranavimas. Dėl to mažas vaizdo kontrastas;
  • Didelio stiklo veidrodžio terminis stabilizavimas trunka ilgai;
  • Atviras vamzdis be apsaugos nuo karščio ir dulkių. Dėl to prasta vaizdo kokybė;
  • Reikalingas reguliarus kolimavimas ir derinimas, kuris gali būti prarastas naudojant arba transportuojant.

Katadioptriniai teleskopai naudoja ir veidrodžius, ir lęšius, kad ištaisytų aberaciją ir sukurtų vaizdus. Dviejų tipų tokie teleskopai šiandien yra labai paklausūs: Schmidt-Cassegrain ir Maksutov-Cassegrain.

Instrumentų dizainas Schmidt-Cassegrain(SHK) susideda iš sferinių pirminių ir antrinių veidrodžių. Šiuo atveju sferinė aberacija koreguojama pilnos angos Schmidt plokšte, kuri montuojama ties vamzdžio įvadu. Tačiau čia išlieka kai kurios liekamosios aberacijos komos ir lauko kreivumo pavidalu. Jų korekcija galima naudojant objektyvo korektorius, kurie ypač aktualūs astrofotografijoje.

Pagrindiniai šio tipo prietaisų pranašumai yra susiję su minimaliu svoriu ir trumpu vamzdžiu, išlaikant įspūdingą diafragmos skersmenį ir židinio nuotolį. Tuo pačiu metu šiems modeliams nėra būdingi antrinio veidrodžio tvirtinimo išplėtimai, o speciali vamzdžio konstrukcija neleidžia orui ir dulkėms prasiskverbti į vidų.

Sistemos kūrimas Maksutovas-Cassegrain(MK) priklauso sovietiniam optikui D. Maksutovui. Tokio teleskopo konstrukcijoje įrengti sferiniai veidrodžiai, o už aberacijų korekciją atsakingas pilnos diafragmos objektyvo korektorius, kuris yra išgaubtas-įgaubtas lęšis – meniskas. Štai kodėl tokia optinė įranga dažnai vadinama menisko reflektoriumi.

MC pranašumai apima galimybę ištaisyti beveik bet kokią aberaciją, pasirenkant pagrindinius parametrus. Vienintelė išimtis yra aukštesnės eilės sferinė aberacija. Visa tai daro schemą populiarią tarp gamintojų ir astronomijos entuziastų.

Iš tiesų, ceteris paribus, MC sistema suteikia geresnius ir aiškesnius vaizdus nei SC schema. Tačiau didesni MK teleskopai turi ilgesnį terminio stabilizavimo laikotarpį, nes storas meniskas daug lėčiau praranda temperatūrą. Be to, MC yra jautresni korektoriaus tvirtinimo standumui, todėl teleskopo konstrukcija yra sunki. Tai lemia didelį MC sistemų su mažomis ir vidutinėmis diafragmomis bei SC sistemų su vidutinėmis ir didelėmis diafragmomis populiarumą.

Be to, buvo sukurtos Maksutovo-Newton ir Schmidt-Newton katadioptrinės sistemos, kurių dizainas buvo sukurtas specialiai aberacijų korekcijai. Jie išlaikė Niutono matmenis, tačiau jų svoris gerokai padidėjo. Tai ypač pasakytina apie menisko korektorius.

Privalumai

  • Universalumas. Gali būti naudojamas tiek žemės, tiek erdvės stebėjimams;
  • Padidėjęs aberacijos korekcijos lygis;
  • Apsauga nuo dulkių ir šilumos srautų;
  • Kompaktiški matmenys;
  • Prieinama kaina.

Trūkumaikatadioptriniai teleskopai:

  • Ilgas terminio stabilizavimo laikotarpis, kuris ypač svarbus teleskopams su menisko korektoriumi;
  • Dizaino sudėtingumas, dėl kurio kyla sunkumų montuojant ir savaime derinant.

Dažnai išradimas Pirmasis teleskopas priskiriamas Hansui Lipperschley iš Olandijos, 1570–1619 m., tačiau beveik neabejotinai jis nebuvo atradėjas. Greičiausiai jo nuopelnas yra tai, kad jis pirmasis išpopuliarino ir paklausė naująjį teleskopinį instrumentą. Be to, jis 1608 m. pateikė paraišką patentuoti porą lęšių, įdėtų į vamzdelį. Prietaisą jis pavadino žvalgybos stiklu. Tačiau jo patentas buvo atmestas, nes jo prietaisas atrodė per paprastas.

Dar gerokai prieš jį astronomas Thomas Diggesas 1450 m. bandė padidinti žvaigždes, naudodamas išgaubtą lęšį ir įgaubtą veidrodį. Tačiau jis neturėjo kantrybės tobulinti prietaiso, o pusiau išradimas greitai buvo saugiai pamirštas. Diggesas šiandien prisimenamas dėl jo heliocentrinės sistemos aprašymo.

Iki 1609 m. pabaigos Lipperschley dėka maži šlifavimo akiniai tapo įprasti visoje Prancūzijoje ir Italijoje. 1609 m. rugpjūtį Thomas Harriot užbaigė ir patobulino išradimą, kuris leido astronomams pamatyti Mėnulyje esančius kraterius ir kalnus.

Galilėjus Galilėjus ir teleskopas

Didelis lūžis įvyko, kai italų matematikas Galileo Galilei sužinojo apie olando bandymą patentuoti objektyvo vamzdelį. Įkvėptas šio atradimo, Halley nusprendė pasigaminti tokį įrenginį sau. 1609 m. rugpjūčio mėn. Galilėjus pagamino pirmąjį pasaulyje visavertį teleskopą. Iš pradžių tai tebuvo taškinis taikiklis – akinių lęšių derinys, šiandien jis būtų vadinamas refraktoriumi. Greičiausiai prieš „Galileo“ mažai žmonių spėjo panaudoti šį linksmą vamzdelį astronomijos labui. Pats Galilėjus aparato dėka Mėnulyje atrado kalnus ir kraterius, įrodė Mėnulio sferiškumą, atrado keturis Jupiterio palydovus, Saturno žiedus ir padarė daug kitų naudingų atradimų.

Šiandieniniam žmogui „Galileo“ teleskopas neatrodys ypatingas, bet kuris dešimties metų vaikas, naudodamas šiuolaikinius lęšius, gali nesunkiai surinkti kur kas geresnį instrumentą. Tačiau Galileo teleskopas buvo vienintelis realus tos dienos veikiantis teleskopas su 20 kartų padidinimu, bet nedideliu matymo lauku, šiek tiek neryškiu vaizdu ir kitais trūkumais. Būtent Galilėjus astronomijoje atrado refraktoriaus amžių – XVII a.

XVII amžius žvaigždžių stebėjimo istorijoje

Laikas ir mokslo raida leido sukurti galingesnius teleskopus, kurie leido pamatyti daug daugiau. Astronomai pradėjo naudoti objektyvus su didesniu židinio nuotoliu. Patys teleskopai virto dideliais nepakeliamais vamzdeliais ir, žinoma, nebuvo patogūs naudoti. Tada jiems buvo išrasti trikojiai. Teleskopai buvo palaipsniui tobulinami ir tobulinami. Tačiau didžiausias jo skersmuo neviršijo kelių centimetrų – didelių lęšių pagaminti nebuvo įmanoma.

Iki 1656 m Christianas Huyensas pagamino teleskopą, kuris padidina 100 kartų stebimus objektus, jo dydis siekė daugiau nei 7 metrus, diafragma apie 150 mm. Šis teleskopas jau laikomas šiuolaikinių mėgėjų teleskopų, skirtų pradedantiesiems, lygiu. 1670-aisiais jau buvo pastatytas 45 metrų teleskopas, kuris dar labiau padidino objektus ir suteikė didesnį matymo kampą.

Izaokas Niutonas ir atšvaito išradimas

Tačiau net ir paprastas vėjas gali tapti kliūtimi gauti aiškų ir kokybišką vaizdą. Teleskopas pradėjo augti. Atradėjai, bandydami išnaudoti visas šio prietaiso galimybes, rėmėsi savo atrastu optiniu dėsniu – lęšio chromatinės aberacijos mažėjimas atsiranda padidėjus jo židinio nuotoliui. Norėdami pašalinti chromatinį triukšmą, mokslininkai padarė neįtikėtiniausio ilgio teleskopus. Šie vamzdžiai, kurie tada buvo vadinami teleskopais, siekė 70 metrų ilgio ir sukėlė daug nepatogumų dirbant su jais bei juos reguliuojant. Refraktorių trūkumai privertė didžiuosius protus ieškoti sprendimų, kaip tobulinti teleskopus. Buvo rastas atsakymas ir naujas būdas: spindulių surinkimas ir fokusavimas buvo pradėtas atlikti naudojant įgaubtą veidrodį. Refraktorius atgimė į reflektorių, visiškai išlaisvintą nuo chromatizmo.

Šis nuopelnas visiškai priklauso Izaokas Niutonas, būtent jam pavyko teleskopams suteikti naują gyvybę veidrodžio pagalba. Jo pirmasis atšvaitas buvo tik keturių centimetrų skersmens. O pirmąjį veidrodį 30 mm skersmens teleskopui iš vario, alavo ir arseno lydinio jis pagamino 1704 m. Vaizdas tapo aiškus. Beje, pirmasis jo teleskopas iki šiol kruopščiai saugomas Astronomijos muziejuje Londone.

Tačiau ilgą laiką optikai negalėjo pasigaminti pilnaverčių atšvaitų veidrodžių. Naujo tipo teleskopo gimimo metais laikomi 1720 metai, kai britai pastatė pirmąjį funkcionalų 15 centimetrų skersmens atšvaitą. Tai buvo proveržis. Europoje buvo paklausa nešiojamų, beveik kompaktiškų dviejų metrų ilgio teleskopų. Apie 40 metrų refraktorių vamzdžius pradėjo pamiršti.

Iki XVIII amžiaus pabaigos kompaktiški, patogūs teleskopai pakeitė didelių gabaritų atšvaitus. Metaliniai veidrodžiai taip pat pasirodė ne itin praktiški – brangu gaminti, taip pat su laiku pritemsta. Iki 1758 m., išradus du naujus stiklo tipus: lengvą – karūnėlę ir sunkų – titnagą, tapo įmanoma sukurti dviejų lęšių lęšius. Kas saugiai ir pasinaudojo mokslininku J. Dollondas, kuris pagamino dviejų lęšių objektyvą, vėliau pavadintą dolerio objektyvu.

Herschel ir Ross teleskopai


Išradus achromatinius lęšius, refraktoriaus pergalė buvo absoliuti, beliko tik tobulinti lęšių teleskopus. Pamiršau apie įgaubtus veidrodžius. Atgaivinti juos pavyko astronomų mėgėjų rankomis. William Herschel, anglų muzikantas, atradęs Urano planetą 1781 m. Jo atradimas astronomijoje neprilygsta nuo seniausių laikų. Be to, Uranas buvo atrastas naudojant mažą savadarbį atšvaitą. Sėkmė paskatino Herschel pradėti gaminti didesnius atšvaitus. Pats Herschelis dirbtuvėse išlydė veidrodžius iš vario ir alavo. Pagrindinis jo gyvenimo darbas – didelis teleskopas su veidrodžiu, kurio skersmuo 122 cm.Tokio skersmens jo didžiausias teleskopas. Atradimų netruko laukti, šio teleskopo dėka Herschelis atrado šeštąjį ir septintąjį Saturno planetos palydovus. Kitas, ne mažiau žinomas, astronomas mėgėjas, anglų dvarininkas Lordas Rossas, išrado atšvaitą su 182 centimetrų skersmens veidrodžiu. Teleskopo dėka jis atrado daugybę nežinomų spiralinių ūkų. Herschel ir Ross teleskopai turėjo daug trūkumų. Veidrodiniai metaliniai lęšiai buvo per sunkūs, atspindėjo tik nedidelę ant jų krintančios šviesos dalį ir pritemdavo. Reikėjo naujos tobulos medžiagos veidrodžiams. Ši medžiaga buvo stiklas. Prancūzų fizikas Leonas Foucault 1856 metais bandė į atšvaitą įterpti sidabruoto stiklo veidrodį. Ir patirtis buvo sėkminga. Jau 90-aisiais astronomas mėgėjas iš Anglijos pastatė atšvaitą fotografiniams stebėjimams su 152 centimetrų skersmens stikliniu veidrodžiu. Kitas proveržis teleskopų konstrukcijoje buvo akivaizdus.

Šis proveržis neapsiėjo be Rusijos mokslininkų dalyvavimo. AŠ UŽ. Bruce'as išgarsėjo kurdamas specialius metalinius veidrodžius teleskopams. Lomonosovas ir Herschelis, nepriklausomai vienas nuo kito, išrado visiškai naują teleskopo dizainą, kuriame pagrindinis veidrodis pakreipiamas be antrinio, taip sumažinant šviesos praradimą.

Vokiečių optikas Fraunhofer pastatė lęšių gamybą ir kokybę ant konvejerio. Ir šiandien Tartu observatorijoje yra teleskopas su visu veikiančiu Fraunhoferio objektyvu. Tačiau vokiškos optikos refraktoriai taip pat nebuvo be trūkumo – chromatizmo.

Refraktorinės astronomijos iškilimas

Dviejų veidrodžių sistemą teleskope pasiūlė prancūzas Cassegrainas. Cassegrainas negalėjo visiškai įgyvendinti savo idėjos, nes nebuvo techninių galimybių išrasti reikiamus veidrodžius, tačiau šiandien jo brėžiniai buvo įgyvendinti. Būtent Niutono ir Cassegraino teleskopai yra laikomi pirmaisiais „moderniais“ teleskopais, išrastais XIX amžiaus pabaigoje. Beje, Hablo kosminis teleskopas veikia taip pat, kaip Cassegrain teleskopas. O pagrindinis Niutono principas, naudojant vieną įgaubtą veidrodį, buvo naudojamas Specialiojoje astrofizikos observatorijoje Rusijoje nuo 1974 m. Refraktorinės astronomijos klestėjimas įvyko XIX amžiuje, kai pamažu augo achromatinių lęšių skersmuo. Jei 1824 m. skersmuo buvo dar 24 centimetrai, tai 1866 m. jo dydis padvigubėjo, 1885 m. skersmuo pradėjo siekti 76 centimetrus (Rusijos Pulkovo observatorija), o 1897 m. buvo išrastas „Ierk“ refraktorius. Galima paskaičiuoti, kad 75 metus objektyvo objektyvas didėjo vienu centimetru per metus.

Iki XIX amžiaus pabaigos buvo išrastas naujas lęšių gamybos būdas. Stiklo paviršiai buvo pradėti apdoroti sidabro plėvele, kuri buvo padengta stikliniu veidrodžiu, veikiant vynuogių cukrų sidabro nitrato druskomis. Šie novatoriški lęšiai atspindėjo iki 95 % šviesos, o ne antikvariniai bronziniai lęšiai, atspindintys tik 60 % šviesos. L. Foucault atšvaitus su paraboliniais veidrodžiais sukūrė keisdamas veidrodžių paviršiaus formą. XIX amžiaus pabaigoje Crossley, astronomas mėgėjas, atkreipė dėmesį į aliuminio veidrodžius. Jis nusipirko įgaubtą stiklinį 91 cm skersmens parabolinį veidrodį, kuris buvo nedelsiant įdėtas į teleskopą. Šiandien šiuolaikinėse observatorijose įrengiami teleskopai su tokiais didžiuliais veidrodžiais. Nors refraktoriaus augimas sulėtėjo, atspindinčio teleskopo kūrimas įgavo pagreitį. Nuo 1908 iki 1935 metų įvairiose pasaulio observatorijose buvo pastatyta daugiau nei tuzinas atšvaitų, kurių objektyvas buvo didesnis nei Ierk. Didžiausias teleskopas įrengtas Mount Wnlson observatorijoje, jo skersmuo – 256 centimetrai. Ir net ši riba greitai bus peržengta du kartus. Kalifornijoje buvo sumontuotas amerikietiškas milžiniškas atšvaitas, šiandien jo amžius – daugiau nei dvidešimt metų.

Naujausia teleskopų istorija

Prieš daugiau nei 40 metų, 1976-aisiais, sovietų mokslininkai pastatė 6 metrų BTA teleskopą – Didįjį azimutinį teleskopą. Iki XX amžiaus pabaigos ARB buvo laikomas didžiausiu pasaulyje teleskopu.BTA išradėjai buvo originalių techninių sprendimų, tokių kaip alt-azimuto instaliacija su kompiuterio valdymu, novatoriai. Šiandien šios naujovės naudojamos beveik visuose milžiniškuose teleskopuose. XXI amžiaus pradžioje BTA pateko į antrąjį didžiausių teleskopų dešimtuką pasaulyje. O veidrodžio laipsniškas karts nuo karto prastėjantis – šiandien jo kokybė nuo originalo nukrito 30 % – paverčia jį tik istoriniu mokslo paminklu.

Į naują kartą teleskopuose yra du dideli 10 metrų dvigubi teleskopai KECK I ir KECK II, skirti optiniams infraraudonųjų spindulių stebėjimams. Jie buvo įrengti 1994 ir 1996 metais JAV. Jie surinkti padedant W. Kecko fondui, kurio vardu ir pavadinti. Jų statybai jis skyrė daugiau nei 140 000 USD. Šie teleskopai yra aštuonių aukštų pastato dydžio ir sveria daugiau nei 300 tonų, tačiau jie veikia didžiausiu tikslumu. Veikimo principas – pagrindinis 10 metrų skersmens veidrodis, susidedantis iš 36 šešiakampių segmentų, veikiantis kaip vienas atspindintis veidrodis. Šie teleskopai buvo įrengti vienoje geriausių vietų Žemėje astronominiams stebėjimams – Havajuose, 4200 m aukščio užgesusio Manua Kea ugnikalnio šlaite.Iki 2002 metų šie du teleskopai, išdėstyti 85 m atstumu vienas nuo kito, pradėjo veikti interferometro režimu, suteikdamas tokią pat kampinę skiriamąją gebą kaip 85 metrų teleskopas.

O 2019 metų birželį NASA planuoja į orbitą paleisti unikalų infraraudonųjų spindulių teleskopą (JWST) su 6,5 metro veidrodžiu.

Teleskopo istorija nuėjo ilgą kelią – nuo ​​Italijos stiklininkų iki šių dienų milžiniškų palydovinių teleskopų. Šiuolaikinės didelės observatorijos jau seniai buvo kompiuterizuotos. Tačiau mėgėjiški teleskopai ir daugelis teleskopų, pavyzdžiui, Hablo, vis dar yra pagrįsti Galileo išrastais veikimo principais.

Irina Kalina, 2014-04-15
Atnaujinimas: Tatjana Sidorova, 2018-11-02
Perspausdinti be aktyvios nuorodos draudžiama!


Brianas Greenas

Šviesą atspindintys teleskopai, jų privalumai ir trūkumai

Atėjo laikas suprasti, kas yra atšvaitas ir kuo jis iš esmės skiriasi nuo refraktoriaus.

Pats žodis reflektorius kilęs iš anglų kalbos „reflect“ – atspindėti. Iš to aišku, kad veidrodis veikia kaip pagrindinis grandinės elementas. Atšvaito tėvas buvo Izaokas Niutonas, pirmąjį tokį teleskopą surinkęs 1688 m. Prieš tai buvo tik viena schema – „Galileo“ sukurtas refraktorius, kuris labai nusidėjo su chromatine aberacija (būdamas neachromatinis, nesugebėjęs sufokusuoti skirtingo bangos ilgio spindulių, gerokai pakeičiantis vaizdą).

Optinis dizainas


Iki šiol Niutono schema išlieka populiariausia visiems, norintiems įsigyti veidrodinį teleskopą. Jo esmė itin paprasta: šviesa patenka į parabolinį (kartais sferinį) pagrindinį veidrodį, kuris, savo ruožtu, nukreipia jį į įstrižinį (plokštų) veidrodį. Ir jau šis elementas suteikia okuliarui šviesos.

Vikipedija teigia, kad yra dar 7 skirtingos refleksinės grandinės, tačiau prasminga jas tirti tik iš tuščio smalsumo. Pramoniniai teleskopai dažniausiai naudoja Niutono schemą. Jeigu kas nors sako „atšvaitas“, vadinasi, turi omenyje būtent „Niutono atšvaitą“, visos kitos schemos bus nurodytos kūrėjo vardu. Taip yra dėl to, kad jie visi yra daug mažiau patogūs. Kai kur reikia daugiau veidrodžių, kai kur reikia žiūrėti kampu. Niutonas yra paprasta ir nesenstanti klasika.

Atšvaito privalumai

Jis buvo sukurtas siekiant atsikratyti chromatinių aberacijų, kurias suteikė objektyvo teleskopai. Būtų keista patikėti, kad jam jų liko. Visiškas šio defekto nebuvimas yra pagrindinis atšvaitų privalumas. Be to, jie pasižymi dideliu šviesumu (serijiniuose modeliuose iki 1:4), apie kurį refraktoriai negali net pasvajoti. Tai buvo veidrodinė schema, dėl kurios didelio skersmens teleskopai buvo prieinami paprastam žmogui gatvėje. Dėl didelio židinio nuotolio didelio skersmens refraktoriui reikėtų labai ilgo (apie 7 metrų) vamzdžio. Jai, žinoma, reikia didžiulio kalno. Tokio įrenginio kaina tikriausiai siektų milijonus. Tai, kad didelio skersmens teleskopą galime nusipirkti už daug pigesnius pinigus, yra vien dėl atšvaitų.

Veidrodinio teleskopo trūkumai

Formaliai tai apima šviesos nuostolius dėl antrojo veidrodžio buvimo (refraktoriuje šviesa patenka tiesiai į akis, o reflektoriuje ji turi „keliauti“ tarp veidrodžių), oro srautai atvirame vamzdyje ir pan. . Praktiškai jūsų gyvenimą sugadins tik vienas dalykas – poreikis reguliuoti veidrodėlius (reguliavimas) po bet kokio transportavimo. Koregavimas užima nedidelę dalį brangaus stebėjimo laiko. Jei turi patirties, tai užtrunka ne daugiau nei 5 minutes.Tačiau nereikia bijoti prisitaikymo – tai visai nesunku, išmokti gali kiekvienas.

Verdiktas

Pradedant nuo 110 mm skersmens, prasminga pirkti atšvaitą. Refraktorius, kurį galite nusipirkti už šiuos pinigus, bus daug mažesnio skersmens (apie 90 mm). Atšvaitai yra paprasti ir lengvai montuojami, jie rekomenduojami visiems, išskyrus tuos, kuriems reikalingi antžeminiai objektai.

Visą optiką pagal pagrindinio šviesą renkančio elemento tipą galima suskirstyti į objektyvą, veidrodinį ir kombinuotą – veidrodinį lęšį. Visos sistemos turi savo privalumų ir trūkumų, o renkantis tinkamą sistemą reikia atsižvelgti į keletą faktorių – stebėjimų tikslus, sąlygas, transportavimo ir svorio reikalavimus, aberacijų lygį, kainą ir kt. Pabandykime pateikti pagrindines populiariausių šiandieninių teleskopų tipų charakteristikas.

Refraktoriai (lęšių teleskopai)

Istoriškai jie buvo pirmieji. Šviesa tokiame teleskope renkama naudojant abipus išgaubtą lęšį, kuris yra teleskopo tikslas. Jo veikimas pagrįstas išgaubtų lęšių savybe laužyti šviesos spindulius ir surinkti tam tikrame taške – fokusuoti. Todėl dažnai vadinami objektyvo teleskopai refraktoriai(iš lat. lūžti- lūžti).

AT refraktorius Galileo(sukurtas 1609 m.) buvo naudojami du lęšiai, kad surinktų kuo daugiau žvaigždžių šviesos ir leistų ją pamatyti žmogaus akiai. Pirmasis lęšis (lęšis) yra išgaubtas, jis renka šviesą ir sufokusuoja ją tam tikru atstumu, o antrasis lęšis (atliekantis okuliaro vaidmenį) yra įgaubtas, susiliejantį šviesos spindulių pluoštą vėl paverčia lygiagrečiu. „Galileo“ sistema sukuria tiesų, apverstą vaizdą, tačiau labai kenčia nuo chromatinės aberacijos, kuri gadina vaizdą. Chromatinė aberacija atrodo kaip klaidingas objekto kraštų ir detalių dažymas.

buvo tobulesnis Keplerio refraktorius(1611), kuriame išgaubtas lęšis veikė kaip okuliaras, kurio priekinis židinys buvo sujungtas su galinio objektyvo židiniu. Tokiu atveju vaizdas pasirodo apverstas, tačiau tai nėra būtina astronominiams stebėjimams, tačiau vamzdžio viduje židinio taške galima pastatyti matavimo tinklelį. Keplerio pasiūlyta schema turėjo didelę įtaką refraktorių kūrimui. Tiesa, jis taip pat nebuvo laisvas nuo chromatinės aberacijos, tačiau jos įtaką buvo galima sumažinti padidinus objektyvo židinio nuotolį. Todėl to meto refraktoriai, kurių objektyvo skersmuo buvo kuklus, dažnai turėjo kelių metrų židinio nuotolį ir atitinkamą vamzdžio ilgį arba apsieidavo visai be jo (stebėtojas laikė rankose okuliarą ir „pagaudavo“ vaizdą, kuris buvo pastatytas ant specialaus trikojo pritvirtinto objektyvo).

Šie refraktorių sunkumai vienu metu net didysis Niutonas leido daryti išvadą, kad refraktorių chromatizmo ištaisyti neįmanoma. Tačiau pirmoje XVIII amžiaus pusėje. pasirodė achromatinis refraktorius.

Tarp mėgėjiškų instrumentų dažniausiai naudojami dviejų lęšių achromatiniai refraktoriai, tačiau yra ir sudėtingesnių lęšių sistemų. Paprastai achromatinį refraktorinį lęšį sudaro du skirtingų tipų stiklo lęšiai, vienas susiliejantis ir vienas besiskiriantis, ir tai gali žymiai sumažinti sferines ir chromatines aberacijas (vienam objektyvui būdingą vaizdo iškraipymą). Tuo pačiu metu teleskopo vamzdis išlieka palyginti mažas.

Tolesnis refraktorių tobulinimas paskatino juos sukurti apochromatai. Juose chromatinės aberacijos poveikis vaizdui sumažinamas iki beveik nepastebimos reikšmės. Tiesa, tai pasiekiama naudojant specialius stiklų tipus, kurių gamyba ir apdorojimas yra brangus, todėl tokių refraktorių kaina yra kelis kartus didesnė nei tokios pat angos achromatų.

Kaip ir bet kuri kita optinė sistema, refraktoriai turi savo privalumų ir trūkumų.

Refraktorių pranašumai:

  • palyginamas dizaino paprastumas, užtikrinantis naudojimo paprastumą ir patikimumą;
  • praktiškai nereikia specialios priežiūros;
  • greitas terminis stabilizavimas;
  • puikiai tinka mėnulio, planetų, dvigubų žvaigždžių stebėjimams, ypač esant didelėms angoms;
  • centrinio ekranavimo nuo antrinio ar įstrižainės veidrodžio nebuvimas užtikrina maksimalų vaizdo kontrastą;
  • geras spalvų atkūrimas achromatiniame ir puikus apochromatinis;
  • uždaras vamzdis apsaugo nuo oro srovių, gadinančių vaizdą, ir apsaugo optiką nuo dulkių ir taršos;
  • objektyvą gamina ir sureguliuoja gamintojas kaip vieną vienetą ir jo nereikia koreguoti vartotojui.

Refraktorių trūkumai:

  • didžiausia lęšio skersmens vieneto kaina, palyginti su atšvaitais ar katadioptriais;
  • paprastai didesnis svoris ir matmenys, palyginti su tos pačios diafragmos atšvaitais ar katadioptriais;
  • kaina ir tūringumas riboja didžiausią praktinės angos skersmenį;
  • paprastai mažiau tinka mažiems ir neryškiems gilaus dangaus objektams stebėti dėl praktinių diafragmos apribojimų.


Bresser Mars Explorer 70/700 yra klasikinis mažas achromatas. Aukštos kokybės šio modelio optika leidžia gauti ryškų ir aiškų objekto vaizdą, o komplekte esantys okuliarai leidžia nustatyti padidinimą iki 260x. Šis teleskopo modelis buvo sėkmingai naudojamas Mėnulio ir planetinių diskų paviršiui apžiūrėti.


4 lęšių refraktorius-achromatas (Petsval). Palyginti su achromatu, jis turi mažiau chromatizmo ir didesnį naudingą matymo lauką. Automatinė orientavimo sistema. Tinka astrofotografijai. Dėl trumpo židinio ir didelės diafragmos derinio Bresser Messier AR-152S yra vienas patraukliausių modelių stebint didelius dangaus objektus. Ūkai, tolimos galaktikos pasirodys prieš jus visa savo šlove, o naudodami papildomus filtrus galėsite juos išsamiai ištirti. Rekomenduojame šį teleskopą naudoti Mėnulio ir planetų stebėjimams, giliųjų kosmoso objektų studijoms ir astrofotografijai.


Rekomenduojame Levenhuk Astro A101 60x700 refraktorinį teleskopą visiems, kurie nori išmokti astronomijos pagrindų ir žvaigždžių bei planetų stebėjimų. Be to, šis teleskopas patenkins aukštesnius patyrusio stebėtojo poreikius, nes šis modelis suteikia labai aukštą vaizdo kokybę.


Daugeliui žmonių, kurie aistringai domisi astronomija, nepaprastai svarbu kiekvieną laisvą minutę panaudoti įdomiems tyrimams. Tačiau, deja, ne visada po ranka yra teleskopas – daugelis jų yra tokie sunkūs ir stambūs, kad jų neįmanoma nuolat nešiotis su savimi. Su refraktoriniu teleskopu
Levenhuk Skyline 80x400 AZ Jūsų idėjos apie astronominius stebėjimus pasikeis: dabar savo teleskopą galėsite nešiotis su savimi automobilyje, lėktuve, traukinyje, todėl kur bekeliautumėte, visur galėsite skirti laiko savo pomėgiui.


Orion GoScope 70 refraktorinis teleskopas yra nešiojamas achromatas, kuris leis tyrinėti tolimus dangaus kūnus su didele raiška. Tiesą sakant, šis teleskopas jau yra pilnai surinktas ir paruoštas darbui bei įdėtas į specialią patogią kuprinę. Jums tereikia ištiesti aliuminio trikojį ir ant jo uždėti teleskopą.


Atšvaitai (veidrodiniai teleskopai)

Arba atšvaitas(iš lat. atspindys- reflektuoti) yra teleskopas, kurio objektyvas susideda tik iš veidrodžių. Kaip ir išgaubtas lęšis, įgaubtas veidrodis tam tikru momentu gali surinkti šviesą. Jei įdėsite okuliarą šioje vietoje, galėsite matyti vaizdą.

Vienas pirmųjų atšvaitų buvo atspindintis teleskopas Grigalius(1663), išradęs teleskopą su paraboliniu pagrindiniu veidrodžiu. Vaizdas, kurį galima stebėti tokiu teleskopu, neturi nei sferinių, nei chromatinių aberacijų. Didelio pagrindinio veidrodžio surinkta šviesa atsispindi nuo mažo elipsės formos veidrodžio, pritvirtinto prieš pagrindinį, ir išvedama į stebėtoją per pagrindinio veidrodžio centre esančią angą.

Nusivylusi šiuolaikiniais refraktoriais, I. niutonas 1667 metais jis pradėjo kurti atspindintį teleskopą. Niutonas naudojo metalinį pirminį veidrodį (stiklo veidrodžiai, padengti sidabru arba aliuminiu, vėliau atsirado), kad surinktų šviesą, o nedidelį plokščią veidrodį nukreiptų surinktą šviesos spindulį stačiu kampu ir išvestų į vamzdžio šoną į okuliarą. Taigi pavyko susidoroti su chromatine aberacija – vietoj lęšių šiame teleskope naudojami veidrodžiai, vienodai atspindintys skirtingo bangos ilgio šviesą. Pagrindinis Niutono reflektoriaus veidrodis gali būti parabolinis arba net sferinis, jei jo santykinė diafragma yra santykinai maža. Sferinį veidrodį pasigaminti daug lengviau, todėl Niutono reflektorius su sferiniu veidrodžiu yra vienas iš labiausiai prieinamų teleskopų tipų, įskaitant skirtus savarankiškai gaminti.

Schema, kurią 1672 m. pasiūlė Lorenas Cassegrain, išoriškai primena Gregory atšvaitą, tačiau turi nemažai reikšmingų skirtumų – hiperbolinį išgaubtą antrinį veidrodį ir dėl to kompaktiškesnio dydžio bei mažiau centrinio ekranavimo. Tradicinis Cassegrain reflektorius nėra technologiškai pažangus masinėje gamyboje (sudėtingi veidrodiniai paviršiai - parabolė, hiperbolė), taip pat turi nepakankamai ištaisytą komos aberaciją, tačiau jo modifikacijos išlieka populiarios mūsų laikais. Visų pirma, teleskopu Richie-Chrétien buvo naudojami hiperboliniai pirminiai ir antriniai veidrodžiai, leidžiantys išvystyti didelius, be iškraipymų matymo laukus, o tai ypač vertinga – astrofotografijai (pagal šią schemą buvo sukurtas garsusis Hablo orbitinis teleskopas). Be to, Cassegrain reflektoriaus pagrindu vėliau buvo sukurtos populiarios ir technologinės katadioptrinės sistemos – Schmidt-Cassegrain ir Maksutov-Cassegrain.

Mūsų laikais reflektorius dažniausiai vadinamas teleskopu, pagamintu pagal Niutono schemą.. Nors jis turi mažai sferinės aberacijos ir neturi chromatizmo, jis nėra visiškai be aberacijų. Netoli nuo ašies pradeda ryškėti koma (ne izoplanatizmas) – nukrypimas, susijęs su netolygiu skirtingų žiedinių apertūrų zonų padidėjimu. Koma veda prie to, kad žvaigždės atvaizdas atrodo ne kaip apskritimas, o kaip kūgio projekcija - aštri ir ryški dalis į regėjimo lauko centrą, nuobodu ir suapvalinta dalis nuo centro. Koma yra tiesiogiai proporcinga atstumui nuo matymo lauko centro ir objektyvo skersmens kvadratui, todėl ji ypač ryški vadinamuosiuose „greituosiuose“ (greituose diafragmos) niutonuose lauko pakraštyje. peržiūrėti. Komai koreguoti naudojami specialūs objektyvo korektoriai, kurie montuojami prieš okuliarą ar fotoaparatą.

Kaip pigiausias „pasidaryk pats“ atšvaitas, „Newton“ dažnai yra pastatytas ant paprasto, kompaktiško ir praktiško Dobsono laikiklio, todėl yra nešiojamiausias teleskopas, atsižvelgiant į turimą diafragmą. Juolab, kad „dobsonų“ gamyba užsiima ne tik mėgėjai, bet ir komerciniai gamintojai, o teleskopai gali turėti iki pusės metro ir daugiau apertūras.

Atšvaitų privalumai:

  • mažiausia kaina už apertūros skersmens vienetą, palyginti su refraktoriais ir katadioptriais - didelius veidrodžius lengviau gaminti nei didelius lęšius;
  • palyginti kompaktiškas ir transportuojamas (ypač Dobson versijoje);
  • dėl santykinai didelės diafragmos jie puikiai veikia stebint blankius objektus gilioje erdvėje – galaktikas, ūkus, žvaigždžių spiečius;
  • sukuria ryškius vaizdus su mažais iškraipymais ir be chromatinės aberacijos.

Atšvaitų trūkumai:

  • centrinis ekranavimas ir antrinio veidrodžio prailginimai sumažina vaizdo detalių kontrastą;
  • masyviam stikliniam veidrodžiui reikia laiko terminiam stabilizavimui;
  • atviras vamzdis nėra apsaugotas nuo dulkių ir šiluminių oro srovių, kurios gadina vaizdą;
  • reikalingas periodiškas veidrodžio padėčių reguliavimas (reguliavimas arba kolimacija), kuris linkęs prarasti transportuojant ir eksploatuojant.


Ar norite pirmą kartą pradėti astronominius stebėjimus? O gal jau turite turtingą tokių tyrimų patirtį? Abiem atvejais jūsų patikimas asistentas bus Bresser Venus 76/700 Newtono reflektorius – teleskopas, kurio dėka visada lengvai ir be vargo gausite aukštos kokybės ir aiškumo vaizdus. Išsamiai išnagrinėsite ne tik Mėnulio paviršių, įskaitant daugybę kraterių, pamatysite ne tik dideles Saulės sistemos planetas, bet ir kai kuriuos tolimus ūkus, pavyzdžiui, ūką Orione.


Bresser Pollux 150/1400 EQ2 teleskopas buvo sukurtas pagal Niutono schemą. Tai leidžia, išlaikant aukštas optines charakteristikas (židinio nuotolis siekia 1400 mm), žymiai sumažinti bendruosius teleskopo matmenis. Dėl 150 mm diafragmos teleskopas gali surinkti daug šviesos, todėl galima stebėti gana silpnus objektus. Su Bresser Pollux galėsite stebėti Saulės sistemos planetas, ūkus ir žvaigždes iki 12,5 žvaigždžių. led., įskaitant dvigubą. Didžiausias naudingas padidinimas yra 300 kartų.


Jei jus traukia nežinomi objektai, esantys kosmoso gelmėse, jums, be abejo, reikia teleskopo, kuris priartintų šiuos paslaptingus objektus ir leistų juos išsamiai ištirti. Kalbame apie Levenhuk Skyline 130x900 EQ – Niutono atspindintį teleskopą, sukurtą specialiai giluminiam kosmoso tyrinėjimui.


Levenhuk SkyMatic 135 GTA Reflector yra puikus teleskopas astronomams mėgėjams, kuriems reikalinga automatinė rodyklės sistema. Azimuto laikiklis, automatinio orientavimo sistema ir didelė teleskopo diafragma leidžia stebėti Mėnulį, planetas, taip pat daugumą didelių objektų iš NGC ir Messier katalogo.


SpaceProbe 130ST EQ teleskopą galima vadinti trumpo židinio modelio SpaceProbe 130 versija.Tai taip pat patikimas ir kokybiškas reflektorius, montuojamas ant pusiaujo laikiklio. Skirtumas tas, kad dėl didesnės 130ST EQ diafragmos gilaus dangaus objektai bus lengviau pasiekiami. Taip pat teleskopas turi trumpesnį vamzdelį – tik 61cm, o modelis 130 EQ turi 83cm vamzdelį.


Katadioptriniai (veidrodiniai lęšiai) teleskopai

(arba katadioptrinis) teleskopai naudoja ir lęšius, ir veidrodžius, kad sukurtų vaizdą ir ištaisytų aberacijas. Tarp katadioptikų astronomijos mėgėjų populiariausi yra dviejų tipų teleskopai, pagrįsti Cassegrain schema - Schmidt-Cassegrain ir Maksutov-Cassegrain.

teleskopuose Schmidt-Cassegrain (Sh-K) pirminiai ir antriniai veidrodžiai yra sferiniai. Sferinė aberacija koreguojama pilnos diafragmos Schmidt korekcine plokšte vamzdelio įleidimo angoje. Ši plokštė iš šono atrodo plokščia, tačiau turi sudėtingą paviršių, kurio gamyba yra pagrindinis sistemos gamybos sunkumas. Tačiau Amerikos kompanijos „Meade“ ir „Celestron“ sėkmingai įsisavino Sh-K sistemos gamybą. Tarp likusių šios sistemos aberacijų labiausiai pastebimas lauko kreivumas ir koma, kurių korekcijai reikia naudoti objektyvo korektorius, ypač fotografuojant. Pagrindinis privalumas yra trumpas vamzdis ir mažesnis svoris nei Niutono reflektorius, kurio diafragma ir židinio nuotolis. Tuo pačiu metu antrinio veidrodžio tvirtinimui nėra strijų, o uždaras vamzdis neleidžia susidaryti oro srautams ir apsaugo optiką nuo dulkių.

Sistema Maksutovas-Cassegrain(M-K) sukūrė sovietų optikas D. Maksutovas ir, kaip ir Sh-K, turi sferinius veidrodžius, o aberacijų koregavimu užsiima pilnos diafragmos objektyvo korektorius - meniskas (išgaubtas įgaubtas lęšis). Todėl tokie teleskopai dar vadinami menisko reflektoriais. Uždarytas vamzdis ir strijų nebuvimas taip pat yra M-K privalumai. Beveik visas aberacijas galima ištaisyti pasirinkus sistemos parametrus. Išimtis yra vadinamoji aukštesnio laipsnio sferinė aberacija, tačiau jos įtaka nedidelė. Todėl ši schema yra labai populiari ir ją gamina daugelis gamintojų. Antrinis veidrodis gali būti įgyvendintas kaip atskiras blokas, mechaniškai pritvirtintas prie menisko arba kaip aliuminizuota centrinė galinio menisko paviršiaus dalis. Pirmuoju atveju užtikrinama geresnė aberacijų korekcija, antruoju – mažesnė kaina ir svoris, didesnis pagaminamumas masinėje gamyboje ir pašalinama antrinio veidrodžio nesutapimo galimybė.

Apskritai, esant tokiai pačiai gamybos kokybei, M-K sistema gali suteikti šiek tiek geresnį vaizdą nei S-K su panašiais parametrais. Tačiau dideliems M-K teleskopams šiluminiam stabilizavimui reikia daugiau laiko, nes storas meniskas vėsta daug ilgiau nei Schmidto plokštelė, o M-K korektoriaus tvirtinimo tvirtumui keliami reikalavimai, o visas teleskopas pasirodo sunkesnis. Todėl M-K sistemos pritaikymas mažoms ir vidutinėms angoms, o vidutinėms ir didelėms - Sh-K.

Taip pat yra Schmidt-Newton katadioptrinės sistemos ir Maksutovas-Niutonas, kurios pasižymi būdingomis pavadinime paminėtoms konstrukcijoms būdingomis savybėmis ir geriausiai ištaiso aberacijas. Bet tuo pačiu vamzdžio matmenys išlieka „niutoniški“ (santykinai dideli), o svoris didėja, ypač menisko korektoriaus atveju. Be to, katadioptrinės sistemos apima sistemas su lęšių korektoriais, sumontuotais priešais antrinį veidrodį (Klevcovo sistema, „sferiniai kasetiniai grūdeliai“ ir kt.).

Katadioptrinių teleskopų pranašumai:

  • aukštas aberacijos korekcijos lygis;
  • universalumas - puikiai tinka planetų ir mėnulio stebėjimams bei gilios erdvės objektams;
  • kur yra uždaras vamzdis, sumažina oro šilumos srautus ir apsaugo nuo dulkių;
  • didžiausias kompaktiškumas su vienoda diafragma, palyginti su refraktoriais ir reflektoriais;
  • didesnės angos yra žymiai pigesnės nei panašūs refraktoriai.

Katadioptrinių teleskopų trūkumai:

  • santykinai ilgo terminio stabilizavimo poreikis, ypač sistemoms su menisko korektoriumi;
  • didesnė kaina nei vienodos diafragmos atšvaitai;
  • dizaino sudėtingumas, dėl kurio sunku savarankiškai reguliuoti įrankį.


Levenhuk SkyMatic 105 GT MAK yra puikus automatiškai valdomas teleskopas, nedidelio dydžio ir svorio, bet turintis didelę skiriamąją gebą ir aukštos kokybės vaizdą. Dizaino kompaktiškumas pasiekiamas naudojant Maksutov-Cassegrain schemą. Levenhuk SkyMatic 105 GT MAK teleskopas yra pakankamai galingas, kad būtų galima stebėti detales Mėnulio ir planetų diskuose, taip pat gali parodyti kompaktiškus rutulinius spiečius ir planetų ūkus.


Kiekvienas astronomas, ar naujokas, ar labiau patyręs mėgėjas, žino, koks jaudulys jį apima stebint, kaip jis nori visiškai pasinerti į pasakišką siurrealistinį žvaigždžių, planetų, kometų, asteroidų ir kitų dangaus kūnų pasaulį, kad ir kokie paslaptingi jie būtų. graži. Tačiau kartais stebėjimo malonumas yra rimtai sugadintas, ypač jei teleskopas „pagaunamas“ sunkus ir stambus. Liūto dalį laiko šiuo atveju užima nešiojimas, surinkimas ir nustatymas. Maksutov-Cassegrain Orion StarMax 102 mm EQ Compact Mak yra vienas kompaktiškiausių teleskopų su 102 mm objektyvu ir neleis švaistyti brangaus stebėjimo laiko niekam kitam.


Vixen VMC110L teleskopas ant Sphinx SXD laikiklio yra geras pasirinkimas astrofotografijai. Teleskopo optika apjungia Cassegrain sistemos kompaktiškumą ir didelį židinio nuotolį. Aberacijoms ištaisyti naudojamas objektyvo korektorius, esantis priešais antrinį veidrodį. Be to, verta paminėti patikimą ir tvirtą laikiklį su kompiuterio valdymu Sphinx SXD. Be tikro kompiuterinio planetariumo valdymo pulte su dideliu spalvotu ekranu, jis turi periodinę klaidų taisymo funkciją, poliarinis ieškiklis yra pagrindinis dalykas, kuris reikalingas tiksliausiai teleskopo nukreipimui į fotografuojamą objektą.


taip pat žr

Kitos apžvalgos ir straipsniai apie teleskopus ir astronomiją:

Optinės įrangos ir priedų apžvalgos:

Straipsniai apie teleskopus. Kaip pasirinkti, nustatyti ir atlikti pirmuosius stebėjimus:

Viskas apie astronomijos pagrindus ir „kosminius“ objektus:

Kas yra atšvaitas?

Plačiąja šio žodžio prasme reflektorius yra bet koks teleskopas, kurio objektyvas susideda tik iš veidrodžių. Tai yra lęšiai pagal Niutono schemą (įgaubtas parabolinis pirminis veidrodis ir pagalbinis įstrižas), ir Cassegrain (pagrindinis yra įgaubtas, ekranuojantis mažesnis yra išgaubtas) ir Ritchie-Chretien (aplanatinis - be komos - Cassegrain). ), ir gana retas Grigalius (įgaubtas ir pagrindinis, ir ekranuojantis pagalbinis), ir kai kurie dar retesni dviejų, trijų ir keturių veidrodžių.

Tačiau siaurąja prasme šis pavadinimas dažniausiai vartojamas kalbant tik apie niutonus.

Kas yra Niutono schema?

Klasikinė Niutono schema yra įgaubtas parabolinis veidrodis (pagrindinis veidrodis – MZ), atspindintis spindulius iš be galo nutolusio objekto į židinio plokštumą atstumu, lygiu pusei kreivio spindulio veidrodžio viršuje. Vaizdui atvaizduoti iš krintančio lygiagretaus pluošto naudojamas pagalbinis plokščias veidrodis, pasuktas 45 laipsnių kampu į vamzdžio ašį, atspindintis vaizdą 90 laipsnių kampu. Dėl šių 45 laipsnių jis vadinamas įstrižaine (DZ). Kad jo šešėlis ant DM būtų apvalus (tai naudinga dėl daugelio priežasčių), DM forma paprastai daroma elipsės formos, o didžiosios ir mažosios ašies santykis lygus 1,4142 (dviejų šaknis). . Matmenys nustatomi pagal kūgio šviesos kūgio pjūvio matmenis nuotolinio stebėjimo plokštumoje. Mažoji įstrižainio veidrodžio atspindinčio paviršiaus elipsės ašis nustatoma pagal šį ryšį:

a (mm) = 4*S*D*(S-f"+L)/(4*S*S-D*D), S (mm) = D*f"/(D – 2y")

S- atstumas nuo MG iki šviesos kūgio viršaus (lygus židinio nuotoliui, kai nėra vinjetės lauko), D(mm) – GZ skersmuo, 2 m.(mm) – nevinjetuoto regėjimo lauko skersmuo, f"(mm) – MG židinio nuotolis, L(mm) - ašies lūžis (atstumas nuo vamzdžio ašies iki židinio plokštumos, ištiestos į šoną).

Požiūris Reklama yra linijinis ekranavimo koeficientas ir paprastai išreiškiamas procentais. Šiuo atveju geometrinis įstrižainės elipsės centras turi būti perkeltas nuo pirminės veidrodžio ašies

d (mm) = 0,25*a*D/S = D*D*(S-f"+L)/(4*S*S-D*D), mm

toliau nuo fokusatoriaus ir link pagrindinio veidrodžio. Niutono vamzdžio vidinis matmuo turi būti bent maždaug 2y“ didesnis už MG skersmenį, kad įstrižai (lauko) šviesos pluoštai netaptų vinjetėmis.

Niutono teleskopo vamzdis

Niutono teleskopo vamzdis susideda iš šių pagrindinių dalių

Vamzdis

Tai užtikrina atskirų dalių padėties pastovumą viena kitos atžvilgiu, šviesos apsaugą nuo išorinio apšvietimo, šilto oro srautus iš kūno ir stebėtojo kvėpavimą, dulkes ir drėgmę. Vamzdis gali būti tvirtas nešiklis arba pagamintas santvaros pavidalu (galbūt su lengvu dangteliu, pavyzdžiui, iš nailono. Kad vamzdžio viduje sumažintumėte šilumą, vamzdį išorę geriau nudažyti balta spalva, o pasirinkti vamzdžio medžiaga iš nemetalų Vamzdžio standumas suteikia tokią pačią galimybę jį pritvirtinti prie teleskopo laikiklio Mažesnis standumas reikalingas montuojant į alt-azimuto simetrinį laikiklį (Dobsono tipas) ir šiek tiek daugiau montuojant į pusiaujo laikiklį.

pagrindinis veidrodis

Sukuria tolimų objektų vaizdą okuliaro židinio plokštumoje. Klasikinėje versijoje jis turi apsisukimo profilio paraboloidą, tačiau kartais su mažomis santykinėmis skylėmis jį galima pakeisti sferiniu. Parabolė yra labiau linkusi į gamybos klaidas vadinamojo figūravimo procese, tačiau ji užtikrina aukštą diafragmos santykį ir minimalias ašies aberacijas. Veidrodžio storis turi būti toks, kad būtų pakankamai tvirtas esant kintamoms apkrovoms, o medžiaga turi būti stiklas, keramikinis stiklas ar net lydytas kvarcas, pasižymintis dideliu optiniu vienodumu ir minimaliu įtempimu (kaip paprastai dėklas grūdintas arba ekraninis stiklas).

Įstrižas veidrodis

Pirminio veidrodžio atspindima šviesa nukreipiama į šoną, todėl židinio plokštuma gali būti netrukdoma. Veidrodis yra plokščias (plokštumos tikslumas ne mažesnis kaip 1/4 bangos ilgio), idealiu atveju jis turi elipsės formos atspindintį paviršių ir neveikiantį cilindrinį paviršių, pasvirusį 45 laipsnių kampu. Reikalavimai medžiagoms yra tokie pat griežti, kaip ir pagrindiniam veidrodžiui. Aksesuarų rinkoje yra pasiūlymų su 95% veidrodiniais ir net 99% dielektriniais daugiasluoksniais atspindinčiais sluoksniais, tačiau dažniausiai aliuminio veidrodinis sluoksnis atspindi apie 88%. Veidrodžio dydį iš apačios riboja ašinio pluošto skersmuo ašies lūžio taške ir galbūt mažesnis ne ašies pluoštų vinjetavimas, o iš viršaus – reikalavimai sumažinti ekranavimą (mažai įstrižainei ašiai 30 % diafragmos, vaizdo kontrastas mažėja, taip pat 1/4 bangos sferinė aberacija).

Tiek įstrižas, tiek pagrindinis veidrodis turi išorinio veidrodžio dangą (dažniausiai aliuminio su apsauga nuo kvarco oksido arba be jos), kuri yra labai jautri mechaniniam įtempimui. Jį reikia ypač atsargiai tvarkyti ir apsaugoti nuo įbrėžimų valymo ir plovimo metu. Mažiausi ir nepastebimi įbrėžimai ant veidrodinio sluoksnio sumažina vaizdo kontrastą ir praranda prasiskverbimą.

pagrindinis veidrodžio rėmas

Užtikrina santykinį pagrindinio veidrodžio nejudumą (kai šiluminiai tarpai yra 0,5 mm kiekvienoje pusėje) kitų mazgų atžvilgiu. Kojos (retai klijuojamos) apsaugo veidrodį nuo iškritimo iš rėmo. Veidrodis dažniausiai dedamas ant trijų lygiakraščiais išdėstytų atramų (per atramas einančio apskritimo skersmuo lygus 0,4 veidrodžio skersmens) arba ant specialios svorio iškrovimo sistemos. Veidrodžio rėmas turi turėti galimybę pakeisti savo padėtį vamzdyje naudojant vadinamuosius reguliavimo varžtus teleskopo vamzdžio arba fiksuotos rėmo dalies (pagrindo) atžvilgiu, kad būtų užtikrintas tikslus Niutono išlygiavimas.

Pagrindinė veidrodžio aušinimo sistema

Tai arba pasyvi sistema, kai užpakalinė veidrodžio pusė yra maksimaliai atvira išoriniam orui, kad veidrodis kuo greičiau pasiektų šiluminę pusiausvyrą su aplinka, arba aktyvus išorinio ir galinio veidrodžio paviršių vėdinimas naudojant ventiliatoriai (dažniausiai naudojami kompiuterinės sistemos bloko aušinimo ventiliatoriai).

antrinis veidrodžio rėmas

Niutono įstrižainės veidrodžio rėmas, viena vertus, užtikrina tikslią ir pastovią laiko įstrižainės veidrodžio padėtį kitų grandinės elementų (okuliaro ir pagrindinio veidrodžio) atžvilgiu, kita vertus, galimybę atlikti nedidelius pokyčius. polinkio kampas, sukimosi kampas vamzdžio ašies atžvilgiu ir poslinkis išilgai jo kolimaciniam teleskopui grubaus išlyginimo metu.

„Voras“ arba streameriai

Paprastai antrinio (įstrižainės) veidrodžio komplekto teleskopo vamzdyje keturių spindulių pakabos schema. Tai turėtų užtikrinti patikimą įstrižainės veidrodžio fiksavimą ir galimybę jį centruoti vamzdžio ašies atžvilgiu. Kartais yra trijų spindulių „vorai“ (skirtingai nei keturių spindulių vorai, aplink kiekvienos ryškios žvaigždės atvaizdą atsiranda šeši difrakcijos pluoštai). Dar egzotiškesnis dabar yra antrinio veidrodžio tvirtinimas „viena koja“ ir tvirtinimas ant lenktų petnešėlių (pastarosios mažina difrakcijos spindulius, kol visiškai išnyksta).

fokusuotojas

Suteikia pagrindą (dažniausiai cilindro galą ir standartinį 1,25 colių arba 2 colių skersmens skylę), skirtą okuliaro padėties nustatymui ir fiksavimui su fokusavimo galimybe (pritaikoma prie stebėtojo regėjimo ir sulygiuoja okuliaro bei pirminio veidrodžio židinio plokštumas). Paprastai fokusavimo įrenginį sudaro prie vamzdžio pritvirtintas pagrindas (kartais reguliuojamas, kad būtų nustatytas statmenumas), fokusavimo mechanizmas ir kilnojamas fokusavimo vamzdelis (dažniausiai jis turi galimybę judėti statmenai vamzdelio ašiai be slinkimo). Plačiausiai naudojamas stelažo ir krumpliaračio dizainas ir Crayford fokusatorius. Mėgėjų praktikoje yra fokusai iš nebrangių fotografinių objektyvų korpusų (tokių kaip Helios 44 ir panašiai).

Šviesos apsaugos angos

Kiti priedai

Optinis arba kolimacinis ieškiklis, balansavimo sistema (kad vamzdžiai būtų pakabinti ant stovo abejingo balanso būsenoje), platforma fotografijos įrangai tvirtinti ir kreiptuvas (mažas teleskopas, skirtas rankiniam ar automatiniam fotografuojamo objekto sekimui) dažniausiai tvirtinami prie Niutono teleskopo vamzdžio. Svarbu turėti dangtelius, kurie užsandarina fokusatorių ir priekinius bei galinius vamzdelio galus, kad būtų galima laikyti ir transportuoti.

Bet jie sako, kad yra kažkokia „koma“?

Su idealiai pagaminta MG parabole (kas, tiesą sakant, pasitaiko tik matematiniame modelyje) ir idealiu išlygiavimu, Niutono matymo lauko centre nėra aberacijų, o skiriamąją gebą riboja tik difrakcija (įskaitant ir šešėlį). antrinis veidrodis, kurio galima ypač nepaisyti).dėmesys su linijiniu ekranavimo koeficientu iki 20%). Tačiau Niutonas nėra laisvas nuo nukrypimų. Šiek tiek nutolus nuo ašies, jau pradeda ryškėti koma (ne izoplanatizmas) – nukrypimas, susijęs su netolygiu skirtingų žiedinių apertūrų zonų padidėjimu. Koma lemia tai, kad išsibarsčiusi dėmė atrodo kaip kūgio projekcija – ryškiausia ir ryškiausia dalis regėjimo lauko centro link, buka ir suapvalinta nuo centro. Sklaidos dėmės dydis yra proporcingas atstumui nuo regėjimo lauko centro ir yra proporcingas apertūros skersmens kvadratui. Todėl komos apraiška ypač ryški vadinamuosiuose „greituosiuose“ (didelės diafragmos) niutonuose regėjimo lauko pakraštyje. Paprastai būsimus Niutono savininkus gąsdina mažas regėjimo lauko skersmuo, sąlyginai laisvas nuo komos įtakos (tai yra, kai koma yra mažesnė už liūdnai pagarsėjusį Rayleigh kriterijų). Taip pat padovanosime šią kiek pamodernintą plokštę:

k d, mm f150 f200 f250 f300
2.86 0.50 4 3 2 2
3.21 0.71 5 4 3 3
3.61 1.00 6 5 4 3
4.05 1.41 8 6 5 4
4.55 2.00 10 8 6 5
5.10 2.83 13 10 8 6
5.73 4.00 16 12 10 8
6.43 5.66 20 15 12 10
7.22 8.00 25 19 15 13
8.10 11.3 32 24 19 16
9.09 16.0 40 30 24 20
10.2 22.6 51 38 30 25

k yra santykinis teleskopo parabolinio veidrodžio židinio nuotolis,

d- regėjimo lauko skersmuo be komos, mm (d = k3/45),

f150 f200 f250 f300- stulpeliai, kuriuose nurodyti kampiniai matymo laukai, sąlyginai be komos, lanko minutėmis, atitinkančiais pagrindinio veidrodžio skersmenį fХХХ mm.

Jums gali būti naudingos šios formulės, skirtos komos dydžiui apskaičiuoti bangų matuojant:

WPV = 0,888*D/k^3

WRMS = 0,265*D/k^3

St = exp(-(1,66*D/k^3)^2)

kur WPV yra bangos fronto, kurį trikdo komos bangos ilgis, 0,55 µm, deformacija nuo smailės iki smailės, k yra santykinis veidrodžio židinys, D yra veidrodžio skersmuo mm, WRMS yra kvadratinė deformacija bangos frontas, St yra Strehl kriterijus.

Gerai sureguliuotuose vidutinio šviesumo niutonuose koma per daug netrukdo stebėjimams. Jis vos pastebimas okuliare su įprastu matymo lauku (Plösl, Kelner ir kt.) ir stipresnis aukštos kokybės plataus kampo okuliare (iš čia ir praktinė išvada – Newtonas neturėtų sugadinti labai brangių plačiakampių okuliarų). , jų nepriekaištinga kokybė gali pasirodyti nepriekaištinga – be komos korektoriaus detaliai apžiūrai objektą vis tiek teks perkelti į regėjimo lauko centrą).

Taigi tiesiog koma?

Na, ne, žinoma, kad ne. Taip pat yra astigmatizmas, kuris, nors ir pasireiškia mažiau nei naudojant refraktorius, taip pat pablogina regėjimo lauko kraštą. Jei komos poveikis yra tiesiškai proporcingas objekto atstumui nuo regėjimo lauko centro, tai astigmatizmas didėja kvadratiškai ir būtent tai pablogina vaizdo kokybę 2" okuliarų lauko diafragmos krašte.

Čia yra Niutono regėjimo laukų, sąlyginai be astigmatizmo (pagal Rayleigh kriterijų), skersmenų (mm) lentelė, priklausomai nuo veidrodžio skersmens D ir santykinio židinio nuotolio. k = f"/D:

k\D 114 127 152 203 254 305
3.5 5.6 5.9 6.5 7.5 8.4 9.2
4 6.8 7.2 7.9 9.1 10.2 11.2
4.5 8.2 8.6 9.4 10.9 12.2 13.4
5 9.6 10.1 11.1 12.8 14.3 15.7
6 12.6 13.3 14.5 16.8 18.8 20.6
7 15.9 16.7 18.3 21.2 23.7 25.9
8 19.4 20.4 22.4 25.9 28.9 31.7
10 27.1 28.6 31.3 36.1 40.4 44.3

O ten visokių Schmidtų-Niutonų?

Yra daug Niutono optinės schemos variantų.

Niutonas su sferiniu (o ne paraboliniu) pirminiu veidrodžiu. Ši schema įveda sferinę aberaciją, kuo didesnė, tuo didesnis pagrindinio veidrodžio šviesumas. Tai yra, jis tinka tik labai vidutinės diafragmos ir mažos diafragmos instrumentams. Pavyzdžiui, 150 mm skersmens sferinis veidrodis, kurio židinys yra 1500 mm, beveik puikiai pakeičia parabolinį. Žiūrėkite diskusiją, kurioje pateikiama formulė, susijusi su minimaliu sferinio veidrodžio židinio nuotoliu, kai jis vis dar nėra per daug mažesnis už parabolinį. f" = 1,52*D^4/3 Iš šios formulės seka ši minimalių židinio nuotolių lentelė, kuriai esant galima pakeisti paraboles sferiniais veidrodžiais:

D, mm Fmin, mm
114 840 1:7.4
130 1000 1:7.7
150 1200 1:8
200 1778 1:9
250 2394 1:9.5
300 3053 1:10

Apskritai, sferinio veidrodžio, kurio skersmuo D ir santykinis židinio nuotolis k = f "/D, bangos matavimo sferinė aberacija gali būti apskaičiuojama pagal formules:

WPV = 0,888*D/k^3- pilnas asortimentas

WRMS = 0,265*D/k^3- RMS vertė

  • Niutonas su objektyvo sferinės aberacijos kompensatoriumi. Tai yra sferinis pirminis veidrodis, sujungtas su sferinės aberacijos kompensatoriumi, esančiu prieš akies agregato židinį. Deja, pigios šios grandinės versijos kompensavimo kokybė nėra aukšta, o jautrumas poslinkiams taip pat yra didelis.
  • Niutonas su komos korektoriumi. Klasikinis Niutonas su dviejų ar trijų lęšių korektoriumi, skirtu komai ir kai kurioms kitoms lauko aberacijoms. Šioje konstrukcijoje Newton tampa labai tinkamas tiek astrofotografijos darbams, tiek aukštos kokybės plačiakampių okuliarų naudojimui. Jautrumas nesuderinamumui yra toks pat kaip ir įprasto Niutono.
  • Niutonas su visiško atspindžio prizme vietoj įstrižainės veidrodžio. Prizmė nėra geriausias įstrižainės veidrodžio pakaitalas (įveda aberacijas, turi daugiau klaidų šaltinių, jautresnė gamybos klaidoms, prastesnė ekranavimo atžvilgiu ir pan.), tačiau yra priimtina mažoms diafragmoms.
  • Schmidt-Newton su kompensatoriumi Schmidto plokštės pavidalu. Schmidt plokštė dengia priekinį vamzdžio kraštą, o tai palankiai veikia veidrodžių švarą ir vidinių šiluminių srovių mažinimą. Pagrindinis veidrodis yra sferinis. Koma yra maždaug perpus mažesnė nei klasikinio Niutono.
  • Maksutovas-Niutonas su afokaliniu kompensatoriumi lygiagrečiai spindulių eigai achromatinio menisko pavidalu (esantis priekiniame vamzdžio krašte ir daro jį „uždarytas“). Pagrindinis veidrodis yra sferinis. Koma koreguojama, t.y. lęšiukas yra aplanatinis.
  • Volosovas-Niutonas su kompensatoriumi dviejų lęšių afokalinio korektoriaus pavidalu priekinėje vamzdelio dalyje (vamzdis uždarytas). Geriausia tiek ašinių, tiek lauko aberacijų korekcija leidžia pasiekti labai įdomių astrofotografijos šviesų. Žiūrėkite įdomią diskusiją

Kuo skiriasi Niutonas ir Dobsonas?

Hmm.. jie gyveno skirtingais laikais. O astronomijos mylėtojui tai yra skirtingų objektų klasių pavadinimai. Niutonas yra reflektoriaus optinės schemos pavadinimas, o Dobsonas (Dob) yra vizualinio mėgėjiško teleskopo, turinčio vamzdį su Niutono optine schema ant supaprastinto šviesos alt-azimuto laikiklio, koncepcijos pavadinimas. Tai yra, jei kas nors sako, kad turi Niutoną. Greičiausiai tai reiškia vamzdį pagal Niutono schemą ant kokio nors pusiaujo kalno (galbūt su astrofotografijos galimybe).