огледален телескоп. Видове телескопи

„Изкопахме“ малко в въпроса за произхода на телескопа, а също така разгледахме по-отблизо рефракторния телескоп, включително използвайки няколко модела като пример. Нека да направим крачка напред и да поговорим за отразяващи телескопи.

Основната разлика между рефлектор и рефракторен телескоп е, че в рефлектора не леща, а огледало е отговорно за събирането на светлина и увеличаването на изображението.

Параболично (предимно, но понякога може да бъде и сферично) огледало е разположено в долната част на тръбата на телескопа. Той събира светлина и фокусира полученото изображение върху малко спомагателно (вторично) огледало, което вече "насочва" изображението в окуляра. В този случай наблюдателят гледа през телескопа отстрани и дори от страната, директно насочена към небето. Такова устройство може да обърка някого и в началото човек, който е свикнал да използва предимно рефрактор, ще трябва да страда малко с контролите.

Първият рефлектор е изобретен през 1667 г. от сър Исак Нютон, който очевидно е бил уморен от хроматичните аберации, присъщи на всички рефрактори. Въпреки това, вместо обичайния хроматичен ефект, Нютон получи други характеристики на изображението, които все още придружават повечето рефлектори.

И по-конкретно, рефлекторът на Нютон (това име все още се използва от телескопи от този тип) има свои собствени аберации. Най-вече любителите на астрономията се оплакват от т. нар. "на кого". Този ефект създава усещането, че центърът на картината и нейните краища са разфокусирани един спрямо друг - тоест звездите в центъра изглеждат както трябва, точки, а в краищата изглеждат като комети: размазани, " рошав и опашат“.

По принцип, ако не се занимавате с астрофотография, тази функция на рефлекторите няма да ви притеснява много: в края на краищата въпросният обект по правило е в центъра на снимката, видим за наблюдателя, което означава, че няма да страдат от ефекта на кома. И ако сте фотограф, който иска да започне да снима звездното небе, тогава е по-добре да се погрижите предварително да намерите специални коректори, за да коригирате тази конкретна аберация.

Комата далеч не е единственият недостатък на рефлекторите. Те включват също:

• необходимостта от периодично коригиране на позицията на огледалото - този процес се нарича "настройка";
• чувствителност на устройството към температурни промени - не можете да извадите телескопа от къщата на улицата през зимата и веднага да започнете да наблюдавате, в противен случай снимката ще ви разочарова много;
• прилични размери - това обстоятелство донякъде ограничава страстта към пътуване с телескоп в раница;
• чувствителност към лошо време - силен вятър може да причини "разклащане" на изображението;
• ниска защита от прах и други замърсители - всъщност директният достъп до централното огледало позволява мръсотията да проникне вътре почти безпрепятствено и трябва да измиете огледалната повърхност много внимателно, в противен случай има шанс да я повредите;
• рискът от попадане на оптика с ниско качество в евтини рефлектори.

Въпреки това, всички тези недостатъци не могат напълно да победят значителните предимства:

1. Цена. Това, разбира се, е най-много положителна характеристикарефлектор. Той е прост в дизайна и огледалото се нуждае от по-малко обработка от всяка от рефракторните лещи, което, разбира се, не може да не се отрази на цената на рефлектора - и освен това по-добре за купувача. Всъщност за една и съща цена можете да намерите рефрактор и рефлектор, които се различават значително по апертура (отново рефлекторът печели). Нека ви напомня: блендата е диаметърът на основната леща (при рефрактора) или главното огледало (при рефлектора). И както споменахме по-рано, по-голямата бленда винаги е по-добра. В края на краищата именно от тази характеристика зависят разделителната способност, контрастът и максималната различима звездна величина. А ако е още по-просто - колкото по-голяма е апертурата, толкова по-добра ще е снимката.
2. Рефлекторът може да се монтира на най-лекия тип стойка, която всъщност можете да направите сами: стойката на Dobson е най-компактната по отношение на размерите, а освен това е изработена от дърво, ПДЧ или шперплат. Ясно е, че в тегловната категория тези материали превъзхождат метала.
3. Отлично представяне (като правило) по отношение на съотношението на апертурата - този тип телескоп, особено в комбинация с екваториална монтировка, е много добър в астрофотографията.
4. Ако оптиката е с високо качество, тогава изображението в централната му част ще бъде практически лишено от аберации - и нито един рефрактор не може да се похвали с такъв показател.
5. Чудесен за наблюдение на обекти в дълбокия космос.

Нека обаче вече да разгледаме някой подходящ модел.

Например, нека вземем телескопа Celestron PowerSeeker 127 EQ (7500 рубли).

Доста бюджетен модел с отлична бленда от 127 мм. Ако вземете 7500 рубли. (приблизителна цена) за горната парична "лента" за закупуване на телескоп можете да намерите рефрактор с диаметър на лещата максимум 70 mm. И както е казано неведнъж, колкото по-голяма е апертурата, толкова по-добре.

В комплекта има два сменяеми окуляра за 20 и 4 мм, както и тройна леща Barlow. Накратко, ако погледнете спецификациите, приложени към телескопа, тази оптика трябва да даде увеличение до 750 пъти! На практика обаче лесно можете да изчислите до каква степен устройството ще ви даде ясна картина. Просто трябва да умножите стойността на блендата (в mm) по 1,4 - получената цифра ще бъде точно тази множественост, след достигането на която телескопът едва ли ще създаде супер ясна картина. Въпреки това, ако умножите същата стойност на блендата по 2, ще разберете абсолютната качествена граница на увеличаване на вашето устройство. Ако говорим за този модел Celestron, тогава 127 x 1,4 \u003d 177,8 пъти, 127 x 2 \u003d 254 пъти. Общо - 254 пъти ще бъде най-"таванът" по отношение на увеличението.

Пределната величина на различими обекти е +13 m.

Рефлектор с екваториална стойка е много добър за наблюдение на небесни обекти, практически нищо за земни обекти. Екваториалната стойка на Celestron идва с фини механизми за движение и координатни кръгове, като всички те ще помогнат на начинаещия да се справи с трудната задача да насочва и наблюдава в началото.

Тегло на телескопа - 7,7 кг, дължина на тръбата - 508 мм. Много по-компактен от рефрактор със същата апертура - той ще бъде дълъг повече от метър, а индикаторът за тегло ще се "гмурне" над марката от 30 кг. Не е най-добрият вариант за туризъм, не е ли?

Типичен представител на рефлекторите, отличен за наблюдение на дълбоки обекти.

А сега нека поговорим за телескопи с огледални лещи (катадиоптрични). Понякога те се наричат ​​и комбиниран тип.

Ако в рефрактора лещата се основава на използването на леща, в рефлектор - на огледало, тогава катадиоптриката използва както лещи, така и огледална оптика в своето устройство. Такива лещи са по-трудни за производство, тъй като цената им, разбира се, ще бъде по-висока от, да речем, цената на рефлектор със същата бленда. Втората неприятна характеристика на този тип е, че поради конструкцията си устройството с огледална леща не може да предостави на наблюдателя същата ясна картина, както например рефракторът.

Друг от "минусите" - телескопите с огледални лещи с оптична схема на Шмид - Касегрен, за съжаление, не са лишени от коматична аберация. Но Максутов - Касегрен може да се похвали с картина без тези "намеси".

Освен всичко друго, катадиоптриците са най-чувствителни към температурни промени - още повече рефлектори.

въпреки това положителни точкиогледалната леща понякога играе решаваща роля за много любители на астрономията.

Първият е, разбира се, размерът. Например, рефрактор с отвор 90 mm ще бъде дълъг най-малко 95 cm (и най-вероятно около метър). И подобен по големина на апертурата Максутов - Касегрен - 28 см дължина. Значителна разлика, нали? Катадиоптриците тежат, съответно, също по-малко от другите разновидности.

Е, не по-малко важен момент - аберациите, по-точно почти пълното им отсъствие. Ако оптиката е с високо качество и производителят не е допуснал сериозни "грешки" при производството на телескопа, тогава картината ще бъде лишена от всички онези "нередности", които и рефракторите, и рефлекторите със сигурност съпътстват до известна степен.

Например, помислете за Celestron NexStar 90 SLT (16 300 рубли).

Както подсказва името, отворът тук е 90 мм. Това е един от представителите на редица Максути - Касегрен, тоест изображението, получено с негова помощ, ще бъде практически лишено от обичайните аберации.

Комплектът включва два сменяеми окуляра за 25 mm (50x) и 9 mm (139x), максималната звездна величина на наблюдаваните обекти е 12,3 m.

Азимутална монтировка с компютърно насочване - подобна система се нарича популярно GoTo. Устройството вече разполага с база данни от 4000 обекта. Контролът е прост: изберете обект от базата данни и телескопът автоматично ще се "насочи" към областта на небето, от която се нуждаете. Изборът на обект се извършва с помощта на дистанционното управление, което има възможност за актуализиране през интернет (естествено, когато е свързан към компютър). Възможностите на такъв контрол не се ограничават само до избор на обект: GoTo ви позволява да посочите координати, да получите кратка информация за обект; може при поискване да издаде координати на точката, към която се цели този момент. Единственото нещо, което може да създаде трудности за начинаещите в астрономията, е, че преди да използвате телескопа, трябва да се ориентирате на земята, тоест да въведете мястото и времето на наблюдение, както и да насочите телескопа към няколко известни звезди потребителя. По принцип удобна система, често спестяваща времето на наблюдателя.

Стоманен статив за максимална стабилност, монтаж тип лястовича опашка - уредът се монтира с бързо и лесно движение. Теглото на телескопа е само 5,4 кг.

Страхотен вариант дори за начинаещи в астрономията. Възможностите на катадиоптриката, удобството на GoTo плюс максимална компактност - и сега инструментът на истински астроном е под ръка (разбира се, ако цената не ви плаши).

Намирането на идеалния универсален телескоп е невъзможно. Всеки вид има своите силни страни и Слабости. Ако обаче знаете какво точно ви интересува в небето, можете да изберете устройство, което да разкрие максимално възможностите му.

Рефрактор с апертура 70-90 мм е подходящ за дете като първи телескоп (особено в градски условия): той ще може да разгледа подробно както повърхността на Луната, така и планетата слънчева система, и Слънцето. Единствената забележка: абсолютно невъзможно е да гледате Слънцето през телескоп без специални филтри - просто ще загубите зрението си, защото в този случай телескопът действа като обикновена лупа. Спомнете си какво се случва с лист хартия, ако го посочите Слънчев лъчпрез лупа: Ще светне бързо. Сега си представете, че окото ви е на мястото на листчето и веднага ще ви се прииска да експериментирате със Слънцето.

За висококачествени наблюдения на далечни космически обекти (мъглявини, кълбовидни звездни купове и т.н.), далеч от градското осветление, най-подходящ е рефлектор с апертура от около 114-150 mm. Разбира се, колкото по-висок е този показател, толкова по-добре - вече гледате парите там.

Е, ако пътувате много и в същото време искате винаги да имате телескоп със себе си, тогава най-добрият избор би бил някакъв модел на Maksutov - Cassegrain или друго устройство от редица огледални лещи: те са компактни и ще бъдат по-лесен за носене.

В случай, че вие ​​самите все още не сте решили какво точно искате да изучавате, вземете рефрактор. За първи път, за да разберете дали такава дейност изобщо ви е интересна, това е напълно достатъчно. По-добре е, ако блендата е някъде около 70-90 мм: по-малките размери едва ли ще донесат истинско удоволствие.

И не забравяйте за размерите: много телескопи са изключително неудобни за носене в ръка и хората, които нямат превозно средство, трябва да помислят и за това.

Сър Исак Нютон (1643-1727) - английски учен

Огледалният телескоп на известния английски учен Исак Нютон не е сред безценните съкровища, които могат да предизвикат всеобщо възхищение. Телескопът е научен инструмент. Но днес това е безценна реликва, защото Нютон го е направил сам. С негова помощ той обогати науката и цялото човечество с нови знания за звездите, за движението на светлината. Получените от него научни данни трудно могат да бъдат надценени.

Интересът към създаването на научни инструменти, с които е възможно да се провеждат изследвания, се появява в Нютон в ученическите му години. Като момче той обичаше да гледа как дърводелците работят, как строят къща, как правят крила за вятърна мелница, как правят колела за воденица. Той не просто гледаше, той запомняше, но скицира у дома, създаваше подобие на чертежи, според които правеше работещи модели на вятърни и водни мелници. Но той не просто копира, той въведе определена иновация във всеки модел.

Неговата страст към моделирането беше отбелязана от учители в училище, роднини и познати на семейство Нютон обърнаха внимание на това. Веднъж той направи часовник, който работеше под напора на водата, изтичаща от резервоар. Тя падна във фунията и след това завъртя колелата. За изненада на възрастните, той направи миниатюрна мелница за мелене на зърно. В ролята на двигателя той играеше ролята на мишка, която въртеше колелото. Той постигна това не с обучение, а с естественото желание на мишката да я пирува и окачи торба със зърно върху нея.

Нютон не е изобретател. Той не е изобретил нито едно от създадените от него устройства. Взе готови, но във всяка направи подобрения. Имаше нужда от телескоп, за да наблюдава звездите, да определя свойствата на светлината, да знае нейната скорост, да разгадае мистериите на Вселената.

Първите телескопи или шпионски очила се появяват в Холандия през 17-ти век, въпреки че увеличителното свойство на вдлъбнатите стъклени лещи е известно още през 2500 г. пр.н.е. През 1610 г. италианският учен Галилео Галилей, използвайки проектиран от него инструмент, наблюдава звездите и прави изумителното заключение, че Вселената е безкрайна. Преди Галилей много природни явления са били описвани спекулативно, рядко въз основа на експерименти. Но Галилей беше първият, който въз основа на наблюдения с телескоп направи заключение за движението на звездите, за безкрайността на Вселената. Той беше сравнен с Колумб, откривателят на непознати досега земи. Работата му се е превърнала в модел за подражание.

В Холандия, Германия, Англия учените започнаха да правят свои собствени телескопи. Нютон не избяга от това изкушение. Университетската наука в Кеймбридж изисква нови инструменти и 22-годишният студент Нютон се заема да построи свой собствен телескоп. Той сам полира лещите. Това беше най-трудната работа. В своите Лекции по оптика той описва същността на създаденото от него устройство и неговите възможности. Само няколко години по-късно той най-накрая успя да реализира идеите си в нов телескоп.

През 1671 г. новината, че в Кеймбридж неизвестен млад изобретател е създал специален телескоп с отразяващо сферично огледало, с което можете да увеличите небето и да наблюдавате звездите, достигна до Лондон. Нютон беше помолен да изпрати устройството в столицата. Те искаха да демонстрират действието му пред монарха. На трона е Чарлз II, по време на чието управление Англия преживява икономически подем. Телескопът е щателно проучен от най-видните учени от онова време, които са били членове на Кралското математическо общество, създадено през 1662 г. И всички признаха голямата полезност на телескопа, създаден в Кеймбридж. Кралят се съгласи с мнението на учените и през същата година 29-годишният Нютон беше приет в Кралското математическо общество.

Често изобретениеПървият телескоп се приписва на Ханс Липершли от Холандия, 1570-1619 г., но почти сигурно той не е откривателят. Най-вероятно неговата заслуга е, че той беше първият, който направи новия инструмент за телескоп популярен и търсен. И също така той подава през 1608 г. заявление за патент за чифт лещи, поставени в тръба. Той нарече устройството шпионка. Патентът му обаче е отхвърлен, тъй като устройството му изглежда твърде просто.

Много преди него астрономът Томас Дигес се опитва да увеличи звездите през 1450 г. с помощта на изпъкнала леща и вдлъбнато огледало. Той обаче нямаше търпение да усъвършенства устройството и полуизобретението скоро беше безопасно забравено. Дигес е запомнен днес с описанието си на хелиоцентричната система.

До края на 1609 г. малките шпионки, благодарение на Lipperschley, са станали обичайни във Франция и Италия. През август 1609 г. Томас Хариот финализира и подобри изобретението, което позволи на астрономите да видят кратерите и планините на Луната.

Галилео Галилей и телескоп

Големият пробив идва, когато италианският математик Галилео Галилей научава за опита на холандец да патентова тръбата на лещата. Вдъхновен от откритието, Халей решава да направи такова устройство за себе си. През август 1609 г. Галилей е този, който прави първия в света пълноценен телескоп. Първоначално това беше просто комбинация от зрителна тръба лещи за очила, днес би се нарекъл рефрактор. Преди Галилео, най-вероятно, малко хора са се досетили да използват тази забавна тръба в полза на астрономията. Благодарение на устройството самият Галилей открива планини и кратери на Луната, доказва сферичността на Луната, открива четирите спътника на Юпитер, пръстените на Сатурн и прави много други полезни открития.

За днешния човек телескопът Галилео няма да изглежда специален, всяко десетгодишно дете може лесно да сглоби много по-добър инструмент, използвайки модерни лещи. Но телескопът Галилео беше единственият реално работещ телескоп за този ден с 20-кратно увеличение, но с малко зрително поле, леко замъглено изображение и други недостатъци. Галилей е този, който открива възрастта на рефрактора в астрономията - 17 век.

17 век в историята на наблюдението на звездите

Времето и развитието на науката направиха възможно създаването на по-мощни телескопи, които направиха възможно да се види много повече. Астрономите започнаха да използват лещи с по-голямо фокусно разстояние. Самите телескопи се превърнаха в големи неподвижни тръби по размер и, разбира се, не бяха удобни за използване. Тогава за тях са изобретени стативи. Телескопите постепенно се подобряват и усъвършенстват. Максималният му диаметър обаче не надвишаваше няколко сантиметра - не беше възможно да се произвеждат големи лещи.

До 1656г Кристиан Хюенснаправи телескоп, който увеличава 100 пъти наблюдаваните обекти, размерът му беше повече от 7 метра, апертурата беше около 150 mm. Този телескоп вече се счита за на нивото на днешните любителски телескопи за начинаещи. През 1670 г. вече е бил построен 45-метров телескоп, който допълнително увеличава обектите и дава по-голям зрителен ъгъл.

Исак Нютон и изобретяването на рефлектора

Но дори обикновеният вятър може да послужи като пречка за получаване на ясно и висококачествено изображение. Телескопът започна да расте на дължина. Откривателите, опитвайки се да извлекат максимума от това устройство, разчитаха на открития от тях оптичен закон - намаляването на хроматичната аберация на лещата става с увеличаване на нейното фокусно разстояние. За да премахнат хроматичния шум, изследователите направиха телескопи с най-невероятната дължина. Тези тръби, които тогава се наричаха телескопи, достигаха до 70 метра дължина и създаваха много неудобства при работата с тях и настройката им. Недостатъците на рефракторите принудиха великите умове да търсят решения за подобряване на телескопите. Отговорът и нов начин бяха намерени: събирането и фокусирането на лъчи започна да се извършва с помощта на вдлъбнато огледало. Рефракторът е прероден в рефлектор, напълно освободен от хроматизъм.

Тази заслуга принадлежи изцяло на Исак Нютон, именно той успя да даде нов животтелескопи с огледало. Първият му рефлектор беше само четири сантиметра в диаметър. И той направи първото огледало за телескоп с диаметър 30 ​​mm от сплав от мед, калай и арсен през 1704 г. Изображението стана ясно. Между другото, първият му телескоп все още се съхранява внимателно в Астрономическия музей в Лондон.

Но също дълго времеоптиците така и не успяха да направят пълноценни огледала за рефлектори. Годината на раждане на нов тип телескоп се счита за 1720 г., когато британците построиха първия функционален рефлектор с диаметър 15 сантиметра. Това беше пробив. В Европа имаше търсене на преносими, почти компактни телескопи с дължина два метра. Започнаха да се забравят около 40-метрови тръби на рефрактори.

До края на 18-ти век компактните, удобни телескопи заменят обемистите рефлектори. Металните огледала също се оказаха не особено практични - скъпи за производство, както и затъмняване с времето. До 1758 г. с изобретяването на два нови вида стъкло: леки - корони и тежки - кремък, стана възможно създаването на лещи с две лещи. Какво безопасно и се възползва от учения Дж. Долонд, който направи леща с две лещи, по-късно наречена доларова леща.

Телескопи Хершел и Рос

След изобретяването на ахроматичните лещи победата на рефрактора беше абсолютна, оставаше само да се подобрят телескопите с лещи. Забравих за вдлъбнатите огледала. Беше възможно да ги съживят от ръцете на любители астрономи. Уилям Хершел, английски музикант, открил планетата Уран през 1781 г. Неговото откритие няма аналог в астрономията от древни времена. Освен това Уран е открит с помощта на малък самоделен рефлектор. Успехът подтиква Herschel да започне да прави по-големи рефлектори. Самият Хершел в работилницата сплавя огледала от мед и калай. Основното дело на живота му е голям телескоп с огледало с диаметър 122 см. Това е диаметърът на най-големия му телескоп. Откритията не закъсняха, благодарение на този телескоп Хершел откри шестия и седмия спътник на планетата Сатурн. Друг, не по-малко известен астроном любител, английският земевладелец лорд Рос, изобретил рефлектор с огледало с диаметър 182 сантиметра. Благодарение на телескопа той открива редица неизвестни спираловидни мъглявини. Телескопите на Хершел и Рос имаха много недостатъци. Огледалните метални лещи бяха твърде тежки, отразяваха само малка част от падащата върху тях светлина и бяха затъмнени. Необходим е нов перфектен материал за огледала. Този материал беше стъкло. Френският физик Леон Фуко през 1856 г. се опитва да вмъкне огледало от сребърно стъкло в рефлектор. И опитът беше успешен. Още през 90-те години любител астроном от Англия построи рефлектор за фотографски наблюдения със стъклено огледало с диаметър 152 сантиметра. Друг пробив в конструкцията на телескопа беше очевиден.

Този пробив не беше без участието на руски учени. АЗ СЪМ В. Брус става известен с разработването на специални метални огледала за телескопи. Ломоносов и Хершел, независимо един от друг, изобретиха напълно нов дизайн на телескопа, при който основното огледало се накланя без вторичното, като по този начин се намалява загубата на светлина.

Немската оптика Fraunhofer постави производството и качеството на лещи на конвейер. И днес в обсерваторията Тарту има телескоп с цяла работеща леща на Фраунхофер. Но рефракторите на немската оптика също не бяха без недостатък - хроматизъм.

Възход на рефракторната астрономия

Системата с две огледала в телескоп е предложена от французина Касегрен. Касегрен не можа да реализира изцяло идеята си поради липсата на техническа възможност за изобретяване на необходимите огледала, но днес чертежите му са изпълнени. Именно телескопите на Нютон и Касегрен се считат за първите "модерни" телескопи, изобретени в края на 19 век. Между другото, космически Телескоп ХъбълРаботи точно като телескопа Cassegrain. А фундаменталният принцип на Нютон, използващ едно вдлъбнато огледало, се използва в Специалната астрофизична обсерватория в Русия от 1974 г. Разцветът на рефракторната астрономия настъпва през 19 век, когато диаметърът на ахроматичните лещи постепенно нараства. Ако през 1824 г. диаметърът е бил още 24 сантиметра, то през 1866 г. размерът му се удвоява, през 1885 г. диаметърът започва да бъде 76 сантиметра (Пулковската обсерватория в Русия), а до 1897 г. е изобретен рефракторът Иерк. Може да се изчисли, че за 75 години обективът на лещата се е увеличавал с един сантиметър на година.

До края на 19 век те изобретяват нов методпроизводство на лещи. Стъклените повърхности започват да се третират със сребърен филм, който се нанася върху стъклено огледало чрез излагане на гроздова захар на соли на сребърен нитрат. Тези новаторски лещи отразяват до 95% от светлината, за разлика от античните бронзови лещи, които отразяват само 60% от светлината. Л. Фуко създава рефлектори с параболични огледала чрез промяна на формата на повърхността на огледалата. В края на 19-ти век Кросли, любител астроном, насочва вниманието си към алуминиевите огледала. Той купи вдлъбнато стъклено параболично огледало с диаметър 91 см и веднага се постави в телескопа. Днес телескопи с такива огромни огледала са инсталирани в модерни обсерватории. Докато растежът на рефрактора се забавя, развитието на рефлекторния телескоп набира скорост. От 1908 до 1935 г. различни обсерватории по света са изградили повече от дузина рефлектори с леща, по-голяма от тази на Ierk. Най-големият телескоп е инсталиран в обсерваторията Mount Wnlson, диаметърът му е 256 сантиметра. И дори тази граница скоро ще бъде надмината два пъти. В Калифорния е монтиран американски гигантски рефлектор, който днес е на повече от двадесет години.

Най-нова история на телескопите

Преди повече от 40 години, през 1976 г., съветски учени построиха 6-метров телескоп БТА - Големия азимутален телескоп. До края на 20-ти век ARB се смяташе за най-големия телескоп в света.Изобретателите на BTA бяха новатори в оригинални технически решения, като алт-азимутална инсталация с компютърно насочване. Днес тези иновации се използват в почти всички гигантски телескопи. В началото на 21 век БТА е изместен във втората десетка по големина на телескопите в света. А постепенната деградация на огледалото от време на време – днес качеството му е паднало с 30% от оригинала – го превръща само в исторически паметник на науката.

Към ново поколениеТелескопите включват два големи 10-метрови двойни телескопа KECK I и KECK II за оптични инфрачервени наблюдения. Монтирани са през 1994 и 1996 г. в САЩ. Те са събрани благодарение на помощта на фондация W. Keck, на която са кръстени. Той предостави над 140 000 долара за изграждането им. Тези телескопи са с размерите на осеметажна сграда и тежат повече от 300 тона всеки, но работят с най-висока точност. Принцип на действие - основно огледало с диаметър 10 метра, състоящо се от 36 шестоъгълни сегмента, работещи като едно отразяващо огледало. Тези телескопи са инсталирани на едно от най-добрите места на Земята за астрономически наблюдения - в Хавай, на склона на изгасналия вулкан Мануа Кеа с височина 4200 м. До 2002 г. тези два телескопа, разположени на разстояние 85 м един от друг, започна да работи в режим на интерферометър, давайки същата ъглова разделителна способност като 85-метров телескоп.

А през юни 2019 г. НАСА планира да изведе в орбита уникален инфрачервен телескоп (JWST) с 6,5-метрово огледало.

Историята на телескопа измина дълъг път - от италианските стъклари до днешните гигантски сателитни телескопи. Съвременните големи обсерватории отдавна са компютъризирани. въпреки това любителски телескопии много апарати, като Хъбъл, все още се основават на принципите на работа, изобретени от Галилей.

Ирина Калина, 15.04.2014 г
Актуализация: Татяна Сидорова, 02.11.2018 г
Препечатването без активен линк е забранено!

Любителите астрономи използват предимно телескопи от два традиционни вида за наблюдения. Това са телескопи рефрактори, в който се използват лещи и телескопи за изграждане на изображение - рефлектори, където за тези цели служи огледало.
Понякога те се използват за изграждане на имидж. катадиоптрични системи, които са комбинации от няколко лещи и огледала ( огледално-лещен телескоп).

Когато мислим да наблюдаваме звездното небе, си представяме нещо подобно. Реалността, казвам веднага, е различна от снимката

Основната част на всеки телескоп, която изгражда изображение, е лещи. От неговите характеристики - отвориД, фокусно разстояние/и фокусно отношение f / D - зависи от обхвата на наблюдения, които този телескоп позволява.

Разбира се, телескопите с широки апертури (големи диаметри на обектива) са за предпочитане, защото имат голяма повърхност за събиране на светлина, висока разделителна способност и голямо увеличение. Телескопите с голяма апертура обаче, какъвто и тип да са, са по-скъпи и обемисти.

Събирателна и разделителна способност на телескопите

Най-важната характеристика както на телескопа, така и на бинокъла е бленда(Д)- диаметър на лещата.

Апертурата определя размерите на събирателната повърхност, чиято площ е пропорционална на квадрата на диаметъра. Колкото по-голяма е събирателната повърхност на устройството, толкова по-слаб е обектът, който позволява да се наблюдава. По този начин максималната звездна величина на обект, който може да се наблюдава в даден телескоп, зависи от квадрата на диаметъра на обектива.

Следващата важна характеристика на телескопа е резолюция, т.е. способността да се различават най-малките образувания върху дисковете на планети или двойни звезди.

Ако диаметърът на лещата се измерва в милиметри, тогава разделителната способност, изразена в дъгови секунди, се определя от стойността 138/D.

За телеобективи с фокусно съотношение, по-голямо от f/12*, разделителната способност е малко по-висока и се определя по формулата 116/D.

Малко по-ниската разделителна способност на рефлекторите и катадиоптричните телескопи в сравнение с пречупващите телескопи със същия диаметър на обектива се дължи отчасти на екранирането на централната част на светлинния лъч, който е преминал през обектива. Качеството на изображението, особено при рефлекторни телескопи, също може да бъде сериозно повлияно от въздушните течения, които възникват в тръбата на телескопа.

Телескопи рефрактори

Лещата на рефракторния телескоп е ахроматична система, залепена от няколко лещи, която събира лъчи с различни дължини на вълната в един фокус.

Обикновено фокусните съотношения на любителските рефрактори са по-малки от f/10 или f/12, тъй като ахроматичните лещи с по-късо фокусно разстояние са много скъпи. Следователно рефракторите се използват най-добре за наблюдения, които изискват големи фокусни съотношения, сравнително големи увеличения и ограничено зрително поле.

За сериозни наблюдения е необходимо да се използват телескопи с апертура минимум 75 mm.

Разбира се, възможно е да се извършват наблюдения с телескопи с по-малки отвори, но трябва да се помни, особено за начинаещи, че такива наблюдения са свързани с големи трудности; поради тази причина наблюденията с добър бинокъл може да са по-ефективни, отколкото с телескоп с малка апертура.

За разлика от други видове телескопи, рефракторите нямат загуби поради частично екраниране на светлинния лъч от междинни огледала, но за наблюдения обикновено се използват рефрактори с обективи с диаметър по-малък от 100 mm.

По-рядко се срещат големи рефрактори с отвори над 150 mm, тъй като те са доста скъпи и обемисти.

Рефлектори за телескопи

Повечето аматьорски рефлекторни телескопи имат f/6 до f/8 фокусни съотношения; в сравнение с рефракторите, те са по-удобни за наблюдения, които изискват по-широко зрително поле и по-малко увеличение.

Рефлекторните телескопи се предлагат в различни видове. В практиката на любителските наблюдения най-често се използват два вида рефлектори: Нютонови системии Системи Касегрен.

В Нютоновия телескоп вторичното огледало е плоско, така че фокусното разстояние и фокусното съотношение на лещата са постоянни. В телескоп Cassegrain вторичното огледало е изпъкнало, което значително увеличава общото фокусно разстояние на телескопа и по този начин променя ефективното му фокусно съотношение. Поради тази причина рефлекторите на Cassegrain намират приложение при наблюдения от същия тип като рефракционните телескопи.

Най-голямото предимство на рефлекторите е ниската им цена. За същата бленда те са значително по-евтини от всеки друг вид телескоп. Освен това можете сами да направите необходимото огледало за рефлекторната леща или, в краен случай, просто да го купите, а тръбата на такъв телескоп е лесна за сглобяване у дома.

Почти всички любителски телескопи с голяма събирателна повърхност (диаметър на обектива над 200 mm) са рефлектори. Минималният диаметър на обектива на рефлекторите, които обикновено се използват за общи наблюдения, е около 150 mm; такъв рефлектор не е по-скъп от рефрактора с диаметър на лещата 75 мм. Тъй като рефлекторът има голяма събирателна повърхност, през него могат да се наблюдават по-слаби обекти, но той не е толкова компактен, колкото рефрактора.

По-малките рефлектори с малки фокусни съотношения са междинни по своите характеристики между бинокли и конвенционални рефлектори; освен това са доста компактни.

Рефлекторите обаче имат и недостатъци. Най-важният от тях е необходимостта от време на време да се актуализират отразяващите покрития и да се подравняват оптичните елементи. При липса на скъпо оптично стъкло, което херметически затваря рефлекторната тръба, е необходимо всяко огледало на телескопа да се покрие с капак или капак, за да се предотврати проникването на прах.

При наблюдение окулярът в Нютоновия телескоп може да бъде в неудобно положение; за да се избегне това, е необходимо да се предвиди възможност за завъртане на тръбата на телескопа.

Ако рефлекторната тръба не е херметически затворена с оптичен прозорец, тогава студеният външен въздух, проникващ в нея, създава въздушни теченияунижаване на образа. Много ефективен инструментТози недостатък може да бъде преодолян чрез използването на големи топлоизолационни тръби, но по-често за тази цел се използват "тръби" със скелетна конструкция.

За съжаление, във втория случай има други проблеми, свързани с топлите въздушни потоци от самия наблюдател (затова се опитайте да носите по-топлоизолиращи дрехи, когато наблюдавате!). В допълнение, това увеличава оросяването на оптичните елементи. Следователно голямо значениепридобива правилния дизайн на самата обсерватория.

катадиоптрична система от телескопи ( огледално-лещен телескоп)

Сред катадиоптричните телескопи най-широко използвани са телескопите Система Максутови Система на Шмид-Касегрен.

При дадено фокусно разстояние те са по-преносими и лесни за наблюдение, особено когато са сдвоени с различни устройства, които проследяват сложно движение. небесни тела. Естествено, такива телескопи са много по-скъпи от рефрактори и рефлектори със същия размер.

Катадиоптричните телескопи имат големи фокусни съотношения: f/10, f/12 и дори f/15, така че могат да се използват за изпълнение на същите задачи като рефрактори и рефлектори на Касегрен.

Как да тествате телескоп преди да купите

Редица изследвания на качеството на оптиката на телескопа могат да се извършат независимо, но трябва да се помни, че идеални оптични системи не съществуват. Всякакви оптична системаизкривява образите, такива изкривявания се наричат аберации.

При производството на телескоп аберациите се стремят да бъдат сведени до минимум. Специфичните изисквания за размера на допустимите аберации зависят от естеството на изследването, за което е предназначен този телескоп. Например при изучаване на планети и фотографиране на небесни обекти изискванията за стойността на допустимите аберации са по-високи, отколкото при наблюдение.

Хроматичната аберация, характерно до известна степен за рефрактори и телескопи от някои други видове, се изразява в оцветяването на изображението на небесните тела. Особено забележимо е при резки граници между светли и тъмни зони, например на крайниците на Луната и т.н. Рефлекторните телескопи не създават този тип аберация.

Наличност изкривяване(изкривявания в изображението на взаимното разположение на звездите) могат да се проверят чрез наблюдение на изображението на права линия или правоъгълна тухлена зидария в стената на къща.

Проверете как вашият телескоп изобразява точков източник. Ако е възможно, това се прави най-добре през нощта, като се разглежда изображението на звездите. Такива проверки могат да се извършват през деня, наблюдавайки "изкуствени звезди" ( слънчева светлинаотразено от далечно балон с горещ въздух) или друг точков източник на светлина.

Да, макар и банално да звучи, не е излишно да напомним, че телескопът е точен и много чувствителен инструмент. Проверете го внимателно, преди да купите, разочарованието от нискокачествена "играчка" ще обезсърчи цялото желание да изучавате звездното небе

В добър телескоп изображението на звезда е точно на фокус и има формата на идеално кръгъл дифракционен диск. Тези изображения трябва да са във формата на идеален кръг, не само на фокус, но и извън него. Тяхното удължаване показва наличието астигматизъмили деформация на оптичните елементи на телескопа, която може да възникне поради неправилен монтаж.

Кривината на полето се показва от разфокусирането на изображението на звездата, докато се движи от центъра към края на зрителното поле на телескопа. Кривината на полето е присъща на повечето телескопи, но този дефект засяга главно фотографските наблюдения. Друга аберация, кома, се появява, когато изображението на звезда се издърпва (приема формата на комета) на ръба на зрителното поле. Кома също присъства в повечето телескопи, но е по-забележима в рефлекторите, отколкото в рефракторите.

Инспекциите на механичните компоненти на телескопите и техния монтаж са основно общ характер. За добра работа е необходимо да се постигне структурна твърдост както на самата тръба на телескопа, така и на нейната стойка. Това се постига най-добре чрез твърдо монтиране на осите на телескопа - всяка монтирана върху две доста раздалечени опори.

Въртенето около осите трябва да бъде плавно, а при екваториални инсталации и двете оси трябва да бъдат снабдени със заключващи винтове. Всички задвижвания, рамката за фокусиране на окулярите и други механизми за настройка на телескопа трябва да работят без луфт.

Днес има много видове телескопи, но малко хора знаят какви точно Рефлектор на Нютон- не само един от най-разпространените дизайни, но и един от най-важните в исторически план. Благодарение на рефлектора на Нютон бяха направени най-важните открития и наистина астрономията като наука получи мощен тласък за развитие.

Нютоновият рефлектор е рефлексен телескоп по дизайн, тоест ролята на лещата в него се изпълнява от вдлъбнато огледало. Това дава няколко предимства наведнъж, ако сравним такъв дизайн с друг - телескоп - рефрактор, тоест леща:

• Огледалото се прави много по-лесно от лещата, особено след като качествен обектив изисква няколко висококачествени лещи. Трябва ви само едно огледало.
• Изискванията към стъклото за огледало са много по-ниски - основното е то да издържа на механични натоварвания от теглото и температурните колебания. Обективът изисква висококачествено оптично стъкло, без никакви дефекти. За огледалото няма значение прозрачността на стъклото, наличието на малки дефекти в дебелината му.
• При еднакъв диаметър на обектива Нютоновият рефлектор е много по-компактен от рефрактора. Например, рефракторна тръба с обектив 150 mm би била дълга над 2 метра и би била много скъпа, да не говорим за астрономическата цена на такъв обектив и мощен монтаж. Рефлектор с този диаметър е наполовина по-дълъг, много по-малък, а цената на огледалото е доста достъпна.
• Огледалният телескоп дава най-добро изображение, тъй като в рефрактора има пречупване на светлината, а в рефлектора е само отражение. Следователно, рефлекторът е практически свободен от много аберации, например хроматични - когато около обекта се появи цветна граница, и дава по-рязко и добро изображение.
• Огледалото може да отразява светлина с почти всякаква дължина, включително ултравиолетова, което се оказва важно за наблюденията и фотографията. В рефрактора светлината преминава през леща и по-голямата част от спектъра просто се губи, включително ултравиолетовото.
• Такъв телескоп има голяма светимост, което ви позволява да правите по-ясни и по-добри снимки.
• Благодарение на дизайна на рефлектора на Нютон, окулярът е разположен отстрани, което позволява да се извършват наблюдения с голямо удобство. Рефракторът може да бъде снабден с обръщаща се призма, но това е допълнителна пречка по пътя на светлината, увеличавайки нейните загуби и това удобство е относително.
• Конструктивно телескопът се състои от основно огледало със сферична или параболична форма и второстепенно плоско огледало, което просто извежда фокусирания лъч от тръбата, където е разположен окулярът, за наблюдение.

Основното огледало е разположено на специална платформа, оборудвана с регулиращи винтове за регулиране на наклона му. Вторичното плоско огледало е разположено на скоби близо до предния край на тръбата. Така в телескопа се получават само две отражения.

Окулярът е снабден с фокусер за плавно регулиране на остротата.

Нютоновият рефлектор е доста евтин телескоп в сравнение с рефрактор със същия диаметър като лещата. Разликата в цената може да достигне няколко пъти, а при по-големите модели изобщо няма аналози. Например, модели с диаметър на лещата 50-80 mm могат да се считат за най-популярните рефрактори, с диаметър 90 mm те имат доста значителна цена.

В същото време нютонов рефлектор с диаметър на огледалото от 110 - 150 мм е напълно достъпен за почти всеки ентусиаст на астрономията. Много аматьори също имат в арсенала си 200 мм модели, които вече принадлежат към професионалния клас. Рефрактор с такъв диаметър може да се намери само в обсерватория, не се продават.

Историята на появата на рефлектора на Нютон

Както подсказва името, телескоп с този дизайн е създаден за първи път от известния английски учен Исак Нютон, известен с работата си в областта на математиката, физиката, астрономията и други науки. Създаден, но не изобретен. Идеята за такъв дизайн принадлежи на шотландския учен - математик и астроном Джеймс Грегъри, който го предлага през 1663 г., но не го превежда в истински телескоп.

Нютон създава първия телескоп с този дизайн през 1668 г., но той е неуспешен. Вторият модел беше по-добър и създаде отлично изображение при 40x увеличение.

Това беше голям пробив в астрономията, особено като се има предвид, че по това време те използваха рефрактори - лещи телескопи с примитивен дизайн или дори шпионки. Разбира се, такива инструменти не даваха висококачествено изображение и тяхното увеличение беше малко, въпреки че с тях бяха направени много открития.

Както и да е, през 1671-1672 г. Нютон демонстрира своя телескоп пред самия крал и в Кралското общество, което предизвиква голям ентусиазъм. Нютон става известен и става член на Кралското общество. Впоследствие рефлекторният телескоп се превърна в основен астрономически инструмент и направи възможно да се направят много важни открития.

Оттогава малко се е променило, въпреки че се появиха много други дизайни на телескопи, включително рефлектори. Въпреки това, Нютоновият рефлектор, като най-простият и същевременно ефективен инструмент, се радва на заслужената любов на любителите астрономи по света и много от тях са проектирали своя първи Направи си сам рефлектор на Нютон.

Какво е по-добре да се наблюдава в нютонов рефлектор

Почти всичко може да се наблюдава в телескоп с този дизайн, но той ще бъде неудобен за наземни наблюдения, тъй като дава обърнато изображение - за астрономически цели това е напълно без значение.

Благодарение на голям диаметърогледала в сравнение с рефракторите и по-малка загуба на светлина, рефлекторът ви позволява да виждате по-добре слаби обекти - мъглявини, галактики, планети. Също поради тези причини е по-ефективен при снимане.

Разбира се, луната може да се наблюдава перфектно през рефлектор и той ще даде отлични детайли на повърхността си.

Как да направите рефлектор на Нютон със собствените си ръце

Сега рефлекторът на Нютон може лесно да бъде закупен в магазин и за сравнително малко пари можете да получите много различна конфигурация, която ще ви позволи да видите много космически обекти.

Въпреки това, ако желаете и постоянство, можете да направите рефлектор на Нютон със собствените си ръце. Това, разбира се, е труден въпрос, но можете да получите на ваше разположение доста мощен телескоп, чиято цена в магазина е десетки или дори стотици хиляди рубли. Например, доста успешно, с известен опит, аматьорите създадоха 200 и 250-милиметрови телескопи за домашни обсерватории.

Създаването на висококачествена оптика и механика изисква не само материали, но и знания. Ето защо, за тези, които искат сами да направят рефлектор на Нютон, препоръчваме книгата на Навашин M.S. „Телескоп на любител астроном“ и книгата на Л.Л. Sikoruk "Телескопи за любителите на астрономията". В тях можете да намерите не само много теория, но и практика инструкции стъпка по стъпкада построи телескоп. Между другото, в книгата на Sikoruk L.L. разглеждат се и други, по-сложни системи, които също могат да бъдат създадени самостоятелно.

Защо е необходимо сега, когато можете да купите всичко в магазина? Причините могат да бъдат различни – от обикновени спестявания до чисто практически интерес. В крайна сметка, телескоп, създаден от собствените си ръце, според собствените изисквания, може да се окаже не по-лош от закупения, а придобитите умения определено няма да бъдат излишни.

Къде да купя рефлектор на Нютон

Сега не е трудно да си купите рефлектор Newton. Това е много популярен дизайн, който се произвежда в много варианти от почти всички производители на телескопи. В градовете, в магазините за оптика, със сигурност можете да намерите такива модели в изобилие.

Джаджа от SocialMart

Можете да закупите рефлектор на Нютон и чрез интернет. Ето модели на този дизайн от почти всякакъв размер и всеки производител. Няма да е проблем да изберете правилния модел според неговите характеристики или цена, като можете да го поръчате директно от сайта.