Выбор телескопа: чем отличаются рефлекторы и рефракторы

Содержание

  • 1 Конструкция
  • 2 Характеристики
  • 3 Классические оптические схемы 3.1 Схема Галилея
  • 3.2 Схема Кеплера
  • 3.3 Схема Ньютона
  • 3.4 Схема Грегори
  • 3.5 Схема Кассегрена
  • 3.6 Схема Ричи-Кретьена

4 Приемники излучения

  • 4.1 CCD-матрицы

4.2 CMOS-матрицы
5 Системы адаптивной оптики
6 Механика

  • 6.1 Монтировка

6.2 Экваториальная монтировка и её разновидности 6.2.1 Достоинства и недостатки
6.3 Альт-азимутальная монтировка
7 Крупнейшие оптические телескопы

  • 7.1 Телескопы-рефракторы

7.2 Солнечные телескопы
7.3 Камеры Шмидта
7.4 Телескопы-рефлекторы
7.5 Экстремально большие телескопы
8 Примечания
9 Литература
10 Ссылки

Что нужно знать об увеличении

Вопреки распространенному мнению, увеличение – не самый главный показатель телескопа. Более того, этим параметром можно управлять, используя разные окуляры. Кратность при выборе телескопа определить легко: необходимо фокусное расстояние объектива разделить на фокусное расстояние окуляра. Но далеко не весь спектр полученного значения полезный.

Возьмем простой пример. Рефракторный телескоп с фокусным расстояние объектива 1000 мм и окуляром 4 мм. Кратность для такого устройства составит х250. Предельное полезное увеличение равно умноженной на два апертуре (диаметру объектива). Если диаметр составляет 120 мм, то предельное значение комфортной кратности составит х240.

Пытаясь определить, какой телескоп выбрать, учитывайте и минимальное полезное приближение, которое равно апертуре, разделенной на 6. Для объектива того же диаметра оно составит х20 (120/6). Это означает, что приближение меньше 20 крат будет меньше диаметра вашего зрачка, поэтому не даст новой визуальной информации.

Как правильно выбрать рефлектор?

Отражающие телескопы, также известные как ньютоновские отражатели, являются хорошими аппаратами для астрономов-любителей, поскольку они предлагают хорошее соотношение апертуры и цены. Они универсальны и могут использоваться для наблюдения за Луной и планетами, а также за объектами глубокого неба. Однако они требуют немного большего обслуживания, чем рефракторы, время от времени нужно проводить коллимацию (выравнивание зеркал). Поскольку труба телескопа открыта, зеркала могут повредиться и испачкаться. Их можно очистить или, через несколько лет, обратиться к профессионалу. Поэтому, если вы впервые выбираете телескоп, вам нужно хорошо подумать о своих потребностях.

Во внимание нужно принять ещё несколько вещей:

  • Апертурно – рефлекторные телескопы – самые большие для любителей астрономии. Если вы используете прибор только для визуального наблюдения, это самая важная деталь для наилучшей работы. С более широкой диафрагмой вы получите больше света, большую контрастность и больше деталей, которые вы сможете рассмотреть.
  • Фокусное расстояние – чем больше фокусное расстояние вашего прибора, тем больше вы получите увеличение, тем резче будет вид.
  • Поле зрения – зависит от используемых окуляров. Их видимое поле зрения и фокусное расстояние дадут вам истинное поле зрения телескопа.
  • Крепление – в телескопах Добсона используются коромысла, которые очень дёшевы, но очень практичны. Если вы решите использовать отражатель меньшего размера с экваториальным креплением, вы можете выбрать между ручным или моторизованным креплением.
  • Портативность и вес – покупая устройство большего размера, вы должны думать о портативности. Это не влияет на качество просмотра, но может повлиять на ваше желание выйти и использовать его. Вот почему иногда приходится платить на 20–30% больше за более компактный телескоп.

Недостатки рефлектора

К основным недостаткам рефлекторов можно отнести следующие:

  • Зеркало требует более бережного обращения и периодической юстировки.
  • Отражающее покрытие на зеркале со временем тускнеет и его нужно обновлять.
  • Зеркало подвержено температурным деформациям, искажающим изображение.
  • Открытая труба рефлектора Ньютона и подобных систем не защищает оптику от попадания пыли, а также в ней могут создаваться тепловые воздушные потоки, способные сильно испортить изображение.
  • Из-за наличия вторичного зеркала на пути светового потока часть его теряется, хотя при достаточно большом диаметре главного зеркала это несущественно.
  • Рефлектор – более хрупкий и тонкий прибор, поэтому брать его в поездки проблематично и нежелательно.

Самыми важными недостатками можно считать первые два.

Обзор лучших моделей телескопов для детей

Детские модели обладают рядом отличительных черт:

  • диаметр рефракторов-ахроматов до 80-90 мм;
  • азимутальная монтировка;
  • неприхотливость в эксплуатации.

Их главная особенность – неперевёрнутое изображение. Тогда как любительские и профи устройства требуют юстировки.

Sturman HQ2 60090 AZ

Классический Sturman HQ2 60090 AZ
Мне нравитсяНе нравится

Классическая модель с хорошей комплектацией, в которую входят несколько окуляров, даёт прямое изображение.

Характеристики:

  • расстояние фокусное 600 мм;
  • диаметр объектива 90 мм;
  • многослойное просветление;
  • максимальное увеличение 180х.

Плюсы и минусы

простота эксплуатации
регулировка треноги
возможность подключить камеру через адаптер

нехватка автоматического наведения

Средняя стоимость устройства – 20 000 рублей.

О телескопе часто пишут положительные отзывы. Пользователи упоминают:

  • фото дальних и ближних объектов;
  • хороший видоискатель 6 на 30.

Levenhuk Skyline BASE 70T

Рефрактор Levenhuk Skyline BASE 70T
Мне нравитсяНе нравится

Рефрактор классического типа, который выделяется чёткой картинкой. С его помощью лунная поверхность становится ближе, что вызывает восторг у юных астрономов.

Характеристики:

  • шестикратный оптический искатель;
  • классическая монтировка;
  • диагональное зеркало;
  • объектив на 70 мм.

Плюсы и минусы

бессрочная гарантия
незначительный вес – до 3 кг
автонаведение

необходимость периодически повторять фокусировку

Цена устройства доступна – 15 000 рублей.

Пользователи называют модель хорошим и качественным телескопом для начинающих. А также отмечают, что оптика сохраняет прозрачность даже спустя годы.

iOptron SmartStar-A-R80 Pulsar Purple

Прекрасная модель iOptron SmartStar-A-R80 Pulsar Purple
Мне нравится1Не нравится

Прекрасная модель с ярким дизайном и пультом с ЖК-дисплеем. Её характеристики:

  • монтировка The Cube;
  • нержавеющая сталь в 25 мм на штативе;
  • жёсткая система фиксации;
  • объектив 80 мм.

Плюсы и минусы

GPS-модуль
чёткое изображение
более 5 000 объектов в базе

высокая стоимость

Минусы – высокая стоимость, доходящая в некоторых регионах до 27 000 рублей.

Владельцы устройства особенно положительно отмечают:

  • фокусное расстояние 400 мм;
  • комплект с двумя дополнительными окулярами;
  • возможность наблюдать за звёздами, Луной и другими объектами.

Телескопы рефракторы

Объектив телескопа-рефрактора представляет собой ахромати­ческую систему, склеенную из нескольких линз, которая собирает лучи различных длин волн в один фокус.

Обычно фокальные отношения любительских рефракторов меньше f/10 или f/12, так как более короткофокусные ахроматические объективы очень дороги. Поэтому рефракторы лучше использовать при наблюдениях, для которых требуются большие фокальные отношения, довольно большие уве­личения и ограниченное поле зрения.

Телескоп типа рефрактор

Для серьезных наблюдений необходимо применять телескопы с апертурой не менее 75 мм.

Конечно, можно проводить наблюдения и в телескопы с меньшими апертурами, однако при этом следует помнить, особенно начи­нающим, что такие наблюдения сопряжены с большими трудностями; по этой причине наблюдения в хороший бинокль могут оказаться более результативными, чем в телескоп с малой апертурой.

В отличие от телескопов других типов в рефракторах отсутствуют потери, обусловленные частичной экранировкой пучка света промежуточными зеркалами, тем не менее при наблюдениях, как правило, исполь­зуются рефракторы с объективами диаметром менее 100 мм.

Реже встречаются крупные рефракторы с апертурами свыше 150 мм, так как они довольно дороги и громоздки.

Рефракторы достигли совершеннолетия

Персиваль Лоуэлл наблюдает за Венерой днем с кресла наблюдателя 24-дюймового (61 см) рефракторного телескопа Алвана Кларка во Флагстаффе, штат Аризона.

Хотя в конце 17 века были очень большие (и громоздкие) неахроматические воздушные телескопы , а Честер Мур Холл и другие экспериментировали с маленькими ахроматическими телескопами в 18 веке, Джон Доллонд (1706–1761) изобрел и создал ахроматические телескопы. предметное стекло и линзы, которые позволяли использовать ахроматические телескопы с апертурой до 3–5 дюймов (8–13 см). Швейцарский Пьер-Луи Гинан   (1748–1824) открыл и разработал способ изготовления коронок и бесцветных стеклянных заготовок гораздо большего размера. Он работал с мастером инструментов Йозефом фон Фраунгофер (1787–1826), чтобы использовать эту технологию для инструментов в начале 19 века.

Эпоха великих рефракторов началась с первых современных ахроматических преломляющих телескопов, построенных Йозефом фон Фраунгофер в начале 1820-х годов. Первым из них был Dorpat Great Refractor, также известный как Fraunhofer 9-inch, в том, что тогда было Дерптской обсерваторией в губернаторстве Эстонии (Estland) (которая позже стала Тартуской обсерваторией на юге Эстонии ). Этот телескоп, сделанный Фраунгофером, имел ахроматическую линзу с апертурой 9  парижских дюймов (около 9,6 дюйма (24 см)) и фокусное расстояние 4 м (13,4 фута). Он также был оборудован первой современной экваториальной монтировкой, которая называется «немецкая экваториальная монтировка», разработанной Fraunhofer, и с тех пор она стала стандартной для большинства больших рефракторов. Фраунгофер «9 дюймов» (24 см) в Берлинской обсерватории был использован Иоганном Готфридом Галле при открытии Нептуна . Существует тенденция округлять апертуры до ближайшей большой фигуры, что может создать своего рода дрейф при преобразовании; «9 дюймов» фраунгофера были девятью парижскими дюймами, что составляет около 9,6 дюйма или около 24 см, а не совсем девять английских дюймов и ближе к десяти дюймам. (Парижские дюймы также называют пакетами )

Рефрактор на выставке, 1851 г.

В 1851 году на Большой выставке в Гайд-парке одним из отмеченных экспонатов был телескоп с трубкой длиной 5 м (16 футов), названный «Трофейный телескоп», который был представлен на выставке. Телескоп был установлен астрономом Джеймсом Уильямом Грантом , и он имел апертуру 11 дюймов (280 мм) и фокусное расстояние 16 футов (4,88 м).

На Международной выставке 1861 года размер увеличился до телескопа с 21-дюймовым объективом. Объектив телескопа Buckingham или Walworth Common был изготовлен Уильямом Рэем.

31 января 1862 года американский производитель телескопов и астроном Алван Грэм Кларк впервые заметил слабого спутника, которого теперь зовут Сириус B, или ласково «Щенок». Это произошло во время тестирования телескопа с большим рефрактором с апертурой 18,5 дюйма (470 мм) для обсерватории Дирборн , который был одним из самых больших телескопов-рефракторов, существовавших в то время, и самым большим телескопом в Соединенных Штатах.

В телескоп Ньюолла был установлен 25-дюймовый (63,5 см) объектив-рефрактор. Это было целью, поставленной создателями Chance, с общим телескопом, сделанным Томасом Куком. Телескоп был создан для Роберта Стирлинга Ньюолла, и когда он был завершен в 1869 году, он стал самым большим телескопом-рефрактором в мире. В 1950-х годах Кембриджский университет подарил телескоп Ньюолла Национальной обсерватории Афин, которая приняла этот подарок, и с тех пор он находится там. В Греции его установили в новом нестандартном купольном здании у горы Пендели .

Преимущества рефрактора

Рефрактор по своей конструкции – линзовая система, отсюда и происходят многие его преимущества и недостатки. Из преимуществ:

  • Труба рефрактора закрыта с обеих сторон – объективом и окуляром. Это значит, что внутрь не попадет пыль, влага и т.п, то есть уход за трубой минимальный. Кроме того, в закрытой трубе не возникают потоки воздуха, портящие изображение.
  • Конструкция рефрактора прочнее, центрирование объектива и окуляра не нарушается со временем, поэтому его удобно брать с собой при поездках.
  • Объектив рефрактора – линза, поэтому он всегда готов к работе. Достал телескоп, установил, и все – дел на пару минут.
  • Объектив рефрактора не требует со временем никакого ухода, кроме очистки. Стекло не теряет своих свойств со временем, поэтому рефрактор и через несколько лет даст такую же по качеству картинку, как и новый.
  • У рефрактора нет дополнительных деталей на пути света, которые вносят дифракционные искажения и снижают яркость изображения.
  • Рефрактор очень прост в эксплуатации, и для новичка это может стать идеальным решением. Модели для любознательных детей имеют такую конструкцию.

Это основные плюсы рефракторов, на которые обычно ссылаются приверженцы такой конструкции телескопа. Но есть и неприятные стороны.

Светосила, Относительное отверстие

Понятия эти тесно связаны, и соответствующие величины отличаются лишь коэффициентом. Для простоты будем считать, что это одно и то же. Итак, диаметром Относительного Отверстия, или Светосилой, называют отношение апертуры к фокусному расстоянию.

К примеру, упомянутый рефрактор 120 мм/1000 мм имеет светосилу 1/8.3 единиц. Обобщенно, по диаметру относительного отверстия (ОО) телескопы подразделяют на:

  • более 1/6 – «быстрые» (лучший выбор для астрофото);
  • от 1/6 до 1/8 – светосильные, обзорные (для изучения протяженных объектов);
  • 1/8 до 1/10 – универсалы (должны комплектоваться набором разнофокусных окуляров);
  • менее 1/10 – длиннофокусные (для исследования удаленных/ компактных объектов).

Эпитет «быстрый» пришел в астрономический лексикон из астрофотографии: там он означает возможность снимать построенное оптикой изображение на коротких выдержках. Другими словами, чем больше света соберет объектив, тем меньше времени понадобится на экспонирование кадра. Да и при визуальных наблюдениях в светосильный телескоп вы разглядите больше деталей, чем на том же увеличении в длиннофокусный.

Закономерность такова: чем больше относительное отверстие прибора (меньше знаменатель дроби 1/**), тем более тусклые объекты он сможет разглядеть на темном фоне и увеличить без потери контраста. Пример: рефрактор с параметрами 120/1000 мм имеет более «зоркий глаз», чем аналогичная модель 90/900 мм (OO=1/10 < 1/8.3).

Вид на одно и то же созвездие через телескопы с апертурой 50 мм (слева) и 150 мм (справа): в крупноапертурный видны двойные и тусклые звезды

Вы можете задуматься: «Насколько важным фактором выбора является качество оптики?» Ответ – одним из основных. От типа оптической системы, сорта стекла и кривизны оптических поверхностей зависит, будет ли формируемое изображение подвержено аберрациям – оптическим искажениям.

Углубляться в тему аберраций здесь нет резона: описания комы, дисторсии и пр. ничего не скажут человеку, который ни разу не смотрел в телескоп. Да и если вы осозна́ете, что радужная кайма вокруг построенной бюджетным рефрактором картинки – это хроматизм, изменится ли общее впечатление от просмотра? Но чтобы предупредить разочарования, в разделе будут указаны аберрации, которыми «болеют» различные конструкции, и способы их исправления.

Сферическая аберрация, кома и два вида астигматизма (в порядке следования) Примеры искажений в астрофотографии можно посмотреть на eckop.com/aberrations

Примечания

  1. Rupert Hall A. Isaac Newton: Adventurer in Thought. — Cambridge University Press, 1996. — P. 67. — ISBN 0-521-56221-X.
  2. Панов В. А. Справочник конструктора оптико-механических приборов. — 1-е изд. — Л.: Машиностроение, 1991. — С. 81.
  3. Турыгин И. А. Прикладная оптика. — 1-е изд. — М.: Машиностроение, 1966.
  4. 12 Энциклопедический словарь юного астронома / Сост. Н. П. Ерпылев. — 2-е изд. — М.: Педагогика, 1986. — С. 234—235. — 336 с.
  5. Навашин, 1979.
  6. Сикорук.
  7. Максутов, 1979.
  8. Korsch, Dietrich. Closed Form Solution for Three-Mirror Telescopes, Corrected for Spherical Aberration, Coma, Astigmatism, and Field Curvature (англ.) // Applied Optics : journal. — 1972. — December (vol. 11, no. 12). — P. 2986—2987. — DOI:10.1364/AO.11.002986. — Bibcode: 1972ApOpt..11.2986K.
  9. LBT — Optics (англ.). Дата обращения 30 мая 2013. Архивировано 30 мая 2013 года.
  10. 12 The World’s Largest Optical Telescopes (англ.). — Список крупнейших оптических телескопов. Дата обращения 25 сентября 2009. Архивировано 24 августа 2011 года.

История появления рефлектора Ньютона

Как следует из названия, телескоп такой конструкции впервые создал знаменитый английский ученый Исаак Ньютон, известный своими работами в сфере математики, физики, астрономии, и в других науках. Создал, но не изобрел. Идея такой конструкции принадлежит шотландскому ученому – математику и астроному Джеймсу Грегори, предложившему её в 1663 году, однако не воплотил её в реальный телескоп.


Ньютон создал первый телескоп по такой схеме в 1668 году, но он был неудачным. Вторая модель оказалась лучше и давала отличное изображение с 40-кратным увеличением.

Это был большой прорыв в астрономии, особенно если учесть, что в то время пользовались рефракторами – линзовыми телескопами примитивной конструкции, а то и вовсе подзорными трубами. Конечно, такие инструменты не давали качественного изображения, да и увеличение у них было маленькое, хотя и с ними было совершено немало открытий.

Как бы то ни было, в 1671-1672 годах Ньютон продемонстрировал свой телескоп перед самим королём и в Королевском обществе, что вызвало немало восторгов. Ньютон стал знаменит и его сделали членом Королевского общества. Впоследствии телескоп-рефлектор стал основным астрономическим инструментом и позволил совершить многие важнейшие открытия.

Современная модель рефлектора Ньютона

С тех пор мало что изменилось, хотя появилось много других конструкций телескопов, в том числе и рефлекторов. Однако рефлектор Ньютона, как самый простой и одновременно эффективный инструмент, пользуется заслуженной любовью астрономов-любителей по всему миру, причём многие конструировали свой первый рефлектор Ньютона своими руками.

Катадиоптрик. Зеркально-линзовый телескоп.

Телескоп катадиоптрик или зеркально-линзовый телескоп имеет сложную оптическую схему, по которой свет проходит внутри трубы несколько раз. то делает его очень компактным при довольно большом увеличение, которое он способен дать. Наличие линзы, главного зеркала и большого фокусного расстояние минимизирует возможные искажения изображения, присущие телескопам других типов. Но подобная оптическая схема требует предварительной термостабилизации системы — его нужно заранее выставлять на место наблюдения, иначе разность температур воздуха и телескопа может сыграть с вами злую шутку. Из-за своих компактных размеров хорошо подходит для выездного телескопа или размещении в ограниченном пространстве балкона. Доступное увеличение позволяет комфортно наблюдать планеты. Годится он для наблюдения Дальнего Космоса, но из большого увеличения обзор будет не слишком широкий, в отличие от рефлекторов. В целом хороший универсальный инструмент, подходит и для астрофото.

Плюсы и минусы зеркально-линзового телескопа

  • +Не требует настройки
  • +Большое фокусное расстояние при маленьком размере
  • +Компактный
  • +Закрытая труба, но требует времени для термостабилизации
  • +Максимальная апертура больше чем у рефракторов, но меньше чем у рефлекторов
  • +Хорош для балкона
  • +Минимизированы аберрации — кома и хроматизм
  • -Термостабилизация
  • -Центральное экранирование
  • -Ограничение на относительное отверстие, из сложного пути света внутри трубы по фокусному расстоянию больше относится к планетным телескопам.

Технические соображения

Рефрактор 102 сантиметра (40 дюймов) в обсерватории Йеркса , самый большой ахроматический рефрактор, когда-либо использовавшийся в астрономии (фотография сделана 6 мая 1921 года, когда Эйнштейн находился с визитом)

Рефракторы страдают остаточными хроматическими и сферическими аберрациями . Это больше влияет на более короткие чем на более длинные. Ахроматический рефрактор с диафрагмой 100 мм (4 дюйма) с диафрагмой f / 6 , вероятно, будет иметь значительную цветную окантовку (как правило, пурпурный ореол вокруг ярких объектов). 100 мм (4 дюйма) f / 16 имеет небольшую цветную окантовку.

При очень больших диафрагмах также возникает проблема провисания линз в результате деформации стекла под действием силы тяжести . Поскольку линзу можно удерживать на месте только за край, центр большой линзы прогибается под действием силы тяжести, искажая получаемые изображения. Самый большой практический размер линзы в преломляющем телескопе составляет около 1 метра (39 дюймов).

Еще одна проблема — дефекты стекла, бороздки или небольшие пузырьки воздуха, застрявшие внутри стекла. Кроме того, стекло непрозрачно для определенных длин волн , и даже видимый свет затемняется из-за отражения и поглощения, когда он пересекает границы раздела воздух-стекло и проходит через само стекло. Большинство из этих проблем устраняются или уменьшаются в отражающих телескопах , которые могут быть сделаны с гораздо большей апертурой и которые почти полностью заменяют рефракторы для астрономических исследований.

МКС-КАМ на Voyager 1 / использовали 6 см (2,36 «) объектив, запущенный в космос в конце 1970 — х годов, пример использования отражателей в пространстве.

Что можно увидеть в рефлектор?

Отражатели предназначены для наблюдения практически за всем. Вы можете начать с Луны и её кратеров, но имейте в виду, что если у вас апертура больше 5 или 6 дюймов, вам следует использовать более сильный нейтральный фильтр, чтобы приглушить лунный свет, слишком большая яркость может раздражать. Возможно, вам следует использовать фильтры нейтральной плотности наблюдая за планетами, если ваш «ночной друг» больше 14 дюймов.

В рефлектор также приятно смотреть на планеты, в основном потому, что отражатели не страдают хроматической аберрацией. Если вы заметили какие-либо хроматические аберрации, это может быть вызвано вашим окуляром низкого качества или атмосферой на малых высотах от горизонта. Двойные звёзды и звёздные скопления также очень приятно наблюдать с помощью отражателей, особенно с помощью аппаратов с большим фокусным расстоянием.

И, наконец,  объекты глубокого космоса (DSO),  такие как туманности, галактики, звёздные скопления, кометы, вот для чего созданы рефлекторы.

Рефлекторы в сочетании с моторизованной экваториальной монтировкой могут довольно успешно использоваться для астрофотографии, но не в лучшую сторону. От паука, удерживающего вторичное зеркало, видны заметные дифракционные выступы. Мы бы посоветовали вам попробовать астрофотографию с рефрактором он является лучшим выбором для астрофотографии.

Преимущества
Самым большим преимуществом является то, что зеркала дешевле линз, что делает его более доступным в приобретении.
Большая ампертура, что позволяет хорошо видеть объекты дальнего космоса, такие как галактики, звёздные скопления и туманности.
Нет хроматической аберрации.
Вместо линз используют зеркала.
Позволяет использовать установки Добсона.
Самая популярная самодельная сборка среди любителей.
Легко монтируется.

Недостатки
Не закрывается, поэтому зеркала необходимо время от времени чистить.
Требуется коллимация.
Более длительное время охлаждения.
Препятствие: меньше контраста и светосилы.

Идея Кассегрена

Похожую систему предложил в 1672 году Лоран Кассегрен. В основу его разработки также легли два зеркала разного диаметра. Однако Лоран предпочел работать с прямым отображением света, сведя всю конструкцию к передаче световых пучков между двумя стеклами.

Отличительной особенностью его телескопа стал тот факт, что вторичное зеркало было существенно больше главного. Спустя двести лет, именно эту идею возьмет за основу знаменитый советский оптик Д. Д. Маскутов, который заложит фундаментальные основы российской науки об оптических приборах, а также изобретет основную модель телескопа, которая станет базовой для всех приборов, имеющих отношение к приближению изображения в Советском Союзе.

Следующие системы, подобные разработке Ричи – Кретьена являются всего лишь дополненными и исправленными версиями идей Кассегрена.

Какими бывают телескопы?

В магазинах большинство телескопов – это рефракторные модели. Но есть и другие разновидности этих приборов. Рассмотрим, какими бывают телескопы.

Вид Описание
Рефракторные Это обычные устройства с линзами. Они встречаются чаще всего и выглядят, как длинная труба, у которой окуляр и объектив будут находиться на одной оси, то есть увеличенная во много раз картинка будет передаваться по одной линии.
Внутри трубы-телескопа может располагаться несколько линз двояковыпуклого типа, которые и будут собирать отраженный от звезд и планет свет (обычно линз всего 2-5 шт).
Такой телескоп идеально подойдет для начинающих астрономов, а также малоопытных исследователей космоса. С его помощью можно разглядеть большую часть планет Солнечной системы. Идеально использовать его за городом, где мало посторонних источников света.
Рефракторные телескопы просты в эксплуатации, с ними легко разобраться. Они дают хорошее и качественное изображение (для своего уровня).
Рефлекторные Эти телескопы по-другому можно назвать зеркальными. То есть работают они немного по другому принципу, нежели рефракторные. Так называемый рефлектор улавливает свет и далее передает его дальше не через линзы, а через зеркала, одно из которых отражает изображение под углом и направляет его на боковой окуляр.
Такой телескоп позволит увидеть объекты, расположенные гораздо дальше от нас. Можно получить качественную картинку даже очень далеко расположенной галактики. Но он сложен в управлении и настройке и подойдет только опытным астрономам. Близко расположенные объекты космоса разглядеть сквозь него не получится.
Катадиоптрические Эти телескопы можно назвать «гибридами», так как они – зеркально-линзовые. Внутри них есть система линз и зеркал, которые дополняют достоинства и компенсируют недостатки друг друга. Изучать при помощи этого оборудования можно и далеко, и близко расположенные объекты космоса, а также получится делать качественные снимки. Но у него сложное устройство и непростое управление, так что пользоваться им, как и рефлекторным телескопом, смогут только опытные астрономы.

Модель рефракторного телескопа

Как сделать рефлектор Ньютона своими руками

Сейчас рефлектор Ньютона можно легко купить в магазине, притом за сравнительно небольшие деньги можно получить самую разную конфигурацию, которая позволит увидеть многие космические объекты.

Однако при желании и настойчивости можно сделать рефлектор Ньютона своими руками. Дело это, конечно, кропотливое, но зато можно получить в свое распоряжение достаточно мощный телескоп, стоимость которого в магазине составляет десятки, а то и сотни тысяч рублей. Например, вполне успешно при некотором опыте любители создавали для домашних обсерваторий 200 и 250-мм телескопы.

Создание качественной оптики и механики требует не только материалов, но и знаний. Поэтому желающим самостоятельно сделать рефлектор Ньютона рекомендуем книгу Навашина М.С. «Телескоп астронома-любителя» и книгу Л.Л. Сикорука «Телескопы для любителей астрономии». В них можно найти не только массу теории, но и практически пошаговые инструкции по созданию телескопа. Кстати, в книге Сикорука Л.Л. рассматриваются и другие, более сложные системы, которые также можно создавать самостоятельно.

Зачем это нужно сейчас, когда можно все купить в магазине? Причины могут быть разные – от простой экономии до чисто практического интереса. В конце-концов, телескоп, созданный своими руками, под собственные требования, может оказаться ничем не хуже покупного, а приобретенные навыки точно лишними не будут.

Выходной зрачок

Выходной зрачок телескопа = D/Г
Хорошо, когда выходной зрачок телескопа равен 6 мм., это значит, что весь свет собираемый объективом попадёт в глаз (6 мм. — примерный диаметр человеческого зрачка в темноте).
Если выходной зрачок окажется больше, то часть света потеряется, подобно тому, как если бы мы задиафрагмировали объектив.
На деле удобнее считать «от обратного». Например:
Для моего телескопа с апертурой D=250мм, максимальное увеличение без потери яркости = 250мм/6мм = 41,67 крат. То есть, при увеличении 41,67 выходной зрачок будет равен 6 мм.
Ну, и какой окуляр мне нужен для этого телескопа, чтобы получить это самое «равнозрачковое увеличение»?
Вспоминаем: f=F/Г.
Тогда: фокусное расстояние F моего Добсона»: 1255мм. «Г» уже нашли: 41,67 крат.
Получается, что мне нужен окуляр f=1255/41,67=30,1мм. Да, примерно такой окуляр и шёл в комплекте :)…
42 крата — это совсем немного, но достаточно для рассматривания звёздных полей, а вот уже для Андромеды маловато…
(Берём окуляр с фокусом покороче. Ура, получается крупнее! Но… темнее. И чем больше кратность, тем темнее будет картинка.)
Это был расчёт для довольно апертуристого телескопа, а какая будет кратность для равнозрачковости в рядовые телескопы — посчитайте сами: одни слёзы… Поэтому и говорят, что «апертура рулит» — чем она выше, там картинка ярче при одинаковой кратности (при одинаковой конструкции телескопов).

Примечания

  1. Ландсберг Г. С. Оптика. — 6-е изд. — М.: Физматлит, 2003. — С. 303. — 848 с. — ISBN 5-9221-0314-8.
  2. Панов В. А. Справочник конструктора оптико-механических приборов. — 1-е изд. — Л.: Машиностроение, 1991. — С. 81.
  3. ASTROLAB.ru. Телескопы (неопр.) (недоступная ссылка). Дата обращения 22 декабря 2020. Архивировано 23 декабря 2020 года.
  4. Телескоп Галилея, Астронет.
  5. 12 Энциклопедический словарь юного астронома / Сост. Н. П. Ерпылев. — 2-е изд. — М.: Педагогика, 1986. — С. 234—235. — 336 с.
  6. Навашин, 1979.
  7. Сикорук.
  8. Максутов, 1979.
  9. 12 Энциклопедия Кругосвет
  10. Усовершенствована система адаптивной оптики телескопа Subaru Архивировано 25 декабря 2020 года.
  11. 12 Монтировка телескопа

Рефракторы

Принцип действия рефракторов основан на системе линз. Такой телескоп был собран Галилео Галилеем, а точнее он воспользовался подзорной трубой, направив её в небо. Такой телескоп менее прихотлив и стоит дешевле. Минус – возникновение аберраций, причём двух видов: сферической и хроматической. Аберрация – это искажение изображения, по краям оно выражено искривлением и радужными разводами вокруг выделяющегося объекта. Конечно есть ахроматические линзы, убирающие эффект радуги, но стоят они других денег. Ещё один минус – ограниченность размеров. Нет возможности создать хорошие линзы с большим диаметром. Поэтому такие телескопы постепенно уходят в прошлое.

Механика

Монтировка

Основная статья: Монтировка телескопа

Монтировка — это поворотная опора, которая позволяет наводить телескоп на нужный объект, а при длительном наблюдении или фотографировании — компенсировать суточное вращение Земли. Состоит из двух взаимно перпендикулярных осей для наводки телескопа на объект наблюдения, может содержать приводы и системы отсчёта углов поворота. Устанавливается монтировка на какое-либо основание: колонну, треногу или фундамент. Основная задача монтировки — обеспечение выхода трубы телескопа в указанное место и плавность ведения объекта наблюдений.

Основные факторы, влияющие на качество решения задачи, следующие:

  • Сложность закона изменения атмосферной рефракции
  • Дифференциальная рефракция
  • Технологическая точность изготовления привода
  • Точность подшипников
  • Деформация монтировки

Экваториальная монтировка и её разновидности

Экваториальная монтировка — это монтировка, одна из осей вращения которой направлена на полюс мира. Соответственно, перпендикулярная ей плоскость параллельна плоскости экватора. Является классической монтировкой телескопов.

Немецкая монтировка

Один из концов полярной оси несёт на себе корпус оси склонений. Эта монтировка несимметрична, поэтому требует противовеса.

Английская монтировка

Полярная ось имеет опоры под обоими концами, а в её середине находится подшипник оси склонений. Английская монтировка бывает несимметричная и симметричная.

Американская монтировка

Один конец полярной оси заканчивается вилкой, несущей ось склонений.

Достоинства и недостатки

Основное достоинство монтировки — простота сопровождения звёзд. Вместе с этим возникает ряд трудностей, которые при увеличении массы телескопа становятся существенными:

  • Деформации монтировки различны в зависимости от положения телескопа.
  • При изменении положения телескопа изменяется и нагрузка на подшипники
  • Сложность при синхронизации с куполом монтировки

Альт-азимутальная монтировка

Альт-азимутальная монтировка — монтировка, имеющая вертикальную и горизонтальную оси вращения, позволяющие поворачивать телескоп по высоте («альт»

от англ. altitude) и азимуту и направлять его в нужную точку небесной сферы.

Достоинства телескопов рефлекторов

В телескопах-рефлекторах почти нет хроматизма, поскольку линзы отсутствуют (поскольку, линзы всё равно есть в окуляре, то теоретически небольшой хроматизм может быть).
Лучше выбирать модели, в которых главное зеркало имеет параболическую форму,
поскольку сферические зеркала привносят ещё и сферические искажения (чем больше диаметр сферического зеркала, тем это искажение будет сильнее).
Кстати, если посмотрите на схему, то увидите, что окуляр у «ньютона» расположен сбоку,
поэтому смотреть объекты ближе к зениту можно без дополнительной призмы перед окуляром, которая нужна в телескопах-рефракторах.
Если посмотрите на цены, то увидите, что за те же деньги можно взять рефлектор с гораздо большей апертурой, чем у рефрактора.
Поэтому рефлекторы системы Ньютона так популярны среди любителей.