Вибір оптичної системи телескопа
На сьогоднішній день інженерами та оптиками створено таку величезну кількість оптичних схем, типів дизайну та встановлення телескопа, що аматор астрономії, що став перед вибором свого першого інструменту для спостереження небес, перебуває в повній розгубленості від такого асортименту. Людині підходящому до вибору телескопа необхідно розуміти суть роботи тієї чи іншої оптичної схеми, враховувати безліч моментів, пов'язаних з тим, де і як проходитимуть спостереження і яким умовам експлуатації буде піддана оптика. Тільки розібравшись з подібними речами, можна зробити по-справжньому усвідомлений і правильний вибір телескопа.
Завдяки доступній для масового виробництва оптиці і невисокій ціні телескопи рефрактори ахромати класичного дизайну стали дуже популярні, як у любителів астрономії, так і у досвідчених спостерігачів.
Об'єктив рефрактора зазвичай складають дві лінзи, так званий дублет – один елемент виготовлений з оптичного скла крона, а інший з флінту. Застосування стекол різної марки і, як наслідок, мають різну дисперсію, дозволяє значно зменшити вплив хроматичної аберації. (Детальне про хроматизм.)
У рефракторі труба закрита, що запобігає появі конвективних потоків повітря вздовж стінок труби, які здатні помітно зіпсувати зображення. Він менш вимогливий до юстування та акуратних перевезень, ніж його дзеркальні побратими, про які розказано нижче.
Телескопи рефрактори зазвичай виконуються довгофокусними з відносним отвором порядку 1/10-1/12. Це дозволяє зменшити вплив безлічі аберацій і досягти більш точного і контрастного зображення під час спостережень з більшими збільшеннями. Такі телескопи чудовопідходять для спостереження Місяця, планет та подвійних зірок.
Але останнім часом з'явилися і короткофокусні модифікації рефракторів з відносним отвором 1/5-1/6. Хоча, форсовані рефрактори сильніше схильні до хроматичної аберації, але в той же час вони мають набагато компактніші розміри і чудово підходять для ширококутних спостережень дивовижних розсипів зірок у Чумацькому Шляху, дифузних туманностей і зоряних скупчень.
Пристрій цих телескопів багато в чому нагадує пристрій звичайних ахроматів, але в їх об'єктивах застосовується спеціальне низькодисперсне скло ED (extra - low dispersion) замість класичних крона і флінта. Застосування такого скла гарантує якісну та краще виправлену від аберацій картинку. Завдяки посиленій механіці таких рефракторів, вони часто користуються великою популярністю у любителів астрофотографії. При розумних цінах, ED-рефрактор забезпечить чудові результати спостережень, але при цьому завжди буде невибагливий до юстування та простий в обслуговуванні.
Телескопи апохромати є чимось подібним до hi-end у світі аматорської астрономії. Об'єктиви апохроматів в більшості випадків містять елементи ще більш дорогого і досконалого низькодисперсного скла флюориту. В оправі укладені складні системи із застосуванням більше трьох лінз, що забезпечує найкращу корекцію аберацій та точне зведення пучків, як за довжиною хвилі з метою корекції хроматичної аберацій, так і по зонах об'єктива для корекції сферичної аберації, коми та астигматизму.
Так оптично серйозні інструменти, зрозуміло, забезпечені такою ж чудовою механікою. Це високоточні оправи об'єктива з можливістю точної установки та юстування лінз, і легкоплавні металеві, абовуглепластикові труби, виготовлені з прецизійною точністю, фокусери, що мають запас вантажопідйомності для встановлення фотообладнання, потужні шукачі.
Хоча ці телескопи і мають найвищу вартість на міліметр апертури серед усіх систем, багато спостерігачів, які прагнуть перфекціонізму зображення або чудових результатів в астрофото, віддають перевагу саме апохроматам.
Рефлектори системи Ньютона
Телескоп Ньютона – це найпопулярніший інструмент серед досвідчених любителів астрономії. Таку популярність він заслужив на дивовижне поєднання ціна/можливості. Саме в Ньютонах одиниця апертури має найменшу вартість, а як ми вже знаємо, апертура є головним фактором, що визначає потужність та можливості телескопа.
У телескопах Ньютона об'єктивом виступає високоточне увігнуте сферичне чи параболічне дзеркало, що у нижньому кінці труби. Світло, зібране головним дзеркалом, відбивається на плоске вторинне дзеркало, встановлене в передньому кінці труби під кутом 45°, яке у свою чергу відображає конус світла в бік стінки труби в окулярний вузол. Ньютони, як правило, мають світлосилу від 1/8-1/10 до максимально форсованих модифікацій з 1/4-1/5.
Виходить, що виготовлення телескопа системи Ньютона необхідно точно виготовити лише дві оптичні поверхні – поверхню головного дзеркала і вторинного, замість чотирьох поверхонь звичайного рефрактора ахромату. Але при цьому телескоп рефлектор повністю позбавлений хроматичної аберації, головної проблеми рефракторів і при помірних світлосилах забезпечують чудову якість зображення.
Зображення телескопа рефлектора буде лише менш контрастним, ніж зображення аналогічного по апертурірефрактора через наявність у першому центрального екранування і вищого світлорозсіювання на поверхнях, що відбивають дзеркал. Але цю незначну різницю можна сповна компенсувати на 25-30% більшою апертурою, яку Ньютон може запропонувати по-справжньому багато!
Система Кассегрена та її модифікації
Наприкінці XVII століття французький скульптор і художник Гійом Кассегрен запропонував модифікувати раніше запропоновану дводзеркальну систему Грегорі. У системі Грегорі за фокусом головного дзеркала встановлювалося увігнуте вторинне дзеркало, яке відбиває пучок світла назад у центральний отвір головного дзеркала, за яким і знаходиться окулярний вузол. Кассегрен ж запропонував встановлювати вторинне дзеркало перед фокусом головного і надати йому опуклої форми. Завдяки цьому система вийшла компактнішою. Нині система Кассегрена у її класичному розумінні мало випускається світовими виробниками, т.к. Виготовлення її оптики пов'язане з безліччю труднощів. А на практиці, крім трохи компактніших розмірів, вона не дає вагомої переваги перед набагато простим Ньютоном.
Але зараз існує безліч модифікацій цієї системи. В оригіналі Кассегрен містить головне дзеркало увігнутої параболічної форми та вторинне опуклою гіперболічною. На початку XX століття Георг Річі виготовив модифіковану і більш світлосильну систему Кассегрена з головним дзеркалом гіперболічної форми, запропоновану раніше оптиком Кретьєном. Схема дістала назву Річі-Кретьєна. Дана система забезпечує досить високу світлосилу та якісне фотографічне поле, завдяки чому і здобула величезну популярність у професійних астрономів. Це перший дзеркальний аплант – телескоп вільний від коми та астигматизму.Телескопи сотень обсерваторій з усього світу, включаючи космічний телескоп ім. Хаббла виготовлені за системою Річі-Кретьєна.
Останнім часом і аматори астрономії не відстають від професіоналів. Багато відомих брендів, що спеціалізуються на виробництві серйозного астрономічного обладнання, пропонують любителям телескопи Річі-Кретьєна від 200-300мм до півметра або навіть метра в діаметрі. Звичайно, серйозний телескоп повинен бути встановлений стаціонарно в місці з хорошим астрокліматом, а моделі настільки складної системи обходяться до того ж і недешево. Але для багатьох любителів це єдиний спосіб отримати справді визначні результати в художній або навколонауковій астрофотографії.