Телескопы : типы, характеристики и особенности
Обычный человек без каких-либо глубоких знаний в области астрономии приобретает телескоп, полагая, что его основной задачей является увеличение. Такой взгляд на данный прибор является заблуждением, так как телескоп – это, в первую очередь, прибор для сбора света звезд. И, естественно, чем лучше прибор выполняет эту функцию, тем больше возможностей у наблюдающего обнаружить на небе самые дальние и тусклые тела.
У телескопов выделяют несколько типов, которые достаточно сильно отличаются друг от друга за счет своих особенностей. Также стоит обратить внимание на характеристики и отдельные моменты, которые описывают физические особенности и комплектацию.
Неудивительно, если новичок-астроном при выборе оптического прибора «зайдет в тупик» из-за определения типа прибора. Но тип телескопа играет главную роль в его функционировании, так как именно от него зависят такие факторы, как размер цены, уровень мобильности прибора, качество наблюдения за небесными телами.
Типы телескопов
Рефракторы – самые востребованные телескопы среди начинающих любителей. Они неприхотливы в использовании, просты в эксплуатации, обладают высокой эффективностью. Алгоритм работы оптического прибора достаточно прост: в качестве объектива выступает двояковыпуклая линза, а вогнутая либо двояковогнутая линза фокусирует собранный свет. Здесь стоит обратить внимание на качество линзы, так как оно напрямую влияет на качество получаемого изображения, а также на стоимость самого рефрактора. Центральное экранирование в приборе отсутствует, но, несмотря на это, светопотери все же имеют здесь место. Причиной их возникновения выступает не только «аппетит» линз, из-за чего происходит поглощение света с силой, полностью пропорциональной диаметру объектива, но и сами линзы, из-за которых теряется свет. Чтобы разрешить проблемы с качеством изображения, можно прибегнуть к использованию просветляющего покрытия оптики и особых сортов стекла.
Оптическая схема телескопа всегда оснащена закрытой трубой, за счет чего он выигрывает у того же телескопа Ньютона минимальным накапливанием пыли и грязи. Оптический прибор такого вида быстро адаптируется к разным температурным условиям: к работе можно приступать сразу после перестановки из дома на улицу, хотя в зимнее время придется все-таки немного подождать.
Уровень подготовки : для начинающих и продвинутых
Виды : Галилея, Кеплера, ахромат, апохромат
Тип монтировки : начального уровня, настольная, альт-азимутальная, экваториальная
Плюсы : высокая надежность, быстрая термостабилизация, нет необходимости в периодических настройках
Минусы : длинная оптическая труба, большой вес, цветовые искажения, высокая стоимость
Рефлекторы – телескопы, оснащенные светособирающим элементом, состоящим исключительно из зеркал.
Вогнутое зеркало рефлектора функционирует наподобие выпуклой линзы рефрактора при сборе света в некоторой точке. При оснащении данной точки окуляром, можно получить четкое изображение наблюдаемого тела. В наши дни самым популярным телескопом-рефлектором считается прибор, собранный согласно оптической схеме Ньютона, который часто используется среди опытных астрономов. Он хорош для наблюдений абсолютно всех объектов, находящихся в дальнем космосе – от галактик до туманностей, но совершенно не пригоден для наземных наблюдений, так как зеркальная ориентация изображения не поддается исправлению даже при использовании дополнительных аксессуаров. Малое искажение изображения и исключение вероятности изменения размера объекта на картинке не дают гарантии отсутствия ошибок и погрешностей. При просмотре звезды на небе уже недалеко от оси начинает наблюдаться кома, приводящая к искажению изображения объекта: тело представлено не в форме кружка, а как конусная проекция – яркая заостренная часть расплывается от центра поля зрения к тупой и округлой форме.
Уровень подготовки : для опытных
Тип монтировки : альт-азимутальная, экваториальная
Предмет наблюдения : объекты дальнего космоса (галактики, скопления звезд, туманности)
Плюсы : компактность, умеренная стоимость, отсутствие хроматической аберрации
Минусы : необходимость в периодической чистке и подстройке зеркал, длительная термостабилизация
Катадиоптрические телескопы – оптические приборы, предполагающие скрещивание рефрактора с рефлектором, своего рода «универсалы» среди телескопов: они оснащены и линзами, и зеркалами. Любители астрономии отдают свое предпочтение, в основном, оптическим приборам, основанным на схеме Кассегрена – это телескопы Шмидта-Кассегрена и Максутова-Кассегрена.
Если рассматривать телескоп Шмидта-Кассергена, то здесь стоит обратить внимание на главное и вторичное зеркала – они оба сферические. При использовании данной системы наиболее сильно заметно кривизну поля и кому, коррекция которых возможна при использовании специальных линз. Тем не менее, «катадиоптрики» имеют массу преимуществ: например, по сравнению с ньютоновскими рефлекторами таких же фокусных расстояний, они обладают короткой трубой и меньшей массой. Также на катадиоптрических телескопах полностью отсутствуют растяжки крепления вторичного зеркала. Владельцы зеркально-линзовых телескопов особо не озадачиваются уходом за ними благодаря закрытой трубе, которая не позволяет образовываться воздушным потокам и скапливаться пыли.
Оптическая система Максутова-Кассегрена имеет сферические зеркала и линзовый выпукло-вогнутый корректор-мениск, который занимается исправлением аберрации. Менисковые рефлекторы оснащены закрытой трубой, не имеют растяжек, при правильном подборе параметров системы можно исправить абсолютно все возможные аберрации.
В целом, катадиоптрики – это, прежде всего, комфорт и компактность. Небольшие менисковые телескопы, оснащенные легкими трубами, давно используются астрономами-любителями для наблюдений загородом: благодаря небольшому весу и компактному устройству их легко перевозить в багажнике машины. Слабым местом у зеркально-линзовых телескопов является невысокая светосила, поэтому объекты дальнего космоса будут оставаться искаженными.
Уровень подготовки : для опытных
Виды : Шмидта-Кассегрена, Максутова-Кассегрена
Тип монтировки : Добсона, альт-азимутальная
Предмет наблюдения : Луна, планеты Солнечной системы, звезды
Плюсы : универсальность, компактность, отсутствие большинства аберраций, простота транспортировки, приспособленность для астрофотографии
Оптические схемы телескопов
Качество изображения наблюдаемого объекта напрямую зависит как от вида телескопа и его составляющих деталей, так и от оптической схемы, которой он оснащен.
На самом деле, оптических схем телескопов достаточно много, и они в свою очередь делятся на подвиды. Большинство астрономов-любителей отдают свое предпочтение классическим схемам – о них и расскажем ниже.
Схема Ньютона по праву считается самой популярной оптической схемой. Принцип работы телескопа Ньютона заключается в плоском диагональном зеркале, которое располагается рядом с фокусом. Зеркало, выполняющее главную роль, обычно имеет параболическую форму, но при не слишком большом относительном отверстии может быть сферическим. Оно отражает световой пучок так, что луч выходит за пределы трубы под углом 45 градусов, давая возможность сфотографировать изображение или рассмотреть его через окуляр.
Использование : длиннофокусные и короткофокусные рефлекторы Ньютона
Предмет наблюдения : планеты Солнечной системы
Плюсы : небольшая цена, малый вес, большое поле зрения, большое увеличение для наблюдений
Минусы : возможность сферической аберрации, потеря качества изображения космического объекта со временем, необходимость в периодической юстировке
Схема Галилея появилась благодаря телескопу, где в качестве объектива выступала одна собирающая линза, а в качестве окуляра – рассеивающая.
Преимуществом данной системы является получаемое изображение – оно земное, то есть картинка не перевернута «верх ногами». Если же говорить о недостатках, то к ним можно отнести крайне маленькое поле зрения, а также сильную хроматическую аберрацию. Система Галилея – идеальное решение для театральных биноклей и самодельных любительских телескопов.
Использование : длинные и короткие ахроматы, апохроматы
Предмет наблюдения : Луна, планеты Солнечной системы, туманности, кометы, галактики
Плюсы : закрытая труба, большой фокус, большая светосила для наблюдений за слабыми протяженными объектами, долгая сохранность качества изображения
Минусы : высокая цена, возможность «разюстировки» и расслоения многолинзового объектива со временем, большой вес
Однажды Иоганн Кеплер захотел просто улучшить работу своего рефрактора, сделав в окуляре замену рассеивающей линзы на собирающую, а в итоге создал новую систему, которая была названа в его честь – 
Замена линз позволила увеличивать вынос зрачка и поле зрения, но, к сожалению, дала перевернутую картинку. Кеплерская труба имеет промежуточное изображение, плоскость которого может оснащаться измерительной шкалой. Таким образом, нынешние рефракторы – это последователи трубы Кеплера. Сильная хроматическая аберрация – единственный недостаток системы, который достаточно легко устраняется с помощью использования ахроматического объектива.
Использование : рефракторы
Предмет наблюдения : Луна, планеты Солнечной системы и их спутники, астероиды
Плюсы : большое поле зрения, качественное изображение (по сравнению с системой Галилея), большая кратность увеличения
Минусы : перевернутое изображение, большие хроматические аберрации
Оптическая схема Грегори представляет собой телескоп, в котором главное вогнутое зеркало параболической формы отражает ход лучей на меньшее эллиптическое зеркало. Вторичное зеркало, в свою очередь, направляет свет обратно в центральное отверстие, где находится окуляр.
Так как фокусное расстояние меньше расстояния между зеркалами, изображение наблюдаемого объекта получается прямым, за счет чего эта схемы выигрывает у Ньютона.
Использование : рефлекторы
Предмет наблюдения : планеты Солнечной системы, земные объекты
Плюсы : большое увеличение изображения, удлиненное фокусное расстояние, возможность фотографирования космических и земных объектов
Минусы : слишком длинная труба, необходимость в постоянной юстировке, преувеличение экранирования, возникновение тепловых токов, большой вес
В 17 веке Лоран Кассегрен предложил систему телескопа, где объектив состоял из двух зеркал, а главное зеркало было вогнутым. Данная система стала называться оптической схемой Кассегрена. Главное зеркало отражает световой луч на вторичное гиперболическое зеркало, из-за чего система не исключает проявление аберраций комы, но это не мешает ей быть востребованной среди опытных любителей астрономии.
Она оснащена открытой трубой, которая контактирует с окружающим воздухом, что положительно влияет на скорость адаптации телескопа к окружающей температуре. Но стоит отметить, что это не очень хорошо сказывается на чистоте поверхностей, а также на качестве изображения, которое, вероятнее всего, будет страдать от конвекционных потоков, проходящих внутри (а подавить их в открытой трубе практически невозможно).
Использование : рефлекторы
Предмет наблюдения : планеты Солнечной системы
Плюсы : центральное экранирование, качественное изображение
Минусы : проблемы с защитой от засветки изображения прямыми лучами, аберрации по краям изображения
Если же усовершенствовать схему Кассегрена, заменив главное параболическое зеркало гиперболическим, то можно получить оптическую систему Ричи-Кретьена, где поле зрения составляет около 4 градусов. Данная система получила широкое применение при создании рефлекторов больших размеров, так как ее главное достоинство – это полное отсутствие комы, за счет чего есть возможность создания качественной астрофотографии.
Схема Ричи-Кретьена, так же как и система Кассегрена, имеет эквивалентное фокусное расстояние, которое значительно преобладает над длиной трубы. Схема будет идеальным решением при необходимости умеренных относительных отверстий для снимков больших масштабов.
Использование : рефлекторы
Предмет наблюдения : Луна, планеты Солнечной системы, галактики
Плюсы : отсутствие комы третьего порядка, отсутствие аберрации, простота в использовании, легкая юстировка
Минусы : тщательное соблюдение сохранности центрировки зеркал при работе, недоступность прямого фокуса из-за его расположения за вторичным зеркалом
Монтировки телескопов
Монтировка – крайне значимый компонент телескопа, ведь отсутствие устойчивой опоры делает наблюдение небесных объектов с большим увеличением невозможным. Действительно, странно будет выглядеть, если небо начнут рассматривать в подзорную трубу, держа ее в руках… Помимо устойчивости, монтировка дает возможность наводить оптический прибор на небесное тело и сохранять его в поле зрения, компенсируя, таким образом, солнечное вращение.
Поэтому при выборе монтировки нужно обязательно обращать внимание не только на устойчивость, жесткость, массу подъема груза, но и на возможность транспортировки, а также точность и плавность ходов. Монтировки делятся на разные типы, каждый из которых имеет свои особенности: так, конструктивно различают экваториальную и азимутальную, выделяют отдельно – монтировку Добсона, хотя это, по идее, всего лишь разновидность азимутальной.
Азимутальная монтировка позволяет осуществлять свободное перемещение трубы как вертикально (вверх и вниз), так и горизонтально, по азимуту, откуда, собственно, и пошло название. Примером такой монтировки может послужить самый обыкновенный фотоштатив. Монтировки принято делить на поколения: AZ1 предполагает отсутствие системы тонких движений, AZ2 имеет тонкую настройку по вертикали, AZ3 и AZ5 оснащены ручками точных движений как по вертикали, так и по горизонтали.
Плюсы : компактность, маленький вес, интуитивно понятная конструкция, полная готовность к работе, подходящий вариант для начинающих
Минусы : нет возможности «ведения» небесного объекта, не модернизируется
Экваториальная монтировка – монтировка, у которой одна ось параллельна земной оси.
При использовании данного оборудования достаточно легко следить за небесными объектами, за счет чего возможна качественная астрофотография. Экваториальные монтировки различают по поколениям EQ1, EQ2 и EQ3, которые отличаются друг от друга сложностью настройки и точностью подстройки для наблюдений.
Плюсы : возможность «ведения» объекта, пригодность для астрофотографии, хорошая жесткость и устойчивость, возможность установки моторов для слежки за небесными телами, модернизация до компьютеризации
Минусы : необходимость предварительной настройки, большой вес, малая пригодность для наблюдения за наземными объектами, необходимость определенных навыков и знаний при работе
Монтировка Добсона считается разновидностью азимутальной монтировки для рефлекторов, апертура которых составляет более 200 мм. Она славится устойчивостью, простотой и быстрой установкой. Она позволяет осуществлять плавное перемещение трубы телескопа по вертикали и горизонтали (азимуту).
Плюсы : создание устойчивости для больших рефлекторов, нет необходимости в предварительной настройке, наличие вариантов с автоматической наводкой
Минусы : малая пригодность для наблюдения за наземными объектами, необходимость ровной поверхности при установке
Компьютеризированная монтировка подойдет как для новичков, так и для опытных астрономов. Она используется у современных телескопов, реализующих разнообразные технологии: от управления с компьютера до компьютерного наведения на объект. Естественно, цена у таких приборов очень сильно «кусается».
Плюсы : подходящий вариант для астрофотографии, наличие базы объектов и функции автоматического наведения, наличие функции автоматической слежки за объектом
Минусы : требуется предварительная настройка перед использованием
Характеристики телескопов
Апертура (диаметр объектива)
Диаметр объектива телескопа, или апертура – диаметр объектива линзы, собирающей свет (в рефракторе и катадиоптрике) или главного зеркала (в рефлекторе).
Принцип работы апертуры основывается на правиле «чем больше диаметр, тем больше сбор света». Хорошая апертура предполагает четкое просматривание деталей объектов, отличное увеличение телескопа, изображение самых тусклых тел. Единицы измерения апертуры – дюймы либо миллиметры.
Фокусное расстояние
Фокусным расстоянием принято считать расстояние от объектива до точки, в которой сталкиваются лучи, преломляемые линзой в рефракторе, либо отражаемые линзой в рефлекторе и катадиоптрике. От фокусных расстояний оптического прибора и окуляра зависит конечное увеличение телескопа. Телескопы разделяют на коротко- и длиннофокусные. Так, короткофокусным телескопом называют прибор, фокусное расстояние которого достигает 7. Телескоп с коротким фокусом позволяет получить широкое поле зрения, а длиннофокусный телескоп достигает большего увеличения.
Кратность (увеличение)
Кратность телескопа показывает, во сколько раз данный прибор увеличит объект, за которым ведется наблюдение.
Увеличение телескопов для любителей-астрономов колеблется от 40 до 160 крат. Чтобы вычислить кратность телескопа, достаточно разделить расстояние фокуса телескопа на расстояние фокуса окуляра. Так как телескопы предназначаются для разных наблюдений, при выборе оптического прибора стоит уделять внимание тому, для чего он приобретается. Например, телескопы с малым увеличением отлично подойдут для просмотра объектов дальнего космоса, а с большим увеличением лучше приобрести для более ярких объектов – Луны или планет Солнечной системы. Максимальное полезное увеличение телескопа, то есть необходимое качество изображения, можно определить с помощью простого подсчета: диаметр объектива умножить на двойку, а если умножить на числовое значение 0,15 – получится минимальное полезное увеличение телескопа. Получившийся диапазон при вычислениях – это максимально комфортное значение для наблюдателя, благодаря ему изображение небесных тел получится без искажений, с полной сохранностью качества. Высокая кратность подходит для наблюдений за Луной и планетами Солнечной системы, для постижения объектов дальнего космоса лучше уделять внимание апертуре телескопа.
Тип просветления
Просветление влияет на качество изображения. Поверхности «стекло-воздух» оснащаются многослойным противоотражающим покрытием, что позволяет получать наилучшее качество картинки.
Предельная звездная величина
Звезды и объекты глубокого космоса обладают определенной яркостью, которая напрямую влияет на предельную звездную величину: чем ярче небесное тело, тем меньше его предельная звездная величина.
Габариты телескопа
Размеры телескопа называются его габаритами. Например, фокусное расстояние у рефрактора и его возможности полностью зависят от длины трубы. Большая масса телескопа требует особенной монтировки, способной уравновешивать его, а также усложняет его транспортировку.
Особенности работы с телескопами
Искажения
При использовании телескопа в неподходящих условиях, из-за которых температура прибора не будет соответствовать температуре окружающей среды, а также при особенностях оптической системы могут наблюдаться искажения – дефекты при изображении наблюдаемого объекта.
Искажения изображения у телескопа можно устранить при использовании дополнительного оборудования. Например, если рефрактор показывает вокруг ярких объектов ореолы определенных цветов, то стоит дополнительно приобрести специальную корректирующую линзу, благодаря которой получится устранить проблему. Часто бывают случаи, когда рефлектор с коротким фокусом отражает объекты вытянутой формы, напоминающие кометы или груши. Здесь опытные астрономы-любители прибегают к установке корректора комы в фокусере телескопа.
Термостабилизация
Рефракторы больших размеров и катадиоптрические телескопы необходимо перед началом работы привести в температурное равновесие с окружающей средой. Какого-то определенного времени становления температуры нет, так как «привыкание» прибора зависит от размера линзы и массы: чем больше их значения, тем дольше телескоп термостабилизируется. Данный процесс можно наблюдать, когда телескоп выносится на улицу в холодную погоду: из-за того, что оборудование теплее, чем температура воздуха, картинка в объективе начинает дрожать из-за активно перемещающихся потоков воздуха.
А если телескоп будет, наоборот, холоднее, чем температура окружающей среды, то на нем может образоваться нежелательный конденсат, который даст эффект запотевших стекол и изображение объекта получится размазанным.
Юстировка
Сразу после приобретения телескопа, в частности рефлектора, каждый начинающий астроном сталкивался с таким явлением, как юстировка, которая заключается в настраивании оптического прибора в целях получения наилучшего качества. Процесс юстировки с технической точки зрения – это придание зеркалу телескопа необходимого наклонного угла. Подробную инструкцию по настройке телескопа можно найти в руководстве для пользователя, которое идет в комплекте с прибором.
В нашем интернет-магазине вы можете приобрести телескопы для любого уровня подготовки и с любыми характеристиками и особенностями. Получить консультацию и сделать заказ можно у наших менеджеров.
|
Достоинства телескопов рефлекторов Телескопы-рефлекторы чаще всего используются для наблюдений объектов Глубокого Космоса — туманностей и галактик. На приведённой слева фотографии (можно увеличить) видно крепление вторичного зеркала на четырёх растяжках внутри трубы. В данном случае труба телескопа крепится на экваториальной монтировке. Видны два тросика с ручками плавного наведения и противовес. У верхнего конца трубы виден окуляр — то есть для рефлекторов вам не придётся докупать диагональные призмы для наблюдений высоко расположенных объектов. Оптическая схема рефлекторного телескопа системы Ньютона: 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). Телескопы-рефлекторы имеют и недостатки. Говоря о рефлекторах, то есть о телескопах с зеркальным объективом, в подавляющем большинстве случаев имеют ввиду именно рефлектор Ньютона,
схема которого приведена выше. Ещё по этой теме:
Катадиоптрические телескопы Николай Курдяпин, kosmoved.ru или расскажите друзьям: |
|
Астрономы-любители любят рефлекторы за невысокую цену при хорошей светосиле. 
У линзовых рефракторов этого недостатка нет… 
{8} м/сек. Лучи света имеют тенденцию следовать прямолинейному пути распространения. Световые лучи продолжают двигаться прямолинейно, пока не попадут на отражающую поверхность. После попадания на поверхность отражающего материала излучение имеет тенденцию отскакивать назад и демонстрирует естественный процесс отражения.
д., имеют специальное отражающее покрытие, известное как тапетум лусидум. Это специальное светоотражающее покрытие помогает глазам животного светиться в ночное время или в темноте.
На изображении ниже большая мощеная область помогает отражать свет на лица пары, что дает нам эти красивые тона кожи.