Телескопы оптические фото: Выбор телескопа | Бинокли и телескопы | Блог – Виды телескопов

Содержание

Самый мощный оптический телескоп в мире прозрел на второй глаз

Детальные изображения показывают спиральную галактику, расположенную в 102 миллионах световых лет от Млечного Пути.

Изготовление LBT заняло двадцать лет, однако теперь астрономы надеются заглянуть с его помощью в еще более глубокое прошлое Вселенной и с небывалыми прежде подробностями.

LBT во время монтажа зеркал

«Чтобы достичь этой стадии проекта, нам потребовалось колоссальное количество времени и огромный труд,— говорит директор LBT Ричард Грин.— Какое замечательное чувство — увидеть, что оба зеркала телескопа работают!»

Телескоп стоимостью 120 миллионов долларов использует два зеркала в связке для захвата максимального объема света, что позволяет астрономам заглянуть во Вселенную еще глубже.

Используя два зеркала диаметром 8,4 м (вес каждого — около 16 тонн!), LBT по своей светосиле эквивалентен одному 11,8 м телескопу, а по разрешению — телескопу с линзой в 22,8 м.

Его разрешение в 10 раз больше, чем у космического телескопа «Хабл», имеющего 2,4 м зеркало.

«Снимки с этого телескопа будут невиданного доселе качества и разрешения»,— говорит Петер Стриттматтер, профессор Аризонского университета.

Первыми снимками были псевдоцветные фотографии спиральной галактики NGC 2770. Изображения показывают плоский диск из звезд и сияющего газа.

Изображения — используя способность телескопа видеть одну и ту же точку в пространстве в нескольких диапазонах светового спектра — подчеркивают различные особенности данной галактики.

Соединение ультрафиолетового и зеленого диапазонов показывает массивные районы только что сформировавшихся горячих звезд в ответвлениях спирали, а комбинация волн красного диапазона высвечивает более старые и более холодные звезды.

Фотографии сняты 11 и 12 января, но опубликованы только сейчас.

Находится LBT на горе Грехем в юговосточной Аризоне.

Свой «рассвет» телескоп увидел 12 октября 2005 года, когда одним из его зеркал была заснята спиральная галактика NGC891 в созвездии Андромеда, находящаяся от нас на расстоянии 24 миллионов световых лет:

Как устроены телескопы различных оптических схем?


Оптический телескоп предназначен для того, чтобы с его помощью наблюдать далёкие небесные объекты. Если перевести это слово с греческого языка на русский, оно будет означать «наблюдаю далеко».


Начинающие астрономы-любители, безусловно, интересуются тем, как устроен телескоп и какие виды этих оптических приборов существуют. Новичок, придя в магазин оптики, часто спрашивает продавца: «А вот этот телескоп во сколько раз увеличивает?» Кому-то следующее утверждение может показаться удивительным, но сама постановка вопроса является некорректной.


Дело не в увеличении?


Есть люди, которые думают, что чем больше увеличивает телескоп, тем «круче». Кто-то считает, что он приближает к нам удалённые объекты. И то, и другое мнение является ошибочным. Основная задача этого оптического инструмента — собрать излучение волн электромагнитного спектра, к которым относится и свет, видимый нами. Кстати, в понятие электромагнитного излучения входят и другие волны (радио-, инфракрасные, ультрафиолет, рентген и т. д.). Современные телескопы могут улавливать все эти диапазоны.


Итак, суть функций телескопа заключается не в том, во сколько раз он увеличивает, а в том, какое количество света он может собрать. Чем больше света соберёт линза или зеркало, тем чётче будет нужная нам картинка.


Для создания хорошего изображения оптическая система телескопа концентрирует световые лучи в одной точке. Она называется фокусом. Если свет не будет сфокусирован в ней, мы получим размытую картинку.


Какими бывают телескопы?


Как устроен телескоп? Различают несколько основных их видов:


  • рефракторы. В конструкции рефрактора используют только линзы. Его работа основана на преломлении световых лучей;

  • рефлекторы. Они полностью состоят из зеркал, при этом, схема телескопа выглядит так: объектив — это главное зеркало, а есть ещё и вторичное;

  • катадиоптрики или смешанного типа. Они состоят как из линз, так и из зеркал.


Как работают рефракторы


Объектив любого рефрактора выглядит в виде двояковыпуклой линзы. Её задача — сбор световых лучей и концентрация их в одной точке (фокусировка). Увеличение исходного изображения мы получаем через окуляр. Линзы, которые используют в современных моделях телескопов, являются сложными оптическими системами. Если ограничиться применением только одной крупной линзой, выпуклой с двух сторон, это чревато сильными погрешностями получаемого изображения.


Во-первых, изначально лучи света не могут чётко собраться в одну точку. Такое явление получило название сферической аберрации, в результате которой невозможно получение картинки с одинаковой резкостью на всех её участках. При использовании наведения можно увеличить резкость в центре изображения, но мы получим размытые края — и наоборот.


Кроме сферической, рефракторы также «грешат» хроматической аберрацией. Искажение цветового восприятия происходит потому, что в состав света, исходящего от космических объектов, входят лучи разного цветового спектра. Когда они проходят сквозь объектив, то не могут преломляться одинаково, следовательно, рассеиваются по разным участкам оптической оси инструмента. Результатом становится сильное искажение цвета получаемого изображения.


Специалисты-оптики хорошо научились «бороться» с аберрациями разного рода. С этой целью они изготавливают оптические системы рефракторов, состоящие из разных линз. Таким образом коррекция картинки становится реальной, но усилий подобная работа требует немалых.


Принцип работы рефлекторов


Появление телескопов-рефлекторов в астрономии неслучайно, так как хроматическая аберрация у «зеркалок» отсутствует вовсе, а сферические искажения можно откорректировать, изготовив главное зеркало в форме параболы. Такое зеркало получило название параболического. Вторичное зеркальце, которое тоже входит в его конструкцию, предназначено для того, чтобы отклонять лучи света, отражаемые главным зеркалом и выводить картинку в верном направлении.


Именно главное зеркало, имеющее форму параболы, обладает уникальным свойством чётко сводить все световые лучи в один фокус.


Зеркально-линзовые телескопы


Оптическая схема катадиоптрика


В оптическую конструкцию зеркально-линзовых телескопов входят и линзы, и зеркала одновременно. В качестве объектива здесь служит зеркало сферической формы, а линзы предназначены для устранения всех возможных аберраций. Если сравнить зеркально-линзовые телескопы с рефракторами и рефлекторами, можно сразу обратить внимание на то, что у катадиоптриков короткая и компактная труба. Это обусловлено системой многократного переотражения световых лучей. Если использовать разговорный язык астрономов-любителей, фокус у таких телескопов словно находится в «сложенном состоянии». Благодаря компактности и лёгкости катадиоптриков они пользуются высокой популярностью в астрономической среде, однако стоят такие телескопы гораздо дороже, чем простой рефрактор или обычная «зеркалка» системы Ньютона.

Самые большие телескопы в мире

Будущий самый большой телескоп в мире E-ELT

На сегодняшний день телескопы по-прежнему остаются одними из основных инструментов астрономов, как любителей, так и профессионалов. Задача оптического инструмента собрать на приемнике света как можно больше фотонов.
В данной статье мы затронем оптические телескопы, кратко ответим на вопрос: «почему размер телескопа имеет значение?» и рассмотрим список самых больших телескопов в мире.

Рефлекторы и рефракторы

Прежде всего следует отметить различия между телескопом рефлектором и рефрактором. Рефрактор – это самый первый тип телескопа, который был создан в 1609 году Галилеем. Принцип его работы заключается в сборе фотонов при помощи линзы или системы линз, с последующим уменьшением изображения и передачей его в окуляр, в который астроном смотрит во время наблюдения. Одной из важных характеристик такого телескопа – апертура, высокое значение которой достигается в том числе и с помощью увеличения размера линзы. Наряду с апертурой имеет большое значение и фокусное расстояние, величина которого зависит от длины самого телескопа. По этим причинам астрономы стремились увеличить свои телескопы.
На сегодняшний день самые большие телескопы-рефракторы находятся в следующих учреждениях:

  1. В Йеркской обсерватории (Висконсин, США) — диаметром 102 см, созданный в 1897 году;
  2. В Ликской обсерватории (Калифорния, США) – диаметром 91 см, созданный в 1888 году;
  3. В Парижской обсерватории (Медон, Франция) – диаметром 83 см, созданный в 1888 году;
  4. В Потсдамском институте (Потсдам, Германия) – диаметром 81 см, созданный в 1899 году;

Телескоп-рефрактор Ликской обсерватори

Современные рефракторы хоть и шагнули заметно дальше изобретения Галилея, все же обладают таким

Зеркально-линзовые оптические системы — Википедия

Зеркально-линзовые оптические системы, или катадиоптрические системы, — это разновидность оптических систем, содержащих в качестве оптических элементов как сферические зеркала (катоптрику), так и линзы. Зеркально-линзовые системы нашли применение в прожекторах, фарах, ранних маяках, микроскопах и телескопах, а также в телеобъективах и сверхсветосильных объективах.

Основное развитие катадиоптрические системы получили в телескопах, поскольку позволяют использовать сферическую поверхность зеркал, значительно более технологичную, чем другие кривые поверхности. Это даёт возможность создавать сравнительно дешёвые телескопы больших диаметров. Коррекционные линзы сравнительно небольшого диаметра могут использоваться в телескопах-рефлекторах для увеличения полезного поля зрения, но к зеркально-линзовым телескопам их не относят. Зеркально-линзовыми принято называть такие телескопы, в которых линзовые элементы сравнимы по размеру с главным зеркалом и предназначены для коррекции изображения (оно строится главным зеркалом).

Основные оптические системы катадиоптрических телескопов[править | править код]

Согласно законам оптики, шероховатость поверхности зеркала должна быть не хуже λ/8, где λ — длина волны (видимый свет — 550 нм), а отклонение формы поверхности от расчётной должно лежать в пределах от 0,02 мкм до 1 мкм[1]. Таким образом, основная сложность изготовления зеркала состоит в необходимости очень точно соблюдать кривизну поверхности. Изготовить сферическое зеркало технологически гораздо проще, чем параболическое и гиперболическое, которые используются в телескопах-рефлекторах. Но сферическое зеркало само по себе обладает очень большими сферическими аберрациями и непригодно для использования. Описанные ниже системы телескопов — это попытки исправить аберрации сферического зеркала добавлением в оптическую систему стеклянной линзы особой кривизны (корректора).

Первые системы катадиоптрических телескопов[править | править код]

К первым типам катадиоптрических телескопов можно отнести системы, состоящие из однолинзового объектива и зеркала Манжена. Первый телескоп такого типа был запатентован W. F. Hamilton в 1814. В конце 19 века немецкий оптик Людвиг Шупманн (Ludwig Schupmann) расположил катадиоптрическое зеркало за фокусом линзового объектива и добавил в систему третий элемент — линзовый корректор. Данные телескопы, однако, не получили распространения, будучи оттеснены ахроматическими рефракторами и рефлекторами. Любопытно отметить, что в конце 20 века некоторые оптики снова проявили интерес к данным схемам: так, в 1999 г. британский любитель астрономии и телескопостроения Джон Уолл запатентовал оптическую схему телескопа «Zerochromat».[2]

Принцип действия системы, позже Шмидт установил на место ограничивающей диафрагмы корректор сферической аберрации
Оптическая схема телескопа Шмидта — Кассегрена

В 1930 году эстонско-германский оптик, сотрудник Гамбургской обсерватории Бернхард Шмидт установил в центре кривизны сферического зеркала диафрагму, сразу устранив и кому, и астигматизм. Для устранения сферической аберрации он разместил в диафрагме линзу специальной формы, которая представляет собой поверхность 4-го порядка. В результате получилась фотографическая камера с единственной аберрацией — кривизной поля и удивительными качествами: чем больше светосила камеры, тем лучше изображения, которые она даёт, и больше поле зрения.

Телескоп Шмидта — Кассегрена

В 1946 году Джеймс Бэкер установил в камере Шмидта выпуклое вторичное зеркало и получил плоское поле. Несколько позже эта система была видоизменена и стала одной из самых совершенных систем: Шмидта — Кассегрена, которая на поле диаметром 2 градуса даёт дифракционное качество изображения. В качестве вторичного зеркала обычно используется алюминированная центральная часть обратной стороны корректора.

Телескоп Шмидта очень активно используется в астрометрии для создания обзоров неба.
Основное его преимущество — очень большое поле зрения, до 6°. Фокальная поверхность является сферой, поэтому астрометристы обычно не исправляют кривизну поля, а вместо этого используют выгнутые фотопластинки.

Система Максутова[править | править код]

Оптическая схема телескопа Максутова — Кассегрена

В 1941 году Д. Д. Максутов нашёл, что сферическую аберрацию сферического зеркала можно компенсировать мениском большой кривизны. Найдя удачное расстояние между мениском и зеркалом, Максутов сумел избавиться от комы и астигматизма. Кривизну поля, как и в камере Шмидта, можно устранить, установив вблизи фокальной плоскости плоско-выпуклую линзу — так называемую линзу Пиацци-Смита.

Проалюминировав центральную часть мениска, Максутов получил менисковые аналоги телескопов Кассегрена и Грегори. Были предложены менисковые аналоги практически всех интересных для астрономов телескопов. В частности, в современной любительской астрономии часто применяются телескопы Максутова — Кассегрена, и, в меньшей степени, Максутова — Ньютона и Максутова — Грегори.

Телескоп Максутова — Кассегрена диаметром 150 мм

Следует отметить, что существует два основных типа телескопов Максутова — Кассегрена, различие между которыми состоит в типе вторичного зеркала. В одном случае вторичное зеркало, как было указано выше, является алюминированным кружком на внутренней поверхности мениска. Это упрощает и удешевляет конструкцию. Однако, так как радиусы кривизны внешней и внутренней поверхности мениска одинаковы, для устранения сферической аберрации до приемлемых величин приходится увеличивать фокальное отношение системы. Поэтому абсолютное большинство коммерчески выпускающихся небольших телескопов любительского класса являются длиннофокусными и имеют фокальное отношение порядка 1/12—1/15.

Телескопы этого типа в англоязычных источниках обозначаются как Gregory–Maksutov или Spot–Maksutov, поскольку патент на такую схему (и тип вторичного зеркала) был выдан американскому оптику и инженеру Джону Грегори (John F. Gregory, 1927—2009). Первым коммерческим любительским телескопом такого типа был Questar, выпущенный в 1954 г.

Для создания более светосильных систем и телескопов высокого класса применяют отдельное вторичное зеркало, крепящееся к мениску. Наличие отдельного зеркала позволяет придать ему необходимую геометрическую форму, не изменяя при этом конструкцию мениска. В англоязычных источниках данный вариант телескопа Максутова обозначается как Maksutov–Sigler или Maksutov–Rutten.

Зеркально-линзовый телеобъектив «Phoenix» 500 mm f/8
Изображение бликов на воде, даваемое зеркально-линзовым телеобъективом в расфокусе

Катадиоптрическая система нашла применение также при проектировании фотографических и киносъёмочных телеобъективов.
Благодаря зеркально-линзовой конструкции существенно уменьшается длина оправы, поэтому объективы с фокусным расстоянием 1000 мм и более значительно компактнее и легче обычных длиннофокусных объективов[3]. В отдельных случаях уменьшение количества линз позволяет снизить хроматические аберрации.

Зеркально-линзовые объективы, как правило, не оснащаются регулируемой диафрагмой, и их фиксированное относительное отверстие лежит в диапазоне от f/5,6 до f/11. Поэтому снимать ими можно только при хорошем освещении или на фотоматериалы с высокой светочувствительностью. Некоторые специальные зеркально-линзовые объективы могут иметь и очень высокую светосилу (меньше 1).

Характерной особенностью изображений, создаваемых зеркально-линзовым объективом, является форма кружка рассеяния от ярких источников света, отображаемых не в фокусе. Такие источники изображаются в виде колец, соответствующих форме входного зрачка объектива. В некоторых случаях такой вид размытия создаёт своеобразный выразительный оптический рисунок.

Частотно-контрастная характеристика зеркально-линзовых объективов достаточно низка. Такой тип объективов приобрёл некоторую популярность в начале 1970-х годов из-за относительной компактности и дешевизны. Однако, низкая светосила и мягкий оптический рисунок заставили уступить место телеобъективам двухкомпонентных линзовых конструкций.

В отечественных фотокинообъективах использовалась, главным образом, система Максутова[4]. Примером могут послужить объективы серии «МТО» и «ЗМ».

Основные преимущества и недостатки катадиоптрических систем[править | править код]

Катадиоптрические системы — это синтез зеркальных и линзовых систем. Они имеют много преимуществ, но также получили в наследство и некоторые недостатки.

Преимущества
  • Главным преимуществом является простота изготовления сферического зеркала. Корректор избавляет систему от сферической аберрации, «трансформируя» её в аберрацию кривизны поля.
  • В качестве вторичного зеркала часто (хотя и не всегда) используется алюминированная центральная часть обратной стороны корректора. Вторичное зеркало — алюминированная часть корректора или отдельное — жёстко зафиксировано в оправе, в то время, как почти во всех рефлекторах вторичное зеркало держится на трёх-четырёх растяжках, что может приводить к разъюстировке и портит дифракционную картину. Катадиоптрическая система во многом свободна от этих недостатков.
  • Труба телескопа закрыта, что предотвращает загрязнение внутренних оптических элементов и снижает образование воздушных потоков внутри телескопа.
  • Трубы телескопов этого типа наиболее компактны по сравнению с другими типами телескопов (при равном диаметре и фокусном расстоянии).
Недостатки
  • Сложность изготовления корректора больших размеров. Диаметр самых больших инструментов не превышает 2 метров.
  • Большой фокус.
  • Система содержит оптические элементы из стекла, поэтому на окраине поля зрения проявляется хроматическая аберрация и кома. Стекло корректора поглощает часть света, несколько уменьшая светопропускание инструмента.
  • Проблема кривизны поля решалась использованием специального держателя, в котором плоская фотопластинка изгибалась до нужной кривизны. Изготовить же ПЗС-матрицу нужной кривизны сложно и дорого.
  • Фокус жёстко связан с длиной трубы (расстояния от зеркала до корректора — половина фокуса). Относительное отверстие также ограничено остаточными аберрациями.
  • Большое время термостабилизации оптики перед началом наблюдений.

Зеркально-линзовые системы создавались в поисках компромисса. Их применение ограничено. Малые размеры и фокус не позволяют применять их для астрофизических целей, но телескопы получили широкое распространение среди астрометристов.

  • Фомин А. В. § 5. Фотографические объективы // Общий курс фотографии / Т. П. Булдакова. — 3-е. — М.,: «Легпромбытиздат», 1987. — С. 12—25. — 256 с. — 50 000 экз.
  • Н. Кудряшов. Узкоплёночный киноаппарат // «Как самому снять и показать кинофильм». — 1-е изд. — М.,: Госкиноиздат, 1952. — С. 56—57. — 252 с.

Как правильно выбрать телескоп? Рекомендации профессионалов. Telescope1.ru

Содержание




Как рассчитать кратность (увеличение) телескопа?

В этом разделе мы постарались собрать воедино ту обрывочную информацию, которую можно найти в Интернете. Информации много, но она не систематизирована и разрознена. Мы же, руководствуюясь многолетним опытом, систематизировали наши знания для того, чтобы упростить выбор начинающим любителям астрономии.


Основные характеристики телескопов:


Обычно в наименовании телескопа указано его фокусное расстояние, диаметр объектива и тип монтировки.

Например Sky-Watcher BK 707AZ2, где диаметр объектива — 70 мм, фокусное расстояние — 700 мм, монтировка — азимутальная, второго поколения.

Впрочем фокусное расстояние часто не указывается в маркировке телескопа.

Например Celestron AstroMaster 130 EQ.


Телескоп — это более универсальный оптический прибор чем зрительная труба. Ему доступен больший диапазон кратностей. Максимально доступная кратность определяется фокусным расстоянием (чем больше фокусное расстояние, тем больше кратность).

Чтобы демонстрировать четкое и детализированное изображение на большой кратности, телескоп должен обладать объективом большого диаметра (апертуры). Чем больше, тем лучше. Большой объектив увеличивает светосилу телесокопа и позволяет рассматривать удаленные объекты слабой светимости. Но с увеличением диаметра объектива, увеличиваются и габариты телескопа, поэтому важно понимать в каких условия и для наблюдения каких объектов Вы хотите его использовать.

Как рассчитать кратность (увеличение) телескопа?

Смена кратности в телескопе достигается использованием окуляров с разным фокусным расстоянием. Чтобы рассчитать кратность, нужно фокусное расстояние телескопа разделить на фокусное расстояние окуляра (например телескоп Sky-Watcher BK 707AZ2 c 10 мм окуляром даст кратность 70x).

Кратность нельзя увеличивать бесконечно. Как только кратность превышает разрешающую способность телескопа (диаметр объектива x1.4), изображение становится темным и размытым. Например телескоп Celestron Powerseeker 60 AZ с фокусным расстоянием 700 мм, не имеет смысла использовать с 4 мм окуляром, т.к. в этом случае он даст кратность 175x, что существенно превышает 1.4 диаметра телескопа — 84).

Распространенные ошибки при выборе телескопа

  • Чем больше кратность — тем лучше

    Это далеко не так и зависит от того, как и в каких условиях будет использоваться телескоп, а также от его апертуры (диаметра объектива).
    Если Вы начинающий астролюбитель, не стоит гнаться за большой кратностью. Наблюдение удаленных объектов требует высокой степени подготовки, знаний и навыков в астрономии. Луну и планеты солнечной системы можно наблюдать на кратности от 20 до 100x.
  • Покупка рефлектора или большого рефрактора для наблюдений с балкона или из окна городской квартиры

    Рефлекторы (зеркальные телескопы) очень чувствительны к атмосферным колебаниям и к посторонним источникам света, поэтому в условиях города использовать их крайне непрактично. Рефракторы (линзовые телескопы) большой апертуры всегда имеют очень длинную трубу (напр. при апертуре 90 мм, длина трубы будет превышать 1 метр), поэтому использование их в городских квартирах не представляется возможным.
  • Покупка телескопа на экваториальной монтировке в качестве первого
    Экваториальная монтировка довольно сложна в освоении и требует некоторой подготовки и квалификации. Если вы начинающий астролюбитель, мы бы рекомендовали приобрести телескоп на азимутальной монтировке или на монтировке Добсона.
  • Покупка дешевых окуляров для серьезных телескопов и наоборот
    Качество получаемого изображения определяется качеством всех оптических элементов. Установка дешевого окуляра из бюджетного оптического стекла отрицательно скажется на качестве изображения. И наоборот, установка профессионального окуляра на недорогой прибор, не приведет к желаемому результату.

Часто задаваемые вопросы


  • Я хочу телескоп. Какой мне купить?

    Телескоп — не та вещь, которую можно купить без всякой цели. Очень многое зависит от того, что с ним планируется делать. Возможности телескопов: показывать как наземные объекты, так и Луну, а также галактики, удаленные на сотни световых лет (только свет от них добирается до Земли за годы). От этого зависит и оптическая схема телескопа. Поэтому нужно сначала определиться с приемлемой ценой и объектом наблюдений.

  • Я хочу купить телескоп для ребенка. Какой купить?

    Специально для детей многие производители ввели в свой ассортимент детские телескопы. Это не игрушка, а полноценный телескоп, обычно длиннофокусный рефрактор-ахромат на азимутальной монтировке: его легко установить и настроить, он неплохо покажет Луну и планеты. Такие телескопы не слишком мощны, но они недороги, а купить более серьезный телескоп для ребенка — всегда успеется. Если, конечно, ребенок заинтересовался астрономией.

  • Я хочу смотреть на Луну.

    Понадобится телескоп «для ближнего космоса». По оптической схеме лучше всего подойдут длиннофокусные рефракторы, а также длиннофокусные рефлекторы и зеркально-линзовые телескопы. Выбирайте телескоп этих видов на свой вкус, ориентируясь на цену и другие нужные вам параметры. Кстати, в такие телескопы можно будет разглядывать не только Луну, но и планеты Солнечной системы.

  • Хочу смотреть на далекий космос: туманности, звезды.

    Для этих целей подойдут любые рефракторы, короткофокусные рефлекторы и зеркально-линзовые телескопы. Выбирайте на свой вкус. А еще некоторые виды телескопов одинаково неплохо подходят и для ближнего космоса, и для дальнего: это длиннофокусные рефракторы и зеркально-линзовые телескопы.

  • Хочу телескоп, который бы умел все.

    Мы рекомендуем зеркально-линзовые телескопы. Они хороши и для наземных наблюдений, и для Солнечной системы, и для глубокого космоса. У многих таких телескопов более простая монтировка, есть компьютерная наводка, и это отличный вариант для начинающих. Но у таких телескопов цена выше, чем у линзовых или зеркальных моделей. Если цена имеет определяющее значение, можно присмотреться к длиннофокусному рефрактору. Для начинающих лучше выбирать азимутальную монтировку: она проще в использовании.

  • Что такое рефрактор и рефлектор? Какой лучше?

    Зрительно приблизиться к звездам помогут телескопы различных оптических схем, которые по результату схожи, но различны механизмы устройства и, соответственно, различны особенности применения.

    Рефрактор — телескоп, в котором используются линзы из оптического стекла. Рефракторы дешевле, у них закрытая труба (в нее не попадет ни пыль, ни влага). Зато труба такого телескопа длиннее: таковы особенности строения.

    В рефлекторе используется зеркало. Такие телескопы стоят дороже, но у них меньше габариты (короче труба). Однако зеркало телескопа со временем может потускнеть и телескоп «ослепнет».

    У любого телескопа есть свои плюсы и минусы, но под любую задачу и бюджет можно найти идеально подходящую модель телескопа. Хотя, если говорить о выборе в целом, более универсальны зеркально-линзовые телескопы.

  • Что важно при покупке телескопа?

    Фокусное расстояние и диаметр объектива (апертура).

    Чем больше труба телескопа, тем больше будет диаметр объектива. Чем больше диаметр объектива, тем больше света соберет телескоп. Чем больше света соберет телескоп, тем лучше будет видно тусклые объекты и больше деталей можно будет разглядеть. Измеряется этот параметр в миллиметрах или дюймах.

    Фокусное расстояние — параметр, который влияет на увеличение телескопа. Если оно короткое (до 7), большое увеличение получить будет тяжелее. Длинное фокусное расстояние начинается с 8 единиц, такой телескоп больше увеличит, но угол обзора будет меньше.

    Значит, для наблюдения Луны и планет нужна большая кратность. Апертура (как важный параметр для количества света) важна, но эти объекты и так достаточно яркие. А вот для галактик и туманностей как раз важнее именно количество света и апертура.

  • Что такое кратность телескопа?

    Телескопы зрительно увеличивают объект настолько, что можно рассмотреть на нем детали. Кратность покажет, насколько можно зрительно увеличить нечто, на что направлен взгляд наблюдателя.

    Кратность телескопа во многом ограничена его апертурой, то есть границами объектива. К тому же чем выше кратность телескопа, тем более темным будет изображение, поэтому и апертура должна быть большой.

    Формула для расчета кратности: F (фокусное расстояние объектива) разделить на f (фокусное расстояние окуляра). К одному телескопу обычно прилагаются несколько окуляров, и кратность увеличения, таким образом, можно менять.

  • Что я смогу увидеть в телескоп?

    Это зависит от таких характеристик телескопа, как апертура и увеличение.

    Итак:

    апертура 60-80 мм, увеличение 30-125х — лунные кратеры от 7 км в диаметре, звездные скопления, яркие туманности;

    апертура 80-90 мм, увеличение до 200х — фазы Меркурия, лунные борозды 5,5 км в диаметре, кольца и спутники Сатурна;

    апертура 100-125 мм, увеличение до 300х — лунные кратеры от 3 км в диаметре, облачности Марса, звездные галактики и ближайшие планеты;

    апертура 200 мм, увеличение до 400х — лунные кратеры от 1,8 км в диаметре, пылевые бури на Марсе;

    апертура 250 мм, увеличение до 600х — спутники Марса, детали лунной поверхности размером от 1,5 км, созвездия и галактики.

  • Что такое линза Барлоу?

    Дополнительный оптический элемент для телескопа. Фактически он в несколько раз наращивает кратность телескопа, увеличивая фокусное расстояние объектива.

    Линза Барлоу действительно работает, но ее возможности не безграничны: у объектива есть физический предел полезной кратности. После его преодоления изображение станет действительно больше, но детали видны не будут, в телескопе будет видно только большое мутное пятно.

  • Что такое монтировка? Какая монтировка лучше?

    Монтировка телескопа — основание, на котором закрепляется труба. Монтировка поддерживает телескоп, а ее специально спроектированное крепление позволяет не жестко закрепить телескоп, но и двигать его по различным траекториям. Это пригодится, например, если нужно будет следить за движением небесного тела.

    Монтировка так же важна для наблюдений, как и основная часть телескопа. Хорошая монтировка должна быть устойчивой, уравновешивать трубу и фиксировать ее в нужном положении.

    Есть несколько разновидностей монтировок: азимутальная (полегче и попроще в настройке, но тяжело удержать звезду в поле зрения), экваториальная (сложнее в настройке, тяжелее), Добсона (разновидность азимутальной для напольной установки), GoTo (самонаводящаяся монтировка телескопа, потребуется только ввести цель).

    Мы не рекомендуем начинающим экваториальную монтировку: она сложна в настройке и использовании. Азимутальная для начинающих — самое то.

  • Есть зеркально-линзовые телескопы Максутов-Кассегрена и Шмидт-Кассегрена. Какой лучше?

    С точки зрения применения они примерно одинаковы: покажут и ближний космос, и дальний, и наземные объекты. Между ними разница не столь значительна.

    Телескопы Максутов-Кассегрена за счет конструкции не имеют побочных бликов и их фокусное расстояние больше. Такие модели считаются более предпочтительными для изучения планет (хотя это утверждение практически оспаривается). Зато им понадобится чуть больше времени для термостабилизации (начала работы в жарких или холодных условиях, когда нужно уравнять температуру телескопа и окружающей среды), да и весят они чуть больше.

    Телескопы Шмидт-Кассегрена меньше времени потребуют для термостабилизации, будут весить чуть меньше. Но у них есть побочные блики, фокусное расстояние меньше, и меньше контрастность.

  • Зачем нужны фильтры?

    Фильтры понадобятся тем, кто хочет более внимательно взглянуть на объект изучения и лучше его рассмотреть. Как правило, это люди, которые уже определились с целью: ближним космосом или дальним.

    Выделяют планетные фильтры и фильтры для глубокого космоса, которые оптимально подходят для изучения цели. Планетные фильтры (для планет Солнечной системы) оптимально подобраны для того, чтобы рассмотреть в деталях определенную планету, без искажений и с наилучшей контрастностью. Дипскайные фильтры (для дальнего космоса) позволят сосредоточиться на отдаленном объекте. Есть также фильтры для Луны, чтобы во всех деталях и с максимальным удобством рассмотреть земной спутник. Для Солнца фильтры тоже есть, но мы бы не рекомендовали без должной теоретической и вещественной подготовки наблюдать Солнце в телескоп: для неопытного астронома велик риск потери зрения.

  • Какая фирма-производитель лучше?

    Из того, что представлено в нашем магазине, рекомендуем обратить внимание на Celestron, Levenhuk, Sky-Watcher. Есть простые модели для начинающих, отдельные дополнительные аксессуары.

  • Что можно докупить к телескопу?

    Варианты есть, и они зависят от пожеланий владельца.

    Светофильтры для планет или глубокого космоса — для лучшего результата и качества изображения.

    Переходники для астрофотографии — для документирования того, что удалось увидеть в телескоп.

    Рюкзак или сумка для переноски — для транспортировки телескопа к месту наблюдений, если оно отдалено. Рюкзак позволит защитить хрупкие детали от повреждений и не потерять мелкие элементы.

    Окуляры — оптические схемы современных окуляров различаются, соответственно, сами окуляры различны по цене, углу обзора, весу, качеству, а главное — фокусному расстоянию (а от него зависит итоговое увеличение телескопа).

    Конечно, перед такими покупками стоит уточнить, подходит ли дополнение к телескопу.

  • Где нужно смотреть в телескоп?

    В идеале для работы с телескопом нужно место с минимумом освещения (городской засветки фонарями, световой рекламой, светом жилых домов). Если нет известного безопасного места за городом, можно найти место в черте города, но в достаточно малоосвещенном месте. Для любых наблюдений понадобится ясная погода. Глубокий космос рекомендуется наблюдать в новолуние (плюс-минус несколько дней). Слабому телескопу понадобится полнолуние — все равно дальше Луны что-то увидеть будет сложно.

Основные критерии при выборе телескопа



Оптическая схема. Телескопы бывают зеркальные (рефлекторы), линзовые (рефракторы) и зеркально-линзовые.

Диаметр объектива (апертура). Чем больше диаметр, тем больше светосила телескопа и его разрешающая способность. Тем более далекие и тусклые объекты в него можно увидеть. С другой стороны, диаметр очень сильно влияет на габариты и вес телескопа (особенно линзового). Важно помнить, что максимальное полезное увеличение телескопа физически не может превышать 1.4 его диаметров. Т.е. при диаметре 70 мм максимальное полезное увеличении такого телескопа будет ~98x.
Фокусное расстояние — то, как далеко телескоп может сфокусироваться. Большое фокусное расстояние (длиннофокусные телескопы) означает большую кратность, но меньшее поле зрения и светосилу. Подходит для подробного рассматривания малых удаленных объектов. Малое фокусное расстояние (короткофокусные телескопы) означают малую кратность, но большое поле зрения. Подходит для наблюдения протяженных объектов, например, галактик и для астрофотографии.
Монтировка — это способ крепления телескопа к штативу.


  • Азимутальная (AZ) — свободно вращается в двух плоскостях по типу фото-штатива.

  • Экваториальная (EQ) — более сложная монтировка, настраиваемая на полюс мира и позволяющая находить небесные объекты, зная их часовой угол.

  • Монтировка Добсона (Dob) — разновидность азимутальной монтировки, но более приспособленная для астронаблюдений и позволяющая устанавливать на нее более габаритные телескопы.

  • Автоматизированная — компьютеризированная монтировка для автоматического наведения на небесные объекты, использует GPS.

Плюсы и минусы оптических схем

Длиннофокусные рефракторы-ахроматы (линзовая оптическая система)


  • Закрытая труба (не нужно чистить, так как нет доступа для пыли)
  • Большой фокус (удобно для наблюдения, фотосъемки Луны и планет)
  • Не «слепнут» (нет зеркала, которое со временем тускнеет)
  • Большая чёткость для рассмотрения объектов на небольших расстояниях

  • Телескопы с большими объективами очень дороги
  • Многолинзовый объектив может со временем разъюстироваться (потребуется настройка)
  • «Нежное» просветляющее покрытие
  • Большой вес объектива и трубы
  • Малопригодны для астрофотографии в главном фокусе

Короткофокусные рефракторы-ахроматы (линзовая оптическая система)


  • Большая светосила для наблюдения слабых протяженных объектов (туманности, кометы, галактики)
  • Короткая и закрытая труба (не занимает много места, не нужно чистить, так как нет доступа для пыли)
  • Не «слепнут» (нет зеркала, которое со временем тускнеет)
  • Недороги
  • Чёткость на небольшом расстоянии

  • Телескопы с большими объективами довольно дороги
  • Многолинзовый объектив может со временем разъюстироваться (потребуется настройка)
  • «Нежное» просветляющее покрытие
  • Большой вес объектива и трубы
  • Малопригодны для астрофотографии в главном фокусе
  • Малопригодны для наблюдения планет из-за искажений при больших увеличениях

Длиннофокусные рефлекторы (зеркальная оптическая система)


  • Очень низкая цена
  • Малый вес при большом диаметре объектива
  • Большие увеличения для наблюдения планет

  • Искажения (объекты окружены ореолом)
  • Рабочее поле зрения ограничено
  • Малопригодны для астрофотографии в главном фокусе из-за малой светосилы (кроме Луны и планет)
  • Со временем «слепнут» (есть зеркало, которое со временем тускнеет)
  • Иногда требуют юстировки (настройки)

Короткофокусные рефлекторы (зеркальная оптическая система)


  • Небольшая цена
  • Малый вес при большом диаметре объектива
  • Большое поле зрения
  • Большая светосила для наблюдения слабых протяженных объектов (галактик и туманностей)
  • Пригодны для астрофотографии в главном фокусе (требуется дополнение — корректор комы)
  • Короткая труба (более компактен)

  • Менее удобны для наблюдения планет
  • Со временем «слепнут» (есть зеркало, которое со временем тускнеет)
  • Иногда требуют юстировки (настройки)

Зеркально-линзовая оптическая система (катадиоптрик)


  • Существенно меньше искажений по сравнению с рефлекторами
  • Пригодны для наземных наблюдений
  • Компактная труба при большом фокусном расстоянии (больше возможностей при меньшем весе и объеме)
  • Закрытая труба (не нужно чистить, так как нет доступа для пыли)

  • Дороже рефракторов и рефлекторов
  • Невозможно получить широкое поле зрения на некоторых моделях телескопов
  • Перед началом наблюдений нужно уравнять температуру телескопа с температурой среды, чтобы не было дефектов изображения

Шмидт-Кассегрен (разновидность зеркально-линзовой оптической схемы)


  • Требует меньше времени для уравнения температуры с окружающей средой
  • Легче, чем телескопы Максутов-Кассегрен

  • Возможны побочные блики от корректирующей пластины
  • Фокусное расстояние обычно немного меньше, чем у телескопов Максутов-Кассегрен
  • Меньше контрастность, чем у телескопов Максутов-Кассегрен

Максутов-Кассегрен (разновидность зеркально-линзовой оптической схемы)


  • Нет побочных бликов от корректирующей пластины
  • Фокусное расстояние обычно немного больше, чем у телескопов Шмидт-Кассегрен

  • Более тяжелый, чем телескопы Шмидт-Кассегрен
  • Нужно больше времени для уравнения температуры с окружающей средой, чем телескопам Шмидт-Кассегрен

Что можно увидеть в телескоп?


Апертура 60-80 мм

Лунные кратеры от 7 км в диаметре, звездные скопления, яркие туманности.


Апертура 80-90 мм

Фазы Меркурия, лунные борозды 5,5 км в диаметре, кольца и спутники Сатурна.


Апертура 100-125 мм

Лунные кратеры от 3 км изучать облачности Марса, сотни звёздных галактик, ближайших планет.


Апертура 200 мм

Лунные кратеры 1,8 км, пылевые бури на Марсе.


Апертура 250 мм

Спутники Марса, детали лунной поверхности 1,5 км, тысячи созвездий и галактик с возможностью изучения их структуры.

Телескопы для астрофотографии

Гид астрофотографа > Телескопы для астрофотографии

Телескопы для астрофотографии

Выбор подходящего для Ваших потребностей телескопа будет зависеть от ряда различных факторов:

  • Уровень опыта — действительно ли Вы — новичок или закаленный эксперт?
  • Бюджет — сколько Вы должны потратить?
  • Интересующей областью — является ли она той особой областью, на которой Вы хотите специализироваться? Хотите ли Вы сделать работу с высокой разрешающей способностью или широко-полевую астрофотографию?
    • Планеты — Солнце, Луна, Марс, Юпитер, Сатурн и т.д. Если Вы хотите сделать фотографию планет с высокой разрешающей способностью, то Вам необходим высококачественный обзор с относительно длинным фокусным расстоянием;
    • Объекты Deep-Sky — Звездные скопления, туманности, галактики. В этом случае Вам нужен быстрый, короткий объем фокусного расстояния для широкоформатных работ — таковы большие туманности. И Вам нужна большая апертура и фокусное расстояние, если Вы хотите снимать маленькие планетарные туманности и галактики;
  • Наблюдение или астрофотография — Вы хотите специализироваться на астрофотографии, а наблюдать иногда? Или Вы хотите использовать обзор главным образом для наблюдения, и просто делать несколько снимков время от времени?
  • Мобильность — Намереваетесь ли Вы наблюдать в дороге, когда нужно проехать час к территории темного неба, или сядете в самолет и полетите к территории темного неба мирового класса, в зависимости от варианта размер и вес Вашего оборудования будут различными. Очевидно, Вы не хотите покупать очень большой и тяжелый телескоп, такой как 16 дюймовый телескоп Шмидта-Кассеграйна, для установки которого потребуется два человека. Аналогично, Вы не захотите покупать 8 дюймовый f/10 рефрактор, если Вам предстоит транспортировать его в малолитражном автомобиле. Независимо от того, какое оборудование Вы выбираете, помните, что Вам необходимо будет таскать его туда – сюда при использовании, пока Вы не установите его в стационарной обсерватории. Небольшой прибор, который часто используется, является лучшей инвестицией, чем большой прибор, который пылится в шкафу.

Почти любой телескоп может делать снимки. То, насколько хороши они будут, зависит от качества оборудования (и особенно монтажа), Ваших личных установок, а также уровня экспертных знаний и объем работы по изучению и совершенствованию ремесла.


Свойства телескопа

Телескопы разработаны, чтобы собирать свет и фокусировать его так, чтобы изображение могло быть исследовано подробно с окуляром или зарегистрировано на кинопленке или цифровым фотоаппаратом. Телескопы различают более слабые объекты, чем можно видеть глазами, потому что они собирают больше фотонов, чем может собрать глаз. Меньшие детали могут быть замечены, потому что телескопы увеличивают объекты.

Терминология, используемая для описания телескопов и объективов фотокамеры, иногда бывает довольно запутанной. О телескопах обычно говорят с точки зрения апертуры, в то время как об объективах фотокамеры обычно говорят с точки зрения фокусного расстояния. Большинство людей скажет, что у них есть 8-дюймовый телескоп (значение апертуры), но они также скажут, что они имеют 300-миллиметровый объектив фотокамеры (значение 300 мм фокусного расстояния). Неудивительно, что это путает! Но это легко уладить. У телескопов и объективов фотокамеры есть три главных числовых характеристики, которыми мы интересуемся в их описании:

  • Апертура – это размер отверстия в телескопе, через которое линза или зеркало собирают свет. Это — самая важная характеристика телескопа, потому что собирание света – это то, для чего нужны телескопы. В астрофотографии, чем больше апертура, тем больше может быть собрано фотонов. Апертура, однако, не является единственной характеристикой для оценки телескопа. Оптическое качество так же важно. У Вас может быть гигантская апертура и если оптическое качество телескопа не будет хорошим, то свет не будет хорошо сконцентрирован, и полученные изображения не будут качественными. Апертура, в основном, определяет насколько слабые звезды Вы сможете увидеть с помощью телескопа.

Апертура

Отрицательное свойство апертуры состоит в том, что с увеличением размера повышается ее стоимость и сложность создания оптической системы, а также вес и размеры прибора. Большие апертуры обычно связаны с большим фокусным расстоянием, что делает их установку, перенос и использование более трудными для астрофотографии. Апертура измеряется в миллиметрах (мм) или дюймах. В дюйме 25.4 мм, таким образом, у 4-дюймового телескопа размер апертуры составляет 101.6 мм.

  • Фокусное расстояние – это расстояние от объектива или зеркала до фокуса. Чем больше фокусное расстояние, тем больше изображение, получаемое на фокальной плоскости и выше усиление телескопа.

Фокусное расстояние

Большое усиление с более длинным фокусным расстоянием — хорошая вещь для наблюдения маленьких объектов, таких как планеты и двойные звезды, но при этом нежелательные эффекты также проявляются более резко, такие как плохая прозрачность атмосферы, и недостатки в приводе телескопа и раскачка при наведении.

Фокусное расстояние также измеряется в дюймах или миллиметрах. Объективы фотокамеры обычно измеряют фокусное расстояние в миллиметрах. Простая линза с фокусным расстоянием 300 мм сформирует изображение, размером в 300 мм позади линзы. У некоторых телескопов есть вторичное зеркало, которое отклоняет световой луч, иногда даже в обратную сторону, делая физическую длину инструмента намного короче, чем это следует из фокусного расстояния.

  • Фокусное Отношение – это соотношение между апертурой и фокусным расстоянием. Фокусное отношение определяется как фокусное расстояние, разделенное на апертуру. Например, у рефрактора с фокусным расстоянием 800 мм и апертурой 100 мм фокусное отношение равно 800/100 = 8 или f/8.

Фокусное отношение дает относительную «скорость» оптической системы. Это важно для записи протяженных объектов, таких как туманности и галактики. Более быстрое фокусное отношение сделает запись изображения быстрее (с более коротким воздействием).

Фокусное расстояние

Фокусное отношение также известно как f/(фокусное отношение) и записывается как f/number.

Например, у 4-дюймового линзового телескопа апертура приблизительно 100 миллиметров. Если фокусное расстояние этого объема составляет 500 миллиметров, то мы можем определить f/number, деля фокусное расстояние на апертуру, которая в этом случае равняется 500 / 100 = 5. Таким образом, мы говорим, что у этого обзора f/(фокусное отношение) или f/number равно f/5.

F/5 – это среднее значение f/number. Средние f/ratios обычно от f/5 до f/8. «Быстрые» f/ratios обычно составляют от f/4 и ниже, такие как f/2.8 или f/2. Вы не найдете быстро f/ratios в телескопе, но Вы определенно его найдете на линзе камеры. Медленные f/ratios — это большее, чем f/9 или около этого.

F/ratios также известны как f/stops в фотографии. Каждый f/stop соответствует удвоению или сокращению вдвое количества света. Например, f/ratio f/4 впускает двойное количество света по сравнению с f/ratio f/5.6 и уменьшает вдвое временя экспозиции.

Полный f/stop с пошаговым увеличением:

f/1 f/1.4 f/2 f/2.8 f/4 f/5.6 f/8 f/11 f/16 f/22 f/32 f/64

Каждое последующее число продолжает предыдущий диапазон в конце его шкалы.

Каждый из этих f/stops соответствует универсальному различию в прохождении света. Так каждый раз, когда Вы изменяете f/stop одним полным приращением, Вы также должны изменить скорость затвора, или выдержку, удваивая ее или деля на два экспозицию для компенсации.

Например, в той же самой ISO (скорость пленки или чувствительность цифрового фотоаппарата), 1 секундная экспозиция при f/5.6 равнялась бы 2-секундной экспозиции при f/8 или 1/2 секундной экспозиции при f/4.

Вот список эквивалентных экспозиций, дающие то же самое количество света на датчике:

f/1 f/1.4 f/2 f/2.8 f/4 f/5.6 f/8 f/11 f/16

Оптические телескопы — виды, классификация, оптические схемы

Существует два основных вида оптических телескопов — линзовые, или рефракторы, и зеркальные, или рефлекторы. У рефракторов объектив, собирающий световые лучи, изготовлен из стеклянных линз, а у рефлекторов объективом служит вогнутое зеркало.

Экскурсанты, увидевшие в астрономической обсерватории крупный телескоп, обычно спрашивают, во сколько раз он увеличивает, и с удивлением слышат в ответ, что основное назначение телескопов состоит не в достижении большого увеличения, а в том, чтобы собрать как можно больше световой энергии от небесного тела.

От небесных тел к Земле приходят параллельные лучи света, из которых в глаз попадает лишь ничтожная доля, поскольку диаметр зрачка очень мал и не превышает 6—7 мм. Объектив телескопа, имея значительные размеры, воспринимает больший световой поток и, концентрируя его, позволяет видеть слабые небесные объекты, недоступные невооруженному глазу.

Рефракторы (линзовые)

Так как учащиеся средних школ при наблюдениях небесных светил пользуются в основном телескопами-рефракторами, то мы опишем их достаточно подробно, чтобы наблюдатели смогли самостоятельно определить основные характеристики и возможности своих телескопов.

Любые оптические линзы обладают рядом недостатков. Чтобы их значительно снизить, объектив телескопа-рефрактора изготавливают из двух (реже — из трех) линз небольшой кривизны, одной — двояковыпуклой и второй — плоско-вогнутой, исправляющей оптические недостатки первой линзы.

Прямая линия (ОФ), проходящая через центр объектива и перпендикулярная поверхностям линз, называется оптической осью объектива (телескопа). Падающие на объектив световые лучи (С), параллельные оптической оси, преломляются в нем и сходятся в фокусе (Ф) объектива — точке, лежащей на оптической оси и отстоящей от центра объектива на определенном расстоянии, называемом фокусным расстоянием объектива (F = ОФ) или телескопа.

Параллельные лучи (A, В), падающие на объектив под некоторым углом к его оптической оси, тоже преломляются и сходятся, но уже не в фокусе, а в точках (а, b), расположенных в фокальной плоскости, проходящей через фокус перпендикулярно оптической оси. Поэтому изображения (ab) протяженных объектов (АВ) с ощутимыми угловыми размерами (р) лежат в фокальной плоскости телескопа и получаются перевернутыми.

Таким образом, одной из основных характеристик телескопа является фокусное расстояние F его объектива, от которого зависят линейные размеры / изображения протяженных небесных объектов (Солнца, Луны, планет, туманностей и др.) в фокальной плоскости телескопа.

Вторая основная характеристика телескопа — это диаметр D объектива, так как световой поток, собираемый объективом, пропорционален квадрату его диаметра.

Весьма существенна третья характеристика телескопа, его относительное отверстие (часто неправильно называемое светосилой):

A=D/F=1:(F/D)

Чем меньше отношение F/D, тем более ярким получается изображение протяженного объекта в фокальной плоскости телескопа. Действительно, с уменьшением фокусного расстояния объектива линейные размеры изображения протяженного объекта тоже уменьшаются, а при неизменном диаметре объектива воспринимаемый им световой поток остается прежним, поэтому изображение объекта становится более ярким. Однако уменьшать фокусное расстояние объектива можно до разумных пределов так, чтобы размеры изображения были не очень малы и различимы. Для детального изучения протяженных объектов желательны длиннофокусные телескопы, дающие большее увеличение. Но тогда для сохранения достаточной яркости изображения необходимо увеличить диаметр объектива, что возможно лишь в определенных пределах из-за трудностей его изготовления. Поэтому у крупных телескопов-рефракторов диаметр объектива обычно не превышает 70 см, а относительное отверстие заключено в пределах от 1:16 до 1:10.

При визуальных наблюдениях фокальное изображение светила рассматривается в окуляр (от лат. ocularis — глазной и oculus — глаз), состоящий из двух небольших короткофокусных линз, поэтому протяженное светило представляется увеличенных размеров. Увеличение телескопа W=F/f где F — фокусное расстояние объектива, а f — фокусное расстояние окуляра.

К каждому телескопу прилагается несколько окуляров для наблюдений с различными увеличениями, которые необходимо подбирать в зависимости от условий. Слабо светящиеся объекты, например кометы, туманности и звездные скопления, следует наблюдать с наименьшим увеличением, чтобы они выглядели яркими. Планеты и Луну можно наблюдать с наибольшим увеличением, допустимым атмосферными условиями. Однако часто бывает так, что при неспокойной или перенасыщенной влагой земной атмосфере планеты и Луна видны значительно лучше с меньшим увеличением.

Но даже при исключительно хороших атмосферных условиях невозможно добиться от телескопа произвольно большого увеличения путем применения окуляров с очень малым фокусным расстоянием, так как начнут отрицательно сказываться оптические недостатки линз. Поэтому каждый телескоп обладает наибольшим допустимым, или предельным, увеличением Wm=2D где диаметр объектива D выражен в миллиметрах, но считается безразмерной величиной.

Диаметр объектива определяет разрешение (или разрешающую способность) телескопа, показывающее наименьшее угловое расстояние, четко различимое в телескоп, в частности возможность видеть раздельно две звезды, расположенные на небе очень близко друг к другу (тесные пары звезд) Разрешение телескопа обозначается греческой буквой Θ (тэта).

Из физики известно, что разрешающая способность телескопа обратно пропорциональна диаметру объектива и прямо пропорциональна длине электромагнитных волн, воспринимаемых телескопом.

В астрономии видимая яркость, или блеск, небесных светил выражается в звездных величинах, причем чем меньше блеск светила, тем больше его звездная величина, обозначаемая латинской буквой m. В идеальных условиях, т. е. в темную безоблачную и безветренную ночь, невооруженный человеческий глаз различает звезды 6m, а в телескоп же видны более слабые звезды, большей звездной величины. Поэтому каждый астроном-наблюдатель обязан знать наименьший блеск звезд, различимых в его телескоп при идеальных условиях.

Нужно твердо помнить, что наблюдать Солнце непосредственно в телескоп без защиты глаз нельзя, так как сконцентрированный телескопом солнечный свет мгновенно их сожжет. При наблюдениях Солнца необходимо укрепить перед объективом очень темный светофильтр (темное стекло). Но лучше и безопаснее всего наблюдать Солнце на белом экране, укрепленном за окуляром; тогда светофильтр не нужен.

Необходимость изучения слабых небесных светил заставляет делать линзовые объективы больших размеров. Но изготовление крупных линз настолько сложно, что из всех существующих в мире рефракторов только один имеет объектив диаметром 102 см (F = 1940 см), а у второго по величине — диаметр 91 см (F = 1730 см). Оба объектива изготовлены американским оптиком А. Кларком (соответственно в 1897 и в 1886 гг.) и установлены в Йерксской и Ликской обсерваториях (США). Все дальнейшие попытки изготовить линзовые объективы хотя бы таких же размеров окончились неудачей. В Советском Союзе самый крупный телескоп-рефрактор установлен в Главной астрономической обсерватории Академии наук; диаметр его объектива равен 65 см, а фокусное расстояние F = 1040 см.

Рефракторы, предназначенные для фотографирования небесных объектов, называются астрографами. Фотографирование ведется в фокальной плоскости объектива, поэтому в окулярной части телескопа вместо окуляра укрепляется фотокамера. Астрографы используются, как правило, для фотографирования небесных объектов с целью определения их видимых положений на небе и последующего изучения их движения. Существуют и двойные астрографы, с двумя раздельными объективами, позволяющими одновременно фотографировать с различными экспозициями.

Рефлекторы

Для исследования физической природы небесных тел предпочтительнее телескопы-рефлекторы, у которых объективом служит вогнутое параболическое зеркало небольшой кривизны, изготовленное из толстого стекла и покрытое тонким слоем порошкообразного алюминия, напыляемого на стекло под большим давлением.

Световые лучи, отраженные от зеркала, собираются в его фокальной плоскости, где изображения объектов тоже получаются перевернутыми. Фокальная плоскость выводится в сторону окуляра посредством дополнительного небольшого либо плоского (предложено Ньютоном в 1671 г., либо выпуклого зеркала (предложено Кассегреном в 1672 г.), которое значительно удлиняет фокусное расстояние зеркального объектива (схемы «а» и «б» на рисунке ниже).

Советский оптик Д. Д. Максутов (1896—1964 гг.) создал рефлектор, известный под названием менискового телескопа. В нем зеркальный объектив имеет сферическую форму (проще в изготовлении), а его оптические недостатки исправляются тонкой линзой малой кривизны (мениском), установленной впереди объектива (схема «в» на рисунке). Роль дополнительного зеркала выполняет небольшое алюминиевое пятно, напыленное на внутренней поверхности мениска. Телескопы Максутова изготовлены в нескольких вариантах — от школьного типа с объективом диаметром 70 мм до крупных инструментов диаметром до 1 м.

Изготовление крупных зеркальных объективов тоже требует колоссального труда. Зеркала, в отличие от линз, практически не поглощают света, что особенно ценно при изучении физической природы небесных тел. Поэтому современные крупные телескопы снабжаются зеркальными объективами диаметрами, как правило, от 1,5 до 4 м и фокусным расстоянием от 9 до 12 м.

Крупнейшие оптические телескопы

Телескоп-рефлектор с диаметром зеркала 6 м и фокусным расстоянием 24 м был изготовлен в СССР по проекту и под руководством Б. К. Иоаннисиани. Зеркало весит 420 кг, а стеклянная заготовка, из которой оно изготовлено, весила 700 кг и после отливки при температуре в 1600 °C охлаждалась 736 суток! Этот уникальный телескоп, общим весом в 8500 кг, установлен осенью 1974 г. в специальной астрофизической обсерватории Академии наук СССР на горе Пастухова (Ставропольский край) высотой 2070 м над уровнем моря. Система дополнительных зеркал дает возможность увеличивать фокусное расстояние этого телескопа до 350 м. Разрешение телескопа составляет 0,02″, и он позволяет фотографировать звезды до 24m, т. е. в 4 млрд. раз более слабые, чем яркие звезды, видимые невооруженным глазом. Он долгое время был крупнейшим телескопом в мире.

Крупнейший в мире телескоп с цельным зеркалом — Большой бинокулярный телескоп, расположенный на горе Грэхэм (США, штат Аризона), он был построен в 2005 году. Диаметр его обоих зеркал, обеспечивающих стереоскопическое изображение, — 8,4 метра.
Большой Канарский телескоп с диаметром зеркала 10,4 м (36 шестиугольных сегментов) был открыт 13 июля 2007 года. Это самый большой оптический телескоп в мире.

Все большие оптические телескопы смонтированы на специальных установках, в башнях, покрытых куполами с открывающимися створками, и во время наблюдений медленно поворачиваются электромоторами в направлении суточного вращения неба, с той же скоростью (15° за 1 ч), что позволяет проводить длительные экспозиции. Контроль за равномерным поворотом телескопа осуществляется специальными компьютерами.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *