Značajke reflektorskih teleskopa

Uobičajeno je nazvati reflektor bilo koji uređaj čija je glavna funkcija reflektiranje... Tako je pomoću ovog optičkog fenomena stvoren reflektorski teleskop. Umjesto leće, u objektivu uređaja nalazi se konkavno zrcalo koje reflektira i usmjerava svjetlosne zrake u okular za gledanje ili fotografiranje slike. Razmotrimo glavne karakteristike reflektorskog teleskopa.

Reflektorski teleskop razlikuje se od druge vrste refraktorskog teleskopa po tome što je u njega umjesto sustava leća ugrađeno konkavno zrcalo izrađeno od metala ili stakla. Često se takvi uređaji nazivaju "zrcalnim" teleskopom.

Prilično je lako razlikovati refleksni teleskop od vatrostalnog, čak i bez iskustva u astronomiji. Shema drugog je prilično jednostavna. Ovo je cijev čiji promjer ovisi o promjeru objektivne leće koja se nalazi na kraju koji je okrenut prema promatranom objektu. Na drugom kraju cijevi nalazi se okular - leća manjeg promjera, kroz koju se provodi promatranje. Duljina cijevi takvog uređaja određena je žarišnom duljinom leće i čvrstoćom materijala od kojeg se može izraditi.

Teleskop s konkavnim zrcalom izgleda drugačije, jer ima potpuno drugačiji princip rada i strukture. Na kraju cijevi okrenute prema nebu, takav uređaj, općenito, možda nema ništa, budući da je zrcalo fiksirano na drugom kraju.Ali okular se u pravilu nalazi sa strane na vrhu cijevi. Put zraka, za razliku od refraktora, u jednom ili drugom stupnju blokira prizma ili ravno zrcalo smješteno duž središnje osi cijevi, u kojem se skuplja svjetlost kako bi se reflektirala u okular. Struktura reflektora ne zahtijeva obveznu uporabu cijevi, pa je stoga lišena onih ograničenja koja nastaju u refraktorima.... Svi moderni veliki teleskopi, uključujući svemirske, raspoređeni su prema sljedećoj shemi: cijev u njima zamijenjena je laganom mrežastom strukturom, čija je svrha držanje svih elemenata optičkog sustava.

Astronomi amateri uspješno su koristili obje vrste teleskopa, a oba imaju svoje prednosti i nedostatke, uzrokovane u jednom slučaju lomom svjetlosnog toka koji prolazi kroz leću, u drugom - njegovim odbijanjem od površine, što može imati različite zakrivljenosti. Za opažanja vezana uz putovanje i kretanje uređaja, bolje je koristiti refraktor, njegov dizajn je jači. Prijevoz reflektora je nepoželjan, jer može uzrokovati pomak strukturnih elemenata u odnosu na središnju liniju, nakon čega će biti potrebno podesiti njihov položaj pomoću vijaka - poravnanje. Takav se teleskop može postaviti u amatersku zvjezdarnicu.

Korištenje konkavnog zrcala kao leće rezultat je znanstvenih istraživanja usmjerenih na smanjenje izobličenja uzrokovanog lećama (kromatske i sferne aberacije). Istraživanja u tom smjeru provedena su u mnogim europskim zemljama, a posebno su uspješni u njima bili engleski znanstvenici. Godine 1663. James Gregory je prvi predložio korištenje reflektivnog konkavnog zrcala umjesto refrakcijske leće (očito je izumio prvi reflektorski teleskop), 1673. poznati Robert Hooke utjelovio je opisani sustav optičkog uređaja.

Međutim, veliki Isaac Newton prvi je stvorio radni teleskop sa zrcalnom lećom 1668. godine.

Put reflektora nije bio lak; uređaji za leće, koji su se ujedno poboljšali, davali su jasniju i svjetliju sliku. Znanstvenici kontinentalne Europe (Njemci, Francuzi, Talijani) dali su značajan doprinos njihovom razvoju. Činilo se da će reflektor ostati na razini eksperimentalnog uređaja.

Potraga je išla u smjeru poboljšanja premaza i izrade zrcala. Nakon toga, kako bi se smanjila izobličenja, u sustav koji je predložio Newton više puta su uvedene razne inovacije, što je dovelo do pojave temeljno različitih shema reflektorskih teleskopa, uključujući hibridne verzije, kada su se leće i zrcala koristili u jednom proizvodu. Pojava novih materijala i tehnologija omogućila je stvaranje sve savršenijih sustava, a izostanak potrebe za glomaznom cijevi u dizajnu teleskopa omogućio je umnožavanje njegove učinkovitosti.

Svi reflektori imaju jedno zajedničko - korištenje konkavnog zrcala kao leće... No, predloženo je da se daljnji tijek zraka prikupljenih ogledalom na različite načine usmjeri u okular.

Sustav reflektora, koji je razvio Isaac Newton, smatra se klasičnim. Glavno ogledalo nema rupa i relativno je jednostavno za proizvodnju. Ravno zrcalo smješteno u blizini svog fokusa odražava svjetlosni tok okomito na središnju liniju. Okular se nalazi sa strane.

Shema Newtonovog teleskopa najjednostavnija je u izvedbi i naširoko se koristi među astronomima amaterima koji izrađuju vlastitu opremu za promatranje. I tvrtke koje proizvode opremu za amatersku astronomiju proizvode takve uređaje u velikim količinama.

Shema zrcalnog teleskopa predložena 1663. pokazala se vrlo uspješnom, budući da daje izravnu sliku i može se koristiti ne samo za astronomska promatranja, već iu zemaljskim uvjetima. U središtu konkavnog zrcala napravljena je rupa, svjetlost koja se odbija od nje usmjerava se u rupu drugim, također konkavnim zrcalom, okular se postavlja duž središnje linije teleskopa, poput refraktora ili konvencionalnog teleskopa.

Shema, koju je razvio i implementirao Laurent Cassegrain 1770-ih, podsjeća na Gregoryjevu shemu. Konkavno zrcalo također ima rupu u središnjem dijelu. Uređaji se razlikuju u obliku drugog zrcala - u sustavu koji se razmatra ono je konveksno. Teleskopi izgrađeni prema ovoj shemi, s karakteristikama sličnim onima Gregoryjevih uređaja, mnogo su kraći. Cassegrainov sustav, koji je poboljšao sovjetski astronom Dmitrij Maksutov, danas se koristi diljem svijeta za stvaranje amaterskih reflektora.

Još jedna modifikacija Cassegrainovog teleskopa bio je sustav Ritchie-Chretien razvijen 1920-ih. Zahvaljujući drugačijem obliku zrcala, bilo je moguće dobiti veće vidno polje, što se pokazalo pogodnim za promatranje pokretnih objekata (asteroida, kometa, planeta). I također u ovom sustavu bilo je moguće smanjiti neka izobličenja.

Učinjeno je nekoliko pokušaja korištenja konkavnog zrcala bez reflektora koji blokira svjetlosni tok. Početkom 70-ih godina 17. stoljeća William Herschel dizajnirao je takav reflektorski teleskop, čiji okular ni na koji način nije zaklanjao glavno zrcalo. To je omogućilo značajno povećanje snage uređaja, ali je dovelo do jakih izobličenja u obliku kome. U 1760-ima sličan je dizajn razvio i implementirao M.V. Lomonosov. Trenutno se uređaji s takvom optičkom shemom koriste za posebna promatranja; oni se ne koriste široko u amaterskoj astronomiji, zbog složenosti uređaja i prilagodbe.

Sustav Dietrich Korsch razvijen je 1970-ih. Odlikuje ga prisutnost ne dva, već tri zrcala, što vam omogućuje da ispravite većinu izobličenja.

Uređaji ovog sustava naširoko se koriste za proizvodnju različitih optičkih uređaja - od dalekozora i monokula do amaterskih teleskopa. Njihova glavna prednost je značajno smanjenje duljine uređaja uz zadržavanje žarišne duljine. Zrcala su postavljena pod kutom prema optičkoj osi bez međusobnog blokiranja.

Cassegrainov sustav, koji je početkom 20. stoljeća poboljšao Bernhard Schmidt, postao je široko rasprostranjen. Ovo je hibridni dizajn, u kojem se, osim konkavnog zrcala, koristi i objektiv.

U 20. stoljeću reflektorski teleskopi čvrsto su istisnuli refraktore iz svih važnih astronomskih zvjezdarnica. Zajedno s razvojem proizvodnih tehnologija, promjer zrcala ugrađenih u teleskope počeo je rasti.

Godine 1917. najveći reflektor na svijetu postao je zvjezdarnica u Sjedinjenim Državama (država Washington), njegovo zrcalo doseglo je 100 inča u promjeru (2,5 metara). Nakon Drugog svjetskog rata proizveden je uređaj s 5-metarskim ogledalom, također instaliran u Kaliforniji.

Najveći azimutski teleskop u Starom svijetu ostaje Veliki azimutski teleskop, nastao u SSSR-u sredinom 70-ih godina prošlog stoljeća, postavljen u Karačajsko-Čerkeskoj Republici na visinskoj zvjezdarnici.

Najveći moderni teleskop na svijetu s čvrstim ogledalom postavljen je u državi Arizona, SAD. Ovo je veliki binokularni teleskop. Opremljen je s dva identična ogledala promjera 8,4 metra. Aparat je napravljen 2005.

Najveći danas su uređaji s montažnim segmentnim zrcalima: Veliki kanarski teleskop, Veliki južnoafrički teleskop i Hobby-Eberley teleskop (SAD).

Korištenje zrcalnog teleskopa nije tako teško. Međutim, za razliku od refraktora, takav uređaj zahtijeva vrlo pažljivo rukovanje. Budući da je reflektorska cijev uvijek otvorena, prašina može ući u nju. Taloženjem na površinu zrcala, vrlo osjetno smanjuje njegovu refleksivnost.

Pomicanje reflektora također je problematično, jer se strukturni elementi pomiču pod utjecajem vibracija. Obično manipulacije zrcalnim teleskopima završavaju mukotrpnim podešavanjem (poravnavanjem). Teleskop se može namjestiti pomoću vijaka za podešavanje čiji zavoji uzrokuju pomicanje zrcala, a to je nemoguće učiniti brzo bez odgovarajućeg iskustva.