Як влаштований сучасний телескоп

Телескоп - це астрономічний оптичний прилад, призначений для спостереження небесних тіл.
Телескоп має окуляр, об'єктив або головне дзеркало і спеціальну трубу, яка прикріплюється до монтування, вона ж, в свою чергу, містить осі, завдяки яким відбувається наведення на об'єкт спостереження.

Рефлекторні (дзеркальні) телескопи

Якщо дати їм саму спрощену характеристику, то це такі пристрої, які мають спеціальне увігнуте дзеркало, яке виконує збирання світла і його фокусування. До переваг таких телескопів можна віднести простоту виготовлення, гарна якість оптики. Основним недоліком є трохи більша турбота і обслуговування, ніж у інших видів телескопів.
Ну, а тепер більш докладно про рефлекторних телескопах.
Рефлектор - телескоп з дзеркальним об'єктивом, який утворює зображення шляхом відбиття світла від дзеркальної поверхні. Рефлектори використовуються в основному для фотографування неба, фотоелектричних і спектральних досліджень, а для візуальних спостережень вони використовуються рідше.
Рефлектори маю деякі переваги перед рефракторами (телескопами з лінзовим об'єктивом), тому що в них відсутня хроматична аберація (забарвленість зображень); головне дзеркало легше зробити більших розмірів, ніж лінзовий об'єктив. Якщо дзеркало має не сферичну, а параболічну форму, то можна звести до нуля сферичну аберацію (розмитість країв або середини зображення). Виготовлення дзеркал легше і дешевше, ніж лінзових об'єктивів, що дає можливість збільшити діаметр об'єктива, а значить, роздільну здатність телескопа. З готового комплекту дзеркал любителі-астрономи можуть створити саморобний «ньютоновский» рефлектор. Гідність, завдяки якому система набула поширення серед любителів, - простота виготовлення дзеркал (головне дзеркало в разі малих відносних отворів - сфера; плоске дзеркало може бути невеликих розмірів).

Рефлектор системи Ньютона

Був винайдений в 1662 році. Його телескоп був першим дзеркальним телескопом. У рефлекторах велике дзеркало називають головним дзеркалом. У площині головного дзеркала можуть бути поміщені фотопластинки для фотографування небесних об'єктів.
В системі Ньютона об'єктив являє собою увігнуте параболічне дзеркало, від якого відбиті промені невеликим плоским дзеркалом направляються в окуляр, що знаходиться збоку від труби.
Картинка: Відображення сигналів, що приходять з різних напрямків.

Рефлектор системи Грегорі

Промені від головного увігнутого параболічного дзеркала направляються на невелике увігнуте еліптичне дзеркало, яке відображає їх в окуляр, поміщений в центральному отворі головного дзеркала. Оскільки еліптичне дзеркало розташоване за фокусом головного дзеркала, зображення виходить пряме, тоді як в системі Ньютона - перевернуте. Наявність другого дзеркала збільшує фокусну відстань і тим самим дає можливість великого збільшення.

Рефлектор системи Кассегрена

Тут вторинне дзеркало - гіперболічне. Воно встановлено перед фокусом головного дзеркала і дозволяє зробити трубу рефлектора коротшою. Головне дзеркало - параболічне, тут немає сферичної аберації, але є кома (зображення точки набирає вигляду несиметричного плями розсіювання) - це обмежує поле зору рефлектора.

Рефлектор системи Ломоносова - Гершеля

Тут, на відміну від рефлектора Ньютона, головне дзеркало нахилене таким чином, що зображення фокусується поблизу вхідного отвору телескопа, де і поміщається окуляр. Ця система дала можливість виключити проміжні дзеркала і і втрати світла в них.

Рефлектор системи Річі-Кретьєна

Ця система являє собою поліпшений варіант системи Кассегрена. Головне дзеркало - увігнуте гіперболічне, а допоміжне - опукле гіперболічне. Окуляр встановлений в центральному отворі гіперболічного дзеркала.
Останнім часом ця система отримала широке застосування.
Існують і інші рефлекторні системи: Шварцшильда, Максутова і Шмідта (дзеркально-лінзові системи), Мерса, Нессміта.

недолік рефлекторів

Їх труби відкриті потокам повітря, які псують поверхню дзеркал. Від коливань температури і механічних навантажень форма дзеркал злегка змінюється, а через це погіршується видимість.
Один з найбільших рефлекторів знаходиться в Маунт-Паломарской астрономічної обсерваторії США. Його дзеркало має діаметр 5 м. Найбільший в світі астрономічний телескоп (6 м) знаходиться в Спеціальної астрофізичної обсерваторії на Північному Кавказі.

Телескоп-рефрактор (лінзовий телескоп)

Рефрактори - це телескопи, які мають лінзовий об'єктив, який утворює зображення об'єктів за допомогою заломлення променів світла.
Це відома всім класична довга труба у вигляді підзорної з великою лінзою (об'єктивом) в одному кінці і окуляром в іншому. Рефрактори використовуються для візуальних, фотографічних, спектральних та інших спостережень.
Рефрактори зазвичай побудовані за системою Кеплера. Кутове зір цих телескопом мало, не перевищує 2º. Об'єктив, як правило, двохлінзовий.
Лінзи в об'єктивах невеликих рефракторов зазвичай склеюють для зменшення відблисків і втрат світла. Поверхні лінз піддають спеціальній обробці (просвітлення оптики), в результаті цього на склі утворюється тонка прозора плівка, яка значно зменшує втрати світла внаслідок відображення.
Найбільший в світі рефрактор Йерксской астрономічної обсерваторії в США має об'єктив діаметром 1,02 м. На Пулковської обсерваторії встановлений рефрактор з діаметром об'єктива 0,65 м.

Дзеркально-лінзовий телескопи

Дзеркально-лінзовий телескоп призначений для фотографування великих областей неба. Його винайшов в 1929 німецький оптик Б.Шмідт. Головними деталями тут є сферичне дзеркало і Шмідта коректувальна пластинка, встановлена в центрі кривизни дзеркала. Завдяки такому стану корекційної пластинки все пучки променів, що проходять через неї від різних ділянок неба, виявляються рівноправними по відношенню до дзеркала, внаслідок чого телескоп вільний від аберації оптичних систем. Сферична аберація дзеркала виправляється корекційної платівкою, центральна частина якої діє як слабка позитивна лінза, а зовнішня - як слабка негативна лінза. Фокальна поверхню, на якій утворюється зображення ділянки неба, має форму сфери, радіус кривизни якої дорівнює фокусної відстані. Фокальна поверхню може бути перетворена в плоску за допомогою Пиацци - Сміта лінзи.

Недоліком дзеркально-лінзових телескопів є значна довжина труби, вдвічі перевищує фокусну відстань телескопа. Для усунення цього недоліку запропонований ряд модифікацій, у тому числі застосування другого (додаткового) опуклого дзеркала, наближення коректувальної пластинки до головного дзеркала та ін.
Найбільші телескопи Шмідта встановлені на Таутенбургськая астрономічної обсерваторії в ГДР (D = 1,37м, А = 1: 3), Маунт-Паломарской астрономічної обсерваторії в США (D = 1,22 м, А = 1: 2,5) і на Бюраканськой астрофізичної обсерваторії АН Вірменської РСР (D = 1,00 м, А = 1: 2, 1: 3).

радіотелескопи

Космічні телескопи (астрономічні супутники)

Вони сконструйовані для проведення астрономічних спостережень з космосу. Потреба в такому вигляді обсерваторій виникла через те, що земна атмосфера затримує гамма-, рентгенівське і ультрафіолетове випромінювання космічних об'єктів, а також більшу частину інфрачервоного.
Космічні телескопи обладнають пристроями для збору і фокусування випромінювання, а також системами перетворення і передачі даних, системою орієнтації, іноді руховими системами.

рентгенівські телескопи

Призначені для спостереження віддалених об'єктів в рентгенівському спектрі. Для роботи таких телескопів зазвичай потрібно підняти їх над атмосферою Землі, непрозорою для рентгенівських променів. Тому телескопи розміщують на висотних ракетах або на штучних супутниках Землі.

На малюнку: Рентгенівський Телескоп - Позиційно чутливий (АРТ-П). Був створений в відділі астрофізики високих енергій Інституту космічних досліджень АН СРСР (Москва).