вибираємо телескоп

Рефрактор або рефлектор

Питання про відносні достоїнства і недоліки рефракторов і рефлекторів завжди був предметом гарячих суперечок. Можна сказати, що астрономи розділилися на два табори; до одного приєдналися прихильники рефракторов, до іншого - рефлекторів. Треба сказати, що в цій суперечці прихильників рефлектора чомусь доводилося бути захисниками права на існування дзеркального телескопа, тоді як рефрактор вважався практично невразливим для критики. Це парадоксальне становище важко пояснити. Цілком можливо, що тут з одного боку, зіграло роль упередження спостерігачів практично безпорадних і бояться торкатися до «життєвим» центрам інструменту, а з іншого, - звичне схиляння перед професійними оптиками, які цілком тримали в своїх руках виробництво рефракторов, тоді як рефлектори виготовлялися кустарним способом, часто людьми, які не причетними до науки.

Основні переваги рефрактора такі. Об'єктив рефрактора завжди готовий до роботи і практично не змінюється з часом, тоді як дзеркало поступово тьмяніє і після закінчення розумного терміну повинно бути заново покрите металевим шаром. Центрировки рефрактора значно стійкіше, ніж рефлектора. Деформації об'єктива рефрактора від власної ваги не дуже небезпечні, так як зміна форми однієї поверхні компенсується протилежним зміною форми інший. У рефлектора ж, де одна відображає робоча поверхня об'єктива, прогини дзеркала і його температурні спотворення можуть істотно знизити якість зображення. Далі, у рефрактора немає ніяких допоміжних поверхонь між об'єктивом і окуляром, якими є вторинні дзеркала у рефлектора, неминуче викликають втрати світла. Крім того, відсутність таких проміжних частин, що стоять на шляху променів, що падають на об'єктив, позбавляють рефрактор від додаткових дифракційних явищ, вироблених оправами вторинних дзеркал рефлектора і погіршують зображення. Рефрактор щільно закритий; це являє величезну перевагу, не тільки тому, що його внутрішні частини захищені від пилу, але ще й тому, що в ньому не легко утворитися струмів повітря різної щільності, що псує якість зображення. Рефрактор має ще й те гідність, що невеликі порушення регулювання менше зміщують зображення, що важливо для астрометричних робіт.

Зазначимо на недоліки рефрактора. Перш за все, звичайно, рефрактор завжди і в значній мірі страждає від хроматичної аберації. Зменшення вторинного спектру можливе лише шляхом застосування особливих стекол і ціною великих жертв, тому що веде за собою зменшення відносного отвору, зниження довговічності об'єктивів (через необхідність застосування особливих, легко вивітрюються сортів скла) і зростання кривизни і товщини лінз. Навіть невеликі недоліки скла (оптична неоднорідність і ін.) Сильно позначаються на якості зображень, що дається об'єктивом. Скло об'єктива поглинає значну частину світу, особливо в фіолетовою і ультра-фіолетової частинах спектра, що особливо прикро; це поглинання посилюється при збільшенні розмірів об'єктива внаслідок зростання товщини лінз. Крім того, світло втрачається при відображенні від поверхні лінз.

Відносний отвір рефрактора не може без шкоди для якості бути більше 1:15 - 1:18 і часто буває ще меншим, що недостатньо для багатьох робіт. Крім того, при цьому труба рефрактора повинна бути дуже довгою.

Переваги рефлектора, перш за все, визначаються його повної ахроматичності. Тому для досягнення ідеального зображення потрібно лише надання поверхням його дзеркал необхідної точної форми. Внаслідок повного ахроматізма рефлектор може мати більший відносним отвором (до 1: 3), абсолютно недосяжним для рефрактора. Особливі типи рефлекторів можуть бути ще світлосильні. Велике відносне отвір дуже важливо для багатьох досліджень. При великому відносному отворі інструмент може бути відносно коротким, що полегшує механічну частину пристрою, дозволяє зменшити будівля, у якій міститься інструмент. Зручне розташування окуляра (у системи Ньютона) дозволяє проводити спостереження, не піднімаючи голови. Якість матеріалу для дзеркала має відповідати тільки механічним вимогам; самі ж великі труднощі (наприклад, оптична однорідність скла), які грають таку важливу, часом фатальну роль при виготовленні рефрактора, тут зовсім відпадають. Збільшення діаметра дзеркального об'єктива не призводить до збільшення втрат світла. При підборі відповідно відбиває шару рефлектор може відображати промені будь-якої довжини хвилі, включаючи і ультрафіолетові, в чому полягає перевага рефлектора при астрофізичних спостереженнях. Виготовлення рефлектора обходиться набагато дешевше виготовлення рефрактора того ж розміру.

Недоліки рефлектора частково відзначалися раніше попутно з перерахуванням достоїнств рефрактора. До числа недоліків відносяться: незручність для точних астрометричних робіт, велика вимогливість до правильності поверхні дзеркал, чутливість до прогину дзеркала і деформацій дзеркал від змін температури. Великим недоліком рефлектора є те, що, його труба відкрита, чому в трубі виникають струми повітря різної щільності, що псують зображення. Поверхні, що відбивають дзеркал дуже ніжні і є в періодичному відновленні. Вторинне дзеркало рефлектора викликають втрату світла, і кілька погіршує зображення. Нарешті, рефлектор системи Ньютона володіє меншим корисним полем зору в порівнянні з рефрактором. Втім, при візуальних спостереженнях цей недолік несуттєвий, так як використовуються порівняно малі поля.

Це порівняно короткий перелік переваг і недоліків рефлекторів і рефракторів дає досить ясну характеристику обох типів інструментів.

Тепер постараємося розібратися в життєво важливому для астронома любителя питанні: які відносні достоїнства і недоліки невеликих рефрактора і рефлектора.

Перше питання, на яке ми повинні відповісти, наступний: які відносні втрати світла в рефракторі і рефлекторе?

Рефлектор з дзеркалом, не надто потьмянілим від часу, використовує більше світла, ніж рефрактор, з об'єктивом такого ж діаметру. Втрати світла такі: на свежепосеребренном дзеркалі втрачається 5%, на алюмінійовані 10%, а в Ахроматична рефракторі 20%. Однак срібне покриття швидко тьмяніє, що призводить до зростання втрат. У приморських областях порівняно швидко уходшается і алюмінієве покриття. Тому невеликий рефрактор порівняно краще, ніж рефлектор. Треба також враховувати, що в рефлекторе частина світла втрачається через закриття центральної частини головного дзеркала вторинним. Однак рефлектор з діаметром дзеркала 250 300 мм успішно конкурує з рефрактором і набагато простіше у виготовленні.

Друге питання, що постає перед любителем, стосується величини поля зору і також вирішується не на користь рефлектора.

Третє, у чому рефлектор поступається рефрактор: він легше розладнується при перенесенні.

Переваги невеликого рефлектора в порівнянні з рефрактором полягають у тому, що він дає більш яскраві і чисті зображення, особливо протяжних об'єктів. Хто хоча б раз спостерігав світила в рефлектор і рефрактор, той ніколи не забуде ясності, Чистостем кольору і ясності зображення, вільного в рефлекторе від всякого кольору кольорового ореолу, так неприємно чинного в рефракторі.

Важливою перевагою рефлектора є те, що при однаковій силі він має набагато менші розміри, ніж рефрактор. Так, 150-мм рефлектор системи Ньютона матиме трубу завдовжки близько 1,25 м. А висота установки складе близько 1 м. Рефрактор ж з об'єктивом такого діаметру повинен бути, принаймні, удвічі довше. Тому, не кажучи вже про труднощі виготовлення такого великого інструменту, робота з ним незрівнянно складніше. Крім того, інструмент довжиною 2,5 м. Вмонтований на колоні такої ж висоти, зажадає великого приміщення, тоді як для рефлектора можна обійтися невеликою будкою. Як ми бачимо, створення телескопа з дзеркалом діаметром в 250 мм ще цілком під силу любителю, а рефрактор з таким же діаметром об'єктива - справжній гігант, для якого потрібно павільйон майже з двоповерховий будинок.