14-0500, Телескопы

Телескопы являются оптическими приборами, предназначенными для наблюдения за небесными телами. С их помощью можно наблюдать за звёздами, кометами, метеоритами, однако некоторые портативные телескопы также можно использовать в роли подзорной трубы для наблюдения за отдалёнными объектами. Изображение получается путём приёма электромагнитного излучения. В зависимости от его типа выделяют такие виды телескопов: оптические, радиотелескопы. Если радиотелескопы являются огромным стационарным астрономическим оборудованием, состоящим из антенны и радиометра, которое используется для исследования различных характеристик космических объектов и применяется лишь в научных учреждениях, то оптические позволяют наблюдать за космическими объектами визуально. При этом такие телескопы более компактны, чем радиотелескопы, и, в зависимости от размеров, могут использоваться в астрономических обсерваториях и в домашних условиях.

Портативные оптические телескопы: что это такое?

Оптические телескопы собирают и фокусируют электромагнитные излучения оптического диапазона. С помощью систем линз и/или зеркал они увеличивают блеск (количество света) и видимый угловой размер объекта (видимый диаметр). Благодаря этому можно визуально наблюдать за небесными телами, а некоторые модели даже предоставляют возможность фотографировать.

В домашних условиях и в школе можно пользоваться портативными оптическими телескопами. Их можно переносить вручную. Для наблюдения достаточно лишь разложить треногу-подставку и установить на неё телескоп.

Портативные телескопы оптического типа имеют вид трубы. Они состоят из окуляра, объектива, монтировки (треноги). Дополнительно могут оснащаться линзами Барлоу (отрицательная линза), служащими для увеличения эквивалентного фокусного расстояния.

Характеристики оптических телескопов

Характеристиками оптических телескопов являются апертура, фокусное расстояние объектива, фокусное расстояние окуляра и поле зрения окуляра, а также монтировка. При этом понятие кратность увеличения у телескопов отсутствует (хотя может указываться в спецификации некоторых моделей). Для её определения фокусное расстояние объектива делится на фокусное расстояние окуляра. Например, телескоп с фокусным расстоянием объектива 1000 м и окуляром 4 мм даст увеличение 250Х. Это довольно большое увеличение — у большинства портативных телескопов оно составляет 40Х-100Х.

Апертура (обозначается буквой D) — это диаметр объектива или главного зеркала телескопа в мм. Чем больше апертура, тем большее количества света способен уловить объектив или зеркало. Проще говоря, от апертуры зависит разрешающая способность. Максимальное полезное увеличение равняется апертуре, умноженной на 2. Например, для телескопа с апертурой 120 мм оно будет составлять 240Х. Минимальное полезное увеличение рассчитывается по формуле D/6. Например, для того же телескопа с диаметром объектива 120 мм оно будет равно 20Х.

Фокусное расстояние является длиной между объективом и фокусной плоскости (линзы или зеркала) на оптической оси. Данный параметр влияет на степень увеличения. Соотношение диаметра объектива к фокусному расстоянию даёт значение светосилы (или относительного отверстия). Чем больше относительное отверстие, тем более тусклые объекты он может уловить.

Поле зрения окуляра — это угловой размер участка неба, который виден через окуляр. Видимое поле зрения рассчитывается по формуле: «угол поля зрения окуляра, разделённый на увеличение».

Монтировка является поворотной опорой, которая выполняет регулировку и стабилизацию телескопа. Располагается сверху треноги. Бывает трёх видов: экваториальной, азимутальной и GoTo. Экваториальная монтировка — самая распространённая. Она имеет две оси регулировки — параллельную и перпендикулярную земной оси. Применение экваториальной монтировки даёт возможность скомпенсировать вращение Земли при наблюдении. Мёртвой зоной является полюс мира. Азимутальная имеет две оси вращения — горизонтальную и вертикальную. Монтировка такого типа подходит для визуального наблюдения за астрономическими объектами. Мёртвой зоной является зенит. GoTo является электронной системой наведения азимутального типа на небесные объекты. Управление производится на компьютере или пульте управления. Такая система работает по предварительной привязке к дате и времени наблюдения, ориентации на полюс мира и выравнивания по нескольким звёздам. В неё может быть встроен GPS-приёмник.

Разновидности портативных телескопов

Портативные оптические телескопы различаются принципом работы. В зависимости от оптической системы они делятся на рефракторные (линзовые), рефлекторные (зеркальные) и катадиоптрические (зеркально-линзовые). При этом каждый из типов представлен несколькими системами, что отражается на внешнем виде телескопа. Также они различаются по диаметру относительного отверстия.

Рефракторные

Рефракторные телескопы состоят из системы линз, которые собирают и фокусируют свет. Бывают простыми, ахроматическими и апохроматическими. Ахроматы состоят из двух линз — рассеивающей и фокусирующей, которые, в свою очередь, состоят из нескольких элементов. Апохроматы изготавливаются из специального стекла со сверхнизкой дисперсией (ED). Благодаря этому ахроматические аберрации сведены к минимуму. Для увеличения фокусного расстояния такие телескопы могут оснащаться линзами Барроу.

Преимуществами таких телескопов являются простота конструкции, быстрая термостабилизация, закрытая труба (защищает линзы от загрязнений и пыли). Недостатки — больший вес и размеры в сравнении с рефлекторными и катадиоптрическими телескопами при одинаковой апертуре, не подходят для наблюдений небольших и тусклых далёких объектов, хроматическая аберрация у простых моделей (цветные ореолы над астрономическими объектами).

Рефлекторные

Рефлекторные телескопы состоят из системы вогнутых зеркал. У таких телескопов главное зеркало улавливает свет и отражает его на плоское зеркало, которое отводит лучи вбок, к окуляру. В качестве главного используются сферическое или параболическое зеркало. Бывают открытого и закрытого типа. Существуют модели с большой апертурой (500 мм). Чаще всего, рефлекторными являются телескопы, работающие по системе Ньютона.

Преимущества — небольшая длина и малый вес, отсутствие хроматической аберрации, подходят для фотографирования астрономических объектов. К недостаткам относятся долгая термостабилизация, необходимой чистки (у открытых телескопов), не подходят для наземных наблюдений, требуют периодической настройки зеркал.

Катадиоптрические

Катадиоптрические телескопы сочетают в себе рефракторные и рефлекторные. Они состоят как из линз, так и из зеркал. Бывают двух систем — Шмидта-Кассегрена и Максутова-Кассегрена. Преимуществами таких телескопов являются высокий уровень коррекции аберраций, универсальность (одинаково подходят для наблюдения за Луной и далёкими объектами), компактность в сравнении с рефракторными и рефракторными. Недостатки — долгая термостабилизация, сложная юстировка, высокая стоимость в сравнении с другими типами портативных оптических телескопов.

Классификация по диаметру относительного отверстия

В зависимости от диаметра относительного отверстия можно выделить «быстрые», обзорные, универсальные и длиннофокусные портативные телескопы.

Со светосилой более 1/6 единиц — «быстрые», подходящие для съёмки астрономических фотографий на короткой выдержке.
Со светосилой от 1/6 до 1/8 — обзорные, светосильные телескопы, подходят для наблюдения за протяжёнными объектами.
Со светосилой от 1/8 до 1/10 — универсальные, подходят для наблюдения разных небесных объектов.
Со светосилой менее 1/10 — длиннофокусные, подходят для наблюдения за далёкими или маленькими объектами.