Как выбрать телескоп?

Мы ПОСТАВЛЯЕМ любые телескопы и оснастку к ним всего.

Спектр предложений на рынке телескопов - достаточно обширный, а описания высокотехнологичных новинок подавляют массой таинственных терминов. При этом привычный ориентир – цена - больше не помогает! Цифры говорят только о том, что вещь дорогая, а ее возможности остаются загадкой.

Телескопы для школьных и частных обсерваторий

Развитие нового и экстравагантного увлечения – частных обсерваторий привело к заметному оживлению среди производителей оптики и телескопов в целом. При этом, в отличие от середины двадцатого века интерес к астрономии демонстрируют люди весьма обеспеченные, способные заплатить хорошие деньги за серьезный продукт. Естественно, рынок моментально среагировал и сегодня четко оформился сегмент компактных высококачественных телескопов, рассчитанных на установку в частных обсерваториях.

Новым потребителям требовалось хорошее качество изображений при максимальном комфорте эксплуатации. Принципиальных проблем с созданием такой техники не было, под эти запросы были развиты имеющиеся компьютерные системы управления, наведения и слежения. Параллельно дорабатывались средства визуализации и обработки информации.

В итоге, спектр предложений стал достаточно обширным, а описания высокотехнологичных новинок стали подавлять массой таинственных терминов. При этом привычный ориентир – цена больше не помогает! Цифры говорят только о том, что вещь дорогая, а ее возможности остаются загадкой.

Материалы этой статьи призваны помочь читателю сориентироваться в этом сегменте, сделать осознанный выбор, исходя из своих возможностей и интересов.

Схемы телескопов – рефракторы и рефлекторы

Внимание! Если вы знакомы с основами оптики телескопов, то можете пропустить эти разделы. 

Итак, для того чтобы что-то получше рассмотреть, получить эффект «приближения объекта» нужен оптический прибор, дважды преобразующий световой поток. Сначала мы должны сфокусировать его длиннофокусным объективом, а затем сделать обратное преобразование короткофокусным окуляром. Отношение фокусных расстояний объектива и окуляра – это есть увеличение прибора. Сегодня у нас есть возможность фокусировать свет двумя способами – линза и вогнутое зеркало, соответственно телескопы можно разделить разделились на классы в зависимости от того, что используется.

Устройства с линзовым объективом именуются рефракторы, а с зеркальным – рефлекторы. Появились также и комбинированные зеркально-линзовые телескопы, последние два вида больше известны по фамилиям их создателей. Мы обязательно расшифруем их, но начнем все-таки с линзовых телескопов, потому что попытки их улучшения привели к созданию других типов.

Линзовые телескопы – рефракторы

Первый телескоп Галилея был именно такой – линзовый рефрактор. Схема имеет много преимуществ, дает хорошее контрастное изображение с высоким разрешением. Главный недостаток – хроматическая аберрация, связан с прохождением света через стекло. Мы знаем, что у разных длин волн разный коэффициент преломления. Соответственно разные цвета, входящие в состав белого света имеют свои фокусы, в итоге появляются нежелательные цветные эффекты (ореолы, пятна).

Телескоп Ньютона

Ньютон придумал схему без хроматической аберрации. Это зеркальный телескоп (см. табл.1), или рефлектор. Изображение в нем фокусируется вогнутым зеркалом, свет не проходит через него, а отражается, поэтому хроматической аберрации нет. Однако, как это часто бывает в технике, уход от одного недостатка порождает другую проблему. В телескопе Ньютона приходится устанавливать плоское зеркало для поворота света к окуляру, оно закрывает (экранирует) часть пространства на оси телескопа, что сказывается на контрастности и разрешении. Ко всему прочему такая конструкция требует регулярной юстировки.

Сферическая аберрация и кома

Это общий недостаток зеркальных и линзовых систем. Суть его в том, что свет падает на сферическую поверхность линзы и зеркала под разными углами, и в результате фокус «размазывается». Борьба со сферической аберрацией ведется двумя способами – корректировкой формы зеркала (линзы) или установкой корректирующей линзы. Применение корректирующих линз породило семейство зеркально-линзовых или катадиоптрических телескопов.

 Рис. 1. Кома лучей непараллельных оптической оси.

Кома - название одного из видов аберрации, суть которого в неправильной фокусировке лучей не параллельных оптической оси. В результате вместо яркой точки изображается несимметричное пятно. Кома также может корректироваться специальными линзами и в итоге получают оптику свободную от комы – ACF-оптику.

Оптические схемы – результат борьбы с аберрациями

Развитие телескопов тесно связано с попытками избавиться от дефектов изображений. Они привели к созданию разнообразных оптических схем и особых оптических элементов – корректоров. В целом задача очень сложна, требуется избавиться от аберраций при сохранении контрастности и высокого разрешения. Также борьба с аберрациями должна вестись с оглядкой на технологические возможности, сложность регулировки, удобство эксплуатации.

Добавим, что владельца частной обсерватории интересует эффектные большие изображения. Их получают с помощью крупноформатных ПЗС-матриц (CCD), поэтому телескоп должен обеспечить для них большое плоское поле без искажений и виньетирования (затемнения) по краям. Рассмотрим по отдельности линзовые и зеркальные телескопы.

Рефракторы, ахроматы и апохроматы

Здесь главный враг – хроматическая аберрация побеждается корректирующими элементами. Обычными оптическими материалами можно добиться фокусировки по двум цветам (обычно красный и синий) такие объективы называются ахроматами. Практически полностью избавиться от хроматических искажений позволяют корректоры из дорогого флюорита (кристалл фтористого кальция). Кроме него используются специальные стекла: курц-флинты и курц-кроны, ланг-флинты и ланг-кроны с нужной кривой дисперсии. Такие объективы называют апохроматами. Соответственно, рефрактор для частной обсерватории – конечно, апохромат.

Рефлекторы. Катадиоптрический телескоп Ньютона, различные варианты схемы Кассегрена

Всего за 300 лет борьбы с аберрациями создано немало оптических схем (см. табл.1), ниже представлен небольшой экскурс по схемам рефлекторов.

История рефлекторов – история корректоров! Первым корректирующую линзу на входе телескопа поставил Ньютон, и значительно улучшил его конструкцию, выиграв в компактности и весе по сравнению с классическими рефлекторами. Дальнейшее развитие это направление получило в телескопах Шмидта-Кассегрена и Максутова-Кассегрена. Линза-корректор не только уменьшала сферическую аберрацию, но и помогла избавиться от крепления внутреннего зеркала, экранирующего световой поток. Роль внутреннего зеркала стала выполнять центральная часть корректирующей линзы с напылением, отражающим поток в отверстие в центре главного зеркала и далее в окуляр.

Монтировки

Монтировкой называется механизм установки телескопа. В частной обсерватории к нему предъявляется немало требований, он должен обеспечить наведение и слежение за объектом, гарантировать устойчивость, отсутствие вибрации и т.д. Конструкционно для таких целей и масштабов лучше всего подходит экваториальная монтировка. Одна из ее осей вращения устанавливается параллельно часовой оси и не дает вращению земли «увести объект» из поля зрения. Вторая ось обеспечивает отслеживание по азимуту (гидирование). Различная точность решения основных задач, разная степень участия человека приводят к многообразию конструкций монтировок. Сразу скажем, что для частных обсерваторий используются комплексы с возможностью полностью автоматического наведения и слежения. Для этого применяются компьютерные системы управления и схемы следящих электроприводов. На фото телескопов часто можно увидеть монтировку с характерным противовесом. Это «немецкая» экваториальная монтировка – лучший вариант для таких целей.