Характеристика телескопов назначение. Что такое телескоп? Виды, характеристики и назначение телескопов. Крупнейшие оптические телескопы

Небо манит нас, когда мы смотрим на его просторы. Что же скрывается за облаками, и что находится в его непроглядной темноте? На эти вопросы, разумеется, отчасти мы смогли получить представления с помощью телескопа. Бесспорно, это уникальное устройство, которое подарило нам великолепную картину космоса. И несомненно, приблизило наше понимание небесного пространства.

Известно, что первый телескоп создал Галилео Галилей. Хотя немногие знают, что он использовал ранние открытия других учёных. Например, изобретение зрительной трубы для мореплавания.
Кроме того, мастера по стеклу уже создали очки. Вдобавок, использовались линзы. И эффект преломления и увеличения стекла был более или менее изучен.

Первый телескоп Галилея

Безусловно, Галилео добился значительного результата в исследовании данной области. К тому же, он собрал и усовершенствовал все наработки. И в итоге, разработал и представил первый в мире телескоп. По правде, он имел лишь трёхкратное увеличение. Но отличался высоким на тот момент качеством изображения.

Кстати, именно Галилей назвал свой разработанный объект телескопом.
В дальнейшем, учёный не остановился на достигнутом. Он усовершенствовал прибор до двадцати кратного увеличения картинки.
Важно, что Галилео не только разработал телескоп. Более того, он первым использовал его для исследования космоса. Кроме того, он сделал массу астрономических открытий.

Характеристика телескопов

Телескоп состоит из трубы, которая стоит на специальной монтировке. Её оснащают осями для нацеливания на наблюдаемый объект.
Кроме того, у оптического устройства имеется окуляр и объектив. Причём задняя плоскость объектива перпендикулярна оптической оси, и соединена с передней поверхностью окуляра. Которая, между прочим, аналогична объективной по отношению к оптической оси.

Стоит отметить, что для фокусировки используется особое устройство.
Основными характеристиками телескопов являются увеличение и разрешение.
Увеличение изображения зависит от фокусного расстояния окуляра и объекта.
С разрешением связано свойство преломления света. Таким образом, размер наблюдаемого объекта ограничен разрешением телескопа.

Виды телескопов в астрономии

Разновидности телескопов в связаны с различными способами построения. Если точнее, то применением различных инструментов в качестве объектива. Кроме того, имеет значение для какой цели нужно устройство.
На сегодняшний день существует несколько основных типов телескопов в астрономии. В зависимости от светособирающего компонента они бывают линзовые, зеркальные и комбинированные.

Линзовые телескопы (диоптрические)

По другому, их называют рефракторами. Это самые первые телескопы. В них свет собирается линзой, которая с двух сторон ограничена сферой. Поэтому она считается двояковыпуклой. К тому же, линза является объективом.
Что интересно, можно использовать не просто линзу, а целую систему из них.

Стоит заметить, что выпуклые линзы преломляют лучи света и собирают их в фокус. А в нём, в свою очередь, строится изображение. Для того, чтобы его рассмотреть применяют окуляр.
Что важно, линза устанавливается так, чтобы фокус и окуляр совпадали.
Кстати, Галилео изобрёл именно рефрактор. Но современные приборы состоят из двух линз. Одна из них собирает свет, а другая рассеивает. Что позволяет уменьшить отклонения и погрешности.

Зеркальные телескопы (катаптрические)

Также их называют рефлекторы. В отличие от линзового типа, объектив у них это вогнутое зеркало. Оно собирает свет звезды в одной точке и отражает его на окуляр. При этом погрешности минимальны, а разложение света на лучи отсутствует полностью. Но использование рефлектора ограничивает поле зрения наблюдателя.
Что интересно, зеркальные телескопы самые распространённые в мире. Потому как разработка их намного легче, чем, например, линзовых приборов.

Катадиоптрические телескопы (комбинированные)

Это зеркально-линзовые приборы. В них для получения изображения применяют и линзы, и зеркала.

В свою очередь, их разделили на два подвида:
1) телескопы Шмидт-Кассегрена-в них в самом центре кривизны зеркала установлена диафрагма. Тем самым происходит исключение сферических нарушений и отклонений. Но увеличивается поле зрения и качество изображения.
2) телескопы Максутова-Кассегрена-в районе фокальной плоскости установлена плоско-выпуклая линза. В результате предотвращается кривизна поля и сферическое отклонение.

Стоит отметить, что в современной астрономии чаще применяются именно комбинированный вид приборов. В результате смешения двух разных элементов для собирания света они позволяют получать более качественные данные.

Такие устройства способны принимать исключительно одну волну сигналов. С помощью антенн происходит передача сигналов и обработка их в изображения.
Радиотелескопы используются астрономами для научных исследований.

Инфракрасные модели телескопов

Они по своей конструкции очень схожи с оптическими зеркальными телескопами. Принцип получения изображения практически аналогичен. Лучи отражаются объективом и собираются в одной точке. Далее специальный прибор измеряет тепло и фотографирует полученный результат.

Современные телескопы

Телескоп это оптический прибор для наблюдений. Изобрели его почти полвека назад. На протяжении этого времени, учёные меняли и усовершенствовали устройство. Действительно, создано много новых моделей. В отличие от первых они имеют повышенное качество и увеличение изображения.

В нашем веке технологий используются компьютерные телескопы. Соответственно, они оснащены специальными программами. Что важно, современный прототип учитывает, что у каждого человека восприятие глаз разное. Для высокой точности картинку передают на монитор. Таким образом изображение воспринимается таким, какое оно на самом деле есть. Вдобавок, данный способ наблюдения исключает любые искажения.

Кроме того, учёные нашего поколения применяют одновременно не одно устройство, а несколько. Более того, к телескопу подключают уникальные камеры, которые передают информацию на компьютер. Это позволяет получать чёткие и точные сведения. Которые, разумеется, используют для изучения и .

Что интересно, сейчас телескопы не просто приборы для наблюдения. Но также устройства для измерения расстояний между космическими объектами. Для этой функции к ним подключают спектрографы. И взаимодействие этих приборов предоставляет конкретные данные.

Другая классификация

Есть еще и другие виды телескопов. Но используются они по своему отдельному назначению. Например, рентгеновские и гамма-телескопы. Или ультрафиолетовые устройства, которые фильтруют картинку без обработки и засвечивания.
Кроме того, можно разделить приборы на профессиональные и любительские. Первые используются учёными и астрономами. Очевидно, что вторые подходят для домашнего применения.

Как выбрать телескоп для любителей астрономии

Выбор телескопа для любителей астрономии основывается на том, что же вы хотите наблюдать. В принципе, выше описаны виды и характеристики приборов. Вам просто нужно выбрать какой больше нравится. Лучше, на мой взгляд остановиться на линзовом, либо комбинированном виде. Но выбирать, разумеется, вам.

По данным интернета, лучшие любительские телескопы представлены фирмами: Celestron, Bresser и Veber.

Телескопом сотни лет изучают жизнь планет

Создание и разработка телескопа, на самом деле, позволили сделать огромный шаг в исследовании космоса. Вероятно, всё, что мы знаем сформировалось с помощью этого прибора. Хотя, конечно, не стоит приуменьшать саму деятельность учёных.
Сегодня мы рассмотрели некоторые типы телескопов и их характеристики. Однозначно, виден прогресс технологий. И как результат, мы узнали множество интересного о космических объектах и самом космосе. Кроме того, мы можем любоваться прекрасным небом и знакомиться с ним благодаря этому чудесному изобретению.

На российском рынке оптической техники телескопы занимают не самую широкую нишу, но ассортимент здесь вполне приличный и представлен продукцией многих известных фирм.

Крупные производители предлагают оптику для пользователей разного уровня. Уже появились полноценные серии для новичков и даже недорогие приборы, специально разработанные для детей и подростков.

Предметом же особой гордости именитых брендов по-прежнему остаются телескопы для профессионалов – уже не просто оптические устройства, а высокотехнологичные и «умные» приборы.

Лидерами продаж 2017 года стали любительские и полупрофессиональные телескопы следующих производителей:

Sky-Watcher;
Celestron;
Bresser;
Veber.

Принцип работы и устройство телескопа

Телескоп – сложное оптическое устройство, с помощью которого можно видеть отдаленные предметы (астрономические или земные) в многократном увеличении.

Конструктивно он представляет собой трубу, на одном конце которой находится светособирающая линза и/или вогнутое зеркало – объектив. На другом располагается окуляр – через него мы как раз и рассматриваем полученное изображение.

добавить изо моего телескопа с надписями

Также конструкция телескопа включает:

1. Искатель для обнаружения конкретных астрономических объектов;

2. Светофильтры, приглушающие слишком яркое сияние звезд;

3. Диагональные зеркала (корректирующие пластины), переворачивающие картинку, которую объектив передает «вверх ногами».

Профессиональные модели, обладающие возможностями астрофотографирования и видеосъемки, могут дополнительно комплектоваться следующими элементами:

1. Сложная электронная аппаратура;

2. Система GPS;

3. Электродвигатель.

Виды телескопов

Рефракторы (линзовые)

Узнать такой телескоп можно по его простой конструкции, похожей на подзорную трубу. Объектив и окуляр здесь находятся на одной оси, а увеличенное изображение передается по прямой линии – как и в самых первых приборах, изобретенных 400 лет назад.

Рефракторы, или преломляющие телескопы собирают отраженный свет небесных тел при помощи 2-5 двояковыпуклых линз, разнесенных в оба конца длинной трубы корпуса. Этот тип устройств скорее подойдет новичкам и любителям астронаблюдений, так как позволяет хорошо рассмотреть наземные объекты и небесные тела в пределах нашей Солнечной системы.

Установленные в рефракторах линзы разлагают «пойманный» объективом свет на спектральные составляющие, что приводит к некоторой потере четкости изображения и делает его тусклее при слишком большом увеличении. Пользоваться таким телескопом рекомендуется на открытой местности за чертой города, где засветка неба минимальна.

Просты в эксплуатации и не нуждаются в специализированном обслуживании;
Герметичная конструкция защищена от попадания пыли и влаги;
Не боятся перепадов температуры;
Выдают четкую и контрастную картинку недалеких астрономических тел;
Имеют долгий срок службы.

Довольно громоздкие и тяжелые (вес некоторых моделей достигает 25 кг);
Максимальный диаметр объектива – 150 мм;
Не подходит для наблюдений в черте города.

В зависимости от типа установленных линз, телескопы подразделяются на следующие виды:

1. Ахроматические — имеют малые и средние степени увеличения, но дают плоскую картинку.

2. Апохроматические — делают изображение более выпуклым, зато устраняют дефекты вроде расплывчатого контура и проявления вторичного спектра.

Рефлекторы (зеркальные)

Рефлектор улавливает и передает световой луч при помощи двух вогнутых зеркал: одно находится в объективе трубы, другое отражает картинку под углом, отправляя ее на боковой окуляр.

В отличие от рефрактора, такая оптика более приспособлена для изучения глубокого космоса и получения качественного изображения удаленных галактик. Производство зеркал обходится дешевле линз, что отражается и на стоимости приборов. Однако новичку или ребенку будет трудно управиться со сложными настройками и корректорами изображений.

Простота конструкции;
Компактные размеры и небольшой вес;
Отлично улавливают неяркий свет удаленных космических тел;
Большая апертура (от 250 до 400 мм), дающая более яркую и четкую картинку без дефектов;
Более низкая цена по сравнению с аналогичными рефракторами.

Требуют времени и опыта для настройки;
В открытую конструкцию устройства может попасть пыль или грязь;
Боятся перепадов температур;
Не подходят для наблюдения за наземными и ближайшими объектами Солнечной системы.

Катадиоптрики (зеркально-линзовые)

Объектив катадиоптрических телескопов собран из линз и зеркал, поэтому он сочетает в себе их достоинства и максимально компенсирует дефекты при помощи специальных коррекционных пластин.

Изображение как далеких, так и близких астрономических объектов в таком приборе приближается к идеалу, что позволяет не только наблюдать за звездами, но и делать качественные снимки.

Компактные габариты и транспортабельность;
Одинаково хорошо подходят для наблюдений за объектами дальнего и ближнего космоса;
Дают самое качественное изображение;
Апертура до 400 мм.

Высокая стоимость;
Длительное время термостабилизации воздуха внутри трубы;
Сложная конструкция.

Параметры выбора телескопа

Решившись на покупку телескопа, следует определиться с вашими основными требованиями к этому прибору.

Конструкция и характеристики оптики будут зависеть от ваших ответов на ряд вопросов:

1. Какие именно объекты вам хотелось бы рассматривать – планеты в пределах нашей Солнечной системы или далекие галактики?

2. Откуда вы будете наблюдать за космическими телами – со своего балкона у вас есть возможность выезжать с телескопом в поле?

3. Планируете ли вы заниматься астрофотографией?

Теперь перейдем к основным характеристикам современных телескопов.

Параболическое или сферическое зеркало

Конструкция сферического зеркала такова, что оно не может отразить все лучи в одну точку. Из-за этого для рефлекторов со сферической оптикой недостижим идеально резкий фокус. Это явление носит название «сферической аберрации» и проявляется сильнее всего на высоких увеличениях.

Параболическое зеркало не подвержено сферическим аберрациям и способно собирать световые лучи в одну точку. На большой кратности у вас не возникнет никаких проблем с фокусировкой, и удаленный объект будет виден четко и во всех деталях.

Но не все так плохо и со сферическими зеркалами. При определенном соотношении между диаметром зеркала и фокусным расстоянием такое зеркало работает практически как параболическое. Телескоп с зеркалом диаметром 114 мм и фокусным расстоянием в 900 мм практически лишен сферических аберраций и хорошо фокусирует изображение вплоть до значения максимально полезного увеличения.

Апертура (диаметр объектива)

Главный критерий выбора телескопа – апертура его объектива. Она определяет способность линзы или зеркала собирать свет: чем выше эта характеристика, тем больше отраженных лучей попадет в объектив. А значит, он даст высокое качество изображения и даже сможет уловить слабое отраженное излучение отдаленных космических объектов.

При выборе апертуры под свои цели ориентируйтесь на такие цифры:

1. Для получения четкой картинки недалеких планет или спутников хватит прибора с диаметром объектива до 150 мм. В условиях города лучше уменьшить этот показатель до 70-90 мм.

2. Разглядеть отдаленные галактики сможет устройство с апертурой свыше 200 мм.

3. Если вы планируете предаваться любимому хобби в отдаленных от города местах с малозасвеченным ночным небом, можете попробовать максимальную величину полупрофессиональных линз – до 400 мм.

Фокусное расстояние

Фокусным называют расстояние от объектива до точки в окуляре, где все световые лучи снова собираются в пучок. От этого показателя зависит степень увеличения и качество видимого изображения – чем он выше, тем лучше мы рассмотрим интересующий объект.

Фокус увеличивает длину самого телескопа, что отражается на удобстве его хранения и перевозки. Конечно, на балконе удобнее держать короткофокусный прибор, где F не превышает 500-800 мм. Это ограничение не касается только катадиоптриков – в них световой поток многократно преломляется, а не идет по прямой, что позволяет значительно укоротить корпус.

Кратность увеличения

Увеличение объектов можно корректировать, поставив более мощный или слабый окуляр – сегодня производители предлагают оптику с F от 4 до 40 мм, а также линзы Барлоу, удваивающие фокус самого телескопа.

1. Детально есть смысл рассматривать только близкие космические тела (Луну, например).

2. Для наблюдения за далекими галактиками высокая кратность увеличения не столь важна.

Тип монтировки

Монтировка (подставка для телескопа) необходима для того, чтобы прибором было удобно пользоваться.

В комплекте с любительской и полупрофессиональной оптикой обычно идет один из 3 основных видов специальных подвижных опор:

1. Азимутальная – самая простая подставка, позволяющая смещать телескоп по горизонтали и вертикали. Чаще всего ею комплектуются рефракторы и небольшие катадиоптрики. А вот для астрофотографирования азимутальная монтировка не годится, поскольку не позволяет поймать четкую картинку.

2. Экваториальная – обладает внушительным весом и габаритами, зато помогает найти необходимый объект по заданным координатам. Такая тренога идеальна для рефлекторов, которые «видят» удаленные галактики, неразличимые невооруженным взглядом. Экваториалка популярна и в среде поклонников астрофотографии.

3. Система Добсона – некий компромисс между простой в использовании и дешевой азимутальной подставкой и надежной экваториальной конструкцией. Зачастую идет в комплекте с мощными и дорогими рефлекторами.

Оптическая схема

Телескоп Галилея (1609)

Простая конструкция телескопа, аналогичная использованной Галилеем в первых астрономических двухлинзовых телескопах. Длиннофокусная собирательная (выпуклая) линза играет роль объектива, а другая (вогнутая) линза — окуляра; в результате получается прямое изображение. Такая система все еще используется в театральных биноклях.

Телескоп Кеплера (1611)

Простая система устройства телескопа, в которой в качестве как объектива, так и окуляра используются выпуклые линзы. Это дает большее поле зрения и более высокую степень увеличения, чем можно получить в галилеевском телескопе, но изображение в кеплеровском телескопе перевернуто.

Телескоп системы Грегори (1663)

Тип отражательного телескопа, предложенный Джеймсом Грегори в 1663 г. Первичное зеркало — параболоид с центральным отверстием, а вторичное — эллипсоид. Грегори не удалось получить зеркала нужной конфигурации, поэтому он не смог построить свой телескоп до того, как Ньютон создал свой первый рефлектор более простой конструкции с плоским вторичным зеркалом. Впоследствии система Грегори была вытеснена кассегреновским телескопом

Телескоп Ньютона (1668)

Простой тип отражательного телескопа, разработанный Исааком Ньютоном (1642- 1727), который продемонстрировал его в Королевском Обществе в Лондоне в 1671 г. Первичное зеркало телескопа представляет собой параболоид (для небольших апертур можно использовать сферическое зеркало), а вторичное зеркало — плоское, помещенное на пути отраженного луча под углом 45° к оптической оси, так что изображение образуется вне главной трубы. Конструкция широко используется для небольших любительских инструментов, но для больших телескопов не подходит.

Схема Кассегрена (1672)

Телескоп-рефлектор, в котором фокус изображения находится непосредственно за центральным отверстием в первичном зеркале. Такая конструкция была предложена Жаком Кассегреном (1652-1712), профессором физики в городе Шартре во Франции около 1672 г., т.е. через четыре года после того, как Иссак Ньютон создал первый рефлектор. В этом телескопе вторичное зеркало выпуклое, а не плоское (как в ньютоновской конструкции). Сам Кассегрен телескопа не построил, так что прошло несколько лет до того, как его идея была осуществлена. Сегодня кассегреновский фокус популярен и широко используется как в скромных любительских приборах, так и в больших профессиональных телескопах.

Телескоп Гершеля (1772)

Тип телескопа-рефлектора, сконструированного Уильямом Гершелем (1738- 1822), в котором параболическое первичное зеркало наклонено так, что фокус лежит вне главной трубы телескопа и доступ к нему можно получить, не заслоняя поступающий свет. Эта идея была на 10 лет раньше воплощена в жизнь Ломоносовым. Недостатком системы является наличие искажений, почему этот тип телескопа и был впоследствии заменен другими системами рефлекторов.

Телескоп Ричи-Кретьена (1922)

Телескоп, оптическая система которого подобна системе кассегреновского телескопа за исключением того, что как первичное, так и вторичное зеркала имеют форму гиперболоида. В результате телескоп Ричи-Кретьена обеспечивает широкое поле зрения при отсутствии комы.

Система Серюрье (1930)

Конструкция открытой трубы большого отражательного телескопа, обеспечивающая равномерность прогиба при изменении ориентации телескопа. Сделать трубу самых больших телескопов полностью недеформируемой невозможно. Предложенная Марком Серюрье конструкция 200-дюймовой трубы Телескопа Хейла не устраняет деформацию, но обеспечивает сохранение оптической оси телескопа

Камера Шмидта (1930)

Тип астрономического телескопа с широким полем зрения, предназначенный исключительно для фотографического использования. Он был изобретен Бернардом Шмидтом в 1930 г. Роль коллектора света выполняет сферическое зеркало. Коррекция сферической аберрации осуществляется с помощью тонкой стеклянной пластины сложного профиля, установленной у входного конца телескопической трубы (за фокусом). Фотопластинка помещается в первичном фокусе. Поскольку фокальная поверхность изогнута, фотопластинке придается та же форма при помощи специального держателя. В результате получаются резкие неискаженные изображения очень широкого поля зрения — до десятков градусов в поперечнике.

Телескоп Дэлла-Киркхэма

Разновидность кассегреновского телескопа, в котором первичное зеркало имеет эллипсоидный профиль, а не более обычный параболоидный. Вторичное зеркало — сферическое. В результате поле зрения оказывается значительно меньшим, чем у стандартного кассегреновского телескопа того же размера.

Телескоп Максутова (1940)

Отражательный телескоп, в котором оптические искажения сферического первичного зеркала исправляются вогнутой линзой (мениском), что обеспечивает высококачественное изображение при широком поле зрения. Телескоп был изобретен Д.Д. Максутовым (1896-1964).

Основная конструкция телескопа — типичная кассегреновская система. Небольшое вторичное зеркало установлено сзади корректирующей линзы, а изображение формируется непосредственно позади первичного зеркала, которое имеет небольшое центральное отверстие.

Трудность создания больших корректирующих линз ограничивает профессиональное применение такого телескопа, но телескопы Максутова, имеющие компактную трубу и широкое поле зрения при низком фокусном отношении, популярны у астрономов-любителей.

В зависимости от направления выходного пучка различаются модификации этой системы: Максутова-Кассегрена и Максутова-Ньютона.

Телескоп Шмидта-Кассегрена (1940, 1942)

Конструкция оптического телескопа, сочетающая черты камеры Шмидта и кассегреновского рефлектора. Предложена Д.Д. Бейкером (1940) и Ч.Р. Бёрч (1942).

В этом телескопе используется сферическое первичное зеркало и корректирующая пластина для компенсации сферической аберрации, как и в камере Шмидта. Однако держатель фотопластинки в первичном фокусе заменен небольшим выпуклым вторичным зеркалом, которое отражает свет назад в трубу через отверстие в первичном зеркале. В результате можно либо рассматривать изображение визуально или установить камеру в главной трубе за первичным зеркалом.

Телескоп такой конструкции оказывается очень компактным, что особенно важно для портативных телескопов и телескопов любительского и общеобразовательного назначения.

Система Пола-Бейкера (1935, 1945)

Оптическая конструкция отражательного телескопа, имеющего исключительно широкое поле зрения с хорошим разрешением. В ней используется параболическое первичное зеркало с фокусным отношением f/4 или меньше, выпуклое сферическое вторичное зеркало и вогнутое сферическое третье зеркало, кривизна которого равна, но по знаку противоположна кривизне вторичного. Конструкция была предложена французским оптиком Морисом Полом в 1935 г. и независимо от него Джеймсом Бейкером около 1945 г.

Камера Бейкера-Нанна (1957)

Разновидность камеры Шмидта, разработанная для фотографирования искусственных спутников Земли.

Система Бейкера-Шмидта

Модификация камеры Шмидта, в которой использованы предложенные Дж.Г.Бейкером технические средства, устраняющие аберрацию и дисторсию.

Телескоп Уиллстропа

Конструкция отражательных оптических телескопов, обеспечивающих хорошие изображения при поле зрения в 5° или больше. Конструкция представляет собой модифицированный вариант системы Пола- Бейкера. Отверстие в первичном зеркале имеет диаметр, составляющий 60% от диаметра всего зеркала, и в этом отверстии лежит фокус. Форма всех трех зеркал существенно отличается от параболической или сферической. Преимущество конструкции Уиллстропа состоят в том, что телескоп намного более компактен, чем камера Шмидта. Кроме того, в нем не возникают мнимые изображения, вызванные внутренними отражениями, как в корректирующей линзе камеры Шмидта. Эта конструкция позволяет построить телескоп, который был бы мощнее любой из существующих камер Шмидта.

Телескоп Добсона (1960-1970-е гг.)

Недорогой телескоп-рефлектор с большой апертурой и простой неуправляемой альтазимутальной установкой. Его конструкция удобна для астрономов-любителей, причем особенно важна его портативность. Телескоп носит имя автора концепции и первых разработок, проводившихся в 1960-1970-х гг., Джона Добсона из Сан-Францисского общества астрономов-любителей. Клееная деревянная труба телескопа крепится в коробке, которая установлена на опорной плите и может вращаться вокруг вертикальной оси. Полукруглая скоба с упорами в верхней части коробки имеет цапфы, присоединенные к противоположным сторонам трубы. Чтобы движение вокруг обеих осей было ровным, используется тефлон. Добсону удалось показать также, что из листового стекла (которое тоньше обычно используемого зеркального) можно сделать недорогое большое зеркало хорошего качества. Чтобы избежать искажений, тонкое зеркало должно свободно лежать на ковровой или резиновой подкладке.

Телескопы Галилея

В 1609, узнав об изобретении голландскими оптиками зрительной трубы, Галилей самостоятельно изготовил телескоп с плосковыпуклым объективом и плосковогнутым окуляром, который давал трехкратное увеличение. Через некоторое время им были изготовлены телескопы с 8- и 30-кратным увеличением.

В 1609, начав наблюдения с помощью телескопа, Галилей обнаружил на Луне темные пятна, названные им морями, горы и горные цепи. 7 января 1610 открыл четыре спутника планеты Юпитер, установил, что Млечный Путь является скоплением звезд. Эти открытия описаны им в сочинении «Звездный вестник, открывающий великие и в высшей степени удивительные зрелища…» (вышел в свет 12 марта 1610).

Разрешающая сила (разрешение) телескопа

Этот параметр характеризует способность телескопа различать мелкие детали у протяженных объектов (например, на дисках Луны и планет) и разделять близко расположенные точечные объекты — звезды. Разрешение напрямую зависит от диаметра объектива телескопа: если апертуру увеличить вдвое, то разрешающая сила также увеличится в два раза.

Второй фактор, влияющий на разрешение — это качество линз и зеркальных поверхностей. Ошибки изготовления оптики, неправильная сборка и юстировка, дефекты стекла, царапины, пыль и грязь на поверхности оптических элементов — все это становится источником ухудшения разрешающей силы телескопа .

При наблюдениях протяженных объектов, таких как Луна и планеты, вместе с увеличением телескопа растет видимый размер изображения. В отличие от них, точечные объекты (звезды) при больших увеличениях принимают вид дисков, окруженных несколькими концентрическими кольцами уменьшающейся яркости. Подобная картина, именуемая дифракционной, обусловлена волновой природой света. Диаметр центрального диска, называемого кружком Эри, обратно пропорционален апертуре телескопа .

Поскольку настоящее изображение звезды тонет в кружке Эри, на практике разделение тесной двойной звезды сводится к рассматриванию дифракционной картины системы в попытках различить диски Эри двух тесно расположенных звезд. Если принять, что оба компонента двойной системы имеют одинаковый блеск, то минимальное угловое расстояние (в секундах дуги), на котором эти звезды все еще можно будет разделить в данный телескоп, рассчитывается по формуле: 116″/D, где D — диаметр объектива телескопа в миллиметрах. Эта формула разрешающей силы называется пределом Дауэса, по фамилии английского астронома, получившего ее в XIX веке. Теоретические значения разрешающей силы для телескопов разных диаметров приведены в сводной таблице.

Проницающая сила телескопа

Это минимальная звездная величина звезд, туманностей, галактик, которую можно различить с помощью данного телескопа.

Проницающая сила телескопа зависит от двух показателей:

Астроклимат. Это комплекс следующих характеристик атмосферы: сила ветра, перепады температуры и влажности воздуха, прозрачность атмосферы и другое.

Место установки телескопа так же одно из важнейших условий, влияющих на проницающую способность телескопов. Если установить телескоп в низменной местности, скажем на уровне моря или ниже его, то проницающая способность будет весьма низкой. Чем выше местность, на которой установлен телескоп, тем выше будет его проницающая способность.

Проницающая способность телескопа характеризуется предельной звездной величиной слабейших звезд, которые можно увидеть в данный инструмент в условиях идеально темного неба. Предельную звездную величину (m) для телескопа , диаметр объектива которого равен D в миллиметрах, можно приблизительно оценить по следующей формуле: m = 2,5 + 5 lg D.

Просветление оптики позволяет повысить проницающую способность телескопа , тогда как пыль и грязь на оптике — понижает ее.

Светосила телескопа

Этот параметр характеризуется отношением диаметра объектива к его фокусному расстоянию (D/f). Эта величина называется относительным отверстием и записывается в виде дроби: 1:5, 1:7, 1:10, 1:15… В англоязычной литературе чаще используется обратная величина — относительное фокусное расстояние (f/D), которое также записывается в виде дроби: f/5, f/7, f/10, f/15… Чем больше относительное отверстие объектива телескопа (или наоборот: чем меньше отношение фокусного расстояния к диаметру объектива), тем выше его светосила.

Светосила телескопа , прежде всего, важна для определения его пригодности для фотографических целей — более светосильный инструмент позволит делать более короткие выдержки при фотографировании слабых астрономических объектов. Другим плюсом светосильных инструментов является большая компактность по сравнению с обычными инструментами (за счет более короткого фокуса), кроме того, они более приспособлены для наблюдений с малыми увеличениями (по той же причине). С другой стороны, светосильные инструменты сложнее в изготовлении и юстировке, и они в большей мере подвержены влиянию различных оптических аберраций.

Диаметр объектива, мм	Диапазон увеличений, крат	Разрешающая способность, "	Проницающая способность, зв. вел.
60	10 - 120	1.93	11.4
70	12 - 140	1.66	11.7
80	13 - 160	1.45	12
90	15 - 180	1.29	12.3
100	17 - 200	1.16	12.5
110	18 - 220	1.05	12.7
120	20 - 240	0.97	12.9
130	22 - 260	0.89	13.1
150	25 - 300	0.77	13.4
200	33 - 400	0.58	14
250	42 - 500	0.46	14.5
300	50 - 600	0.39	14.9

Какой телескоп выбрать

Школьнику 8-10 лет, интересующемуся звездами, можно подарить недорогой и простой в управлении телескоп-рефрактор из специальной детской серии с апертурой от 70 мм на азимутальной монтировке. А дополнительный адаптер под фотоаппарат позволит ему сделать красивые снимки Луны и наземных объектов.
Начинающему исследователю ночного неба, проживающего в городе, лучше купить короткофокусный рефрактор с апертурой 70-90 мм на азимутальной подставке. Если есть возможность наблюдать звезды где-нибудь «в поле», можно раскошелиться на рефлектор 110-250 мм с монтировкой Добсона в комплекте.
Если вашей мечтой является изучение отдаленных галактик и туманностей, приобретите рефлектор с диаметром объектива от 250 мм, укомплектованный азимутальной подставкой.
Путешественникам или тем, кто собирается часто перевозить свой телескоп, понадобится легкий и надежный зеркально-линзовый аппарат, оснащенный системой Добсона или азимутальной подставкой.
Опытным астрофотографам не обойтись без катадиоптрического телескопа с максимальной апертурой (400 мм) и длинным фокусом от 1000 мм. Монтировку лучше выбрать экваториальную с автоматическим приводом.

Сколько стоит телескоп

1. Рефрактор на азимутальной монтировке можно приобрести по цене от 3500 до 25000 руб. Стоимость будет зависеть от технических характеристик оптики и функционала прибора.

2. Зеркальный рефлектор на экваториальной подставке обойдется вам в сумму от 14 до 55 тыс. руб.

3. За профессиональный и мощный катадиоптрик придется отдать 18-130 тысяч.

> Виды телескопов

Все оптические телескопы группируются по виду светособирающего элемента на зеркальные, линзовые и комбинированные. Каждый тип телескопов имеет свои достоинства и недостатки, поэтому, выбирая оптику, нужно принимать во внимание следующие факторы: условия и цели наблюдения, требования к весу и мобильности, цене, уровню аберрации. Охарактеризуем наиболее популярные виды телескопов.

Рефракторы (линзовые телескопы)

Рефракторы – это первые телескопы, изобретенные человеком. В таком телескопе за сбор света отвечает двояковыпуклая линза, которая выступает в роли объектива. Ее действие строится на основном свойстве выпуклых линз – преломлении световых лучей и их сборе в фокусе. Отсюда и название - рефракторы (от латинского refract - преломлять).

Был создан в 1609 году. В нем были использованы две линзы, с помощью которых собиралось максимальное количество звездного света. Первая линза, которая выступала в роли объектива, была выпуклой и служила для сбора и фокусировки света на определенном расстоянии. Вторая линза, играющая роль окуляра, была вогнутой и использовалась для превращения сходящего светового пучка в параллельный. С помощью системы Галилея можно получить прямое, неперевернутое изображение, качество которого сильно страдает от хроматической аберрации. Эффект хроматической аберрации можно увидеть в виде ложного прокрашивания деталей и границ объекта.

Рефрактор Кеплера – более совершенная система, которая была создана в 1611 году. Здесь в роли окуляра использовалась выпуклая линза, в которой передний фокус был совмещен с задним фокусом линзы-объектива. От этого итоговое изображение было перевернутым, что не принципиально для астрономических исследований. Главное преимущество новой системы – возможность установки измерительной сетки внутри трубы в точке фокуса.

Для данной схемы также была характерна хроматическая аберрация, впрочем эффект от нее можно было нивелировать, увеличив фокусное расстояние. Именно поэтому телескопы того времени имели огромное фокусное расстояние с трубой соответствующего размера, что вызывало серьезные трудности при проведении астрономических исследований.

В начале XVIII века появился , который популярен и в сегодняшние дни. Объектив данного прибора сделан из двух линз, изготовленных их различных сортов стекла. Одна линза – собирающая, вторая – рассеивающая. Такая структура позволяет серьезно уменьшить хроматическую и сферическую аберрации. А корпус телескопа остается весьма компактным. Сегодня созданы рефракторы апохроматы, в которых влияние хроматической аберрации сведено к возможному минимуму.

Достоинства рефракторов:

Простая конструкция, легкость в эксплуатации, надежность;
Быстрая термостабилизация;
Нетребовательность к профессиональному обслуживанию;
Идеален для исследования планет, Луны, двойных звезд;
Превосходная цветопередача в апохроматическом исполнении, хорошая – в ахроматическом;
Система без центрального экранирования от диагонального или вторичного зеркала. Отсюда высокая контрастность изображения;
Отсутствие воздушных потоков в трубе, защита оптики от грязи и пыли;
Цельная конструкция объектива, не требующая регулировок со стороны астронома.

Недостатки рефракторов:

Высокая цена;
Большой вес и габариты;
Небольшой практический диаметр апертуры;
Ограниченность в исследовании тусклых и небольших объектов в далеком космосе.

*При заказе телескопа напишите в комментарии "сайт" и получите скидку 3%

Название зеркальных телескопов – рефлекторов происходит от латинского слова reflectio – отражать. Данный прибор представляет собой телескоп с объективом, в роли которого выступает вогнутое зеркало. Его задача – собирать звездный свет в единой точке. Поместив в данной точке окуляр, можно увидеть изображение.

Один из первых рефлекторов (телескоп Грегори ) был придуман в 1663 году. Данный телескоп с параболическим зеркалом был полностью избавлен от хроматических и сферических аберраций. Свет, собранный зеркалом, отражался от небольшого овального зеркала, который был закреплен перед главным, в котором было небольшое отверстие для вывода светового пучка.

Ньютон был полностью разочарован в телескопах-рефракторах, поэтому одной из главных его разработок стал телескоп-рефлектор, созданный на основе металлического главного зеркала. Он одинаково отражал свет с различными длинами волн, а сферическая форма зеркала делала прибор более доступным даже для самостоятельного изготовления.

В 1672 году ученый-астроном Лорен Кассегрен предложил схему телескопа, который внешне напоминал знаменитый рефлектор Грегори. Но усовершенствованная модель имела несколько серьезных отличий, главное из которых – выпуклое гиперболическое вторичное зеркало, которое позволило сделать телескоп более компактным и свело к минимуму центральное экранирование. Впрочем, традиционный рефлектор Кассегрена оказался нетехнологичным для массового изготовления. Зеркала со сложными поверхностями и неисправленная аберрация комы – основные причины такой непопулярности. Однако модификации данного телескопа используются сегодня по всему миру. К примеру, телескоп Ричи-Кретьена и масса оптических приборов на основе системы Шмидта-Кассегрена и Максутова-Кассегрена .

Сегодня под названием «рефлектор» принято понимать ньютоновский телескоп. Основные его характеристики – это небольшая сферическая аберрация, отсутствие какого-либо хроматизма, а также неизопланатизм – проявление комы вблизи от оси, что связано с неравностью отдельных кольцевых зон апертуры. Из-за этого звезда в телескопе выглядит не как круг, а как некая проекция конуса. При этом, тупая округлая его часть повернута от центра в сторону, а острая – напротив, к центру. Для коррекции эффекта комы используются линзовые корректоры, которые следует фиксировать перед фотокамерой или окуляром.

«Ньютоны» зачастую выполняются на монтировке Добсона, которая отличается практичностью и компактными размерами. Это делает телескоп весьма портативным устройством, несмотря на размеры апертуры.

Достоинства рефлекторов:

Доступная цена;

Мобильность и компактность;
Высокая эффективность при наблюдении тусклых объектов в глубоком космосе: туманностей, галактик, звездных скоплений;

Максимально яркие и четкие изображения с минимальным искажением.

Хроматическая аберрация сведена к нулю.

Недостатки рефлекторов:

Растяжка вторичного зеркала, центральное экранирование. Отсюда – низкая контрастность изображения;
Термостабилизация большого стеклянного зеркала занимает много времени;
Открытая труба без защиты от тепла и пыли. Отсюда – низкое качество изображения;
Требуется регулярная коллимация и юстировка, которые могут утрачиваться во время использования или перевозки.

Для исправления аберрации и построения изображения катадиоптрические телескопы применяют как зеркала, так и линзы. Набольшим спросом сегодня пользуются два типа таких телескопов: на схеме Шмидт-Кассегрена и Максутов-Кассегрена.

Конструкция приборов Шмидта-Кассегрена (ШК) состоит из сферических главного и вторичного зеркал. При этом сферическая аберрация корректируется полноапертурной пластиной Шмидта, которая установлена на входе в трубу. Однако здесь сохраняются некоторые остаточные аберрации в виде комы и кривизны поля. Их исправление возможно при использовании линзовых корректоров, которые особенно актуальны в астрофотографии.

Основные достоинства приборов такого типа касаются минимального веса и короткой трубы при сохранении внушительного диаметра апертуры и фокусного расстояния. Вместе с тем, для данных моделей не характерны растяжки крепления вторичного зеркала, а особая конструкция трубы исключает проникновение внутрь воздуха и пыли.

Разработка системы Максутова-Кассегрена (МК) принадлежит советскому инженеру-оптику Д. Максутову. Конструкция такого телескопа оснащена сферическими зеркалами, а за коррекцию аберраций отвечает полноапертурный линзовый корректор, в роли которой выступает выпукло-вогнутая линза – мениск. Именно поэтому такое оптическое оборудование часто называют менисковым рефлектором.

К достоинствам МК относится возможность корректировки практически любой аберрации с помощью подбора основных параметров. Единственное исключение – это сферическая аберрация высшего порядка. Всё это делает схему популярной среди производителей и любителей астрономии.

Действительно, при прочих равных условиях система МК дает более качественные и четкие изображения, чем схема ШК. Однако у более габаритных телескопах МК продолжительнее период термостабилизации, поскольку толстый мениск теряет температуру гораздо медленнее. Кроме того, МК более чувствительны к жесткости крепления корректора, поэтому конструкция телескопа обладает большим весом. С этим связана высокая популярность систем МК с малыми и средними апертурами и систем ШК со средними и большими апертурами.

Кроме того, разработаны катадиоптрические системы Максутова-Ньютона и Шмидта-Ньютона, конструкция которых создана специально для исправления аберраций. Они сохранили ньютоновские габариты, но вес их существенно возрос. Особенно это касается менисковых корректоров.

Достоинства

Универсальность. Могут использоваться и для наземных, и для космических наблюдений;
Повышенный уровень исправления аберрации;
Защита от пыли и тепловых потоков;
Компактные размеры;
Доступная цена.

Недостатки катадиоптрических телескопов:

Долгий период термостабилизации, что особенно актуально для телескопов с менисковым корректором;
Сложность конструкции, которая вызывает трудности при установке и самостоятельной юстировке.

Телескопы - типы и устройство.

Основное назначение телескопов - собрать как можно больше излучения от небесного тела. Это позволяет видеть неяркие объекты. Во вторую очередь телескопы служат для рассматривания объектов под большим углом или, как говорят, для увеличения. Разрешение мелких деталей – третье предназначение телескопов. Количество собираемого ими света и доступное разрешение деталей сильно зависит от площади главной детали телескопа - его объектива. Объективы бывают зеркальными и линзовыми.

Линзовые телескопы.

Линзы, так или иначе, всегда используются в телескопе. Но в телескопах-рефракторах линзой является главная деталь телескопа – его объектив. Вспомним, что рефракция – это преломление. Линзовый объектив преломляет лучи света, и собирает их в точке, именуемой фокусом объектива. В этой точке строится изображение объекта изучения. Чтобы его рассмотреть используют вторую линзу – окуляр. Она размещается так, чтобы фокусы окуляра и объектива совпадали. Так как зрение у людей разное, то окуляр делают подвижным, чтобы было возможно добиться четкого изображения. Мы это называем настройкой резкости. Все телескопы обладают неприятными особенностями - аберрациями. Аберрации – это искажения, которые получаются при прохождении света через оптическую систему телескопа. Главные аберрации связаны с неидеальностью объектива. Линзовые телескопы (да и телескопы вообще) грешат несколькими аберрациями. Назовем лишь две из них. Первая связана с тем, что лучи разных длин волн преломляются чуть по-разному. Из-за этого для синих лучей существует один фокус, а для красных – другой, расположенный дальше от объектива. Лучи других длин волн собираются каждый в своем месте между этими двумя фокусами. В результате мы видим окрашенные в радугу изображения объектов. Такая аберрация называется хроматической. Второй сильной аберрацией является аберрация сферическая. Она связана с тем, что объектив, поверхностью которого является часть сферы, на самом деле, не собирает все лучи в одной точке. Лучи идущие на разных расстояниях от центра объектива собираются в разных точках, из-за чего изображение получается нечетким. Этой аберрации не было бы, если бы объектив имел поверхность параболоида, но такую деталь сложно изготовить. Чтобы уменьшить аберрации изготавливают сложные, вовсе не двухлинзовые системы. Дополнительные части вводятся для исправления аберраций объектива. Давно держащий первенство среди линзовых телескопов - телескоп Йеркской обсерватории с объективом 102 сантиметра диаметром.

Зеркальные телескопы.

У простых зеркальных телескопов, телескопов-рефлекторов, объектив - это сферическое зеркало, которое собирает световые лучи и отражает их с помощью дополнительного зеркала в сторону окуляра - линзы, в фокусе которой строится изображение. Рефлекс – это отражение. Зеркальные телескопы не грешат хроматической аберрацией, так как свет в объективе не преломляется. Зато у рефлекторов сильнее выражена сферическая аберрация, которая, кстати говоря, сильно ограничивает поле зрения телескопа. В зеркальных телескопах так же используются сложные конструкции, поверхности зеркал, отличные от сферических и прочее.

Зеркальные телескопы изготавливать легче и дешевле. Именно поэтому их производство в последние десятилетия бурно развивается, в то время как новых крупных линзовых телескопов уже очень давно не делают. Самый большой зеркальный телескоп имеет сложный объектив из нескольких зеркал, эквивалентный целому зеркалу диаметром 11 метров. Самый большой монолитный зеркальный объектив имеет размер чуть больше 8-ми метров. Самым большим оптическим телескопом России является 6-ти метровый зеркальный телескоп БТА (Большой Телескоп Азимутальный). Телескоп долгое время был наикрупнейшим в мире.

Характеристики телескопов.

Увеличение телескопа . Увеличение телескопа равно отношению фокусных расстояний объектива и окуляра. Если, скажем, фокусное расстояние объектива два метра, а окуляра – 5 см, то увеличение такого телескопа будет 40 крат. Если поменять окуляр, можно изменить и увеличение. Так астрономы и поступают, ведь не менять же, в самом деле, огромный объектив?!

Выходной зрачок . Изображение, которое строит для глаза окуляр, может в общем случае быть как больше глазного зрачка, так и меньше. Если изображение больше, то часть света в глаз не попадет, тем самым, телескоп будет использоваться не на все 100%. Это изображение называют выходным зрачком и рассчитывают по формуле: p=D:W, где p – выходной зрачок, D – диаметр объектива, а W – увеличение телескопа с данным окуляром. Если принять размер глазного зрачка равным 5 мм, то легко рассчитать минимальное увеличение, которое разумно использовать с данным объективом телескопа. Получим этот предел для объектива в 15 см: 30 крат.

Разрешение телескопов

В виду того что, свет – это волна, а волнам свойственно не только преломление, но и дифракция, никакой даже самый совершенный телескоп не дает изображение точечной звезды в виде точки. Идеальное изображение звезды выглядит в виде диска с несколькими концентрическими (с общим центром) кольцами, которые называют дифракционными. Размером дифракционного диска и ограничивается разрешение телескопа. Все, что закрывает собою этот диск, в данный телескоп никак не увидишь. Угловой размер дифракционного диска в секундах дуги для данного телескопа определяется из простого соотношения: r=14/D, где диаметр D объектива измеряется в сантиметрах. Упомянутый чуть выше пятнадцатисантиметровый телескоп имеет предельное разрешение чуть меньше секунды. Из формулы следует, что разрешение телескопа всецело зависит от диаметра его объектива. Вот еще одна причина строительства как можно более грандиозных телескопов.

Относительное отверстие . Отношение диаметра объектива к его фокусному расстоянию называется относительным отверстием. Этот параметр определяет светосилу телескопа, т. е., грубо говоря, его способность отображать объекты яркими. Объективы с относительным отверстием 1:2 – 1:6 называют светосильными. Их используют для фотографирования слабых по яркости объектов, таких, как туманности.

Телескоп без глаза.

Одной из самых ненадежных деталей телескопа всегда был глаз наблюдателя. У каждого человека - свой глаз, со своими особенностями. Один глаз видит больше, другой - меньше. Каждый глаз по-разному видит цвета. Глаз человека и его память не способны сохранить всю картину, предлагаемую для созерцания телескопом. Поэтому, как только стало возможным, астрономы стали заменять глаз приборами. Если подсоиденить вместо окуляра фотоаппарат, то изображение, получаемое объективом можно запечатлеть на фотопластине или фотопленке. Фотопластина способна накапливать световое излучение, и в этом ее неоспоримое и важное преимущество перед человеческим глазом. Фотографии с большой выдержкой способны отобразить несравненно больше, чем под силу рассмотреть человеку в тот же самый телескоп. Ну и конечно, фотография останется как документ, к которому неоднократно можно будет в последствии обратиться. Еще более современным средством являются ПЗС - камеры с полярно-зарядовой связью. Это светочувствительные микросхемы, которые подменяют собой фотопластину и передают накапливаемую информацию на ЭВМ, после чего могут делать новый снимок. Спектры звезд и других объектов исследуются с помощью присоединенных к телескопу спектрографов и спектрометров. Ни один глаз не способен так четко различать цвета и измерять расстояния между линиями в спектре, как это с легкостью делают названные приборы, которые еще и сохранят изображение спектра и его характеристики для последующих исследований. Наконец, ни один человек не сможет посмотреть одним глазом в два телескопа одновременно. Современные системы из двух и более телескопов, объединенных одной ЭВМ и разнесенных, порой на расстояния в десятки метров, позволяют добиться потрясающе высоких разрешений. Такие системы называют интерферометрами. Пример системы из 4-х телескопов - VLT. Целых четыре вида телескопов мы объединили в один подраздел неслучайно. Земная атмосфера пропускает соответствующие длины электромагнитных волн неохотно, поэтому телескопы для изучения неба в этих диапазонах стремятся вынести в космос. Именно с развитием космонавтики напрямую связано развитие ультрафиолетовой, рентгеновской, гамма и инфракрасной отраслей астрономии.

Радиотелескопы.

В качестве объектива радиотелескопа чаще всего выступает металлическая чаша параболоидной формы. Собранный ею сигнал принимается антенной, находящейся в фокусе объектива. Антенна связана с ЭВМ, которая обычно и обрабатывает всю информацию, строя изображения в условных цветах. Радиотелескоп, как и радиоприемник, способен одновременно принимать только какую-то длину волны. В книге Б. А. Воронцова-Вельяминова «Очерки о Вселенной» есть очень интересная иллюстрация, напрямую связанная с предметом нашего разговора. В одной обсерватории гостям предлагали подойти к столу и взять с него листок бумаги. Человек брал листок и на обороте читал примерно следующее: «Взяв этот листок бумаги, Вы затратили больше энергии, чем приняли все радиотелескопы мира за все время существования радиоастрономии». Если Вы ознакомились с этим разделом (а следовало бы), то Вы, должно быть, помните, что радиоволны обладают самыми большими длинами волн среди всех видов электромагнитного излучения. Это означает, что соответствующие радиоволнам фотоны переносят совсем немного энергии. Чтобы собрать приемлемое количество информации о светилах в радиолучах, астрономы строят огромные по размерам телескопы. Сотни метров – вот тот не столь уже удивительный рубеж для диаметров объективов, который достигнут современной наукой. К счастью, в мире все взаимосвязано. Строительство гигантских радиотелескопов не сопровождается теми же сложностями в обработке поверхности объектива, которые неизбежны при строительстве оптических телескопов. Допустимые погрешности поверхности пропорциональны длине волны, поэтому, порою, металлические чаши радиотелескопов представляют собой не гладкую поверхность, а попросту решетку, и на качестве приема это никак не сказывается. Большая длина волны также позволяет строить грандиозные системы интерферометров. Порой, в таких проектах участвуют телескопы разных континентов. В проектах есть интерферометры космических масштабов. Если они осуществятся, радиоастрономия достигнет невиданных пределов в разрешении небесных объектов. Кроме сбора излучаемой небесными телами энергии, радиотелескопам доступно «подсвечивание» поверхности тел Солнечной системы радиолучами. Сигнал, посланный, скажем с Земли на Луну, отразится от поверхности нашего спутника и будет принят тем же телескопом, что и посылал сигнал. Этот метод исследований называется радиолокацией. С помощью радиолокации можно многое узнать. Впервые астрономы узнали о том, что Меркурий вращается вокруг своей оси именно таким способом. Расстояние до объектов, скорость их движения и вращения, их рельеф, некоторые данные о химическом составе поверхности – вот те немаловажные сведения, которые по силам выяснить радиолокационными методами. Самый грандиозный пример таких исследований – полное картографирование поверхности Венеры, проведенное АМС «Магеллан» на стыке 80-х и 90-х годов. Как Вы, может быть, знаете, эта планета прячет от человеческого глаза свою поверхность за плотной атмосферой. Радиоволны же беспрепятственно проходят сквозь облака. Теперь мы знаем о рельефе Венеры лучше, чем о рельефе Земли (!), ведь на Земле покрывало океанов мешает проводить изучение большей части твердой поверхности нашей планеты. Увы, скорость распространения радиоволн велика, но не безгранична. К тому же, с удаленностью радиотелескопа от объекта возрастает рассеивание посланного и отраженного сигнала. На дистанции Юпитер-Земля сигнал принять уже сложно. Радиолокация – по астрономическим меркам, оружие ближнего боя.

Инфракрасные телескопы.

Инфракрасные волны – это тепло. Для того, что бы регистрировать тепло очень далеких объектов необходимо отгородить принимающий прибор от излучения всего того тепла, которое порождается близкими предметами, в том числе и самим телескопом. Сегодня приборы для измерения инфракрасных лучей помещают в вакуум и охлаждают жидким гелием. Как же работают эти приборы? Представьте себе тонкий лист фольги, через который пропускают ток. Если будет меняться температура фольги, будет изменяться сопротивление металла и, соответственно, ток через него. Измеряя ток, можно определить степень нагрева фольги. Таков принцип. Только поверхность фольги, на которую сводятся лучи от объекта, делают черной, чтобы она лучше поглощала тепло. Про охлаждение всего прибора мы уже говорили.

Инфракрасные телескопы не обладают способностью оптических воспринимать сразу все длины волн диапазона. Устройство, обычно, делается чувствительным к некоторым узким участкам спектра. В этом инфракрасные телескопы похожи на радиотелескопы, принимающие сигнал только на одной длине волны. Похоже и построение изображения объекта в невидимых глазу лучах в условных цветах. Часто на инфракрасных фотографиях используют оттенки красного цвета для характеристики интенсивности излучения той или иной части изображения. Поэтому, если Вы видите фотографию, на которой в изобилии присутствует красный цвет, знайте: скорее всего, это фотография сделана в тепловых лучах. Один и тот же телескоп вполне может быть как оптическим, так и инфракрасным в разное время. Пример - телескоп имени Хаббла. Во многом, конструкция самих инфракрасных телескопов схожа с конструкцией оптических зеркальных телескопов. Большая часть тепловых лучей поддается отражению обычным телескопическим объективом и фокусированию в одной точке, где и размещается прибор, измеряющий тепло. Также существуют инфракрасные фильтры, пропускающие только тепловые лучи. С такими фильтрами происходит фотографирование.

Ультрафиолетовые телескопы.

Фотографическая пленка, особенно если она специально для этого сделана, способна засвечиваться и ультрафиолетовыми лучами. Поэтому принципиальной проблемы в фотографировании ультрафиолетовых изображений не стоит. Кроме того, в значительной части ультрафиолетового диапазона удается принимать системы с зеркальным объективом и регистрирующим устройством. Ультрафиолетовые телескопы схожи по своей конструкции с инфракрасными или оптическими. Применение фильтров позволяет выделять излучение определенных участков диапазона. Фотоны малых длин волн (меньше 2 000 А) регистрируют уже способами, схожими с регистрацией рентгеновского излучения.

Рентгеновские телескопы.

Фотоны с высокими энергиями, к которым относятся и фотоны рентгеновских волн, уже пробивают всевозможные системы зеркальных объективов. Регистрация таких волн по силам счетчикам элементарных частиц, таким, как счетчик Гейгера. Попадающая в такое устройство частица вызывает кратковременный импульс тока, который и регистрируется. Очень большие проблемы стояли перед астрономами с тем, чтобы при всей сложности процесса регистрации больших потоков рентгеновских фотонов добиться высокого разрешения телескопа. Но сегодня разрешение рентгеновских телескопов достигает уже не несколько градусов, как было раньше, а всего 1’.

Гамма-телескопы.

Гамма-фотоны еще более энергичны, чем фотоны рентгеновского излучения. Их тоже регистрируют специальные устройства-счетчики, только иной конструкции. Увы, разрешение гамма-телескопов не превосходит двух-трех градусов. Гамма-телескопы сегодня регистрируют само наличие и примерное направление на так называемые гамма-вспышки – мощные всплески гамма-излучения, причин которых еще не нашли. Более или менее точно указать место вспышки позволяет одновременное наблюдение вспышки двумя-тремя гамма-телескопами. Совместное использование гамма-телескопов и телескопов, принимающих другие типы излучения, в последние годы помогло отождествлять некоторые гамма-вспышки с тем или иным видимым объектом.

Наблюдения являются фундаментальными измерениями астрономии как науки. Они сопоставляются с данными и теориями, полученными в лабораториях астрофизиками и другими учеными-физиками для проверки доказуемых предсказаний.

Астрономы находятся в уникальном положении среди ученых, поскольку они не могут проводить эксперименты непосредственно на предметах своих исследований. Астрономы должны ждать фотонов (теперь и других форм неэлектромагнитного излучения), чтобы эти излучения прошли через Вселенную к Земле и человек увидел их с помощью одного из устройств.

Ключ к совершению открытий – наличие соответствующего телескопа в соответствующем месте, чтобы засвидетельствовать эти фотоны и историю их появления.

На протяжении большей части человеческой истории астрономические наблюдения проводились за пределами того, что можно увидеть с помощью глаз.
Некоторые базовые знания, какие бывают телескопы для фундаментальной астрономии или для личного наблюдения будут рассмотрены в этой статье. Подробная информация про эти устройства сконцентрирована на https://www.4glaza.ru/katalog/teleskopy/veber/

Уникальность инструмента для наблюдения небесных объектов

В течение многих лет телескопы использовались для наблюдения небесных объектов. Эти приборы за наблюдением удаленных объектов изменили наше понимание и знания про объекты во Вселенной. Учеными и инженерами проводятся новые разработки, основанные на измерении параметров длины волны, пришедшей с небесных объектов, с улучшенной технологией создания многих видов телескопов.

Существуют различные виды этого инструмента от бытовых оптических изготавливаемых компанией Veber до сложнейших рентгеновских изготавливаемых в интересах управления по аэронавтике и исследованию космического пространства NASA, Европейского космического агентства ESA или Российского Роскосмоса. Изучение различных стадий звезд в деталях может быть сделано с помощью этих приборов, которые используются для конкретных целей.

Эта статья будет касаться вопроса какие бывают телескопы, а также функции и их предназначения для анализа сигналов нашей Вселенной.

История

С семнадцатого века устройства за наблюдениями за небом стали одним из важных инструментов для выявления неожиданных явлений во Вселенной.

Противоречие между традиционной геоцентрической астрономией и теми, кто предпочитал гелиоцентрическую систему Коперника, оказало большое влияние на открытие телескопа.

Первоначально изобретение телескопа было прототипом современных научных приборов, а не изобретением ученых. Прибор дал людям возможность наблюдать вещи, которые человечество никогда не видело прежде, увеличивая человеческие чувства и знание объектов в космическом пространстве. Мастера создали инструмент, который мы называем телескопом. Использование выпуклых и вогнутых объектов для увеличения и уменьшения было известно с древности.

На Западе в конце тринадцатого века линзы стали популярными. Галилей был первым, кто использовал рефракционный прибор в качестве инструмента для наблюдения планет, лун и звезд в 1609 году. Галилей употребил греческий термин “теле” как далеко и “скопейн” как смотреть, для названия инструментов для наблюдения за небом. Галилей доказал, что предсказанная гелиоцентрическая модель Солнечной системы была правильной. Он продемонстрировал, что Венера показала полный набор фаз, подобных Луне. Открытие Галилея также доказало, что модель Птолемея была невозможна из его наблюдений.

Открытия Галилея изменили наше понимание Вселенной благодаря его наблюдениям, сделанным с помощью телескопа. Кроме того новые объекты в небе были обнаружены, когда Галилей использовал оптический инструмент, чтобы доказать гелиоцентрический вид.

Типы телескопов

Длины волн или электромагнитного излучения от объектов Вселенной отличаются. Поэтому приборы за наблюдением удаленных объектов классифицируются по конструкции. Они бывают оптического, рентгеновского, инфракрасного диапазонов, а также радиотелескопы.

Оптические

Оптические телескопы являются наиболее распространенными, поскольку они в основном используются для наблюдения удаленных объектов с видимой частью электромагнитного спектра видимого света. Поскольку видимый свет можно наблюдать с Земли, большинство оптических телескопов могут быть установлены на земле.

Некоторые атмосферные искажения могут привести к тому, что наблюдения не будут точными для профессионалов.

Рентгеновские

Излучение от удаленных объектов и более коротких длин волн обнаруживаются с помощью рентгеновских телескопов которые расположены на космических аппаратах. Их расположение на космических аппаратах связано с те, что атмосфера непрозрачна и поэтому блокирует любые гамма-лучи, рентгеновские лучи, а ультрафиолетовый свет можно использовать только в космосе, поэтому нет рентгеновских телескопов расположенных на земле.

Радиотелескопы

Другими распространенными типами телескопов, которые могут быть установлены на Земле, являются радиотелескопы, которые используются для радиоастрономии. Поскольку они могут принимать радиоволны от Вселенной антенны открыты и относительно большие. Поскольку атмосфера не блокирует радиоволны, радиотелескоп не нужно устанавливать над атмосферой Земли. Радиотелескоп может использоваться для наблюдения таких объектов, как квазары. Чтобы определить космологическое красное смещение можно изучать квазары и галактики с помощью спектроскопии. Это помогает отображать структуру Вселенной, потому что красное смещение пропорционально расстоянию.

Оптические и радиотелескопы часто расположены в горах или за пределами городской черты, поскольку электромагнитное и световое загрязнение от городов может повлиять на результат наблюдений.

Так, например, чтобы не влияли помехи на наблюдение используемое радиотелескопами в гористой местности штата Нью-Мексико, США построено очень много радиотелескопов, которые используются, в основном, для наблюдения протопланетных дисков вокруг молодых звезд и черных дыр. Этот комплекс для наблюдения Вселенной специально был создан за пределами городов, чтобы избежать влияние во время наблюдения при исследовании многих астрономических объектов.

Телескопы на спутниках

Ученые использовали наземные телескопы, чтобы увидеть видимый свет и радиоволны от звезды.
Для изучения Вселенной на всех длинах волн и без размытия и затемнения атмосферы Земли ученые используют спутники с телескопами.

Многие объекты, находящиеся на разных стадиях развития во Вселенной излучают электромагнитные волны, поэтому телескопы различных типов могут предоставлять снимки этих объектов. Ученые могут изучать радиоволны от молодых звезд, чтобы увидеть рождение звезд или смерть звезд, когда используются рентгеновские аппараты, потому что эти звезды часто излучают рентгеновские лучи. Наземные комплексы в этом диапазоне вносят искажения изображений, и при этом невозможно изучать крупномасштабные изображения галактик.

Космическая обсерватория Хаббл с 1991 года является еще одним типичным примером, который может глубоко изучать область неба, чтобы выявить галактики на ранних стадиях их эволюции. Он может собирать более точные и детальные изображения без отсутствия атмосферных искажений.

Другим примером является космическая обсерватория Чандра NASA с 1999 года. С помощью спутниковой обсерватории Чандра составлена карта горячего газа в скоплениях галактик и проводятся исследования черных дыр по всей Вселенной.

Обсерватория Чандра предоставила детальное исследование рентгеновского неба. С помощью этих данных проводится изучение темной энергии и темной материи. Поскольку темные энергия и материя не испускают никакого излучения, устройства наблюдения могут только частично помочь в изучении, потому что они не могут непосредственно наблюдать темные составляющие Вселенной. Для изучения этих объектов ученые построили ряд новых детекторов. Изучение темной энергии и темной материи может быть возможно путем объединения этих новых детекторов в сочетании с телескопами.

Выводы

В выводах какие бывают телескопы можно отметить различные типы этого инструмента, обеспечивающие многочисленные способы изучения звезд, планет и объектов во Вселенной.

Бывают телескопы от недорогих домашних бренда Veber до сложнейших космического базирования.

Различные виды телескопов были разработаны для наблюдения звезд в различных длинах волн по всей Вселенной. Телескопы бывают различны по функциональному применению в астрономии, хотя некоторые объекты, как темная энергия и темная материя не могут быть непосредственно наблюдаемы. Новые технологии в будущем создадут лучшие устройства и инструменты для ученых, чтобы обнаружить неизвестные объекты в нашей Вселенной.

Таким образом, представлено резюме какие бывают телескопы для исследований и открытий во Вселенной для настоящих и будущих поколений.