ลักษณะของกล้องโทรทรรศน์และวัตถุประสงค์ กล้องโทรทรรศน์คืออะไร? ประเภท ลักษณะ และวัตถุประสงค์ของกล้องโทรทรรศน์ กล้องโทรทรรศน์แสงที่ใหญ่ที่สุด

ท้องฟ้ากวักมือเรียกเราเมื่อเรามองดูความกว้างใหญ่ไพศาลของมัน มีอะไรซ่อนอยู่หลังเมฆ และอะไรอยู่ในความมืดมิดที่ไม่อาจทะลุผ่านได้? แน่นอน เราสามารถตอบคำถามเหล่านี้ได้บางส่วนโดยใช้กล้องโทรทรรศน์ ไม่ต้องสงสัยเลยว่านี่เป็นอุปกรณ์พิเศษที่ให้ภาพพื้นที่อันงดงามแก่เรา และไม่ต้องสงสัยเลยว่าสิ่งนี้ทำให้ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับอวกาศบนท้องฟ้าใกล้ชิดยิ่งขึ้น

เป็นที่ทราบกันว่ากล้องโทรทรรศน์ตัวแรกถูกสร้างขึ้นโดยกาลิเลโอกาลิเลอี แม้ว่าจะมีน้อยคนที่รู้ว่าเขาใช้การค้นพบในช่วงแรก ๆ ของนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ เช่น การประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์เพื่อการเดินเรือ
นอกจากนี้ศิลปินแก้วยังได้สร้างสรรค์แว่นตาแล้ว นอกจากนี้ยังใช้เลนส์ และมีการศึกษาผลกระทบของการหักเหและการขยายของกระจกไม่มากก็น้อย

กล้องโทรทรรศน์ตัวแรกของกาลิเลโอ

แน่นอนว่ากาลิเลโอประสบความสำเร็จอย่างมากในการศึกษาสาขานี้ นอกจากนี้เขายังรวบรวมและปรับปรุงการพัฒนาทั้งหมด และด้วยเหตุนี้ เขาได้พัฒนาและแนะนำกล้องโทรทรรศน์ตัวแรกของโลก ในความเป็นจริง มันมีกำลังขยายสามเท่าเท่านั้น แต่โดดเด่นด้วยคุณภาพของภาพที่สูงในขณะนั้น

อย่างไรก็ตาม กาลิเลโอเองที่เรียกวัตถุที่พัฒนาแล้วของเขาว่ากล้องโทรทรรศน์
ต่อจากนั้นนักวิทยาศาสตร์ไม่ได้หยุดเพียงแค่นั้น เขาปรับปรุงอุปกรณ์ให้มีกำลังขยายภาพยี่สิบเท่า
สิ่งสำคัญคือกาลิเลโอไม่เพียงแต่พัฒนากล้องโทรทรรศน์เท่านั้น นอกจากนี้เขายังเป็นคนแรกที่ใช้มันเพื่อการสำรวจอวกาศ นอกจากนี้เขายังได้ค้นพบทางดาราศาสตร์อีกมากมาย

ลักษณะของกล้องโทรทรรศน์

กล้องโทรทรรศน์ประกอบด้วยท่อที่วางอยู่บนภูเขาแบบพิเศษ มีแกนสำหรับกำหนดเป้าหมายวัตถุที่สังเกตได้
นอกจากนี้ อุปกรณ์ออพติคัลยังมีช่องมองภาพและเลนส์อีกด้วย นอกจากนี้ ระนาบด้านหลังของเลนส์ยังตั้งฉากกับแกนลำแสง และเชื่อมต่อกับพื้นผิวด้านหน้าของช่องมองภาพ ซึ่งโดยวิธีการนี้จะคล้ายกับวัตถุประสงค์ที่เกี่ยวกับแกนแสง

เป็นที่น่าสังเกตว่ามีการใช้อุปกรณ์พิเศษในการโฟกัส
ลักษณะสำคัญของกล้องโทรทรรศน์คือกำลังขยายและความละเอียด
การขยายภาพขึ้นอยู่กับทางยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้ตาและวัตถุ
ความละเอียดสัมพันธ์กับคุณสมบัติของการหักเหของแสง ดังนั้น ขนาดของวัตถุที่สังเกตได้จึงถูกจำกัดด้วยความละเอียดของกล้องโทรทรรศน์

ประเภทของกล้องโทรทรรศน์ในทางดาราศาสตร์

กล้องโทรทรรศน์หลายชนิดมีความเกี่ยวข้องกับวิธีการก่อสร้างที่แตกต่างกัน แม่นยำยิ่งขึ้นโดยใช้เครื่องมือต่างๆ เป็นเลนส์ นอกจากนี้ยังมีความสำคัญต่อวัตถุประสงค์ที่อุปกรณ์ต้องการ
ปัจจุบันมีกล้องโทรทรรศน์หลักหลายประเภทในทางดาราศาสตร์ อาจเป็นเลนส์ กระจกเงา หรือรวมกันก็ได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับส่วนประกอบที่รวบรวมแสง

เลนส์กล้องโทรทรรศน์ (ไดออปเตอร์)

มิฉะนั้นจะเรียกว่าผู้หักเห นี่เป็นกล้องโทรทรรศน์รุ่นแรกๆ ในนั้นแสงจะถูกรวบรวมโดยเลนส์ ซึ่งถูกจำกัดด้วยทรงกลมทั้งสองด้าน ดังนั้นจึงถือเป็นรูปนูนเหลี่ยม นอกจากนี้เลนส์ยังเป็นเลนส์
สิ่งที่น่าสนใจคือคุณไม่เพียงแต่ใช้เลนส์ได้เท่านั้น แต่ยังใช้ทั้งระบบได้อีกด้วย

เป็นที่น่าสังเกตว่าเลนส์นูนจะหักเหรังสีแสงและนำพวกมันเข้าสู่โฟกัส และในทางกลับกันก็มีการสร้างภาพขึ้นมา หากต้องการดู ให้ใช้เลนส์ใกล้ตา
สิ่งสำคัญคือต้องติดตั้งเลนส์เพื่อให้โฟกัสและช่องมองภาพตรงกัน
อย่างไรก็ตาม กาลิเลโอเป็นผู้คิดค้นเครื่องหักเห แต่อุปกรณ์สมัยใหม่ประกอบด้วยเลนส์สองตัว ดวงหนึ่งรวบรวมแสง และอีกดวงหนึ่งกระจายแสง สิ่งนี้ช่วยให้คุณลดการเบี่ยงเบนและข้อผิดพลาดได้

กล้องโทรทรรศน์กระจกเงา (cataptric)

เรียกอีกอย่างว่าตัวสะท้อนแสง เลนส์เป็นกระจกเว้าต่างจากประเภทเลนส์ มันรวบรวมแสงดาวไว้ที่จุดหนึ่งและสะท้อนไปที่ช่องมองภาพ ในกรณีนี้ข้อผิดพลาดมีเพียงเล็กน้อยและการสลายตัวของแสงเป็นรังสีจะหายไปโดยสิ้นเชิง แต่การใช้แผ่นสะท้อนแสงจะจำกัดขอบเขตการมองเห็นของผู้สังเกต
สิ่งที่น่าสนใจคือกล้องโทรทรรศน์กระจกเงาเป็นสิ่งที่พบเห็นได้ทั่วไปในโลก เนื่องจากการพัฒนานั้นง่ายกว่าอุปกรณ์เลนส์ เป็นต้น

กล้องโทรทรรศน์ Catadioptric (รวม)

เหล่านี้คืออุปกรณ์เลนส์กระจก พวกเขาใช้ทั้งเลนส์และกระจกเพื่อให้ได้ภาพ

ในทางกลับกัน พวกเขาถูกแบ่งออกเป็นสองประเภทย่อย:
1) กล้องโทรทรรศน์ชมิดท์-แคสเซอเกรน - มีไดอะแฟรมติดตั้งอยู่ที่กึ่งกลางความโค้งของกระจก สิ่งนี้จะกำจัดความผิดปกติและการเบี่ยงเบนของทรงกลม แต่ขอบเขตการมองเห็นและคุณภาพของภาพเพิ่มขึ้น
2) กล้องโทรทรรศน์ Maksutov-Cassegrain - ติดตั้งเลนส์แบนนูนในบริเวณระนาบโฟกัส ส่งผลให้สามารถป้องกันความโค้งของสนามและการโก่งตัวของทรงกลมได้

เป็นที่น่าสังเกตว่าในดาราศาสตร์สมัยใหม่เป็นเครื่องมือประเภทรวมที่ใช้บ่อยที่สุด การผสมองค์ประกอบสองอย่างเพื่อรวบรวมแสง จะทำให้ได้ข้อมูลที่ดีขึ้น

อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถรับสัญญาณได้เพียงคลื่นเดียวเท่านั้น เสาอากาศใช้ในการส่งสัญญาณและประมวลผลเป็นภาพ
นักดาราศาสตร์ใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุเพื่อการวิจัยทางวิทยาศาสตร์

โมเดลกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรด

การออกแบบของมันคล้ายกับกล้องโทรทรรศน์กระจกเงามาก หลักการของการได้ภาพนั้นเกือบจะเหมือนกัน รังสีจะสะท้อนจากเลนส์และรวมตัวกันที่จุดหนึ่ง จากนั้น อุปกรณ์พิเศษจะวัดความร้อนและถ่ายภาพผลลัพธ์

กล้องโทรทรรศน์สมัยใหม่

กล้องโทรทรรศน์เป็นเครื่องมือทางแสงสำหรับการสังเกต มันถูกประดิษฐ์ขึ้นเมื่อเกือบครึ่งศตวรรษที่ผ่านมา ในช่วงเวลานี้ นักวิทยาศาสตร์ได้เปลี่ยนแปลงและปรับปรุงอุปกรณ์ดังกล่าว อันที่จริงมีการสร้างโมเดลใหม่มากมาย ต่างจากอันแรกตรงที่ได้เพิ่มคุณภาพของภาพและกำลังขยาย

ในยุคเทคโนโลยีนี้มีการใช้กล้องโทรทรรศน์คอมพิวเตอร์ ดังนั้นจึงมีโปรแกรมพิเศษติดตั้งไว้ สิ่งสำคัญคือต้นแบบสมัยใหม่คำนึงถึงการรับรู้สายตาของแต่ละคนที่แตกต่างกัน เพื่อความแม่นยำสูง ภาพจะถูกส่งไปยังจอภาพ ด้วยวิธีนี้ภาพจะถูกรับรู้ตามความเป็นจริง นอกจากนี้, วิธีนี้การสังเกตจะช่วยขจัดความผิดเพี้ยนใดๆ

นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์ในยุคของเราไม่ได้ใช้อุปกรณ์เพียงเครื่องเดียวในเวลาเดียวกัน แต่ใช้หลายเครื่อง นอกจากนี้ กล้องที่มีลักษณะเฉพาะยังเชื่อมต่อกับกล้องโทรทรรศน์ซึ่งส่งข้อมูลไปยังคอมพิวเตอร์ ทำให้คุณได้รับข้อมูลที่ชัดเจนและถูกต้อง ซึ่งแน่นอนว่าจะใช้ในการศึกษาและ

น่าสนใจว่าตอนนี้กล้องโทรทรรศน์ไม่ได้เป็นเพียงอุปกรณ์สังเกตการณ์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงอุปกรณ์สำหรับวัดระยะห่างระหว่างวัตถุอวกาศด้วย สำหรับฟังก์ชันนี้ สเปกโตรกราฟจะเชื่อมต่อกับพวกมัน และการโต้ตอบของอุปกรณ์เหล่านี้จะให้ข้อมูลเฉพาะ

การจำแนกประเภทอื่น ๆ

นอกจากนี้ยังมีกล้องโทรทรรศน์ประเภทอื่นๆ แต่ใช้เพื่อจุดประสงค์เฉพาะของตนเอง ตัวอย่างเช่น กล้องโทรทรรศน์รังสีเอกซ์และรังสีแกมมา หรืออุปกรณ์อัลตราไวโอเลตที่กรองภาพโดยไม่ต้องประมวลผลหรือรับแสง
นอกจากนี้อุปกรณ์ยังสามารถแบ่งออกเป็นมืออาชีพและมือสมัครเล่นได้ อดีตถูกใช้โดยนักวิทยาศาสตร์และนักดาราศาสตร์ เห็นได้ชัดว่าหลังนี้เหมาะสำหรับใช้ในบ้าน

วิธีเลือกกล้องโทรทรรศน์สำหรับผู้ชื่นชอบดาราศาสตร์

การเลือกกล้องโทรทรรศน์สำหรับผู้ชื่นชอบดาราศาสตร์นั้นขึ้นอยู่กับสิ่งที่คุณต้องการสังเกต โดยหลักการแล้ว ประเภทและลักษณะของอุปกรณ์ได้อธิบายไว้ข้างต้น คุณเพียงแค่ต้องเลือกอันที่คุณชอบที่สุด ในความคิดของฉัน ให้เลือกเลนส์หรือแบบรวมจะดีกว่า แต่ตัวเลือกนั้นขึ้นอยู่กับคุณแน่นอน

จากข้อมูลอินเทอร์เน็ต กล้องโทรทรรศน์สมัครเล่นที่ดีที่สุดมีตัวแทนจากบริษัทดังต่อไปนี้: Celestron, Bresser และ Veber

กล้องโทรทรรศน์ถูกนำมาใช้เพื่อศึกษาชีวิตของดาวเคราะห์มาหลายร้อยปีแล้ว

การสร้างและพัฒนากล้องโทรทรรศน์ทำให้สามารถก้าวไปอีกขั้นในการสำรวจอวกาศได้ อาจเป็นไปได้ว่าทุกสิ่งที่เรารู้นั้นถูกสร้างขึ้นด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์นี้ แม้ว่าแน่นอนว่าเราไม่ควรประมาทกิจกรรมของนักวิทยาศาสตร์
วันนี้เรามาดูกล้องโทรทรรศน์บางประเภทและลักษณะของมัน มีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างแน่นอน และด้วยเหตุนี้ เราจึงได้เรียนรู้สิ่งที่น่าสนใจมากมายเกี่ยวกับวัตถุอวกาศและตัวมันเองในอวกาศ นอกจากนี้เรายังสามารถชื่นชมท้องฟ้าที่สวยงามและทำความรู้จักกับมันได้ด้วยสิ่งประดิษฐ์อันมหัศจรรย์นี้

ในตลาดอุปกรณ์เกี่ยวกับการมองเห็นของรัสเซีย กล้องโทรทรรศน์ไม่ได้ครอบครองช่องที่กว้างที่สุด แต่ช่วงที่นี่ค่อนข้างดีและมีการนำเสนอโดยผลิตภัณฑ์จาก บริษัท ที่มีชื่อเสียงหลายแห่ง

ผู้ผลิตรายใหญ่เสนอเลนส์สำหรับผู้ใช้ในระดับต่างๆ ซีรีส์ที่ครบครันสำหรับผู้เริ่มต้นและแม้กระทั่งอุปกรณ์ราคาไม่แพงที่ออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับเด็กและวัยรุ่นก็ปรากฏตัวแล้ว

หัวข้อที่น่าภาคภูมิใจเป็นพิเศษของแบรนด์ที่มีชื่อเสียงยังคงเป็นกล้องโทรทรรศน์สำหรับมืออาชีพ - ไม่ใช่แค่อุปกรณ์ออพติคัลอีกต่อไป แต่ยังเป็นอุปกรณ์ไฮเทคและอุปกรณ์ "อัจฉริยะ"

สินค้าขายดีประจำปี 2560 ได้แก่กล้องโทรทรรศน์สมัครเล่นและกึ่งมืออาชีพจากผู้ผลิตดังต่อไปนี้:

• Sky-Watcher;
• เซเลสตรอน;
• เบรสเซอร์;
• เวเบอร์.

หลักการทำงานและโครงสร้างของกล้องโทรทรรศน์

กล้องโทรทรรศน์เป็นอุปกรณ์เชิงแสงที่ซับซ้อนซึ่งคุณสามารถมองเห็นวัตถุที่อยู่ห่างไกล (ทางดาราศาสตร์หรือภาคพื้นดิน) ได้ด้วยกำลังขยายหลายระดับ

ตามโครงสร้างจะเป็นท่อ ที่ปลายด้านหนึ่งมีเลนส์รับแสง และ/หรือกระจกเว้า - เลนส์ อีกด้านมีช่องมองภาพ - เราจะดูภาพที่ได้ผ่านช่องนั้น

เพิ่มจากกล้องโทรทรรศน์ของฉันพร้อมคำบรรยาย

การออกแบบกล้องโทรทรรศน์ยังรวมถึง:

1. ตัวค้นหาสำหรับตรวจจับวัตถุทางดาราศาสตร์เฉพาะ

2. ฟิลเตอร์แสงที่ช่วยหรี่แสงดวงดาวที่สว่างเกินไป

3. กระจกแนวทแยง (แผ่นแก้ไข) ซึ่งเปลี่ยนภาพที่เลนส์ส่งผ่าน "กลับหัว"

โมเดลมืออาชีพที่มีความสามารถด้านการถ่ายภาพดาราศาสตร์และวิดีโอสามารถติดตั้งองค์ประกอบต่อไปนี้เพิ่มเติมได้:

1. อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อน

2. ระบบ GPS;

3. มอเตอร์ไฟฟ้า.

ประเภทของกล้องโทรทรรศน์

ตัวหักเห (เลนส์)

คุณสามารถจดจำกล้องโทรทรรศน์ดังกล่าวได้ด้วยการออกแบบที่เรียบง่าย คล้ายกับกล้องส่องทางไกล เลนส์และเลนส์ใกล้ตาอยู่บนแกนเดียวกัน และภาพที่ขยายจะถูกส่งเป็นเส้นตรง เช่นเดียวกับในอุปกรณ์ชิ้นแรกๆ ที่ประดิษฐ์ขึ้นเมื่อ 400 ปีที่แล้ว

ตัวหักเหหรือกล้องโทรทรรศน์หักเหแสงจะรวบรวมแสงสะท้อนของวัตถุท้องฟ้าโดยใช้เลนส์เหลี่ยม 2-5 ชิ้นโดยเว้นระยะห่างที่ปลายทั้งสองของท่อยาวของร่างกาย อุปกรณ์ประเภทนี้เหมาะสำหรับผู้เริ่มต้นและมือสมัครเล่นในการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์มากกว่า เนื่องจากช่วยให้คุณมองเห็นวัตถุภาคพื้นดินและเทห์ฟากฟ้าภายในระบบสุริยะของเราได้อย่างชัดเจน

เลนส์ที่ติดตั้งในตัวหักเหของแสงจะสลายแสงที่ “จับ” โดยเลนส์ให้เป็นส่วนประกอบทางสเปกตรัม ซึ่งทำให้สูญเสียความชัดเจนของภาพบางส่วน และทำให้แสงหรี่ลงหากกำลังขยายสูงเกินไป ขอแนะนำให้ใช้กล้องโทรทรรศน์ดังกล่าวในพื้นที่เปิดโล่งนอกเมืองซึ่งมีการเปิดรับท้องฟ้าน้อยที่สุด

• ใช้งานง่ายและไม่ต้องบำรุงรักษาเป็นพิเศษ
• การออกแบบที่ปิดสนิทได้รับการปกป้องจากฝุ่นและความชื้น
• ไม่กลัวการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
• ให้ภาพที่ชัดเจนและตัดกันของวัตถุทางดาราศาสตร์ใกล้เคียง
• พวกเขามีอายุการใช้งานยาวนาน

• ค่อนข้างใหญ่และหนัก (น้ำหนักของบางรุ่นถึง 25 กก.)
• เส้นผ่านศูนย์กลางเลนส์สูงสุด – 150 มม.
• ไม่เหมาะสำหรับการสังเกตการณ์ภายในเมือง

กล้องโทรทรรศน์แบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ดังต่อไปนี้ ขึ้นอยู่กับประเภทของเลนส์ที่ติดตั้ง:

1. ไม่มีสี - มีระดับกำลังขยายต่ำถึงปานกลาง แต่ให้ภาพแบนราบ

2. ไม่มีสี - ทำให้ภาพนูนขึ้น แต่กำจัดจุดบกพร่อง เช่น รูปร่างที่พร่ามัว และลักษณะของสเปกตรัมรอง

แผ่นสะท้อนแสง (กระจก)

รีเฟล็กเตอร์จะจับและส่งลำแสงโดยใช้กระจกเว้า 2 ชิ้น โดยชิ้นหนึ่งอยู่ในเลนส์หลอด ส่วนอีกชิ้นจะสะท้อนภาพในมุมหนึ่ง แล้วส่งไปยังช่องมองภาพด้านข้าง

เลนส์ดังกล่าวต่างจากเครื่องหักเหแสงซึ่งเหมาะสำหรับการศึกษาห้วงอวกาศและรับภาพกาแลคซีไกลโพ้นคุณภาพสูง การผลิตกระจกมีราคาถูกกว่าเลนส์ซึ่งสะท้อนให้เห็นในราคาของอุปกรณ์ อย่างไรก็ตาม จะเป็นเรื่องยากสำหรับผู้เริ่มต้นหรือเด็กที่จะรับมือกับการตั้งค่าที่ซับซ้อนและโปรแกรมแก้ไขภาพ

• ความเรียบง่ายของการออกแบบ
• ขนาดกะทัดรัดและน้ำหนักเบา
• พวกมันจับแสงสลัวของวัตถุในจักรวาลที่อยู่ห่างไกลได้อย่างสมบูรณ์แบบ
• รูรับแสงขนาดใหญ่ (ตั้งแต่ 250 ถึง 400 มม.) ให้ภาพที่สว่างและชัดเจนยิ่งขึ้นโดยไม่มีข้อบกพร่อง
• มากกว่า ราคาต่ำเมื่อเทียบกับตัวหักเหที่คล้ายกัน

• ต้องใช้เวลาและประสบการณ์ในการตั้งค่า
• การออกแบบที่เปิดกว้างของอุปกรณ์อาจทำให้ฝุ่นหรือสิ่งสกปรกเข้าไปได้
• พวกเขากลัวการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
• ไม่เหมาะสำหรับการสังเกตวัตถุบนบกและในระบบสุริยะใกล้เคียง

Catadioptrics (เลนส์กระจก)

เลนส์ของกล้องโทรทรรศน์ catadioptric ประกอบขึ้นจากเลนส์และกระจก ดังนั้นจึงรวมข้อดีของเลนส์เหล่านี้เข้าด้วยกันและชดเชยข้อบกพร่องได้สูงสุดโดยใช้แผ่นแก้ไขพิเศษ

ภาพของวัตถุทางดาราศาสตร์ทั้งระยะไกลและใกล้เคียงในอุปกรณ์ดังกล่าวเข้าใกล้อุดมคติ ซึ่งทำให้ไม่เพียงแต่สามารถสังเกตดวงดาวเท่านั้น แต่ยังถ่ายภาพคุณภาพสูงได้อีกด้วย

• ขนาดกะทัดรัดและความสามารถในการขนส่ง
• เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสังเกตวัตถุในอวกาศที่อยู่ลึกและใกล้
• ให้ภาพที่มีคุณภาพสูงสุด
• รูรับแสงกว้างสุด 400 มม.

• ต้นทุนสูง
• เป็นเวลานานในการรักษาเสถียรภาพทางความร้อนของอากาศภายในท่อ
• การออกแบบที่ซับซ้อน

ตัวเลือกการเลือกกล้องโทรทรรศน์

เมื่อคุณตัดสินใจซื้อกล้องโทรทรรศน์ คุณควรตัดสินใจเกี่ยวกับข้อกำหนดพื้นฐานสำหรับอุปกรณ์นี้

การออกแบบและประสิทธิภาพของเลนส์จะขึ้นอยู่กับคำตอบของคุณสำหรับคำถามหลายข้อ:

1. คุณต้องการพิจารณาวัตถุประเภทใด - ดาวเคราะห์ภายในระบบสุริยะของเราหรือกาแลคซีห่างไกล

2. คุณจะสังเกตวัตถุจักรวาลจากที่ไหน - จากระเบียงของคุณคุณมีโอกาสเข้าไปในสนามด้วยกล้องโทรทรรศน์หรือไม่?

3. คุณวางแผนที่จะถ่ายภาพดวงดาวหรือไม่?

ตอนนี้เรามาดูคุณสมบัติหลักของกล้องโทรทรรศน์สมัยใหม่กันดีกว่า

กระจกพาราโบลาหรือทรงกลม

การออกแบบกระจกทรงกลมไม่สามารถสะท้อนรังสีทั้งหมดไปยังจุดเดียวได้ ด้วยเหตุนี้ การโฟกัสที่คมชัดในอุดมคติจึงไม่สามารถทำได้สำหรับตัวสะท้อนแสงที่มีเลนส์ทรงกลม ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า "ความคลาดทรงกลม" และเด่นชัดที่สุดเมื่อใช้กำลังขยายสูง

กระจกพาราโบลาไม่อยู่ภายใต้ความคลาดเคลื่อนของทรงกลมและสามารถรวบรวมรังสีของแสงมาไว้ที่จุดเดียวได้ เมื่อใช้กำลังขยายสูง คุณจะไม่มีปัญหาในการโฟกัส และวัตถุที่อยู่ไกลจะมองเห็นได้ชัดเจนและในทุกรายละเอียด

แต่ไม่ใช่ทุกอย่างจะแย่นักเมื่อมีกระจกทรงกลม ที่อัตราส่วนหนึ่งระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางของกระจกและทางยาวโฟกัส กระจกชนิดนี้จะทำงานเกือบจะเหมือนกับกระจกพาราโบลา กล้องโทรทรรศน์ที่มีกระจกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 114 มม. และทางยาวโฟกัส 900 มม. นั้นไม่มีความคลาดเคลื่อนทรงกลมและโฟกัสภาพได้ดีจนถึงกำลังขยายที่มีประโยชน์สูงสุด

รูรับแสง (เส้นผ่านศูนย์กลางเลนส์)

เกณฑ์หลักในการเลือกกล้องโทรทรรศน์คือรูรับแสงของเลนส์ โดยจะกำหนดความสามารถของเลนส์หรือกระจกในการเก็บแสง ยิ่งคุณลักษณะนี้สูงเท่าไร รังสีที่สะท้อนก็จะยิ่งกระทบกับเลนส์มากขึ้นเท่านั้น ซึ่งหมายความว่าจะให้คุณภาพของภาพสูงและยังสามารถตรวจจับรังสีสะท้อนที่อ่อนแอจากวัตถุในอวกาศที่อยู่ห่างไกลได้

เมื่อเลือกรูรับแสงให้เหมาะกับวัตถุประสงค์ของคุณ ให้เน้นที่ตัวเลขต่อไปนี้:

1. เพื่อให้ได้ภาพดาวเคราะห์หรือดาวเทียมใกล้เคียงที่ชัดเจน อุปกรณ์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเลนส์สูงถึง 150 มม. ก็เพียงพอแล้ว ในสภาพเมืองควรลดตัวเลขนี้ลงเหลือ 70-90 มม.

2. อุปกรณ์ที่มีรูรับแสงมากกว่า 200 มม. จะสามารถมองเห็นกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลได้

3. หากคุณวางแผนที่จะดื่มด่ำกับงานอดิเรกที่คุณชื่นชอบในสถานที่ห่างไกลจากเมืองที่มีท้องฟ้ายามค่ำคืนที่มีแสงน้อย คุณสามารถลองใช้เลนส์กึ่งมืออาชีพขนาดสูงสุดได้ สูงสุด 400 มม.

ทางยาวโฟกัส

ระยะโฟกัสคือระยะห่างจากเลนส์ไปยังจุดในช่องมองภาพซึ่งรังสีแสงทั้งหมดจะถูกรวบรวมเป็นลำแสงอีกครั้ง ระดับการขยายและคุณภาพของภาพที่มองเห็นได้นั้นขึ้นอยู่กับตัวบ่งชี้นี้ - ยิ่งสูงเท่าไร เราก็จะดูวัตถุที่สนใจได้ดีขึ้นเท่านั้น

โฟกัสจะเพิ่มความยาวของกล้องโทรทรรศน์ซึ่งส่งผลต่อความสะดวกในการจัดเก็บและการขนส่ง แน่นอนว่าจะสะดวกกว่าถ้าเก็บอุปกรณ์โฟกัสสั้นไว้บนระเบียง โดยที่ F ไม่เกิน 500-800 มม. ข้อ จำกัด นี้ใช้ไม่ได้กับ catadioptrics เท่านั้น - ในนั้นฟลักซ์แสงจะหักเหหลายครั้งและไม่ไปเป็นเส้นตรงซึ่งทำให้สามารถทำให้ร่างกายสั้นลงได้อย่างมาก

อัตราส่วนการขยาย

การขยายของวัตถุสามารถแก้ไขได้โดยการติดตั้งเลนส์ใกล้ตาที่ทรงพลังกว่าหรืออ่อนกว่า - ปัจจุบันผู้ผลิตนำเสนอเลนส์ที่มี F ตั้งแต่ 4 ถึง 40 มม. เช่นเดียวกับเลนส์ Barlow ที่เพิ่มโฟกัสของกล้องโทรทรรศน์เป็นสองเท่า

1. พิจารณารายละเอียดเฉพาะวัตถุในจักรวาลใกล้เคียงเท่านั้น (เช่น ดวงจันทร์)

2. สำหรับการสังเกตกาแลคซีที่อยู่ห่างไกล กำลังขยายสูงไม่สำคัญนัก

ประเภทเมานต์

จำเป็นต้องมีตัวยึด (ขาตั้งสำหรับกล้องโทรทรรศน์) เพื่อให้อุปกรณ์ใช้งานได้สะดวก

เลนส์มือสมัครเล่นและกึ่งมืออาชีพมักมาพร้อมกับอุปกรณ์รองรับแบบพิเศษที่สามารถเคลื่อนย้ายได้ 1 ใน 3 ประเภทหลัก:

1. Azimuthal - ขาตั้งที่ง่ายที่สุดที่ให้คุณเคลื่อนย้ายกล้องโทรทรรศน์ในแนวนอนและแนวตั้ง ส่วนใหญ่มักติดตั้งเครื่องหักเหและ catadioptrics ขนาดเล็ก แต่สำหรับการถ่ายภาพดาราศาสตร์ ภูเขาแอซิมัทไม่เหมาะ เนื่องจากทำให้ไม่สามารถถ่ายภาพได้ชัดเจน

2. เส้นศูนย์สูตร - มีน้ำหนักและขนาดที่น่าประทับใจ แต่ช่วยในการค้นหาวัตถุที่จำเป็นตามพิกัดที่กำหนด ขาตั้งกล้องนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับตัวสะท้อนแสงที่ “มองเห็น” กาแล็กซีที่อยู่ห่างไกลซึ่งมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า ภาพเส้นศูนย์สูตรยังเป็นที่นิยมในหมู่ผู้ชื่นชอบการถ่ายภาพดาราศาสตร์อีกด้วย

3. ระบบ Dobson เป็นการประนีประนอมระหว่างขาตั้งแอซิมัทที่ใช้งานง่ายและราคาถูกกับการออกแบบเส้นศูนย์สูตรที่เชื่อถือได้ มักมาพร้อมกับแผ่นสะท้อนแสงที่ทรงพลังและมีราคาแพง

การออกแบบแสง

กล้องโทรทรรศน์กาลิเลโอ (1609)

การออกแบบกล้องโทรทรรศน์ที่เรียบง่ายคล้ายกับที่กาลิเลโอใช้ในกล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์สองเลนส์ตัวแรก เลนส์มาบรรจบกันทางยาว (นูน) มีบทบาทเป็นเลนส์ และเลนส์อีกตัว (เว้า) ทำหน้าที่เป็นเลนส์ใกล้ตา ผลลัพธ์ที่ได้คือภาพตรง ระบบนี้ยังคงใช้ในกล้องส่องทางไกลของโรงละคร

กล้องโทรทรรศน์เคปเลอร์ (1611)

ระบบกล้องโทรทรรศน์อย่างง่ายที่ใช้เลนส์นูนเป็นทั้งวัตถุประสงค์และช่องมองภาพ ซึ่งจะทำให้มีขอบเขตการมองเห็นที่กว้างกว่าและมีกำลังขยายที่สูงกว่ากล้องโทรทรรศน์กาลิเลียน แต่ภาพในกล้องโทรทรรศน์เคเปลเรียนจะกลับด้าน

กล้องโทรทรรศน์ของระบบเกรกอรี (2206)

กล้องโทรทรรศน์ชนิดสะท้อนแสงชนิดหนึ่งที่เสนอโดยเจมส์ เกรกอรี ในปี ค.ศ. 1663 กระจกเงาชิ้นแรกเป็นรูปพาราโบลาที่มีรูตรงกลาง และกระจกชิ้นที่สองเป็นรูปทรงรี เกรกอรีไม่สามารถหากระจกที่มีโครงสร้างที่ต้องการได้ ดังนั้นเขาจึงไม่สามารถสร้างกล้องโทรทรรศน์ก่อนที่นิวตันจะสร้างตัวสะท้อนแสงตัวแรกขึ้นมา ซึ่งเป็นการออกแบบที่เรียบง่ายกว่าด้วยกระจกรองแบบแบน ต่อจากนั้น ระบบเกรกอรีก็ถูกแทนที่ด้วยกล้องโทรทรรศน์แคสซีเกรน

กล้องโทรทรรศน์ของนิวตัน (1668)

กล้องโทรทรรศน์ชนิดสะท้อนแสงแบบเรียบง่ายที่พัฒนาโดยไอแซก นิวตัน (ค.ศ. 1642-1727) ซึ่งสาธิตที่ราชสมาคมในลอนดอนในปี ค.ศ. 1671 กระจกหลักของกล้องโทรทรรศน์เป็นแบบพาราโบลาลอยด์ (สำหรับช่องรับแสงขนาดเล็ก สามารถใช้กระจกทรงกลมได้) และ กระจกรองจะแบน วางอยู่บนเส้นทางของลำแสงสะท้อนที่ทำมุม 45° กับแกนแสง เพื่อให้ภาพเกิดขึ้นนอกท่อหลัก การออกแบบนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับเครื่องดนตรีสมัครเล่นขนาดเล็ก แต่ไม่เหมาะสำหรับกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่

แผนการของ Cassegrain (1672)

กล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงซึ่งมีโฟกัสของภาพอยู่ด้านหลังรูตรงกลางในกระจกเงาหลัก การออกแบบนี้เสนอโดย Jacques Cassegrain (1652-1712) ศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ในเมือง Chartres ในฝรั่งเศสราวปี 1672 กล่าวคือ สี่ปีหลังจากที่ไอแซก นิวตันสร้างตัวสะท้อนแสงตัวแรก ในกล้องโทรทรรศน์นี้ กระจกเงารองจะนูนมากกว่าแบน (เหมือนแบบนิวตัน) Cassegrain เองไม่ได้สร้างกล้องโทรทรรศน์ ดังนั้นหลายปีผ่านไปก่อนที่ความคิดของเขาจะเกิดขึ้นจริง ปัจจุบัน กล้องโฟกัส Cassegrain ได้รับความนิยมและใช้กันอย่างแพร่หลายทั้งในเครื่องดนตรีสมัครเล่นขนาดเล็กและกล้องโทรทรรศน์มืออาชีพขนาดใหญ่

กล้องโทรทรรศน์เฮอร์เชล (พ.ศ. 2315)

กล้องโทรทรรศน์ชนิดสะท้อนแสงชนิดหนึ่งที่ออกแบบโดยวิลเลียม เฮอร์เชล (ค.ศ. 1738-1822) โดยกระจกหลักแบบพาราโบลาจะเอียงเพื่อให้โฟกัสอยู่นอกท่อหลักของกล้องโทรทรรศน์ และสามารถเข้าถึงได้โดยไม่บังแสงที่เข้ามา แนวคิดนี้เกิดขึ้นจริงโดย Lomonosov เมื่อ 10 ปีก่อน ข้อเสียของระบบคือการมีความบิดเบี้ยว ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมกล้องโทรทรรศน์ประเภทนี้จึงถูกแทนที่ด้วยระบบตัวสะท้อนแสงอื่นในเวลาต่อมา

กล้องโทรทรรศน์ริตชี่-เครเตียง (1922)

กล้องโทรทรรศน์ที่มีระบบการมองเห็นคล้ายคลึงกับกล้องโทรทรรศน์แคสเซอเกรน ยกเว้นว่าทั้งกระจกปฐมภูมิและกระจกรองมีรูปร่างเหมือนไฮเปอร์โบลอยด์ ด้วยเหตุนี้ กล้องโทรทรรศน์ Ritchie-Chrétien จึงให้ขอบเขตการมองเห็นที่กว้างโดยไม่มีอาการโคม่า

ระบบเซอร์ริเอร์ (1930)

การออกแบบท่อเปิดสำหรับกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงขนาดใหญ่ ซึ่งรับประกันการโก่งตัวสม่ำเสมอเมื่อการวางแนวของกล้องโทรทรรศน์เปลี่ยนไป เป็นไปไม่ได้ที่จะทำให้ท่อของกล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่ที่สุดไม่สามารถเปลี่ยนรูปได้อย่างสมบูรณ์ การออกแบบท่อขนาด 200 นิ้วของกล้องโทรทรรศน์เฮลที่เสนอโดย Marc Serurier ไม่ได้ขจัดการเสียรูป แต่รับประกันการรักษาแกนแสงของกล้องโทรทรรศน์

กล้องชมิดท์ (1930)

กล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์ประเภทหนึ่งที่มีขอบเขตการมองเห็นกว้างซึ่งมีไว้สำหรับการถ่ายภาพโดยเฉพาะ มันถูกประดิษฐ์ขึ้นโดยเบอร์นาร์ด ชมิดต์ ในปี 1930 กระจกทรงกลมทำหน้าที่เป็นตัวสะสมแสง ความคลาดทรงกลมได้รับการแก้ไขโดยใช้แผ่นกระจกบางที่มีโปรไฟล์ซับซ้อนซึ่งติดตั้งอยู่ที่ปลายอินพุตของท่อยืดไสลด์ (ด้านหลังโฟกัส) วางแผ่นถ่ายภาพไว้ที่โฟกัสหลัก เนื่องจากพื้นผิวโฟกัสมีความโค้ง แผ่นถ่ายภาพจึงได้รับรูปทรงเดียวกันโดยใช้ที่จับแบบพิเศษ ผลลัพธ์ที่ได้คือภาพที่คมชัดไม่บิดเบี้ยวในขอบเขตการมองเห็นที่กว้างมาก สูงสุดถึงสิบองศา

กล้องโทรทรรศน์ดัล-เคิร์กแฮม

กล้องโทรทรรศน์แคสเซอเกรนประเภทหนึ่งที่กระจกเงาหลักมีลักษณะทรงรี แทนที่จะเป็นแบบพาราโบลาลอยด์ทั่วไป กระจกรองมีลักษณะเป็นทรงกลม ผลลัพธ์ที่ได้คือขอบเขตการมองเห็นที่เล็กกว่ากล้องโทรทรรศน์แคสซีเกรนมาตรฐานที่มีขนาดเท่ากันอย่างเห็นได้ชัด

กล้องโทรทรรศน์มักซูตอฟ (2483)

กล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงซึ่งแก้ไขความบิดเบี้ยวทางแสงของกระจกหลักทรงกลมด้วยเลนส์เว้า (วงเดือน) ส่งผลให้ได้ภาพคุณภาพสูงในมุมมองที่กว้าง กล้องโทรทรรศน์ถูกคิดค้นโดย D.D. มักซูตอฟ (2439-2507)

การออกแบบพื้นฐานของกล้องโทรทรรศน์เป็นแบบระบบ Cassegrain ทั่วไป กระจกรองขนาดเล็กจะติดตั้งอยู่ด้านหลังเลนส์แก้ไข และภาพจะถูกสร้างขึ้นตรงด้านหลังกระจกเงาหลักซึ่งมีรูเล็กๆ ตรงกลาง

ความยากในการสร้างเลนส์แก้ไขขนาดใหญ่จำกัดการใช้กล้องโทรทรรศน์อย่างมืออาชีพ แต่กล้องโทรทรรศน์ Maksutov ซึ่งมีหลอดขนาดกะทัดรัดและมุมมองที่กว้างพร้อมอัตราส่วนโฟกัสต่ำนั้นได้รับความนิยมจากนักดาราศาสตร์สมัครเล่น

การปรับเปลี่ยนระบบนี้จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับทิศทางของลำแสงเอาต์พุต: Maksutov-Cassegrain และ Maksutov-Newton

กล้องโทรทรรศน์ชมิดท์-แคสเซอเกรน (1940, 1942)

การออกแบบกล้องโทรทรรศน์แบบใช้แสงที่ผสมผสานคุณสมบัติของกล้อง Schmidt และตัวสะท้อนแสง Cassegrain แนะนำโดย ดี.ดี. เบเกอร์ (1940) และ C.R. เบิร์ช (1942)

กล้องโทรทรรศน์นี้ใช้กระจกหลักทรงกลมและแผ่นแก้ไขเพื่อชดเชยความคลาดเคลื่อนทรงกลม คล้ายกับกล้องชมิดต์ อย่างไรก็ตาม ตัวยึดแผ่นถ่ายภาพที่โฟกัสหลักจะถูกแทนที่ด้วยกระจกรองแบบนูนขนาดเล็ก ซึ่งจะสะท้อนแสงกลับเข้าไปในท่อผ่านรูในกระจกหลัก ด้วยเหตุนี้ คุณจึงสามารถดูภาพด้วยสายตาหรือติดตั้งกล้องในท่อหลักด้านหลังกระจกเงาหลักได้

กล้องโทรทรรศน์ของการออกแบบนี้มีขนาดกะทัดรัดมากซึ่งเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับกล้องโทรทรรศน์แบบพกพาและกล้องโทรทรรศน์สำหรับมือสมัครเล่นและเพื่อการศึกษาทั่วไป

ระบบพอล-เบเกอร์ (1935, 1945)

การออกแบบด้านการมองเห็นของกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงมีขอบเขตการมองเห็นที่กว้างเป็นพิเศษและมีความละเอียดที่ดี โดยจะใช้กระจกหลักแบบพาราโบลาที่มีอัตราส่วนโฟกัสที่ f/4 หรือน้อยกว่า กระจกรองทรงกลมนูน และกระจกทรงกลมที่สามทรงเว้า ซึ่งมีความโค้งเท่ากันแต่ตรงกันข้ามกับเครื่องหมายของกระจกรอง การออกแบบนี้เสนอโดยช่างแว่นตาชาวฝรั่งเศส Maurice Paul ในปี 1935 และเป็นอิสระโดย James Baker ประมาณปี 1945

กล้องเบเกอร์-นันน์ (1957)

กล้องชมิดต์ประเภทหนึ่งที่ออกแบบมาเพื่อถ่ายภาพดาวเทียมโลกเทียม

ระบบเบเกอร์-ชมิดท์

การดัดแปลงกล้อง Schmidt ซึ่งใช้วิธีการทางเทคนิคที่เสนอโดย J.G. Baker เพื่อขจัดความคลาดเคลื่อนและการบิดเบือน

กล้องโทรทรรศน์วิลสตรอป

การออกแบบกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงที่ให้ภาพที่ดีด้วยขอบเขตการมองเห็น 5° ขึ้นไป การออกแบบนี้เป็นเวอร์ชันดัดแปลงของระบบ Paul-Baker รูในกระจกหลักมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 60% ของเส้นผ่านศูนย์กลางของกระจกทั้งหมด และโฟกัสอยู่ที่รูนี้ รูปร่างของกระจกทั้งสามบานมีความแตกต่างอย่างมากจากพาราโบลาหรือทรงกลม ข้อดีของการออกแบบของ Willstrop คือกล้องโทรทรรศน์มีขนาดกะทัดรัดกว่ากล้อง Schmidt มาก นอกจากนี้ มันไม่สร้างภาพเสมือนจริงที่เกิดจากการสะท้อนภายใน เช่นเดียวกับในเลนส์แก้ไขของกล้อง Schmidt การออกแบบนี้ทำให้สามารถสร้างกล้องโทรทรรศน์ที่จะมีพลังมากกว่ากล้องชมิดต์ใดๆ ที่มีอยู่ได้

กล้องโทรทรรศน์ด็อบโซเนียน (ค.ศ. 1960-1970)

กล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงราคาไม่แพงที่มีรูรับแสงกว้างและการตั้งค่าอัลตาซิมัทแบบง่ายๆ ที่ไม่สามารถควบคุมได้ การออกแบบนี้สะดวกสำหรับนักดาราศาสตร์สมัครเล่น และการพกพาเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง กล้องโทรทรรศน์นี้ตั้งชื่อตามผู้เขียนแนวคิดและการพัฒนาในช่วงทศวรรษปี 1960 และ 1970 โดย John Dobson จากสมาคมนักดาราศาสตร์สมัครเล่นแห่งซานฟรานซิสโก ท่อกล้องโทรทรรศน์ไม้ติดกาวติดตั้งอยู่ในกล่องซึ่งติดตั้งบนแผ่นฐานและสามารถหมุนรอบแกนแนวตั้งได้ วงเล็บครึ่งวงกลมที่มีตัวหยุดที่ด้านบนของกล่องมีรองแหนบติดอยู่กับด้านตรงข้ามของท่อ เพื่อให้การเคลื่อนไหวรอบแกนทั้งสองเป็นไปอย่างราบรื่น จึงมีการใช้เทฟลอน ด็อบสันยังสามารถแสดงให้เห็นว่าแผ่นกระจก (ซึ่งบางกว่ากระจกกระจกที่ใช้กันทั่วไป) สามารถใช้ทำกระจกบานใหญ่คุณภาพดีราคาไม่แพงได้ เพื่อหลีกเลี่ยงการบิดเบือน ควรวางกระจกบางๆ ไว้อย่างอิสระบนพรมหรือแผ่นรองยาง

กล้องโทรทรรศน์ของกาลิเลโอ

ในปี 1609 หลังจากเรียนรู้เกี่ยวกับการประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์โดยช่างแว่นตาชาวดัตช์ กาลิเลโอจึงผลิตกล้องโทรทรรศน์ที่มีเลนส์พลาโนนูนและเลนส์ใกล้ตาพลาโนเว้าอย่างอิสระ ซึ่งให้กำลังขยายสามเท่า หลังจากนั้นไม่นาน เขาก็ผลิตกล้องโทรทรรศน์ที่มีกำลังขยาย 8 และ 30 เท่า

ในปี 1609 กาลิเลโอได้เริ่มสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ กาลิเลโอได้ค้นพบจุดมืดบนดวงจันทร์ ซึ่งเขาเรียกว่าทะเล ภูเขา และเทือกเขา เมื่อวันที่ 7 มกราคม พ.ศ. 2153 เขาได้ค้นพบดาวเทียม 4 ดวงของดาวพฤหัสบดีและยืนยันว่าทางช้างเผือกเป็นกลุ่มดาว เขาอธิบายการค้นพบเหล่านี้ไว้ในบทความเรื่อง “The Starry Messenger, Revealing Great and Extremely Amazingly Sights...” (เผยแพร่เมื่อวันที่ 12 มีนาคม 1610)

กำลังการแยกภาพ (ความละเอียด) ของกล้องโทรทรรศน์

พารามิเตอร์นี้แสดงถึงความสามารถ กล้องโทรทรรศน์แยกแยะรายละเอียดเล็ก ๆ ในวัตถุขยาย (เช่นบนดิสก์ของดวงจันทร์และดาวเคราะห์) และแยกวัตถุจุดที่อยู่ใกล้กัน - ดวงดาว ความละเอียดโดยตรงขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางของเลนส์กล้องโทรทรรศน์ หากรูรับแสงกว้างขึ้นเป็นสองเท่า กำลังการแยกรายละเอียดก็จะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเช่นกัน

ปัจจัยที่สองที่ส่งผลต่อความละเอียดคือคุณภาพของเลนส์และพื้นผิวกระจก ข้อผิดพลาดในการผลิตเลนส์ การประกอบและการจัดตำแหน่งที่ไม่เหมาะสม ข้อบกพร่องของกระจก รอยขีดข่วน ฝุ่นและสิ่งสกปรกบนพื้นผิวขององค์ประกอบทางแสง ทั้งหมดนี้กลายเป็นสาเหตุของการเสื่อมสภาพในความละเอียด กล้องโทรทรรศน์.

เมื่อสังเกตวัตถุที่ขยายออกไป เช่น ดวงจันทร์ และดาวเคราะห์ พร้อมทั้งกำลังขยาย กล้องโทรทรรศน์การเจริญเติบโต ขนาดที่มองเห็นได้ภาพ ในทางตรงกันข้าม วัตถุชี้ (ดาว) ที่กำลังขยายสูงจะอยู่ในรูปของดิสก์ที่ล้อมรอบด้วยวงแหวนศูนย์กลางหลายวงที่มีความสว่างลดลง รูปแบบนี้เรียกว่าการเลี้ยวเบน เนื่องมาจากธรรมชาติของคลื่นของแสง เส้นผ่านศูนย์กลางของจานกลางที่เรียกว่าวงกลมโปร่งนั้นแปรผกผันกับรูรับแสง กล้องโทรทรรศน์.

เนื่องจากภาพที่แท้จริงของดาวฤกษ์ถูกฝังอยู่ในจานโปร่ง ในทางปฏิบัติ การแยกดาวฤกษ์ไบนารี่ที่ใกล้กันจึงต้องพิจารณารูปแบบการเลี้ยวเบนของระบบเพื่อพยายามแยกความแตกต่างระหว่างจานโปร่งของดาวฤกษ์สองดวงที่มีระยะห่างใกล้กัน ถ้าเราสมมุติว่าส่วนประกอบทั้งสองของระบบดาวคู่มีความสว่างเท่ากัน ระยะทางเชิงมุมขั้นต่ำ (เป็นหน่วยอาร์ควินาที) ซึ่งดาวฤกษ์เหล่านี้ยังสามารถแยกออกจากกันในกล้องโทรทรรศน์ที่กำหนดได้จะถูกคำนวณโดยสูตร: 116 "/D โดยที่ D คือ เส้นผ่านศูนย์กลางเลนส์ กล้องโทรทรรศน์ในหน่วยมิลลิเมตร สูตรในการหากำลังนี้เรียกว่า ดอว์สลิมิต ตามชื่อของนักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษที่ได้รับมันในศตวรรษที่ 19 ค่าความละเอียดทางทฤษฎีสำหรับ กล้องโทรทรรศน์เส้นผ่านศูนย์กลางต่างกันระบุไว้ในตารางสรุป

พลังการเจาะทะลุของกล้องโทรทรรศน์

นี่คือขนาดต่ำสุดของดวงดาว เนบิวลา และกาแล็กซีที่สามารถแยกแยะได้โดยใช้กล้องโทรทรรศน์นี้

พลังการเจาะทะลุของกล้องโทรทรรศน์ขึ้นอยู่กับตัวบ่งชี้สองตัว:

โหราศาสตร์ นี่เป็นลักษณะที่ซับซ้อนของบรรยากาศดังต่อไปนี้: แรงลม การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความชื้นในอากาศ ความโปร่งใสของบรรยากาศ และอื่นๆ

ตำแหน่งการติดตั้งกล้องโทรทรรศน์ก็เป็นหนึ่งในเงื่อนไขที่สำคัญที่สุดที่ส่งผลต่อความสามารถในการเจาะทะลุของกล้องโทรทรรศน์ หากคุณติดตั้งกล้องโทรทรรศน์ในพื้นที่ต่ำ เช่น ที่หรือต่ำกว่าระดับน้ำทะเล พลังการเจาะทะลุจะต่ำมาก ยิ่งภูมิประเทศที่ติดตั้งกล้องโทรทรรศน์สูงเท่าใด พลังการเจาะก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

การเจาะ กล้องโทรทรรศน์โดดเด่นด้วยขนาดสูงสุดของดาวฤกษ์ที่จางที่สุดที่สามารถมองเห็นได้ด้วยเครื่องมือที่กำหนดภายใต้สภาพท้องฟ้าที่มืดมิดตามอุดมคติ จำกัดขนาด (m) สำหรับ กล้องโทรทรรศน์ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางเลนส์เท่ากับ D เป็นมิลลิเมตร สามารถประมาณได้โดยใช้สูตรต่อไปนี้: m = 2.5 + 5 lg D

การเคลือบเลนส์ช่วยเพิ่มความสามารถในการเจาะทะลุ กล้องโทรทรรศน์ในขณะที่ฝุ่นและสิ่งสกปรกบนเลนส์ลดลง

รูรับแสงของกล้องโทรทรรศน์

พารามิเตอร์นี้มีลักษณะเฉพาะด้วยอัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางของเลนส์ต่อทางยาวโฟกัส (D/f) ค่านี้เรียกว่ารูรับแสงสัมพัทธ์และเขียนเป็นเศษส่วน: 1:5, 1:7, 1:10, 1:15... ในวรรณคดีอังกฤษ ค่าผกผันมักใช้บ่อยกว่า - ความยาวโฟกัสสัมพัทธ์ (f/D ) ซึ่งเขียนเป็นเศษส่วนได้เช่นกัน : f/5, f/7, f/10, f/15… ยิ่งรูรับแสงของเลนส์กว้างขึ้น กล้องโทรทรรศน์(หรือในทางกลับกัน: ยิ่งอัตราส่วนของทางยาวโฟกัสต่อเส้นผ่านศูนย์กลางของเลนส์น้อยลง) รูรับแสงก็จะยิ่งสูงขึ้น

รูรับแสง กล้องโทรทรรศน์ประการแรก เป็นสิ่งสำคัญในการพิจารณาความเหมาะสมสำหรับวัตถุประสงค์ในการถ่ายภาพ เครื่องมือที่เร็วกว่าจะช่วยให้คุณใช้ความเร็วชัตเตอร์ที่สั้นลงเมื่อถ่ายภาพวัตถุทางดาราศาสตร์ที่มีแสงน้อย ข้อดีอีกประการหนึ่งของเครื่องมือที่มีรูรับแสงสูงก็คือมีขนาดกะทัดรัดกว่าเครื่องมือทั่วไป (เนื่องจากทางยาวโฟกัสสั้นกว่า) และยังเหมาะสำหรับการสังเกตที่ใช้กำลังขยายต่ำอีกด้วย (ด้วยเหตุผลเดียวกัน) ในทางกลับกัน เครื่องมือที่มีรูรับแสงสูงจะสร้างและปรับแนวได้ยากกว่า และเครื่องมือเหล่านี้ไวต่อความคลาดเคลื่อนทางแสงต่างๆ มากกว่า

เส้นผ่านศูนย์กลางเลนส์ มม	ช่วงการขยาย, ครั้ง	ปณิธาน, "	พลังการเจาะเสียง นำ
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

เลือกกล้องโทรทรรศน์ตัวไหน

1. เด็กนักเรียนอายุ 8-10 ปีที่สนใจดวงดาวสามารถรับกล้องโทรทรรศน์หักเหราคาไม่แพงและใช้งานง่ายจากซีรีส์เด็กพิเศษที่มีรูรับแสง 70 มม. ขึ้นไปบนเมาท์แอซิมัททัล และอะแดปเตอร์เพิ่มเติมสำหรับกล้องจะช่วยให้เขาถ่ายภาพดวงจันทร์และวัตถุบนพื้นได้สวยงาม
2. สำหรับนักวิจัยท้องฟ้ายามค่ำคืนมือใหม่ที่อาศัยอยู่ในเมือง ควรซื้อเครื่องหักเหโฟกัสสั้นที่มีรูรับแสง 70-90 มม. บนขาตั้งแบบแอซิมัททัล หากคุณมีโอกาสสังเกตดวงดาวที่ไหนสักแห่ง “ในทุ่งนา” คุณสามารถแยกแผ่นสะท้อนแสงขนาด 110-250 มม. พร้อมเมาท์ Dobsonian มาให้ด้วย
3. หากความฝันของคุณคือศึกษากาแลคซีและเนบิวลาที่อยู่ห่างไกล ให้ซื้อแผ่นสะท้อนแสงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเลนส์ 250 มม. ขึ้นไป พร้อมขาตั้งแบบแอซิมัททัล
4. นักเดินทางหรือผู้ที่วางแผนจะเคลื่อนย้ายกล้องโทรทรรศน์บ่อยครั้งจะต้องใช้ชุดเลนส์สะท้อนแสงที่มีน้ำหนักเบาและเชื่อถือได้ซึ่งติดตั้งระบบ Dobsonian หรือขาตั้งแบบแอซิมัท
5. นักดาราศาสตร์ถ่ายภาพที่มีประสบการณ์ไม่สามารถทำได้หากไม่มีกล้องโทรทรรศน์แบบ catadioptric ที่มีรูรับแสงกว้างสุด (400 มม.) และระยะโฟกัสที่ยาว 1,000 มม. ควรเลือกตัวยึดเส้นศูนย์สูตรพร้อมระบบขับเคลื่อนอัตโนมัติ

กล้องโทรทรรศน์ราคาเท่าไหร่?

1. สามารถซื้อตัวหักเหบนตัวยึดราบได้ในราคา 3,500 ถึง 25,000 รูเบิล ค่าใช้จ่ายจะขึ้นอยู่กับลักษณะทางเทคนิคของเลนส์และฟังก์ชันการทำงานของอุปกรณ์

2. กระจกสะท้อนแสงบนจุดยืนเส้นศูนย์สูตรจะทำให้คุณเสียค่าใช้จ่ายตั้งแต่ 14 ถึง 55,000 รูเบิล

3. สำหรับ catadioptric แบบมืออาชีพและทรงพลังคุณจะต้องจ่าย 18-130,000

> ประเภทของกล้องโทรทรรศน์

กล้องโทรทรรศน์แบบใช้แสงทั้งหมดจะถูกจัดกลุ่มตามประเภทขององค์ประกอบรวบรวมแสงเป็นกระจก เลนส์ และรวมกัน กล้องโทรทรรศน์แต่ละประเภทมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง ดังนั้นเมื่อเลือกเลนส์คุณต้องคำนึงถึงปัจจัยต่อไปนี้: เงื่อนไขและวัตถุประสงค์ของการสังเกต ข้อกำหนดด้านน้ำหนักและความคล่องตัว ราคา ระดับความคลาดเคลื่อน ให้เราอธิบายลักษณะกล้องโทรทรรศน์ประเภทที่ได้รับความนิยมมากที่สุด

ตัวหักเห (เลนส์กล้องโทรทรรศน์)

ตัวหักเหเหล่านี้เป็นกล้องโทรทรรศน์แรกที่มนุษย์ประดิษฐ์ขึ้น ในกล้องโทรทรรศน์ดังกล่าว เลนส์ที่มีเหลี่ยมนูนสองด้านซึ่งทำหน้าที่เป็นวัตถุประสงค์ มีหน้าที่ในการเก็บแสง การกระทำของมันขึ้นอยู่กับคุณสมบัติหลักของเลนส์นูน - การหักเหของแสงและการรวมตัวกันที่โฟกัส ดังนั้นชื่อ - ผู้หักเห (จากภาษาละตินหักเห - เพื่อหักเห)

สร้างขึ้นในปี 1609 ใช้เลนส์สองตัวเพื่อรวบรวมแสงดาวให้ได้มากที่สุด เลนส์ตัวแรกซึ่งทำหน้าที่เป็นเลนส์ มีลักษณะนูนและทำหน้าที่รวบรวมและโฟกัสแสงที่ระยะหนึ่ง เลนส์ตัวที่สองซึ่งทำหน้าที่เป็นเลนส์ใกล้ตา มีลักษณะเว้าและใช้ในการเปลี่ยนลำแสงที่มาบรรจบกันเป็นลำแสงคู่ขนาน เมื่อใช้ระบบกาลิเลียน คุณจะได้ภาพที่ตรงและไม่กลับด้าน ซึ่งคุณภาพจะได้รับผลกระทบอย่างมากจากความคลาดเคลื่อนสี ผลกระทบของความคลาดเคลื่อนสีสามารถมองได้ว่าเป็นการให้รายละเอียดและขอบของวัตถุมีสีผิดเพี้ยน

เครื่องหักเหของเคปเลอร์- ระบบขั้นสูงที่ถูกสร้างขึ้นในปี 1611 ในที่นี้ เลนส์นูนถูกใช้เป็นช่องมองภาพ ซึ่งโฟกัสด้านหน้าจะรวมกับโฟกัสด้านหลังของเลนส์ใกล้วัตถุ เป็นผลให้ภาพสุดท้ายกลับหัวซึ่งไม่สำคัญสำหรับการวิจัยทางดาราศาสตร์ ข้อได้เปรียบหลักของระบบใหม่คือความสามารถในการติดตั้งตารางการวัดภายในท่อที่จุดโฟกัส

การออกแบบนี้ยังมีลักษณะพิเศษคือความคลาดเคลื่อนสี แต่เอฟเฟ็กต์สามารถทำให้เป็นกลางได้โดยการเพิ่มทางยาวโฟกัส นั่นคือเหตุผลที่กล้องโทรทรรศน์ในยุคนั้นมีความยาวโฟกัสมากและมีท่อที่มีขนาดเหมาะสมซึ่งทำให้เกิดปัญหาร้ายแรงเมื่อทำการวิจัยทางดาราศาสตร์

ในตอนต้นของศตวรรษที่ 18 ปรากฏว่ายังคงได้รับความนิยมมาจนถึงทุกวันนี้ เลนส์ของอุปกรณ์นี้ทำจากเลนส์สองตัวที่ทำจากแก้วประเภทต่างๆ เลนส์ตัวหนึ่งกำลังมาบรรจบ เลนส์ตัวที่สองกำลังแยกออก โครงสร้างนี้สามารถลดความคลาดเคลื่อนสีและทรงกลมได้อย่างมาก และตัวกล้องโทรทรรศน์ยังคงมีขนาดกะทัดรัดมาก ปัจจุบัน มีการสร้างตัวหักเหของแสงแบบอะโครมาติกขึ้น โดยลดอิทธิพลของความคลาดเคลื่อนสีให้เหลือน้อยที่สุด

ข้อดีของตัวหักเห:

• การออกแบบที่เรียบง่าย ใช้งานง่าย เชื่อถือได้
• เสถียรภาพทางความร้อนอย่างรวดเร็ว
• ไม่ต้องการบริการระดับมืออาชีพมากนัก
• เหมาะสำหรับการสำรวจดาวเคราะห์ ดวงจันทร์ ดาวคู่
• การแสดงสีที่ยอดเยี่ยมในเวอร์ชันที่ไม่มีสี ดีในเวอร์ชันที่ไม่มีสี
• ระบบที่ไม่มีการป้องกันส่วนกลางจากกระจกแนวทแยงหรือกระจกรอง ดังนั้นภาพจึงมีคอนทราสต์สูง
• ไม่มีการไหลของอากาศในท่อ ปกป้องเลนส์จากสิ่งสกปรกและฝุ่น
• การออกแบบเลนส์ชิ้นเดียวที่นักดาราศาสตร์ไม่ต้องปรับแต่ง

ข้อเสียของตัวหักเห:

• ราคาสูง;
• น้ำหนักและขนาดใหญ่
• เส้นผ่านศูนย์กลางรูรับแสงขนาดเล็กที่ใช้งานได้จริง
• ข้อจำกัดในการศึกษาวัตถุสลัวและวัตถุขนาดเล็กในห้วงอวกาศ

*เมื่อสั่งซื้อกล้องโทรทรรศน์ เขียน “เว็บไซต์” ในช่องแสดงความคิดเห็น รับส่วนลด 3%

ชื่อกล้องโทรทรรศน์กระจกเงา - แผ่นสะท้อนแสงมาจากคำภาษาละตินreflectio - เพื่อสะท้อน อุปกรณ์นี้เป็นกล้องโทรทรรศน์พร้อมเลนส์ซึ่งทำหน้าที่เป็นกระจกเว้า หน้าที่คือรวบรวมแสงดาวไว้ที่จุดเดียว เมื่อวางเลนส์ใกล้ตา ณ จุดนี้ คุณจะมองเห็นภาพได้

หนึ่งในตัวสะท้อนแสงแรกๆ ( กล้องโทรทรรศน์เกรกอรี่) ถูกประดิษฐ์ขึ้นในปี ค.ศ. 1663 กล้องโทรทรรศน์ที่มีกระจกพาราโบลานี้ปราศจากความคลาดเคลื่อนสีและทรงกลมโดยสิ้นเชิง แสงที่กระจกสะสมนั้นสะท้อนจากกระจกรูปไข่เล็ก ๆ ซึ่งติดอยู่ด้านหน้ากระจกหลักซึ่งมีรูเล็ก ๆ สำหรับลำแสงที่ส่งออก

นิวตันผิดหวังอย่างสิ้นเชิงกับกล้องโทรทรรศน์หักเหแสง ดังนั้นการพัฒนาหลักประการหนึ่งของเขาคือกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนซึ่งสร้างขึ้นโดยใช้กระจกหลักที่เป็นโลหะ มันสะท้อนแสงที่มีความยาวคลื่นต่างกันเท่าๆ กัน และรูปทรงทรงกลมของกระจกทำให้สามารถเข้าถึงอุปกรณ์ได้มากขึ้นแม้จะผลิตด้วยตนเองก็ตาม

ในปี 1672 นักดาราศาสตร์ Laurent Cassegrain เสนอการออกแบบกล้องโทรทรรศน์ที่ดูเหมือนกระจกสะท้อนแสงอันโด่งดังของ Gregory แต่แบบจำลองที่ได้รับการปรับปรุงมีความแตกต่างที่สำคัญหลายประการ โดยแบบหลักคือกระจกรองแบบไฮเปอร์โบลิกนูน ซึ่งทำให้กล้องโทรทรรศน์มีขนาดกะทัดรัดมากขึ้นและลดเกราะกำบังส่วนกลางให้เหลือน้อยที่สุด อย่างไรก็ตาม ตัวสะท้อนแสง Cassegrain แบบดั้งเดิมกลับกลายเป็นเทคโนโลยีต่ำสำหรับการผลิตจำนวนมาก กระจกที่มีพื้นผิวที่ซับซ้อนและความคลาดเคลื่อนโคม่าที่ไม่ได้รับการแก้ไขเป็นสาเหตุหลักของความไม่เป็นที่นิยมนี้ อย่างไรก็ตาม การดัดแปลงกล้องโทรทรรศน์นี้มีการใช้กันทั่วโลกในปัจจุบัน ตัวอย่างเช่น กล้องโทรทรรศน์ Ritchie-Chretien และอุปกรณ์เกี่ยวกับการมองเห็นจำนวนมากที่ใช้ระบบนี้ ชมิดต์-แคสซีเกรน และ มักซูตอฟ-แคสซีเกรน.

ปัจจุบัน ชื่อ “ตัวสะท้อนแสง” เป็นที่เข้าใจกันโดยทั่วไปว่าเป็นกล้องโทรทรรศน์แบบนิวตัน ลักษณะสำคัญมีขนาดเล็ก ความคลาดเคลื่อนทรงกลมการไม่มีโครมาติซึมใด ๆ เช่นเดียวกับการไม่ไอโซพลานาติซึม - อาการโคม่าใกล้กับแกนซึ่งสัมพันธ์กับความไม่เท่าเทียมกันของโซนวงแหวนแต่ละโซนของรูรับแสง ด้วยเหตุนี้ดาวฤกษ์ในกล้องโทรทรรศน์จึงดูไม่เหมือนวงกลม แต่เหมือนกับการฉายรูปกรวยบางประเภท ในเวลาเดียวกันส่วนที่กลมมนของมันจะหันออกจากศูนย์กลางและส่วนที่แหลมคมหันไปทางกึ่งกลาง เพื่อแก้ไขเอฟเฟกต์อาการโคม่า จะใช้ตัวแก้ไขเลนส์ซึ่งควรยึดไว้ด้านหน้ากล้องหรือช่องมองภาพ

“นิวตัน” มักใช้กับอุปกรณ์ยึด Dobsonian ซึ่งใช้งานได้จริงและมีขนาดกะทัดรัด ทำให้กล้องโทรทรรศน์เป็นอุปกรณ์พกพาได้มากแม้จะมีขนาดรูรับแสงก็ตาม

ข้อดีของตัวสะท้อนแสง:

ราคาไม่แพง;

• ความคล่องตัวและความกะทัดรัด
• ประสิทธิภาพสูงเมื่อสังเกตวัตถุสลัวในห้วงอวกาศ: เนบิวลา กาแล็กซี กระจุกดาว

ความสว่างและความคมชัดสูงสุดของภาพโดยมีความบิดเบี้ยวน้อยที่สุด

ความคลาดเคลื่อนสีจะลดลงเหลือศูนย์

ข้อเสียของตัวสะท้อนแสง:

• การยืดของกระจกรอง, บังกลาง ดังนั้นคอนทราสต์ต่ำของภาพ
• การรักษาเสถียรภาพทางความร้อนของกระจกกระจกบานใหญ่ใช้เวลานาน
• ท่อเปิดที่ไม่มีการป้องกันความร้อนและฝุ่น ดังนั้นคุณภาพของภาพต่ำ
• จำเป็นต้องมีการปรับเทียบและจัดตำแหน่งเป็นประจำ และอาจสูญหายระหว่างการใช้งานหรือการขนส่ง

กล้องโทรทรรศน์ Catadioptric ใช้ทั้งกระจกและเลนส์เพื่อแก้ไขความคลาดเคลื่อนและสร้างภาพ กล้องโทรทรรศน์สองประเภทดังกล่าวเป็นที่ต้องการมากที่สุดในปัจจุบัน: Schmidt-Cassegrain และ Maksutov-Cassegrain

การออกแบบเครื่องมือ ชมิดท์-แคสเซเกรน(SHK) ประกอบด้วยกระจกหลักทรงกลมและกระจกรอง ในกรณีนี้ ความคลาดเคลื่อนของทรงกลมได้รับการแก้ไขโดยเพลตชมิดต์รูรับแสงเต็ม ซึ่งติดตั้งอยู่ที่ทางเข้าท่อ อย่างไรก็ตาม ความคลาดเคลื่อนที่เหลือบางส่วนยังคงอยู่ในรูปแบบของอาการโคม่าและความโค้งของสนาม การแก้ไขสามารถทำได้โดยใช้ตัวแก้ไขเลนส์ ซึ่งมีความเกี่ยวข้องอย่างยิ่งในการถ่ายภาพดาราศาสตร์

ข้อได้เปรียบหลักของอุปกรณ์ประเภทนี้เกี่ยวข้องกับน้ำหนักที่น้อยที่สุดและท่อสั้นในขณะที่ยังคงรักษาเส้นผ่านศูนย์กลางรูรับแสงและทางยาวโฟกัสที่น่าประทับใจ ในเวลาเดียวกันโมเดลเหล่านี้ไม่ได้โดดเด่นด้วยการยืดการติดตั้งกระจกรองและการออกแบบท่อพิเศษช่วยป้องกันการซึมผ่านของอากาศและฝุ่นภายใน

การพัฒนาระบบ มักซูตอฟ-แคสเซเกรน(MK) เป็นของวิศวกรด้านการมองเห็นของโซเวียต D. Maksutov การออกแบบกล้องโทรทรรศน์ดังกล่าวมาพร้อมกับกระจกทรงกลมและตัวแก้ไขเลนส์รูรับแสงเต็มรูปแบบซึ่งมีหน้าที่ในการแก้ไขความคลาดเคลื่อนคือเลนส์นูนเว้า - วงเดือน นั่นคือสาเหตุที่อุปกรณ์ทางแสงดังกล่าวมักเรียกว่าตัวสะท้อนแสงวงเดือน

ข้อดีของ MC คือความสามารถในการแก้ไขความคลาดเคลื่อนเกือบทั้งหมดโดยการเลือกพารามิเตอร์หลัก ข้อยกเว้นประการเดียวคือความคลาดเคลื่อนทรงกลมลำดับที่สูงกว่า ทั้งหมดนี้ทำให้โครงการนี้ได้รับความนิยมในหมู่ผู้ผลิตและผู้ชื่นชอบดาราศาสตร์

แท้จริงแล้ว สิ่งอื่นๆ ทั้งหมดมีความเท่าเทียมกัน ระบบ MK จะให้ภาพที่ดีและชัดเจนกว่าแบบแผน ShK อย่างไรก็ตาม กล้องโทรทรรศน์ MK ที่มีขนาดใหญ่กว่าจะมีช่วงการรักษาเสถียรภาพทางความร้อนนานกว่า เนื่องจากวงเดือนหนาจะสูญเสียอุณหภูมิช้ากว่ามาก นอกจากนี้ MK ยังมีความไวต่อความแข็งแกร่งของตัวยึดคอเรคเตอร์มากกว่า ดังนั้นการออกแบบกล้องโทรทรรศน์จึงหนักกว่า สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับความนิยมอย่างสูงของระบบ MK ที่มีรูรับแสงขนาดเล็กและขนาดกลาง และระบบ ShK ที่มีรูรับแสงขนาดกลางและขนาดใหญ่

นอกจากนี้ ยังมีการพัฒนาระบบ catadioptric ของ Maksutov-Newton และ Schmidt-Newton ซึ่งการออกแบบนี้สร้างขึ้นเพื่อแก้ไขความคลาดเคลื่อนโดยเฉพาะ พวกเขายังคงรักษามิติของนิวตันไว้ แต่น้ำหนักของมันเพิ่มขึ้นอย่างมาก นี่เป็นเรื่องจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเครื่องแก้ไขวงเดือน

ข้อดี

• ความเก่งกาจ สามารถใช้สำหรับการสังเกตการณ์ทั้งภาคพื้นดินและอวกาศ
• เพิ่มระดับการแก้ไขความคลาดเคลื่อน
• ป้องกันฝุ่นและความร้อนไหล
• ขนาดกะทัดรัด
• ราคาไม่แพง.

ข้อบกพร่องกล้องโทรทรรศน์แบบ catadioptric:

• การรักษาเสถียรภาพทางความร้อนเป็นระยะเวลานาน ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับกล้องโทรทรรศน์ที่มีตัวแก้ไขวงเดือน
• ความซับซ้อนของการออกแบบซึ่งทำให้เกิดปัญหาระหว่างการติดตั้งและการปรับเปลี่ยนด้วยตนเอง

กล้องโทรทรรศน์--ประเภทและการออกแบบ

วัตถุประสงค์หลักของกล้องโทรทรรศน์คือเพื่อรวบรวมรังสีจากเทห์ฟากฟ้าให้ได้มากที่สุด ซึ่งจะทำให้มองเห็นวัตถุสลัวได้ ประการที่สอง กล้องโทรทรรศน์ใช้ในการดูวัตถุจากมุมกว้างหรือเพื่อขยายตามที่พวกเขาพูด การแก้ไขรายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ คือจุดประสงค์ที่สามของกล้องโทรทรรศน์ ปริมาณแสงที่รวบรวมและความละเอียดของรายละเอียดที่มีอยู่นั้นขึ้นอยู่กับพื้นที่ของส่วนหลักของกล้องโทรทรรศน์ - เลนส์ของมัน เลนส์มีทั้งแบบกระจกและเลนส์

เลนส์กล้องโทรทรรศน์.

ไม่ทางใดก็ทางหนึ่งเลนส์มักจะใช้ในกล้องโทรทรรศน์เสมอ แต่ในกล้องโทรทรรศน์หักเหแสง เลนส์เป็นส่วนหลักของกล้องโทรทรรศน์ - วัตถุประสงค์ ขอให้เราจำไว้ว่าการหักเหคือการหักเห เลนส์ เลนส์หักเหรังสีแสงและรวมตัวกันที่จุดที่เรียกว่าจุดโฟกัสของเลนส์ ณ จุดนี้ ภาพของวัตถุที่ศึกษาได้ถูกสร้างขึ้น หากต้องการดู ให้ใช้เลนส์ตัวที่สอง - เลนส์ใกล้ตา มันถูกวางไว้เพื่อให้โฟกัสของช่องมองภาพและเลนส์ตรงกัน เนื่องจากการมองเห็นของผู้คนแตกต่างกัน เลนส์ใกล้ตาจึงถูกทำให้สามารถเคลื่อนย้ายได้เพื่อให้ได้ภาพที่ชัดเจน เราเรียกสิ่งนี้ว่าการลับคม กล้องโทรทรรศน์ทั้งหมดมีคุณสมบัติที่ไม่พึงประสงค์ - ความคลาดเคลื่อน ความคลาดเคลื่อนคือการบิดเบือนที่เกิดขึ้นเมื่อแสงส่องผ่าน ระบบออปติคัลกล้องโทรทรรศน์. ความคลาดเคลื่อนหลักเกี่ยวข้องกับความไม่สมบูรณ์ของเลนส์ กล้องโทรทรรศน์แบบเลนส์ (และกล้องโทรทรรศน์โดยทั่วไป) ประสบปัญหาความคลาดเคลื่อนหลายประการ ขอตั้งชื่อเพียงสองคนเท่านั้น ประการแรกเกิดจากการที่รังสีที่มีความยาวคลื่นต่างกันหักเหแตกต่างกันเล็กน้อย ด้วยเหตุนี้ จุดโฟกัสหนึ่งสำหรับรังสีสีน้ำเงินและอีกจุดหนึ่งสำหรับรังสีสีแดงซึ่งอยู่ห่างจากเลนส์ รังสีที่มีความยาวคลื่นอื่นๆ จะถูกรวบรวมไว้ในที่ของตัวเองระหว่างจุดโฟกัสทั้งสองนี้ ส่งผลให้เราเห็นภาพวัตถุสีรุ้ง ความคลาดเคลื่อนนี้เรียกว่าสี ความคลาดเคลื่อนที่รุนแรงประการที่สองคือความคลาดเคลื่อนทรงกลม เป็นเพราะเลนส์ซึ่งพื้นผิวเป็นส่วนหนึ่งของทรงกลมไม่ได้รวบรวมรังสีทั้งหมดไว้ที่จุดเดียวจริงๆ รังสีที่มาจากระยะห่างจากศูนย์กลางเลนส์จะถูกรวบรวมไว้ที่จุดต่างๆ กัน ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้ภาพไม่ชัดเจน ความคลาดเคลื่อนนี้จะไม่เกิดขึ้นหากเลนส์มีพื้นผิวพาราโบลาลอยด์ แต่ชิ้นส่วนดังกล่าวผลิตได้ยาก เพื่อลดความคลาดเคลื่อน ระบบจึงไม่ได้สร้างระบบเลนส์คู่ที่ซับซ้อนขึ้นมา มีการแนะนำชิ้นส่วนเพิ่มเติมเพื่อแก้ไขความคลาดเคลื่อนของเลนส์ กล้องโทรทรรศน์แบบเลนส์ซึ่งเป็นผู้นำมายาวนานคือกล้องโทรทรรศน์หอดูดาว Yerkes ที่มีเลนส์เส้นผ่านศูนย์กลาง 102 เซนติเมตร

กล้องโทรทรรศน์กระจก

ในกล้องโทรทรรศน์กระจกธรรมดาหรือกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อน เลนส์คือกระจกทรงกลมที่รวบรวมรังสีแสงและสะท้อนกลับโดยใช้กระจกเพิ่มเติมที่หันไปทางช่องมองภาพ ซึ่งเป็นเลนส์ที่จุดโฟกัสของภาพ การสะท้อนกลับคือการสะท้อน กล้องโทรทรรศน์กระจกเงาไม่ได้รับผลกระทบจากความคลาดเคลื่อนสี เนื่องจากแสงในเลนส์ไม่หักเห แต่ตัวสะท้อนแสงมีความคลาดเคลื่อนทรงกลมที่เด่นชัดกว่าซึ่งอย่างไรก็ตามจะจำกัดขอบเขตการมองเห็นของกล้องโทรทรรศน์อย่างมาก กล้องโทรทรรศน์กระจกเงายังใช้โครงสร้างที่ซับซ้อน พื้นผิวกระจกที่ไม่ใช่ทรงกลม และอื่นๆ

กล้องโทรทรรศน์กระจกเงานั้นง่ายกว่าและถูกกว่าในการผลิต นั่นคือสาเหตุที่การผลิตของพวกเขาได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา ในขณะที่กล้องโทรทรรศน์เลนส์ขนาดใหญ่ตัวใหม่ไม่ได้ถูกสร้างขึ้นมาเป็นเวลานานมากแล้ว กล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงที่ใหญ่ที่สุดมีเลนส์หลายกระจกที่ซับซ้อน เทียบเท่ากับกระจกทั้งบานที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 11 เมตร เลนส์ SLR เสาหินที่ใหญ่ที่สุดวัดได้เพียง 8 เมตร กล้องโทรทรรศน์แสงที่ใหญ่ที่สุดในรัสเซียคือกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสง 6 เมตร BTA (Big Azimuth Telescope) กล้องโทรทรรศน์ เป็นเวลานานเป็นที่ใหญ่ที่สุดในโลก

ลักษณะของกล้องโทรทรรศน์

กำลังขยายของกล้องโทรทรรศน์- กำลังขยายของกล้องโทรทรรศน์เท่ากับอัตราส่วนของทางยาวโฟกัสของเลนส์และช่องมองภาพ ถ้าสมมุติว่าทางยาวโฟกัสของเลนส์คือ 2 เมตรและเลนส์ใกล้ตาคือ 5 ซม. กำลังขยายของกล้องโทรทรรศน์ดังกล่าวจะเป็น 40 เท่า หากคุณเปลี่ยนช่องมองภาพ คุณสามารถเปลี่ยนกำลังขยายได้ นี่คือสิ่งที่นักดาราศาสตร์ทำ ท้ายที่สุดแล้ว คุณไม่สามารถเปลี่ยนเลนส์ขนาดใหญ่ได้จริงหรือ!

ออกจากนักเรียน- ภาพที่ช่องมองภาพสร้างขึ้นสำหรับดวงตา โดยทั่วไป จะมีขนาดใหญ่กว่ารูม่านตาหรือเล็กกว่าก็ได้ หากภาพมีขนาดใหญ่ขึ้น แสงบางส่วนจะไม่เข้าตา กล้องโทรทรรศน์จะไม่ถูกใช้งาน 100% ภาพนี้เรียกว่ารูม่านตาทางออก และคำนวณโดยสูตร: p=D:W โดยที่ p คือรูม่านตาทางออก D คือเส้นผ่านศูนย์กลางของเลนส์ และ W คือกำลังขยายของกล้องโทรทรรศน์ด้วยช่องมองภาพที่กำหนด หากเราเอาขนาดของรูม่านตาเป็น 5 มม. ก็เป็นเรื่องง่ายที่จะคำนวณกำลังขยายขั้นต่ำซึ่งสมเหตุสมผลที่จะใช้กับเลนส์กล้องโทรทรรศน์ที่กำหนด ลองใช้ขีดจำกัดนี้สำหรับเลนส์ 15 ซม.: 30x

ความละเอียดของกล้องโทรทรรศน์

เนื่องจากแสงคือคลื่น และคลื่นไม่เพียงแต่มีลักษณะการหักเหของแสงเท่านั้น แต่ยังมีลักษณะการเลี้ยวเบนด้วย แม้แต่กล้องโทรทรรศน์ที่ล้ำหน้าที่สุดก็ไม่สามารถถ่ายภาพดาวชี้ในรูปของจุดได้ ภาพในอุดมคติของดาวฤกษ์จะดูเหมือนจานที่มีวงแหวนหลายจุด (ที่มีจุดศูนย์กลางร่วม) ซึ่งเรียกว่า วงแหวนเลี้ยวเบน ขนาดของจานเลี้ยวเบนจะจำกัดความละเอียดของกล้องโทรทรรศน์ ทุกสิ่งที่ครอบคลุมดิสก์นี้ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์นี้ ขนาดเชิงมุมของแผ่นจานเลี้ยวเบนในหน่วยอาร์ควินาทีสำหรับกล้องโทรทรรศน์ที่กำหนดจะพิจารณาจากอัตราส่วนอย่างง่าย: r=14/D โดยที่เส้นผ่านศูนย์กลาง D ของเลนส์วัดเป็นเซนติเมตร กล้องโทรทรรศน์ขนาด 15 เซนติเมตรที่กล่าวข้างต้นมีความละเอียดสูงสุดเพียงเสี้ยววินาที ตามสูตรที่ว่าความละเอียดของกล้องโทรทรรศน์ขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางของเลนส์ทั้งหมด นี่เป็นอีกเหตุผลหนึ่งในการสร้างกล้องโทรทรรศน์ให้ใหญ่ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

หลุมสัมพัทธ์- อัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางของเลนส์ต่อทางยาวโฟกัสเรียกว่ารูรับแสงสัมพัทธ์ พารามิเตอร์นี้จะกำหนดอัตราส่วนรูรับแสงของกล้องโทรทรรศน์ เช่น พูดคร่าวๆ คือความสามารถในการแสดงวัตถุให้สว่าง เลนส์ที่มีรูรับแสงสัมพัทธ์ 1:2 – 1:6 เรียกว่าเลนส์ไวแสง ใช้เพื่อถ่ายภาพวัตถุที่มีความสว่างจางๆ เช่น เนบิวลา

กล้องโทรทรรศน์ที่ไม่มีตา

หนึ่งในส่วนที่ไม่น่าเชื่อถือที่สุดของกล้องโทรทรรศน์คือดวงตาของผู้สังเกตการณ์มาโดยตลอด แต่ละคนมีดวงตาของตัวเองและมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง ตาข้างหนึ่งมองเห็นมากขึ้น อีกข้างหนึ่งมองเห็นน้อยลง ตาแต่ละข้างมองเห็นสีต่างกัน ดวงตาของมนุษย์และความทรงจำของเขาไม่สามารถรักษาภาพทั้งหมดที่นำเสนอเพื่อการไตร่ตรองด้วยกล้องโทรทรรศน์ได้ ดังนั้น ทันทีที่เป็นไปได้ นักดาราศาสตร์จึงเริ่มเปลี่ยนดวงตาด้วยเครื่องมือต่างๆ หากคุณเชื่อมต่อกล้องแทนช่องมองภาพ ภาพที่ได้รับจากเลนส์สามารถบันทึกลงบนแผ่นถ่ายภาพหรือฟิล์มได้ แผ่นถ่ายภาพสามารถสะสมการแผ่รังสีของแสงได้ และนี่คือข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือสายตามนุษย์อย่างปฏิเสธไม่ได้และสำคัญ ภาพถ่ายที่มีการเปิดรับแสงนานสามารถแสดงได้มากกว่าที่บุคคลจะมองเห็นผ่านกล้องโทรทรรศน์เดียวกันได้อย่างไม่มีใครเทียบได้ และแน่นอนว่าภาพถ่ายดังกล่าวจะยังคงเป็นเอกสารที่สามารถอ้างอิงได้หลายครั้งในอนาคต มากยิ่งขึ้น วิธีการที่ทันสมัยเป็นกล้อง CCD ที่มีขั้วต่อประจุแบบโพลาร์ เหล่านี้เป็นวงจรไมโครที่ไวต่อแสงซึ่งมาแทนที่แผ่นถ่ายภาพและถ่ายโอนข้อมูลที่สะสมไปยังคอมพิวเตอร์หลังจากนั้นจึงสามารถถ่ายภาพใหม่ได้ ศึกษาสเปกตรัมของดวงดาวและวัตถุอื่นๆ โดยใช้สเปกโตรกราฟและสเปกโตรมิเตอร์ที่ติดอยู่กับกล้องโทรทรรศน์ ไม่มีตาคนใดที่สามารถแยกแยะสีได้อย่างชัดเจนและวัดระยะห่างระหว่างเส้นในสเปกตรัมได้ ดังที่อุปกรณ์ที่กล่าวมาข้างต้นทำได้ง่าย ซึ่งจะช่วยบันทึกภาพของสเปกตรัมและคุณลักษณะของสเปกตรัมไว้สำหรับการศึกษาครั้งต่อไปด้วย สุดท้ายนี้ ไม่มีใครสามารถมองผ่านกล้องโทรทรรศน์สองตัวพร้อมกันด้วยตาข้างเดียวได้ ระบบที่ทันสมัยของกล้องโทรทรรศน์ตั้งแต่สองตัวขึ้นไปที่เชื่อมต่อกันด้วยคอมพิวเตอร์เครื่องเดียวและเว้นระยะห่างกัน ซึ่งบางครั้งอยู่ห่างจากกันหลายสิบเมตร ทำให้สามารถบรรลุความละเอียดสูงอย่างน่าอัศจรรย์ได้ ระบบดังกล่าวเรียกว่าอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ ตัวอย่างของระบบกล้องโทรทรรศน์ 4 ตัวคือ VLT ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่เราได้รวมกล้องโทรทรรศน์สี่ประเภทเข้าไว้ในส่วนย่อยเดียว ชั้นบรรยากาศของโลกส่งความยาวคลื่นที่สอดคล้องกันของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างไม่เต็มใจ ดังนั้นกล้องโทรทรรศน์เพื่อศึกษาท้องฟ้าในช่วงเหล่านี้จึงมีแนวโน้มที่จะถูกพกพาไปในอวกาศ การพัฒนาสาขาดาราศาสตร์อัลตราไวโอเลต รังสีเอกซ์ แกมมา และอินฟราเรด เกี่ยวข้องโดยตรงกับการพัฒนาด้านอวกาศ

กล้องโทรทรรศน์วิทยุ

เลนส์ของกล้องโทรทรรศน์วิทยุส่วนใหญ่มักเป็นชามโลหะรูปทรงพาราโบลา สัญญาณที่รวบรวมมานั้นจะได้รับจากเสาอากาศซึ่งอยู่ที่โฟกัสของเลนส์ เสาอากาศเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ ซึ่งมักจะประมวลผลข้อมูลทั้งหมด ทำให้เกิดภาพที่มีสีผิดเพี้ยน กล้องโทรทรรศน์วิทยุก็เหมือนกับเครื่องรับวิทยุ สามารถรับความยาวคลื่นได้ครั้งละหนึ่งเท่านั้น ในหนังสือของ B. A. Vorontsov-Velyaminov “ Essays on the Universe” มีภาพประกอบที่น่าสนใจมากซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับหัวข้อการสนทนาของเรา ที่หอดูดาวแห่งหนึ่ง แขกจะถูกขอให้มาที่โต๊ะแล้วหยิบกระดาษขึ้นมาหนึ่งแผ่น บุคคลนั้นหยิบกระดาษแผ่นหนึ่งและอ่านข้อความต่อไปนี้ที่ด้านหลัง: "การหยิบกระดาษแผ่นนี้แสดงว่าคุณใช้พลังงานมากกว่าที่กล้องโทรทรรศน์วิทยุทั่วโลกได้รับตลอดการดำรงอยู่ของดาราศาสตร์วิทยุ" หากคุณอ่านหัวข้อนี้ (และควรอ่าน) คุณอาจจำได้ว่าคลื่นวิทยุมีความยาวคลื่นที่ยาวที่สุดในบรรดารังสีแม่เหล็กไฟฟ้าทุกประเภท ซึ่งหมายความว่าโฟตอนที่สอดคล้องกับคลื่นวิทยุจะมีพลังงานน้อยมาก เพื่อรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับดวงดาวในรังสีวิทยุในปริมาณที่ยอมรับได้ นักดาราศาสตร์จึงสร้างกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ หลายร้อยเมตร – นี่คือเหตุการณ์สำคัญที่ไม่น่าแปลกใจสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางเลนส์ที่วิทยาศาสตร์สมัยใหม่ทำได้ โชคดีที่ทุกสิ่งในโลกเชื่อมโยงถึงกัน การสร้างกล้องโทรทรรศน์วิทยุขนาดยักษ์ไม่ได้เกี่ยวข้องกับปัญหาเดียวกันในการประมวลผลพื้นผิวเลนส์ซึ่งหลีกเลี่ยงไม่ได้ในการสร้างกล้องโทรทรรศน์แบบใช้แสง ข้อผิดพลาดที่อนุญาตของพื้นผิวนั้นแปรผันตามความยาวคลื่น ดังนั้นบางครั้งชามโลหะของกล้องโทรทรรศน์วิทยุจึงไม่ใช่พื้นผิวเรียบ แต่เป็นเพียงตะแกรงและสิ่งนี้จะไม่ส่งผลกระทบต่อคุณภาพการรับสัญญาณ แต่อย่างใด ความยาวคลื่นที่ยาวยังทำให้สามารถสร้างระบบอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ขนาดใหญ่ได้ บางครั้งกล้องโทรทรรศน์จากทวีปต่างๆ ก็เข้าร่วมในโครงการดังกล่าว โครงการนี้ประกอบด้วยอินเทอร์เฟอโรมิเตอร์ขนาดอวกาศ หากเป็นจริง ดาราศาสตร์วิทยุจะถึงขีดจำกัดที่ไม่เคยมีมาก่อนในการแยกแยะวัตถุท้องฟ้า นอกเหนือจากการรวบรวมพลังงานที่ปล่อยออกมาจากเทห์ฟากฟ้าแล้ว กล้องโทรทรรศน์วิทยุยังสามารถ "ส่องสว่าง" พื้นผิวของวัตถุในระบบสุริยะด้วยรังสีวิทยุ สัญญาณที่ส่งจากโลกไปยังดวงจันทร์จะสะท้อนจากพื้นผิวดาวเทียมของเราและจะได้รับจากกล้องโทรทรรศน์ตัวเดียวกับที่ส่งสัญญาณ วิธีการวิจัยนี้เรียกว่าเรดาร์ คุณสามารถเรียนรู้ได้มากมายโดยใช้เรดาร์ เป็นครั้งแรกที่นักดาราศาสตร์เรียนรู้ว่าดาวพุธหมุนรอบแกนของมันในลักษณะนี้ ระยะทางถึงวัตถุ ความเร็วของการเคลื่อนไหวและการหมุน การผ่อนปรน ข้อมูลบางอย่างเกี่ยวกับ องค์ประกอบทางเคมีพื้นผิว - นี่คือข้อมูลสำคัญที่สามารถกำหนดได้โดยวิธีเรดาร์ ตัวอย่างที่ทะเยอทะยานที่สุดของการวิจัยดังกล่าวคือ การทำแผนที่พื้นผิวดาวศุกร์โดยสมบูรณ์ ซึ่งดำเนินการโดยยานอวกาศมาเจลลันในช่วงเปลี่ยนผ่านของทศวรรษที่ 80 และ 90 ดังที่คุณคงทราบแล้วว่า ดาวเคราะห์ดวงนี้ซ่อนพื้นผิวของมันจากสายตามนุษย์ไว้เบื้องหลังบรรยากาศที่หนาแน่น คลื่นวิทยุทะลุผ่านเมฆโดยไม่มีสิ่งกีดขวาง ตอนนี้เรารู้เกี่ยวกับภูมิประเทศของดาวศุกร์ดีกว่าภูมิประเทศของโลก (!) เพราะบนโลกมหาสมุทรที่ปกคลุมทำให้ไม่สามารถศึกษาพื้นผิวแข็งส่วนใหญ่ของโลกได้ อนิจจา ความเร็วการแพร่กระจายของคลื่นวิทยุมีสูงแต่ไม่จำกัด นอกจากนี้ เมื่อระยะห่างของกล้องโทรทรรศน์วิทยุจากวัตถุ การกระจายตัวของสัญญาณที่ส่งและสะท้อนจะเพิ่มขึ้น ที่ระยะดาวพฤหัสบดี-โลก การรับสัญญาณเป็นเรื่องยากอยู่แล้ว ตามมาตรฐานทางดาราศาสตร์แล้ว เรดาร์ถือเป็นอาวุธระยะประชิด

กล้องโทรทรรศน์อินฟราเรด

คลื่นอินฟราเรดคือความร้อน เพื่อบันทึกความร้อนของวัตถุที่อยู่ห่างไกลมาก จำเป็นต้องแยกอุปกรณ์รับออกจากการแผ่รังสีความร้อนทั้งหมดที่เกิดจากวัตถุใกล้เคียง รวมถึงตัวกล้องโทรทรรศน์ด้วย ปัจจุบัน เครื่องมือวัดรังสีอินฟราเรดถูกวางไว้ในสุญญากาศและระบายความร้อนด้วยฮีเลียมเหลว อุปกรณ์เหล่านี้ทำงานอย่างไร? ลองนึกภาพแผ่นฟอยล์บางๆ ที่มีกระแสไหลผ่าน หากอุณหภูมิของฟอยล์เปลี่ยนแปลงความต้านทานของโลหะก็จะเปลี่ยนไปและกระแสที่ไหลผ่านจะเปลี่ยนไปตามไปด้วย ด้วยการวัดกระแสคุณสามารถกำหนดระดับความร้อนของฟอยล์ได้ นั่นคือหลักการ เฉพาะพื้นผิวของฟอยล์ซึ่งมีรังสีจากวัตถุเข้มข้นเท่านั้นที่จะถูกทำให้เป็นสีดำเพื่อให้ดูดซับความร้อนได้ดีขึ้น เราได้พูดคุยเกี่ยวกับการระบายความร้อนของอุปกรณ์ทั้งหมดแล้ว

กล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดไม่มีความสามารถของกล้องโทรทรรศน์แบบออปติคัลในการรับรู้ความยาวคลื่นทั้งหมดของช่วงในคราวเดียว โดยปกติแล้วอุปกรณ์จะมีความไวต่อพื้นที่แคบๆ ของสเปกตรัม ด้วยวิธีนี้ กล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดจึงคล้ายกับกล้องโทรทรรศน์วิทยุ โดยรับสัญญาณที่ความยาวคลื่นเดียวเท่านั้น นอกจากนี้ยังคล้ายกับการสร้างภาพของวัตถุในรังสีที่ตามองไม่เห็นด้วยสีเท็จ บ่อยครั้งในภาพถ่ายอินฟราเรด เฉดสีแดงถูกใช้เพื่อระบุลักษณะความเข้มของการแผ่รังสีของส่วนใดส่วนหนึ่งของภาพ ดังนั้น หากคุณเห็นภาพที่มีสีแดงอยู่เป็นจำนวนมาก โปรดทราบว่า เป็นไปได้มากว่าภาพนี้ถ่ายโดยใช้รังสีความร้อน กล้องโทรทรรศน์ตัวเดียวกันอาจมีทั้งแสงและอินฟราเรด เวลาที่ต่างกัน- ตัวอย่างคือกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิล การออกแบบกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดในหลายๆ ด้านนั้นคล้ายคลึงกับการออกแบบกล้องโทรทรรศน์กระจกสะท้อนแสง ที่สุดรังสีความร้อนสามารถสะท้อนด้วยเลนส์ยืดไสลด์ธรรมดาและโฟกัสไปที่จุดหนึ่งซึ่งมีอุปกรณ์วัดความร้อนวางอยู่ นอกจากนี้ยังมีฟิลเตอร์อินฟราเรดที่ส่งเฉพาะรังสีความร้อนเท่านั้น การถ่ายภาพเกิดขึ้นโดยใช้ฟิลเตอร์ดังกล่าว

กล้องโทรทรรศน์อัลตราไวโอเลต

ฟิล์มถ่ายภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งหากทำขึ้นเป็นพิเศษเพื่อจุดประสงค์นี้ก็สามารถสัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลตได้เช่นกัน ดังนั้นจึงไม่มีปัญหาพื้นฐานในการถ่ายภาพอัลตราไวโอเลต นอกจากนี้ ในช่วงสำคัญของช่วงอัลตราไวโอเลต ยังสามารถรับระบบที่มีเลนส์กระจกและอุปกรณ์บันทึกได้ กล้องโทรทรรศน์อัลตราไวโอเลตมีการออกแบบคล้ายคลึงกับกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดหรือกล้องโทรทรรศน์แบบออปติคอล การใช้ตัวกรองทำให้สามารถแยกรังสีออกจากบางส่วนของช่วงได้ โฟตอนที่มีความยาวคลื่นสั้น (น้อยกว่า 2,000 A) ได้รับการบันทึกแล้วโดยใช้วิธีการที่คล้ายกับการลงทะเบียน การฉายรังสีเอกซ์.

กล้องโทรทรรศน์เอ็กซ์เรย์

โฟตอนพลังงานสูง ซึ่งรวมถึงโฟตอนของคลื่นรังสีเอกซ์ กำลังแทรกซึมเข้าไปในระบบเลนส์กระจกทุกชนิดอยู่แล้ว การลงทะเบียนของ wave ดังกล่าวอยู่ภายในความสามารถของตัวนับ อนุภาคมูลฐานเช่น เครื่องนับไกเกอร์ อนุภาคที่เข้าสู่อุปกรณ์ดังกล่าวทำให้เกิดพัลส์กระแสระยะสั้นซึ่งถูกบันทึกไว้ นักดาราศาสตร์เผชิญกับปัญหาใหญ่มากเพื่อให้ได้กล้องโทรทรรศน์ที่มีความละเอียดสูง แม้ว่ากระบวนการบันทึกโฟตอนรังสีเอกซ์จะมีความซับซ้อนก็ตาม แต่ทุกวันนี้ความละเอียดของกล้องโทรทรรศน์เอ็กซ์เรย์ไม่ได้ถึงสองสามองศาเหมือนเมื่อก่อนอีกต่อไป แต่เพียง 1 ฟุตเท่านั้น

กล้องโทรทรรศน์รังสีแกมมา

โฟตอนรังสีแกมมามีพลังมากกว่าโฟตอนรังสีเอกซ์เสียอีก พวกเขายังได้รับการลงทะเบียนโดยอุปกรณ์เคาน์เตอร์พิเศษซึ่งมีการออกแบบที่แตกต่างกันเท่านั้น อนิจจาความละเอียดของกล้องโทรทรรศน์รังสีแกมมาไม่เกินสองหรือสามองศา ทุกวันนี้กล้องโทรทรรศน์รังสีแกมมาบันทึกการมีอยู่และทิศทางโดยประมาณของสิ่งที่เรียกว่าการระเบิดของรังสีแกมมาซึ่งเป็นการระเบิดของรังสีแกมมาที่ทรงพลังซึ่งยังไม่พบสาเหตุ การสังเกตแสงแฟลร์พร้อมกันด้วยกล้องโทรทรรศน์รังสีแกมมาสองหรือสามตัวช่วยให้สามารถระบุตำแหน่งของแฟลร์ได้อย่างแม่นยำไม่มากก็น้อย การใช้กล้องโทรทรรศน์รังสีแกมมาและกล้องโทรทรรศน์ที่ได้รับรังสีชนิดอื่นๆ ร่วมกันในช่วงไม่กี่ปีมานี้ ได้ช่วยระบุการระเบิดของรังสีแกมมาด้วยวัตถุที่มองเห็นได้โดยเฉพาะ

การสังเกตการณ์เป็นการวัดพื้นฐานของดาราศาสตร์ในฐานะวิทยาศาสตร์ พวกมันจะถูกนำไปเปรียบเทียบกับข้อมูลและทฤษฎีที่สร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการโดยนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์และนักวิทยาศาสตร์กายภาพอื่นๆ เพื่อทดสอบการทำนายที่พิสูจน์ได้

นักดาราศาสตร์มีสถานะพิเศษในหมู่นักวิทยาศาสตร์ตรงที่ไม่สามารถทำการทดลองในหัวข้อวิจัยของตนได้โดยตรง นักดาราศาสตร์ต้องรอโฟตอน (และปัจจุบันคือรังสีที่ไม่ใช่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในรูปแบบอื่น) เพื่อเดินทางผ่านจักรวาลมายังโลกและให้บุคคลหนึ่งใช้อุปกรณ์อย่างใดอย่างหนึ่งมองเห็นได้

กุญแจสำคัญในการค้นพบคือการมีกล้องโทรทรรศน์ที่เหมาะสมในตำแหน่งที่เหมาะสมในการเป็นพยานถึงโฟตอนและประวัติศาสตร์ของพวกมัน

ในประวัติศาสตร์ของมนุษย์ส่วนใหญ่ การสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์เกิดขึ้นเกินกว่าที่ตาจะมองเห็นได้
บทความนี้จะกล่าวถึงความรู้พื้นฐานบางประการเกี่ยวกับกล้องโทรทรรศน์สำหรับดาราศาสตร์ขั้นพื้นฐานหรือการสังเกตส่วนตัว ข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับอุปกรณ์เหล่านี้มีความเข้มข้นที่ https://www.4glaza.ru/katalog/teleskopy/veber/

ความเป็นเอกลักษณ์ของเครื่องมือในการสังเกตวัตถุท้องฟ้า

เป็นเวลาหลายปีมาแล้วที่กล้องโทรทรรศน์ใช้ในการสังเกตวัตถุท้องฟ้า เครื่องมือในการสังเกตวัตถุที่อยู่ห่างไกลเหล่านี้ได้เปลี่ยนความเข้าใจและความรู้เกี่ยวกับวัตถุในจักรวาลของเรา นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรกำลังดำเนินการพัฒนาใหม่ๆ โดยอาศัยการวัดพารามิเตอร์ความยาวคลื่นที่มาจากวัตถุท้องฟ้า พร้อมด้วยเทคโนโลยีที่ได้รับการปรับปรุงสำหรับการสร้างกล้องโทรทรรศน์หลายประเภท

มี ประเภทต่างๆเครื่องมือนี้มีตั้งแต่เครื่องฉายแสงในครัวเรือนที่ผลิตโดย Veber ไปจนถึงเครื่องเอ็กซ์เรย์ที่ซับซ้อนที่สุดที่ผลิตเพื่อประโยชน์ขององค์การบริหารการบินและอวกาศ NASA, European Space Agency ESA หรือ Russian Roscosmosการศึกษาดาวฤกษ์ในระยะต่างๆ โดยละเอียดสามารถทำได้โดยใช้เครื่องมือเหล่านี้ซึ่งใช้เพื่อวัตถุประสงค์เฉพาะ

บทความนี้จะตอบคำถามว่ากล้องโทรทรรศน์คืออะไร ตลอดจนหน้าที่และวัตถุประสงค์ในการวิเคราะห์สัญญาณจากจักรวาลของเรา

เรื่องราว

นับตั้งแต่ศตวรรษที่ 17 อุปกรณ์สังเกตการณ์ท้องฟ้าได้กลายเป็นหนึ่งในเครื่องมือสำคัญในการระบุปรากฏการณ์ที่ไม่คาดคิดในจักรวาล

ข้อขัดแย้งระหว่างดาราศาสตร์จุดศูนย์กลางโลกแบบดั้งเดิมกับผู้ที่สนับสนุนระบบเฮลิโอเซนตริกของโคเปอร์นิกัน มีอิทธิพลสำคัญต่อการค้นพบกล้องโทรทรรศน์นี้

ในขั้นต้น การประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ถือเป็นต้นแบบของเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ ไม่ใช่สิ่งประดิษฐ์ของนักวิทยาศาสตร์ เครื่องมือนี้ทำให้ผู้คนสามารถสังเกตสิ่งต่าง ๆ ที่มนุษยชาติไม่เคยเห็นมาก่อน เพิ่มความรู้สึกของมนุษย์และความรู้เกี่ยวกับวัตถุในอวกาศ ปรมาจารย์สร้างเครื่องมือที่เราเรียกว่ากล้องโทรทรรศน์ การใช้วัตถุนูนและเว้าในการขยายและลดเป็นที่รู้จักกันมาตั้งแต่สมัยโบราณ

ในโลกตะวันตก เลนส์ได้รับความนิยมในช่วงปลายศตวรรษที่ 13 กาลิเลโอเป็นคนแรกที่ใช้เครื่องมือหักเหของแสงเป็นเครื่องมือในการสังเกตดาวเคราะห์ ดวงจันทร์ และดวงดาวในปี 1609 กาลิเลโอใช้คำภาษากรีกว่า "เทเล" และใช้คำว่า "สโกเปียน" เป็นรูปลักษณ์ เพื่อตั้งชื่อเครื่องมือในการสังเกตท้องฟ้า กาลิเลโอพิสูจน์ว่าแบบจำลองเฮลิโอเซนทริกที่คาดการณ์ไว้ของระบบสุริยะนั้นถูกต้อง เขาแสดงให้เห็นว่าดาวศุกร์มีระยะที่สมบูรณ์คล้ายกับดวงจันทร์ การค้นพบของกาลิเลโอยังพิสูจน์ว่าแบบจำลองของปโตเลมีเป็นไปไม่ได้จากการสังเกตของเขา

การค้นพบของกาลิเลโอเปลี่ยนความเข้าใจของเราเกี่ยวกับจักรวาลผ่านการสังเกตของเขาด้วยกล้องโทรทรรศน์ นอกจากนี้ ยังมีการค้นพบวัตถุใหม่ๆ บนท้องฟ้าเมื่อกาลิเลโอใช้เครื่องมือทางแสงเพื่อพิสูจน์มุมมองแบบเฮลิโอเซนทริก

ประเภทของกล้องโทรทรรศน์

ความยาวคลื่นหรือรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าจากวัตถุในจักรวาลมีความแตกต่างกัน ดังนั้นอุปกรณ์สำหรับตรวจสอบวัตถุที่อยู่ห่างไกลจึงถูกจำแนกตามการออกแบบ มีทั้งช่วงแสง รังสีเอกซ์ อินฟราเรด และกล้องโทรทรรศน์วิทยุ

ออปติคัล

กล้องโทรทรรศน์แบบใช้แสงเป็นกล้องโทรทรรศน์ที่พบได้บ่อยที่สุดเนื่องจากโดยพื้นฐานแล้วใช้เพื่อสังเกตวัตถุที่อยู่ห่างไกลในส่วนที่มองเห็นได้ของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าของแสงที่มองเห็นได้ เนื่องจากสามารถสังเกตแสงที่มองเห็นได้จากโลก กล้องโทรทรรศน์เชิงแสงส่วนใหญ่จึงสามารถติดตั้งบนพื้นได้

ความบิดเบี้ยวของบรรยากาศบางอย่างอาจทำให้การสังเกตไม่ถูกต้องสำหรับมืออาชีพ

เอ็กซ์เรย์

การแผ่รังสีจากวัตถุที่อยู่ห่างไกลและความยาวคลื่นที่สั้นกว่านั้นตรวจพบได้โดยใช้กล้องโทรทรรศน์รังสีเอกซ์ที่อยู่บนยานอวกาศ ตำแหน่งบนยานอวกาศนั้นเนื่องมาจากบรรยากาศทึบแสง จึงปิดกั้นรังสีแกมมา รังสีเอกซ์ และแสงอัลตราไวโอเลตที่สามารถใช้ได้เฉพาะในอวกาศเท่านั้น ดังนั้นจึงไม่มีกล้องโทรทรรศน์รังสีเอกซ์ตั้งอยู่บนพื้นดิน

กล้องโทรทรรศน์วิทยุ

กล้องโทรทรรศน์ประเภทอื่นๆ ทั่วไปที่สามารถติดตั้งบนโลกได้คือ กล้องโทรทรรศน์วิทยุ ซึ่งใช้สำหรับดาราศาสตร์วิทยุ เนื่องจากสามารถรับคลื่นวิทยุจากจักรวาลได้ เสาอากาศจึงเปิดและมีขนาดค่อนข้างใหญ่ เนื่องจากชั้นบรรยากาศไม่ปิดกั้นคลื่นวิทยุ จึงไม่จำเป็นที่จะต้องติดตั้งกล้องโทรทรรศน์วิทยุเหนือชั้นบรรยากาศโลก กล้องโทรทรรศน์วิทยุสามารถใช้เพื่อสังเกตวัตถุเช่นควาซาร์ เพื่อตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงทางจักรวาลวิทยา ควอซาร์และกาแลคซีสามารถศึกษาได้โดยใช้สเปกโทรสโกปี ซึ่งจะช่วยจัดทำแผนผังโครงสร้างของจักรวาลเนื่องจากการเคลื่อนไปทางสีแดงเป็นสัดส่วนกับระยะทาง

กล้องโทรทรรศน์แบบใช้แสงและวิทยุมักตั้งอยู่ในภูเขาหรือนอกเขตเมือง เนื่องจากมลพิษทางแม่เหล็กไฟฟ้าและแสงจากเมืองอาจส่งผลต่อผลลัพธ์ของการสังเกต

ตัวอย่างเช่น เพื่อหลีกเลี่ยงการแทรกแซงการสังเกตการณ์ที่ใช้โดยกล้องโทรทรรศน์วิทยุในภูมิประเทศที่เป็นภูเขาของนิวเม็กซิโก สหรัฐอเมริกาได้สร้างกล้องโทรทรรศน์วิทยุจำนวนมาก ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในการสังเกตดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์อายุน้อยและหลุมดำ คอมเพล็กซ์สำหรับการสังเกตจักรวาลนี้ถูกสร้างขึ้นเป็นพิเศษนอกเมืองเพื่อหลีกเลี่ยงอิทธิพลระหว่างการสังเกตระหว่างการศึกษาวัตถุทางดาราศาสตร์จำนวนมาก

กล้องโทรทรรศน์บนดาวเทียม

นักวิทยาศาสตร์ใช้กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินเพื่อดูแสงและคลื่นวิทยุที่มองเห็นได้จากดาวฤกษ์
นักวิทยาศาสตร์ใช้ดาวเทียมกับกล้องโทรทรรศน์เพื่อศึกษาจักรวาลในทุกช่วงความยาวคลื่น โดยไม่เบลอหรือทำให้ชั้นบรรยากาศโลกมืดลง

วัตถุจำนวนมากตั้งอยู่บน ขั้นตอนที่แตกต่างกันการพัฒนาในจักรวาลจะปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมา ดังนั้นกล้องโทรทรรศน์ประเภทต่างๆ จึงสามารถให้ภาพของวัตถุเหล่านี้ได้ นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาคลื่นวิทยุจากดาวฤกษ์อายุน้อยเพื่อดูการกำเนิดของดาวฤกษ์หรือการตายของดาวฤกษ์เมื่อใช้เครื่องเอ็กซ์เรย์ เนื่องจากดาวฤกษ์เหล่านี้มักปล่อยรังสีเอกซ์ออกมา ระบบภาคพื้นดินในช่วงนี้ทำให้เกิดการบิดเบือนของภาพ ทำให้ไม่สามารถศึกษาภาพกาแลคซีขนาดใหญ่ได้

หอดูดาวอวกาศฮับเบิลตั้งแต่ปี 1991 เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งที่สามารถศึกษาพื้นที่ท้องฟ้าอย่างลึกซึ้งเพื่อระบุกาแลคซีบน ระยะแรกวิวัฒนาการของพวกเขา สามารถรวบรวมภาพที่แม่นยำและมีรายละเอียดมากขึ้นโดยไม่บิดเบือนบรรยากาศ

อีกตัวอย่างหนึ่งคือหอดูดาวอวกาศจันทราของ NASA ตั้งแต่ปี 1999 หอดูดาวจันทราได้ทำแผนที่ก๊าซร้อนในกระจุกกาแลคซีและกำลังศึกษาหลุมดำทั่วทั้งจักรวาล

หอดูดาวจันทราให้การศึกษาโดยละเอียดเกี่ยวกับท้องฟ้ารังสีเอกซ์ ข้อมูลเหล่านี้ใช้เพื่อศึกษาพลังงานมืดและสสารมืด เนื่องจากพลังงานมืดและสสารไม่ปล่อยรังสีใดๆ อุปกรณ์สังเกตการณ์จึงสามารถช่วยในการศึกษานี้ได้เพียงบางส่วนเท่านั้น เนื่องจากไม่สามารถสังเกตองค์ประกอบความมืดของจักรวาลได้โดยตรง เพื่อศึกษาวัตถุเหล่านี้ นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างเครื่องตรวจจับใหม่จำนวนหนึ่ง การศึกษาพลังงานมืดและสสารมืดอาจเป็นไปได้โดยการรวมเครื่องตรวจจับใหม่เหล่านี้เข้ากับกล้องโทรทรรศน์

ข้อสรุป

โดยสรุปว่ากล้องโทรทรรศน์คืออะไร เราสามารถสังเกตประเภทของเครื่องมือนี้ ซึ่งให้วิธีมากมายในการศึกษาดวงดาว ดาวเคราะห์ และวัตถุในจักรวาล

มีกล้องโทรทรรศน์ตั้งแต่กล้องบ้านราคาไม่แพงตั้งแต่ยี่ห้อ Veber ไปจนถึงกล้องตามอวกาศที่ซับซ้อนที่สุด

กล้องโทรทรรศน์ประเภทต่างๆ ได้รับการพัฒนาเพื่อสังเกตดวงดาวที่ความยาวคลื่นต่างกันทั่วทั้งจักรวาล กล้องโทรทรรศน์มีการใช้งานทางดาราศาสตร์ได้หลากหลาย แม้ว่าวัตถุบางอย่าง เช่น พลังงานมืดและสสารมืด จะไม่สามารถสังเกตได้โดยตรง เทคโนโลยีใหม่ในอนาคตจะสร้างอุปกรณ์และเครื่องมือที่ดีขึ้นสำหรับนักวิทยาศาสตร์ในการค้นพบวัตถุที่ไม่รู้จักในจักรวาลของเรา

ดังนั้นจึงมีการนำเสนอโดยสรุปว่ามีกล้องโทรทรรศน์อะไรบ้างสำหรับการวิจัยและการค้นพบในจักรวาลสำหรับคนรุ่นปัจจุบันและอนาคต