Характеристики на рефлекторните телескопи

Обичайно е да се нарича рефлектор всяко устройство, чиято основна функция е да отразява... Така е създаден рефлекторен телескоп с помощта на този оптичен феномен. Вместо леща, в обектива на устройството е разположено вдлъбнато огледало, което отразява и насочва светлинните лъчи в окуляра за гледане или фотографиране на изображение. Нека разгледаме основните отличителни характеристики на рефлекторния телескоп.

Рефлекторният телескоп се различава от друг вид рефракционен телескоп по това, че вместо система от лещи в него е монтирано вдлъбнато огледало, изработено от метал или стъкло. Такива устройства често се наричат ​​точно така - "огледален" телескоп.

Доста лесно е да се разграничи рефлексен телескоп от огнеупорен, дори без опит в астрономията. Схемата на втория е доста проста. Това е тръба, чийто диаметър зависи от диаметъра на обективната леща, разположена в края, който е обърнат към наблюдавания обект. В другия край на тръбата има окуляр - леща с по-малък диаметър, през която се извършва наблюдение. Дължината на тръбата на такова устройство се определя от фокусното разстояние на лещата и здравината на материала, от който може да бъде направена.

Телескопът с вдлъбнато огледало изглежда различно, тъй като има напълно различен принцип на действие и структура. В края на тръбата, обърната към небето, такова устройство като цяло може да няма нищо, тъй като огледалото е фиксирано в другия край.Но окулярът, като правило, е отстрани в горната част на тръбата. Пътят на лъчите, за разлика от рефрактора, в една или друга степен е блокиран от призма или плоско огледало, разположено по централната ос на тръбата, в което светлината се събира, за да бъде отразена в окуляра. Структурата на рефлектора не изисква задължително използване на тръба и следователно е лишена от тези ограничения, които възникват в рефракторите.... Всички съвременни големи телескопи, включително космически, са подредени по следната схема: тръбата в тях се заменя с олекотена мрежеста конструкция, чиято цел е да държи всички елементи на оптичната система.

Любителите астрономи успешно използват и двата вида телескопи, като и двата имат своите предимства и недостатъци, причинени в единия случай от пречупването на светлинния поток, преминаващ през лещата, в другия - от отразяването му от повърхността, което може да има различно кривини. За наблюдения, свързани с движението и движението на устройството, е по-добре да използвате рефрактор, дизайнът му е по-здрав. Транспортирането на рефлектора е нежелателно, тъй като може да причини изместване на конструктивните елементи спрямо централната линия, след което ще е необходимо да регулирате позицията им с помощта на винтове - подравняване. Такъв телескоп може да бъде поставен в аматьорска обсерватория.

Използването на вдлъбнато огледало като леща е резултат от научни изследвания, насочени към намаляване на изкривяването, причинено от лещите (хроматични и сферични аберации). Изследвания в тази насока бяха проведени в много европейски страни, английски учени бяха особено успешни в тях. През 1663 г. Джеймс Грегъри е първият, който предлага да се използва отразяващо вдлъбнато огледало вместо рефракционна леща (очевидно той изобретява първия рефлекторен телескоп), през 1673 г. известният Робърт Хук въплъщава описаната система от оптично устройство.

Великият Исак Нютон обаче създава за първи път работещ телескоп с огледална леща през 1668 г.

Пътят на рефлекторите не беше лесен; устройствата за лещи, усъвършенствани в същото време, дадоха по-ясно и по-ярко изображение. Учени от континентална Европа (германци, французи, италианци) имат значителен принос за тяхното развитие. Изглеждаше, че рефлекторът ще остане на нивото на експериментално устройство.

Търсенето вървеше в посока подобряване на покритието и производството на огледала. Впоследствие, за да се намалят изкривяванията, различни иновации бяха многократно въведени в системата, предложена от Нютон, което доведе до появата на фундаментално различни схеми на рефлекторни телескопи, включително хибридни версии, когато лещи и огледала бяха използвани в един продукт. Появата на нови материали и технологии направи възможно създаването на все по-съвършени системи, а липсата на нужда от обемна тръба в дизайна на телескопа направи възможно умножаването на неговата ефективност.

Всички рефлектори имат едно общо нещо - използването на вдлъбнато огледало като леща... Но по-нататъшният ход на лъчите, събрани от огледалото, беше предложен да бъде насочен в окуляра по различни начини.

Рефлекторната система, разработена от Исак Нютон, се счита за класическа. Основното огледало няма дупки и е сравнително лесно за производство. Плоско огледало, разположено близо до неговия фокус, отразява светлинния поток, перпендикулярен на централната линия. Окулярът е разположен отстрани.

Схемата на телескопа на Нютон е най-простата в изпълнение и е широко използвана сред любители астрономи, които сами правят оборудване за наблюдение. И компаниите, които произвеждат оборудване за любителска астрономия, произвеждат такива устройства в големи количества.

Схемата на огледален телескоп, предложена през 1663 г., се оказа много успешна, т.к дава директен образ и може да се използва не само за астрономически наблюдения, но и в земни условия. В центъра на вдлъбнато огледало се прави отвор, отразената от него светлина се насочва в отвора от второ, също вдлъбнато огледало, окулярът се поставя по централната линия на телескопа, като рефрактор или обикновен телескоп.

Схемата, разработена и приложена от Лоран Касегрен през 1770-те, наподобява схемата на Грегъри. Вдлъбнатото огледало също има отвор в централната част. Устройствата се различават по формата на второто огледало - в разглежданата система то е изпъкнало. Телескопите, изградени по тази схема, с характеристики, подобни на тези на уредите на Грегъри, са много по-къси. Системата Cassegrain, подобрена от съветския астроном Дмитрий Максутов, сега се използва по целия свят за създаване на любителски рефлектори.

Друга модификация на телескопа Cassegrain е системата Ritchie-Chretien, разработена през 20-те години на миналия век. Благодарение на различната форма на огледалата беше възможно да се получи по-голямо зрително поле, което се оказа удобно за наблюдение на движещи се обекти (астероиди, комети, планети). И също така в тази система беше възможно да се намалят някои изкривявания.

Направени са няколко опита за използване на вдлъбнато огледало без рефлектор, блокиращ светлинния поток. В началото на 70-те години на 17-ти век Уилям Хершел проектира такъв рефлекторен телескоп, чийто окуляр по никакъв начин не пречи на главното огледало. Това даде възможност да се увеличи значително мощността на устройството, но доведе до силни изкривявания под формата на кома. През 1760-те години подобен дизайн е разработен и приложен от М. В. Ломоносов. Понастоящем устройства с такава оптична схема се използват за специални наблюдения, те не се използват широко в любителската астрономия, поради сложността на устройството и настройката.

Системата на Дитрих Корш е разработена през 70-те години на миналия век. Отличава се с наличието на не две, а три огледала, което ви позволява да коригирате повечето от изкривяванията.

Устройствата на тази система намират широко приложение за производството на различни оптични устройства - от бинокли и монокъли до любителски телескопи. Основното им предимство е значително намаляване на дължината на устройството при запазване на фокусното разстояние. Огледалата са разположени под ъгъл спрямо оптичната ос, без да блокират едно друго.

Системата на Касегрейн, подобрена в началото на 20-ти век от Бернхард Шмид, получава широко разпространение. Това е хибридна схема, в която освен вдлъбнато огледало се използва обектив.

През 20-ти век рефлекторните телескопи твърдо изместиха рефракторите от всички важни астрономически обсерватории. Успоредно с развитието на производствените технологии, диаметърът на огледалата, инсталирани в телескопите, започва да расте.

През 1917 г. най-големият рефлектор в света става обсерваторията в Съединените щати (щат Вашингтон), огледалото му достига 100 инча в диаметър (2,5 метра). След Втората световна война е произведено устройство с 5-метрово огледало, инсталирано също в Калифорния.

Най-големият азимутален телескоп в Стария свят остава Големият азимутален телескоп, създаден в СССР в средата на 70-те години на миналия век, монтиран в Карачаево-Черкесската република във височинна обсерватория.

Най-големият съвременен телескоп в света с масивно огледало е инсталиран в щата Аризона, САЩ. Това е голям бинокулярен телескоп. Оборудвана е с две еднакви огледала с диаметър 8,4 метра. Апаратът е произведен през 2005 г.

Най-големите днес са устройствата със сглобяеми сегментни огледала: Големият телескоп Canary, Големият южноафрикански телескоп и телескопът Hobby-Eberley (САЩ).

Използването на огледален телескоп не е толкова трудно. Въпреки това, за разлика от рефрактора, такова устройство изисква много внимателно боравене. Тъй като рефлекторната тръба е винаги отворена, прахът може да влезе в нея. Като се настани върху повърхността на огледалото, той много забележимо намалява неговата отразяваща способност.

Преместването на рефлектора също е проблематично, тъй като конструктивните елементи са склонни да се движат под въздействието на вибрации. Обикновено манипулациите с огледални телескопи завършват с трудоемка настройка (подравняване). Телескопът може да се регулира с помощта на регулиращите винтове, чиито завои причиняват изместване на огледалото; това е невъзможно да се направи бързо без подходящ опит.