Heijastinteleskooppien ominaisuudet

On tapana kutsua heijastinta mikä tahansa laite, jonka päätehtävä on heijastaa... Siten heijastinteleskooppi luotiin käyttämällä tätä optista ilmiötä. Laitteen objektiivissa on linssin sijaan kovera peili, joka heijastaa ja ohjaa valonsäteet okulaariin kuvan katselua tai kuvaamista varten. Tarkastellaan heijastinteleskoopin tärkeimpiä erottavia ominaisuuksia.

Heijastinteleskooppi eroaa toisesta refraktoriteleskooppityypistä siinä, että siihen on asennettu metallista tai lasista valmistettu kovera peili linssijärjestelmän sijaan. Usein tällaisia ​​laitteita kutsutaan "peiliteleskoopeiksi".

Refleksiteleskooppi on melko helppo erottaa tulenkestävästä kaukoputkesta, vaikka ei olisi kokemusta tähtitiedestä. Toisen kaava on melko yksinkertainen. Tämä on putki, jonka halkaisija riippuu objektiivin halkaisijasta, joka sijaitsee havaittavaan kohteeseen päin olevassa päässä. Putken toisessa päässä on okulaari - halkaisijaltaan pienempi linssi, jonka läpi havainnointi suoritetaan. Tällaisen laitteen putken pituus määräytyy linssin polttovälin ja materiaalin lujuuden mukaan, josta se voidaan valmistaa.

Koveralla peilillä varustettu teleskooppi näyttää erilaiselta, koska sillä on täysin erilainen toimintaperiaate ja rakenne. Taivasta päin olevan putken päässä tällaisessa laitteessa ei yleensä voi olla mitään, koska peili on kiinnitetty toiseen päähän.Mutta okulaari on pääsääntöisesti sivulla putken yläosassa. Säteiden polku, toisin kuin refraktori, on jossain määrin tukkeutunut putken keskiakselilla sijaitsevalla prismalla tai litteällä peilillä, johon valo kerätään heijastumaan okulaariin. Heijastimen rakenne ei vaadi pakollista putken käyttöä, ja siksi siitä puuttuu refraktorissa esiintyvät rajoitukset.... Kaikki modernit suuret teleskoopit, mukaan lukien avaruusteleskoopit, on järjestetty seuraavan kaavion mukaisesti: niissä oleva putki korvataan kevyellä verkkorakenteella, jonka tarkoituksena on pitää kaikki optisen järjestelmän elementit.

Amatööritähtitieteilijät ovat käyttäneet menestyksekkäästi molempien tyyppisiä teleskooppeja, ja niillä molemmilla on etunsa ja haittansa, jotka johtuvat toisaalta linssin läpi kulkevan valovirran taittumisesta, toisessa - sen heijastuksesta pinnasta, joka voi olla erilainen. kaarevia. Laitteen matkustamiseen ja liikkumiseen liittyvissä havainnoissa on parempi käyttää refraktoria, sen rakenne on vahvempi. Heijastimen kuljettaminen ei ole toivottavaa, koska se voi aiheuttaa rakenneosien siirtymistä keskiviivaan nähden, minkä jälkeen on tarpeen säätää niiden sijainti ruuveilla - kohdistus. Tällainen kaukoputki voidaan sijoittaa amatööriobservatorioon.

Koveran peilin käyttö linssinä on tulosta tieteellisestä tutkimuksesta, jonka tavoitteena on vähentää linssien aiheuttamia vääristymiä (kromaattisia ja pallomaisia ​​poikkeamia). Tämänsuuntaista tutkimusta tehtiin monissa Euroopan maissa, joissa englantilaiset tutkijat menestyivät erityisen hyvin. Vuonna 1663 James Gregory ehdotti ensimmäisenä heijastavan koveran peilin käyttöä taittolinssin sijasta (ilmeisesti hän keksi ensimmäisen heijastinteleskoopin), vuonna 1673 kuuluisa Robert Hooke esitti kuvatun optisen laitteen järjestelmän.

Suuri Isaac Newton loi kuitenkin ensimmäisen kerran toimivan peililinssillä varustetun teleskoopin vuonna 1668.

Heijastimien reitti ei ollut helppo, linssilaitteet, joita parannettiin samalla, antoivat selkeämmän ja kirkkaamman kuvan. Manner-Euroopan tutkijat (saksalaiset, ranskalaiset, italialaiset) antoivat merkittävän panoksen heidän kehitykseensä. Näytti siltä, ​​että heijastin pysyisi kokeellisen laitteen tasolla.

Haku suuntautui pinnoitteen parantamiseen ja peilien valmistukseen. Myöhemmin vääristymien vähentämiseksi Newtonin ehdottamaan järjestelmään otettiin toistuvasti erilaisia ​​​​innovaatioita, jotka johtivat olennaisesti erilaisiin heijastinteleskooppeihin, mukaan lukien hybridiversiot, kun linssejä ja peilejä käytettiin yhdessä tuotteessa. Uusien materiaalien ja tekniikoiden ilmaantuminen mahdollisti yhä täydellisempien järjestelmien luomisen, ja isoputken puuttuminen teleskoopin suunnittelussa mahdollisti sen tehokkuuden moninkertaistamisen.

Kaikilla heijastimilla on yksi yhteinen piirre - koveran peilin käyttö linssinä... Mutta peilin keräämien säteiden jatkokulku ehdotettiin ohjattavaksi okulaariin eri tavoin.

Isaac Newtonin kehittämää heijastinjärjestelmää pidetään klassisena. Pääpeilissä ei ole reikiä ja se on suhteellisen helppo valmistaa. Tasainen peili, joka sijaitsee lähellä sen kohdistusta, heijastaa valovirtaa kohtisuoraan keskiviivaan nähden. Okulaari sijaitsee sivulla.

Newtonin kaukoputken kaava on yksinkertaisin toteutuksessa, ja sitä käytetään laajalti amatööritähtitieteilijöiden keskuudessa, jotka tekevät omia havaintolaitteitaan. Ja yritykset, jotka tuottavat laitteita amatööritähtitiedeelle, tuottavat tällaisia ​​​​laitteita suuria määriä.

Vuonna 1663 ehdotettu peiliteleskooppisuunnitelma osoittautui erittäin onnistuneeksi antaa suoran kuvan ja sitä voidaan käyttää paitsi tähtitieteellisiin havaintoihin myös maanpäällisissä olosuhteissa. Koveran peilin keskelle tehdään reikä, josta heijastuva valo ohjataan reikään toisella, myös koveralla peilillä, okulaari sijoitetaan kaukoputken keskiviivaa pitkin refraktoriin tai tavanomaiseen kaukoputkeen.

Laurent Cassegrainin 1770-luvulla kehittämä ja toteuttama järjestelmä muistuttaa Gregoryn kaavaa. Koverassa peilissä on myös reikä keskiosassa. Laitteet eroavat toisen peilin muodosta - tarkasteltavassa järjestelmässä se on kupera. Tämän järjestelmän mukaan rakennetut kaukoputket, joiden ominaisuudet ovat samankaltaiset kuin Gregoryn laitteiden, ovat paljon lyhyempiä. Neuvostoliiton tähtitieteilijän Dmitri Maksutovin parantamaa Cassegrain-järjestelmää käytetään nykyään kaikkialla maailmassa amatööriheijastimien luomiseen.

Toinen Cassegrain-teleskoopin muunnos oli 1920-luvulla kehitetty Ritchie-Chretien-järjestelmä. Erilaisen peilimuodon ansiosta oli mahdollista saada suurempi näkökenttä, joka osoittautui käteväksi liikkuvien kohteiden (asteroidit, komeetat, planeetat) tarkkailuun. Ja myös tässä järjestelmässä oli mahdollista vähentää vääristymiä.

Useita yrityksiä on yritetty käyttää koveraa peiliä ilman valovirtaa tukkivaa heijastinta. 1600-luvun 70-luvun alussa William Herschel suunnitteli sellaisen heijastinteleskoopin, jonka okulaari ei estänyt pääpeiliä millään tavalla. Tämä mahdollisti merkittävästi laitteen tehon lisäämisen, mutta aiheutti voimakkaita vääristymiä kooman muodossa. 1760-luvulla M.V. Lomonosov kehitti ja toteutti samanlaisen suunnittelun. Tällä hetkellä tällaisella optisella järjestelmällä varustettuja laitteita käytetään erityisiin havaintoihin, niitä ei käytetä laajalti amatööritähtitiedossa laitteen ja säädön monimutkaisuuden vuoksi.

Dietrich Korsch -järjestelmä kehitettiin 1970-luvulla. Se erottuu kahden, vaan kolmen peilin läsnäolosta, jonka avulla voit korjata suurimman osan vääristymistä.

Tämän järjestelmän laitteita käytetään laajalti erilaisten optisten laitteiden valmistukseen - kiikareista ja monokulaareista amatööriteleskooppeihin. Niiden tärkein etu on laitteen pituuden merkittävä lyhentäminen polttovälin säilyttäen. Peilit on sijoitettu kulmaan optiseen akseliin nähden ilman, että ne estävät toisiaan.

Cassegrain-järjestelmä, jota Bernhard Schmidt paransi 1900-luvun alussa, tuli laajalle levinneeksi. Tämä on hybridimalli, jossa käytetään koveran peilin lisäksi objektiivia.

1900-luvulla heijastinteleskoopit ovat syrjäyttäneet refraktorit kaikista tärkeistä tähtitieteellisistä observatorioista. Valmistustekniikoiden kehittymisen myötä teleskoopeihin asennettujen peilien halkaisija alkoi kasvaa.

Vuonna 1917 maailman suurimmasta heijastimesta tuli observatorio Yhdysvalloissa (Washingtonin osavaltiossa), sen peilin halkaisija oli 100 tuumaa (2,5 metriä). Toisen maailmansodan jälkeen valmistettiin 5 metrin peilillä varustettu laite, joka myös asennettiin Kaliforniaan.

Vanhan maailman suurin atsimuuttiteleskooppi on edelleen suuri atsimuuttiteleskooppi, joka luotiin Neuvostoliitossa viime vuosisadan 70-luvun puolivälissä ja joka asennettiin Karachay-Cherkessin tasavallassa korkealla sijaitsevaan observatorioon.

Maailman suurin moderni kaukoputki kiinteällä peilillä asennetaan Arizonan osavaltioon, Yhdysvaltoihin. Tämä on suuri kiikariteleskooppi. Se on varustettu kahdella identtisellä peilillä, joiden halkaisija on 8,4 metriä. Laite on rakennettu vuonna 2005.

Suurimpia nykyään ovat laitteet, joissa on esivalmistetut segmenttipeilit: Large Canary Telescope, Large South African Telescope ja Hobby-Eberley Telescope (USA).

Peiliteleskoopin käyttö ei ole niin vaikeaa. Toisin kuin refraktori, tällainen laite vaatii kuitenkin erittäin huolellista käsittelyä. Koska heijastinputki on aina auki, siihen voi päästä pölyä. Laskeutumalla peilin pinnalle se vähentää huomattavasti sen heijastavuutta.

Heijastimen siirtäminen on myös ongelmallista, sillä rakenneosilla on taipumus liikkua tärinän vaikutuksesta. Yleensä peiliteleskooppikäsittelyt päättyvät työlään säätöön (kohdistukseen). Teleskooppia voidaan säätää säätöruuveilla, joiden käännökset aiheuttavat peilin siirtymisen, mikä on mahdotonta tehdä nopeasti ilman asianmukaista kokemusta.