|
|
Tύποι τηλεσκοπίων
Διοπτρικά Τηλεσκόπια
Τα διοπτρικά είναι τα παλιότερα τηλεσκόπια. Ανακαλύφθηκαν τον 17ο αιώνα από τον Γαλιλαίο. Ένα διοπτρικό τηλεσκόπιο αποτελείται από ένα μεγάλο φακό ή όπως λέγεται "αντικειμενικός φακός" που διαθλά τις ακτίνες φωτός σε ένα σημείο εστίασης στην άλλη άκρη του. Το διοπτρικό τηλεσκόπιο δεν απαιτεί ιδιαίτερη συντήρηση και στο εσωτερικό του δεν παρουσιάζει εμπόδια στο εισερχόμενο φως.
Ο κύλινδρος του σώματος του τηλεσκοπίου είναι φτιαγμένος από ατσάλι ή αλουμίνιο για στιβαρότητα. Το βασικό πρόβλημα αυτών των τηλεσκοπίων είναι η χρωματική εκτροπή. Το λευκό φως (όπως και αυτό των άστρων) αποτελείται από πολλά διαφορετικά χρώματα που συνδυάζονται σε ένα. Καθώς το φως περνά από τον αντικειμενικό φακό διαθλάται, "λυγίζει" και συγκεντρώνεται σε ένα εστιακό σημείο. Το πρόβλημα είναι ότι κάθε χρώμα διαθλάται σε ένα ελαφρά διαφορετικό σημείο εστίασης. Έτσι όταν η εστίαση γίνει για ένα χρώμα τα υπόλοιπα χρώματα είναι εκτός εστίασης δημιουργώντας ένα έντονα χρωματισμένο δακτύλιο γύρω από το αντικείμενο παρατήρησης. 
Σήμερα υπάρχουν δύο κατηγορίες διοπτρικών τηλεσκοπίων: τα αχρωματικά και τα αποχρωματικά. Τα αχρωματικά διοπτρικά τηλεσκόπια είναι σχετικά φθηνά και διορθώνουν μερικώς το πρόβλημα της χρωματικής εκτροπής για τα περισσότερα χρώματα. Αποτελούνται από σύστημα δύο φακών με πολύ λεπτά στρώματα αέρα μεταξύ των επιμέρους φακών. Ο πρώτος φακός είναι ένας συγκεντρωτικός φακός και είναι πιο χοντρός στο κέντρο από ότι στις άκρες και κάνει τη μεγαλύτερη διάθλαση. Ο δεύτερος φακός είναι φτιαγμένος ώστε να ταιριάζει στο σχήμα του πρώτου από την μια πλευρά ενώ από την άλλη είναι επίπεδος. Μερικές φορές αναφέρεται και σαν αποκλίνων φακός και αποκλίνει κάποιες ακτίνες χρωμάτων ώστε να εστιάζουν στο σημείο εστίασης του πρώτου φακού. Παρόλα αυτά τα αχρωματικά τηλεσκόπια παρουσιάζουν έντονα προβλήματα σε σχέση με τη χρωματική εκτροπή και εστιάζουν συνήθως μόνο το μπλε και το κόκκινο χρώμα στο ίδιο σημείο.
Στα αποχρωματικά τηλεσκόπια χρησιμοποιείται ο "αποχρωματικός" φακός που αποτελείται από σύστημα τριών ή περισσότερων φακών. Οι φακοί αυτοί εστιάζουν τουλάχιστον τρία χρώματα. Είναι έτσι σχεδιασμένα ώστε η διαφορά μεταξύ του κύριου σημείου εστίασης και των σημείων εστίασης άλλων χρωμάτων να είναι πάρα πολύ μικρή ώστε η χρωματική εκτροπή να εξαλείφεται.
Νευτώνεια (κατοπτρικά) τηλεσκόπια Η σύγχρονη θεωρία οπτικών οφείλει πολλά στον Ισαάκ Νεύτωνα. Έχουν γραφτεί πολλά για τα επιτεύγματα του Νεύτωνα αλλά μια παρεξήγηση τον οδήγησε σε μια μεγάλη αστρονομική ανακάλυψη. Μελετώντας τα διοπτρικά τηλεσκόπια ο Νεύτων έφτασε στο λανθασμένο συμπέρασμα ότι δεν είναι δυνατή η κατασκευή ενός διοπτρικού τηλεσκοπίου χωρίς χρωματική εκτροπή. Και κατά μια έννοια ήταν σωστός. Μόλις πριν από λίγα χρόνια έγινε δυνατή η κατασκευή τηλεσκοπίων χωρίς χρωματική εκτροπή. Ευτυχώς για τους αστρονόμους ο Νεύτων ανακάλυψε το τηλεσκόπιο ανάκλασης το οποίο ονομάζεται και κατοπτρικό. Το νευτώνειο τηλεσκόπιο είναι ο αντίποδας του διοπτρικού τηλεσκοπίου Το νευτώνειο τηλεσκόπιο έχει τον πιο απλό σχεδιασμό και είναι πολύ διαδεδομένο σήμερα. Είναι πολύ εύκολο στην κατασκευή και στοιχίζει λιγότερο. Μερικοί ερασιτέχνες αστρονόμοι κατασκευάζουν μόνοι τους τέτοια τηλεσκόπια. Τα Νευτώνια αποτελούνται από ένα παραβολοειδές πρωτεύον κάτοπτρο και ένα επίπεδο δευτερεύον σε γωνία 45 μοιρών έτσι ώστε να ανακλά το φως έξω από το σωλήνα του τηλεσκοπίου σε ένα προσοφθάλμιο. 
Τα Νευτώνεια τηλεσκόπια είναι πολύ διαδεδομένα στο χώρο των ερασιτεχνών και συνήθως έχουν μεγάλο μήκος και έχουν τον καλύτερο λόγο τιμής προς απόδοση. Αν δεν απαιτείται φορητότητα τότε ένα σχετικά μεγάλο Νευτώνειο (διάμετροι από 10 ως 16 ίντσες) παρέχει εξαιρετική εικόνα αντικειμένων βαθέως ουρανού και σχετικά γρήγορο εστιακό λόγο (f/4-f/6) για αστροφωτογράφιση. Οι ισημερινές στηρίξεις πρέπει να είναι μεγάλες στα νευτώνεια λόγω του μεγάλου βάρους και όγκου του τηλεσκοπίου. Για όσους δεν ενδιαφέρονται για αστροφωτογράφιση υπάρχουν και τα ντοπσόνια (Dobsonian), τα οποία είναι νευτώνεια σε ειδική συμπαγή αλταζιμουθιακή στήριξη. Με τη στήριξη αυτή μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε νευτώνεια με διάμετρο πρωτεύοντος 20 ιντσών.
Τηλεσκόπια Schmidt-Cassegrain Τα τηλεσκόπια Schmidt-Cassegrain (SCT) ανήκουν στην γενικότερη κατηγορία των καταδιοπτρικών. Εδώ και πολλά χρόνια τα SCT είναι τα πιο διαδεδομένα ερασιτεχνικά τηλεσκόπια . Βασισμένα στα Νευτώνεια, αλλά με πολύ μικρότερο μέγεθος είναι καλά και για παρατήρηση αλλά και αστροφωτογραφία. Σε σύγκριση, ένα Νευτώνειο τηλεσκόπιο διαμέτρου 8 ιντσών με εστιακό λόγο f/6 έχει μήκος οπτικού σωλήνα περίπου 1,2 μέτρα. Ένα διοπτρικό 8 ιντσών με εστιακό λόγο f/9 έχει μήκος περίπου 1,8 μέτρα και είτε θα έχει πολύ μεγάλη χρωματική εκτροπή ή θα είναι εξαιρετικά ακριβό. Σε αντίθεση ένα 8 ιντσών SCT είναι λιγότερο από μισό μέτρο. Επομένως, αν θέλουμε φορητότητα και μικρότερο μέγεθος τότε η καλύτερη λύση είναι τα SCT.
 Σε ένα τηλεσκόπιο Schmidt-Cassegrain, το εισερχόμενο φως περνά μέσα από ένα λεπτό διορθωτικό φακό Schmidt στο μπροστινό μέρος του τηλεσκοπίου. Στη συνέχεια χτυπά σε ένα σφαιρικό πρωτεύον κάτοπτρο. Ο διορθωτικός φακός Schmidt είναι απαραίτητος ώστε να ελαχιστοποιηθεί η σφαιρική εκτροπή που προκαλεί το σφαιρικό πρωτεύον κάτοπτρο. Το φως ανακλάται πάνω σε ένα παραβολοειδές δευτερεύον κάτοπτρο που είναι στο κέντρο του φακού Schmidt. Στη συνέχεια, το φως εστιάζεται στο κάτω μέρος του τηλεσκοπίου περνώντας μέσα από μια οπή στο κέντρο του πρωτεύοντος κατόπτρου. Το κυρτό δευτερεύον κάτοπτρο πολλαπλασιάζει τον εστιακό λόγο του τηλεσκοπίου και έτσι τα τηλεσκόπια αυτά επιτυγχάνουν μεγάλο εστιακό λόγο σε μικρό μήκος. Αυτό είναι καλό για την παρατήρηση αλλά δημιουργεί προβλήματα στην φωτογράφιση σε μεγάλο εύρος πεδίου. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιούνται ειδικοί μειωτές του εστιακού λόγου (focal reducers). Τα SCT έχουν κλειστό οπτικό σωλήνα κάτι που ελαχιστοποιεί ρεύματα αέρα στο εσωτερικό και δεν απαιτούν σημαντική συντήρηση.
Κλασικά Cassegrain Το κλασικό Cassegrain είναι ένα τηλεσκόπιο που χρησιμοποιείται ελάχιστα, αλλά αποτελεί την βάση για μια σειρά διαφορετικών σχεδιασμών. Το Cassegrain αποτελείται από ένα παραβολοειδές πρωτεύον κάτοπτρο όπως και τα νευτώνεια και από ένα κυρτό δευτερεύων που εστιάζει το φως πίσω από το πρωτεύων μέσα από μια οπή στο κέντρο του πρωτεύοντος. Τα Cassegrain έχουν συνήθως μεγάλους εστιακούς λόγους (f/12-f/20) και επομένως είναι καλά κυρίως για πλανητική παρατήρηση. Εξαιτίας των αργών εστιακών λόγων δεν είναι καλά για αστροφωτογράφιση βαθέως ουρανού. Επίσης το κόστος τους προσεγγίζει αυτό των διοπτρικών τηλεσκοπίων. 
Maksutov-Cassegrain Ένας άλλος τύπος καταδιοπτρικού τηλεσκοπίου είναι τα Maksutov-Cassegrain. Στα Maksutov-Cassegrain όπως και στα SCT το πρωτεύον κάτοπτρο είναι σφαιρικό και όχι παραβολοειδές. Η διαφορά τους με τα Schmidt-Cassegrain είναι ότι αντί για το λεπτό διορθωτικό φακό Schmidt έχουν ένα συμπαγή αρκετά κοίλο φακό με μικρότερο δευτερεύον κάτοπτρο. Το δευτερεύον κάτοπτρο υλοποιείται από μια μικρή περιοχή επαλουμίνωσης στο κέντρο του διορθωτικού φακού. Τα Maksutov-Cassegrain έχουν μεγαλύτερη αντίθεση και ευκρίνεια από τα αντίστοιχα Schmidt-Cassegrain, αλλά είναι πολύ πιο ακριβά και δύσκολα στην κατασκευή τους σε μεγάλες διαμέτρους. Επειδή έχουν μεγάλους εστιακούς λόγους δεν είναι κατάλληλα για αστροφωτογραφία βαθέως ουρανού. 
Ritchey-Chretien Μια ενδιαφέρουσα παραλλαγή του Cassegrain και πολύ δημοφιλής σε όσους ασχολούνται με την αστροφωτογραφία είναι ο τύπος Ritchey-Chretien (RC). Τα τηλεσκόπια αυτά έχουν υπερβολοειδές πρωτεύον κάτοπτρο που σε συνδυασμό με ένα ειδικό δευτερεύων εξαλείφει ένα είδος εκτροπής που ονομάζεται, κώμα. Το βασικό πλεονέκτημα αυτού του σχεδιασμού είναι ότι όλα τα άστρα φαίνονται στρογγυλά, ακόμα και στην άκρη του οπτικού πεδίου (αντίθετα από τα κομητοειδή άστρα που υπάρχουν σε άλλους σχεδιασμούς που έχουν αυτό το πρόβλημα). Αυτό σημαίνει ότι με το τηλεσκόπιο αυτό γίνονται εξαιρετικά ακριβείς αστρομετρικές μετρήσεις. Τα περισσότερα μεγάλα τηλεσκόπια στον κόσμο, όπως αυτό του Keck ως και το Hubble (HST), είναι τύπου Ritchey-Chretien. Υπάρχουν αρκετοί κατασκευαστές τηλεσκοπίων RC για ερασιτέχνες και τα τελευταία χρόνια είναι πολύ δημοφιλή. Τα RC έχουν τα ίδια υπέρ με τα Schmidt-Cassegrain: είναι μικρά και φορητά με σχετικά μεγάλο εστιακό μήκος (καλή εικόνα για μικρούς στόχους) και σχετικά γρήγορους εστιακούς λόγους (σε σύγκριση με τα κλασικά Cassegrain και τα Maksutov-Cassegrain). Τα RC συναγωνίζονται τα αποχρωματικά διοπτρικά στην τιμή και επειδή σπάνια κατασκευάζονται με διαμέτρους λιγότερο από 10 ίντσες είναι τα πιο ακριβά. Πάντως, είναι ότι καλύτερο μπορεί να επιλέξει ένας ερασιτέχνης αστρονόμος, αν βέβαια το φυσά.
|
|
