Reflektoru teleskopu īpašības

Pieņemts saukt atstarotāju jebkura ierīce, kuras galvenā funkcija ir atspoguļot... Tādējādi, izmantojot šo optisko parādību, tika izveidots reflektora teleskops. Objektīva vietā ierīces objektīvā atrodas ieliekts spogulis, kas atstaro un virza gaismas starus okulārā attēla apskatīšanai vai fotografēšanai. Apskatīsim reflektora teleskopa galvenās atšķirīgās īpašības.

Reflektora teleskops atšķiras no cita veida refraktora teleskopa ar to, ka tajā lēcu sistēmas vietā ir uzstādīts ieliekts spogulis no metāla vai stikla. Bieži vien šādas ierīces sauc par "spoguļteleskopiem".

Atšķirt refleksu teleskopu no ugunsizturīgā ir diezgan viegli pat bez pieredzes astronomijā. Otrā shēma ir diezgan vienkārša. Šī ir caurule, kuras diametrs ir atkarīgs no objektīva lēcas diametra, kas atrodas galā, kas ir vērsts pret novēroto objektu. Caurules otrā galā ir okulārs - mazāka diametra lēca, caur kuru tiek veikta novērošana. Šādas ierīces caurules garumu nosaka objektīva fokusa attālums un materiāla stiprums, no kura to var izgatavot.

Teleskops ar ieliektu spoguli izskatās savādāk, jo tam ir pavisam cits darbības princips un struktūra. Caurules galā, kas vērsta pret debesīm, šādai ierīcei kopumā var nebūt nekā, jo spogulis ir piestiprināts otrā galā.Bet okulārs, kā likums, atrodas sānos caurules augšpusē. Staru ceļu, atšķirībā no refraktora, vienā vai otrā pakāpē bloķē prizma vai plakans spogulis, kas atrodas gar caurules centrālo asi, kurā tiek savākta gaisma, lai tā tiktu atspoguļota okulārā. Atstarotāja konstrukcijai nav nepieciešama obligāta caurules izmantošana, un tāpēc tai nav ierobežojumu, kas rodas refraktoros.... Visi mūsdienu lielie teleskopi, tostarp kosmosa teleskopi, ir sakārtoti pēc šādas shēmas: caurule tajos ir aizstāta ar vieglu sieta struktūru, kuras mērķis ir noturēt visus optiskās sistēmas elementus.

Astronomi amatieri ir veiksmīgi izmantojuši abu veidu teleskopus, un tiem abiem ir savas priekšrocības un trūkumi, ko vienā gadījumā izraisa caur objektīvu ejošās gaismas plūsmas laušana, otrā - tās atstarošana no virsmas, kas var būt atšķirīga. izliekumi. Novērojumiem, kas saistīti ar ierīces pārvietošanos un kustību, labāk izmantot refraktoru, tā konstrukcija ir stingrāka. Atstarotāja transportēšana ir nevēlama, jo tā var izraisīt konstrukcijas elementu nobīdi attiecībā pret centra līniju, pēc kuras to novietojums būs jāpielāgo, izmantojot skrūves - izlīdzināšanu. Šādu teleskopu var novietot amatieru observatorijā.

Ieliekta spoguļa kā objektīva izmantošana ir zinātnisku pētījumu rezultāts, kura mērķis ir samazināt lēcu radītos kropļojumus (hromatiskās un sfēriskās aberācijas). Pētījumi šajā virzienā tika veikti daudzās Eiropas valstīs, īpaši veiksmīgi tajos bija angļu zinātnieki. 1663. gadā Džeimss Gregorijs pirmais ierosināja refrakcijas lēcas vietā izmantot atstarojošu ieliektu spoguli (acīmredzot viņš izgudroja pirmo reflektora teleskopu), 1673. gadā slavenais Roberts Huks iemiesoja aprakstīto optiskās ierīces sistēmu.

Tomēr izcilais Īzaks Ņūtons pirmo reizi izveidoja darba teleskopu ar spoguļlēcu 1668. gadā.

Atstarotāju ceļš nebija viegls, lēcu ierīces, vienlaikus pilnveidojot, sniedza skaidrāku un gaišāku attēlu. Būtisku ieguldījumu to attīstībā sniedza kontinentālās Eiropas zinātnieki (vācieši, franči, itāļi). Likās, ka atstarotājs paliks eksperimentālas ierīces līmenī.

Meklēšana notika pārklājuma uzlabošanas un spoguļu izgatavošanas virzienā. Pēc tam, lai samazinātu kropļojumus, Ņūtona piedāvātajā sistēmā vairākkārt tika ieviesti dažādi jauninājumi, kuru rezultātā parādījās principiāli atšķirīgas reflektorteleskopu shēmas, tostarp hibrīda versijas, kad vienā izstrādājumā tika izmantotas lēcas un spoguļi. Jaunu materiālu un tehnoloģiju parādīšanās ļāva izveidot arvien perfektākas sistēmas, un tas, ka teleskopa konstrukcijā nebija nepieciešama liela izmēra caurule, ļāva palielināt tā efektivitāti.

Visiem atstarotājiem ir viena kopīga iezīme – ieliekta spoguļa izmantošana kā lēca... Bet spoguļa savākto staru tālāko gaitu tika ierosināts dažādos veidos virzīt okulārā.

Atstarotāju sistēma, ko izstrādājis Īzaks Ņūtons, tiek uzskatīta par klasisku. Galvenajam spogulim nav caurumu, un to ir salīdzinoši viegli izgatavot. Plakans spogulis, kas atrodas tā fokusa tuvumā, atspoguļo gaismas plūsmu perpendikulāri centra līnijai. Okulārs atrodas sānos.

Ņūtona teleskopa shēma ir visvienkāršākā izpildē un tiek plaši izmantota astronomu amatieru vidū, kuri paši izgatavo novērošanas aprīkojumu. Un uzņēmumi, kas ražo iekārtas amatieru astronomijai, ražo šādas ierīces lielos daudzumos.

1663. gadā piedāvātā spoguļteleskopa shēma izrādījās ļoti veiksmīga, kopš sniedz tiešu attēlu un to var izmantot ne tikai astronomiskiem novērojumiem, bet arī sauszemes apstākļos. Ieliektā spoguļa centrā ir izveidots caurums, no tā atstaroto gaismu caurumā virza otrs, arī ieliekts spogulis, okulārs tiek novietots gar teleskopa viduslīniju, piemēram, refraktors vai parastais teleskops.

Shēma, ko 1770. gados izstrādāja un ieviesa Lorāns Kasegrēns, atgādina Gregora shēmu. Ieliektajam spogulim ir arī caurums centrālajā daļā. Ierīces atšķiras ar otrā spoguļa formu - aplūkojamajā sistēmā tas ir izliekts. Teleskopi, kas izgatavoti saskaņā ar šo shēmu un kuru raksturlielumi ir līdzīgi Gregorija ierīcēm, ir daudz īsāki. Cassegrain sistēmu, ko uzlabojis padomju astronoms Dmitrijs Maksutovs, tagad visā pasaulē izmanto amatieru atstarotāju radīšanai.

Vēl viena Cassegrain teleskopa modifikācija bija Ritchie-Chretien sistēma, kas izstrādāta 20. gadsimta 20. gados. Pateicoties atšķirīgajai spoguļu formai, bija iespējams iegūt lielāku redzes lauku, kas izrādījās ērts kustīgu objektu (asteroīdu, komētu, planētu) novērošanai. Un arī šajā sistēmā bija iespējams samazināt dažus kropļojumus.

Ir veikti vairāki mēģinājumi izmantot ieliektu spoguli bez atstarotāja, kas bloķē gaismas plūsmu. 17. gadsimta 70. gadu sākumā Viljams Heršels izstrādāja šādu reflektora teleskopu, kura okulārs nekādi neaizsedza galveno spoguli. Tas ļāva ievērojami palielināt ierīces jaudu, bet izraisīja spēcīgus izkropļojumus komas formā. 1760. gados līdzīgu dizainu izstrādāja un ieviesa M.V.Lomonosovs. Patlaban īpašiem novērojumiem tiek izmantotas ierīces ar šādu optisko shēmu, amatieru astronomijā tās netiek plaši izmantotas ierīces un regulēšanas sarežģītības dēļ.

Dītriha Korša sistēma tika izstrādāta pagājušā gadsimta 70. gados. Tas izceļas ar nevis divu, bet trīs spoguļu klātbūtni, kas ļauj labot lielāko daļu izkropļojumu.

Šīs sistēmas ierīces tiek plaši izmantotas dažādu optisko ierīču ražošanā – no binokļiem un monokļiem līdz amatieru teleskopiem. To galvenā priekšrocība ir ievērojams ierīces garuma samazinājums, vienlaikus saglabājot fokusa attālumu. Spoguļi ir novietoti leņķī pret optisko asi, viens otru neaizsedzot.

Cassegrain sistēma, ko 20. gadsimta sākumā uzlaboja Bernhards Šmits, kļuva plaši izplatīta. Šī ir hibrīda shēma, kurā papildus ieliektam spogulim tiek izmantots objektīva objektīvs.

20. gadsimtā atstarojošie teleskopi ir stingri izspieduši refraktorus no visām svarīgajām astronomijas observatorijām. Līdz ar ražošanas tehnoloģiju attīstību sāka augt teleskopos uzstādīto spoguļu diametrs.

1917. gadā par pasaulē lielāko atstarotāju kļuva observatorija ASV (Vašingtonas štatā), tās spoguļa diametrs sasniedza 100 collas (2,5 metrus). Pēc Otrā pasaules kara tika ražota iekārta ar 5 metru spoguli, arī uzstādīta Kalifornijā.

Lielākais azimuta teleskops Vecajā pasaulē joprojām ir lielais azimuta teleskops, kas tika izveidots PSRS pagājušā gadsimta 70. gadu vidū un tika uzstādīts Karačajas-Čerkesas Republikā augstkalnu observatorijā.

Arizonas štatā, ASV, uzstādīts pasaulē lielākais modernais teleskops ar cietu spoguli. Šis ir lielais binokulārais teleskops. Tas ir aprīkots ar diviem identiskiem spoguļiem, kuru diametrs ir 8,4 metri. Ierīce tika izgatavota 2005. gadā.

Mūsdienās lielākās ir ierīces ar saliekamiem segmentu spoguļiem: lielais Kanāriju teleskops, lielais Dienvidāfrikas teleskops un Hobija-Eberlija teleskops (ASV).

Spoguļteleskopa izmantošana nav tik sarežģīta. Tomēr atšķirībā no refraktora šāda ierīce prasa ļoti rūpīgu apiešanos. Tā kā atstarotāja caurule vienmēr ir atvērta, tajā var iekļūt putekļi. Nostājoties uz spoguļa virsmas, tas ļoti jūtami samazina tā atstarošanas spēju.

Problemātiska ir arī atstarotāja pārvietošana, jo konstrukcijas elementi mēdz kustēties vibrāciju ietekmē. Parasti manipulācijas ar spoguļteleskopiem beidzas ar darbietilpīgu regulēšanu (līdzināšanu). Teleskopu var regulēt, izmantojot regulēšanas skrūves, kuru pagriezieni izraisa spoguļa nobīdi, bez atbilstošas ​​pieredzes to nav iespējams izdarīt ātri.