Caracteristicile telescoapelor reflectorizante

Se obișnuiește să se numească un reflector orice dispozitiv a cărui funcție principală este de a reflecta... Astfel, a fost creat un telescop reflector folosind acest fenomen optic. În locul unui obiectiv, în obiectivul dispozitivului se află o oglindă concavă, care reflectă și direcționează fasciculele de lumină în ocular pentru vizualizarea sau fotografiarea unei imagini. Să luăm în considerare principalele caracteristici distinctive ale unui telescop reflector.

Un telescop reflector diferă de un alt tip de telescop refractor prin faptul că o oglindă concavă din metal sau sticlă este instalată în el în locul unui sistem de lentile. Adesea, astfel de dispozitive sunt numite telescoape „oglindă”.

Este destul de ușor să distingem un telescop reflex de unul refractar, chiar și fără experiență în astronomie. Schema celui de-al doilea este destul de simplă. Acesta este un tub, al cărui diametru depinde de diametrul lentilei obiectivului situat la capătul care se află în fața obiectului observat. La celălalt capăt al tubului se află un ocular - o lentilă cu un diametru mai mic, prin care se efectuează observația. Lungimea tubului unui astfel de dispozitiv este determinată de distanța focală a lentilei și de rezistența materialului din care poate fi realizat.

Un telescop cu o oglindă concavă arată diferit, deoarece are un principiu de funcționare și structură complet diferit. La capătul țevii cu fața spre cer, un astfel de dispozitiv, în general, poate să nu aibă nimic, deoarece oglinda este fixată la celălalt capăt.Dar ocularul, de regulă, se află pe partea din partea superioară a tubului. Traseul razelor, spre deosebire de refractor, este într-un grad sau altul blocat de o prismă sau o oglindă plată situată de-a lungul axei centrale a tubului, în care lumina este colectată pentru a fi reflectată în ocular. Structura reflectorului nu necesită utilizarea obligatorie a unei țevi și, prin urmare, este lipsită de acele restricții care apar în refractori.... Toate telescoapele mari moderne, inclusiv cele spațiale, sunt aranjate după următoarea schemă: tubul din ele este înlocuit cu o structură de plasă ușoară, al cărei scop este de a susține toate elementele sistemului optic.

Astronomii amatori au folosit cu succes ambele tipuri de telescoape, iar ambele au avantajele și dezavantajele lor, cauzate într-un caz de refracția fluxului de lumină care trece prin lentilă, în celălalt - de reflexia acestuia de la suprafață, care poate avea diferite curburi. Pentru observațiile legate de călătorie și mișcarea dispozitivului, este mai bine să utilizați un refractor, designul său este mai puternic. Transportul reflectorului este nedorit, deoarece poate provoca deplasarea elementelor structurale față de linia centrală, după care va fi necesar să se ajusteze poziția lor folosind șuruburi - aliniere. Un astfel de telescop poate fi plasat într-un observator de amatori.

Utilizarea unei oglinzi concave ca obiectiv este rezultatul cercetărilor științifice care vizează reducerea distorsiunii cauzate de lentile (aberații cromatice și sferice). Cercetările în această direcție s-au desfășurat în multe țări europene, oamenii de știință englezi au avut un succes deosebit în ele. În 1663, James Gregory a fost primul care a propus folosirea unei oglinzi concave reflectorizante în locul unei lentile de refracție (se pare că el a inventat primul telescop reflector), în 1673 faimosul Robert Hooke a întruchipat sistemul descris al unui dispozitiv optic.

Cu toate acestea, marele Isaac Newton a creat pentru prima dată un telescop funcțional cu o lentilă de oglindă în 1668.

Calea reflectoarelor nu a fost ușoară; dispozitivele cu lentile, fiind îmbunătățite în același timp, au oferit o imagine mai clară și mai luminoasă. Oamenii de știință din Europa continentală (germani, francezi, italieni) au adus o contribuție semnificativă la dezvoltarea lor. Părea că reflectorul va rămâne la nivelul unui dispozitiv experimental.

Căutarea a mers în direcția îmbunătățirii acoperirii și fabricarea oglinzilor. Ulterior, pentru a reduce distorsiunile, în sistemul propus de Newton au fost introduse în mod repetat diverse inovații, ceea ce a dus la apariția unor scheme fundamental diferite de telescoape reflectoare, inclusiv versiuni hibride, când lentilele și oglinzile erau folosite într-un singur produs. Apariția de noi materiale și tehnologii a făcut posibilă crearea unor sisteme din ce în ce mai perfecte, iar absența necesității unui tub voluminos în proiectarea telescopului a făcut posibilă multiplicarea eficienței acestuia.

Toate reflectoarele au un lucru în comun - utilizarea unei oglinzi concave ca lentilă... Dar cursul ulterioar al razelor colectate de oglindă a fost propus să fie direcționat în ocular în diferite moduri.

Sistemul reflector, dezvoltat de Isaac Newton, este considerat clasic. Oglinda principală nu are găuri și este relativ ușor de fabricat. O oglindă plată situată în apropierea focarului reflectă fluxul de lumină perpendicular pe linia centrală. Ocularul este situat pe lateral.

Schema telescopului lui Newton este cea mai simplă în execuție și este utilizată pe scară largă printre astronomii amatori care își fac propriile echipamente de observare. Iar companiile care produc echipamente pentru astronomia amatoare produc astfel de dispozitive în cantități mari.

Schema unui telescop cu oglindă propusă în 1663 s-a dovedit a fi foarte reușită, de atunci oferă o imagine directă și poate fi folosit nu numai pentru observații astronomice, ci și în condiții terestre. Se face o gaură în centrul oglinzii concave, lumina reflectată din aceasta este direcționată în gaură printr-o a doua oglindă, de asemenea concavă, ocularul este plasat de-a lungul liniei centrale a telescopului, ca un refractor sau un telescop obișnuit.

Schema, dezvoltată și implementată de Laurent Cassegrain în anii 1770, seamănă cu schema lui Gregory. Oglinda concavă are și un orificiu în partea centrală. Dispozitivele diferă prin forma celei de-a doua oglinzi - în sistemul în cauză este convex. Telescoapele construite după această schemă, cu caracteristici asemănătoare cu cele ale aparatelor lui Gregory, sunt mult mai scurte. Sistemul Cassegrain, îmbunătățit de astronomul sovietic Dmitri Maksutov, este acum folosit în întreaga lume pentru a crea reflectoare de amatori.

O altă modificare a telescopului Cassegrain a fost sistemul Ritchie-Chretien dezvoltat în anii 1920. Datorită formei diferite a oglinzilor, a fost posibil să se obțină un câmp vizual mai mare, care s-a dovedit a fi convenabil pentru observarea obiectelor în mișcare (asteroizi, comete, planete). Și, de asemenea, în acest sistem a fost posibil să se reducă unele distorsiuni.

Au fost făcute mai multe încercări de a folosi o oglindă concavă fără ca un reflector să blocheze fluxul luminos. La începutul anilor 70 ai secolului al XVII-lea, William Herschel a proiectat un astfel de telescop reflector, al cărui ocular nu a obstrucționat în niciun fel oglinda principală. Acest lucru a făcut posibilă creșterea semnificativă a puterii dispozitivului, dar a dat naștere la distorsiuni puternice sub formă de comă. În anii 1760, un design similar a fost dezvoltat și implementat de M.V. Lomonosov. În prezent, dispozitivele cu o astfel de schemă optică sunt utilizate pentru observații speciale; ele nu sunt utilizate pe scară largă în astronomia amatorilor, din cauza complexității dispozitivului și a ajustării.

Sistemul Dietrich Korsch a fost dezvoltat în anii 1970. Se distinge prin prezența nu a două, ci a trei oglinzi, ceea ce vă permite să corectați majoritatea distorsiunilor.

Dispozitivele acestui sistem sunt utilizate pe scară largă pentru fabricarea diferitelor dispozitive optice - de la binoclu și monoclu până la telescoape de amatori. Principalul lor avantaj este o reducere semnificativă a lungimii dispozitivului, menținând în același timp distanța focală. Oglinzile sunt poziționate într-un unghi față de axa optică fără a se bloca reciproc.

Sistemul Cassegrain, îmbunătățit la începutul secolului XX de Bernhard Schmidt, a devenit larg răspândit. Aceasta este o schemă hibridă, în care, pe lângă o oglindă concavă, se folosește un obiectiv cu lentilă.

În secolul al XX-lea, telescoapele reflectoare au eliminat cu fermitate refractorii din toate observatoarele astronomice importante. Odată cu dezvoltarea tehnologiilor de fabricație, diametrul oglinzilor instalate în telescoape a început să crească.

În 1917, cel mai mare reflector din lume a devenit observatorul din Statele Unite (statul Washington), oglinda sa a ajuns la 100 de inci în diametru (2,5 metri). După al Doilea Război Mondial a fost fabricat un dispozitiv cu oglindă de 5 metri, instalat tot în California.

Cel mai mare telescop azimutal din Lumea Veche rămâne Telescopul Mare Azimutal, creat în URSS la mijlocul anilor '70 ai secolului trecut, montat în Republica Karachay-Cherkess la un observator de mare altitudine.

Cel mai mare telescop modern din lume cu o oglindă solidă este instalat în statul Arizona, SUA. Acesta este un telescop binocular mare. Este echipat cu două oglinzi identice cu diametrul de 8,4 metri. Aparatul a fost construit în 2005.

Cele mai mari astăzi sunt dispozitivele cu oglinzi segmentate prefabricate: Large Canary Telescope, Large South African Telescope și Hobby-Eberley Telescope (SUA).

Folosirea unui telescop cu oglindă nu este atât de dificilă. Cu toate acestea, spre deosebire de un refractor, un astfel de dispozitiv necesită o manipulare foarte atentă. Deoarece tubul reflector este întotdeauna deschis, praful poate intra în el. Așezându-se pe suprafața oglinzii, își reduce foarte vizibil reflectivitate.

Deplasarea reflectorului este, de asemenea, problematică, deoarece elementele structurale tind să se miște sub influența vibrațiilor. De obicei, manipulările cu telescoape cu oglindă se termină cu o ajustare laborioasă (aliniere). Telescopul poate fi reglat folosind șuruburile de reglare, ale căror rotații determină deplasarea oglinzii; este imposibil să faceți acest lucru rapid fără experiență adecvată.