Ce este un telescop astronomic?

pagina anterioara

 

In esenta, telescopul optic este un instrument ce concentreaza o imagine din realitate intr-un manunchi suficient de mic de raze astfel incat sa intre prin pupila ochiului uman. Ca un produs secundar al acestei operatii, lumina este intensificata, lumina slaba devenind usor vizibila.
 

Tipuri de telescoape
 

Există trei tipuri principale de telescoape, īn funcţie de tipul obiectivului colector de lumină:
 

Refractoare (obiectiv dioptric): cunoscute şi sub numele de lunete, adună şi focalizează lumina prin intermediul unei lentile aflată īn partea din faţă a instrumentului.
 

Refractoarele sunt cel mai popular design de telescoape deoarece din punct de vedere istoric este primul model de telescop apărut. Obiectivul este compus fie din două lentile de densităţi diferite (refractoare acromate sau apocromate īn cazul īn cazul folosirii cel puţin a unui element din sticlă ED - extra low dispersion sau a unei lentile din cristal fluorura de calciu), fie din trei sau patru lentile (īn general refractoare apocromate) pentru a reduce sau chiar anula aberaţia cromatică specifică fiecărui tip de sticlă.

Avantajele refractoarelor sunt date de: a) lipsa obstrucţiei centrale īn calea razelor de lumină, specifică celorlalte tipuri de telescoape, ceea ce duce la un contrast foarte mare; b) īşi menţin foarte bine alinierea opticii necesitānd īntreţinere foarte puţină sau deloc; c) sunt utilizabile atāt la observaţii astronomice, cāt şi la observaţii terestre şi d) corectia culorii este foarte bună īn refractorele acromate şi excelentă īn refractoarele apocromate ED sau cele cu fluorit.

Dezavantajele principale sunt greutatea şi preţul lor mare pe măsură ce creşte dimeniunea obiectivului astfel că īn general refractoarele sunt realizate cu aperturi mai mici decāt celelalte designuri de telescoape, precum şi aberaţia cromatică specifică modelelor acromate.
 

Reflectoare newtoniene (obiectiv cataoptric): cunoscute şi sub numele de telescoape, adună şi focalizează lumina prin intermediul unei oglinzi aflată īn partea din spate a instrumentului.

Telescopul newtonian este cel mai simplu dintre telescoapele reflectoare. Oglinda principală este din sticlă şlefuită sub formă sferică īn cazul oglinzilor mici (de obicei pānă la 114 cm) şi sub formă parabolică īn cazul oglinzilor mai mari şi a celor cu un raport focal mic (īn general sub f/8). Parabolizarea este necesară pentru a corecta aberaţia de sfericitate specifică oglinzilor sferice (razele de lumină nu sunt focalizate īntr-un acelaşi punct decāt de partea centrală a oglinzii). Discul de sticlă este acoperit cu un strat de aluminiu, protejat la exterior cu un strat de protecţie īn general din SiO2. Oglinda secundară are rolul de a reflecta razele de lumină sub un unghi de 90 pentru a menţine capul observatorului īnafara acestora şi a le dirija spre ocular. Imaginea produsă de reflectoarele newtoniene este inversată şi īn oglindă, īnsă pentru observaţii astronomice aceasta nu contează pentru că īn spaţiu nu există direcţiile sus-jos, stānga-dreapta.

Principalele avantaje ale reflectoarelor newtoniene sunt: a) cel mai mic cost/diametru apertură comparativ cu celelalte designuri deoarece oglinzile pot fi produse cu un cost mai mic decāt lentilele; b) instrumentele cu oglinzi cu distanţe focale pānă la 1200mm sunt destul de compacte şi portabile; c) datorită aperturilor mari ale reflectoarelor newtoniene acestea sunt excelente pentru observaţii şi astrofotografie la obiecte deepsky puţin luminoase precum galaxii īndepărtate, nebuloase, roiuri de stele; d) sunt foarte bune pentru observaţii planetare şi lunare, instrumentele cu diametre mari permiţānd rezolvarea de detalii fine.

Principalele dezavantaje ale designului newtonian sunt date de obstrucţia centrală a razelor de lumină dată de oglinda secundară şi de faptul că pentru dimensiuni mari ale oglinzii principale lungimea tubului va fi şi ea mare astfel că pentru a ajunge la ocular īn cazul īn care telescopul este īndreptat spre zenit este nevoie de scară. Efectul principal al obstrucţiei centrale este reducerea contrastului, īnsă aceasta nu este majoră pānă la obstrucţii de aproximativ 30-35% din diametru, rar atinse de telescoapele newtoniene, īn general obstrucţia centrală īncadrāndu-se īntre 20% şi 29% din diametru. Aceste neajunsuri sunt compensate īnsă de simplitatea sa şi mai ales valorea scăzută a preţului său de producţie per centimetru de apertură.
 

Catadioptrice: adună şi focalizează lumina prin intermediul unei lentile aflate la partea din faţă a instrumentului ce colectează şi defocalizează lumina pentru a corecta aberaţia de sfericitate a oglinzii principale, a unei oglinzi sferice aflate la partea din spate a instrumentului ce focalizează lumina şi a unei oglinzi secundare aflate īn mijlocul lentilei corectoare ce amplifică distanţa focală şi focalizează razele de lumină īn ocular printr-o gaură localizată īn mijlocul oglinzii principale. Rezultatul este un telescop cu o oglindă mare, o distanţă focală lungă (de obicei īntre f/10 şi f/15) totul īmpachetat īntr-un tub de lungime mică.

Există mai multe tipuri de instrumente catadioptrice, cele mai frecvent īntālnite fiind Schmidt-Cassegrain, Maksutov-Cassegrain, Schmidt-Newtonian, Maksutov-Newtonian, Dall-Kirkham şi Ritchey-Cretien.

Designul Schmidt-Cassegrain foloseşte ca lentilă corectoare o placă subţire de sticlă de formă cuadratică (sub formă de W turtit) pentru a corecta aberaţia de sfericitate oglinzii principale.

Avantajele telescoapelor Schmidt-Cassegrain sunt: a) este designul de telescop optic cel mai versatil, adecvat pentru realizarea de observaţii cu scopuri multiple: observaţii vizuale şi astrofotografie, observaţii deepsky şi observaţii planetare şi lunare; b) combină avantajele optice atāt a lentilelor, cāt şi a oglinzilor, eliminānd īn acelaşi timp dezavantajele acestor două medii optice; c) optica este excelentă, iar imaginile sunt clar focalizate pe un cāmp vizual larg; d) poate fi folosit cu succes pentru observaţii şi fotografii terestre; e) raportul focal este īn jur la f/10 şi poate fi redus cu ajutorul unor lentile reducătoare de focală special optimizate pentru acest design; f) designul cu tub īnchis reduce curenţii de aer instrumentali ce degradează imaginile; g) instrumentele sunt foarte compacte şi portabile; h) telescoapele sunt durabile īn timp şi necesită foarte puţină īntreţinere; i) telescoapele schmidt-cassegrain oferă aperturi mari la costuri rezonabile, mult mai ieftine decāt refractoarele de apertură asemănătoare; j) sunt disponibile o serie de accesorii pentru optimizarea telescopului pentru diferite tipuri de observaţii.

Dezavantajele telescoapelor Schmidt-Cassegrain sunt: a) telescoapele Schmidt-Cassegrain sunt mai scumpe decāt telescoapele reflectoare newtoniene de apertură egală; b) o uşoară scădere a contrastului comparativ cu refractoarele datorită obstrucţiei realizată de oglinda secundară, īnsă aceasta este acceptată de către astronomi datorită avantajelor pe care le oferă acest design de telescop, iar la aperturi mari reducerea de contrast este puternic compensată de rezoluţia oferită.

Designul Maksutov-Cassegrain foloseşte ca lentilă corectoare un menisc gros de sticlă. Deşi curbele meniscului sunt foarte mari, faptul că se utilizează doar suprafeţe sferice face ca acesta să fie uşor de şlefuit. Oglinda secundară este fie o pată aluminizată pe partea interioară a meniscului corector, fie este construită separat şi prinsă īn centrul meniscului corector.

Avantajele telescoapelor Maksutov-Cassegrain comparativ cu telescoapele Schmidt-Cassegrain: a) obstrucţia secundară mai mică, ce produce o uşoară creştere a contrastului planetar; b) mult mai ieftin de produs īn aperturi mici pană la 180mm diametrul

Dezvantajele telescoapelor Maksutov-Cassegrain comparativ cu telescoapele Schmidt-Cassegrain: a) sunt mai grele decāt telescoapele Schmidt-Cassegrain datorită meniscului gros; b) timpi mai mari pentru aclimatizare la temperatura mediului ambiant odată cu creşterea diametrului; c) distanţa focală īn general mai mare rezultă īn cāmpuri vizuale mai īnguste

Se pot construi şi telescoape newtoniene catadioptrice prin montarea la partea din faţă a unei lentile Schmidt sau a unui menisc. Obţinem astfel fie un Schmidt-Newtonian (īn imaginea de mai sus), fie un Maksutov-Newtonian. Īn cazul acestor două designuri, oglinda principală este sferică, iar aberaţia de sfericitate este corectată de lentilele corectoare. Designul catadioptric permite utilizarea unor oglinzi cu distanţă focală scurtă, fără a avea efectele negative ale acestora, īn special coma specifică oglinzilor parabolice şi aberaţia de sfericitate specifică oglinzilor sferice.



Mai există un model de telescop newtonian catadioptric obţinut prin montarea īn focalizator a unei lentile barlow, așa numitul design John-Bird. Aceste telescoape apar de cele mai multe ori cu denumirea de "tub scurt", tubul optic fiind mai scurt decat un reflector newtonian de aceeasi apertura si cu aceeasi distanta focala, dar care nu utilizează lentila barlow in focalizator. Deşi din punct de vedere teoretic un asemenea telescop ar trebui să producă imagini de aceeaşi calitate ca şi celelalte modele, īn realitate imaginile obţinute prin cele mai multe asemenea telescoape sunt de calitate scăzută din cauza calităţii slabe a oglinzii, a lentilei barlow utilizate si a mecanicii deficitare a tubului optic. Īn general sunt utilizate oglinzi sferice cu distanţe focale foarte mici (sub f/5). Pe lāngă problemele generate de aberaţia de sfericitate a unei asemenea oglinzi, lentila barlow montată īn focalizator generează probleme de colimare a telescopului.

inapoi la pagina anterioara

© Toate drepturile asupra continutului acestui site apartin STARMAX S.R.L. Orice reproducere partiala sau totala fara acordul STARMAX S.R.L. reprezinta un furt si va fi pedepsita conform legii.