Какими бывают оптические телескопы и как их выбрать?

Многие люди не знают, какими бывают оптические телескопы, и потому не могут разобраться, как их выбрать, как анализировать классификации и схемы. Помимо этого, увлекающиеся астрономическими наблюдениями, безусловно, будут рады узнать, для чего предназначены, и кем были изобретены первые телескопы. Полезно для них знать и крупнейшие в мире современные телескопы оптического диапазона.

Оптические телескопы — это специальные устройства, которые собирают и фокусируют электромагнитные лучи видимого диапазона. Они предназначены для увеличения интенсивности блеска и наблюдаемого углового размера астрономических объектов. С точки зрения физики назначением прибора является увеличение количества света, поступающего от небесного тела, или, как говорят специалисты, оптическое проницание.

Стоит учесть, что такие аппараты предназначены не только для непосредственного личного наблюдения космоса, но и для фотографирования. Более того, именно у профессионалов основная часть работы как раз состоит в фотосъемке, и только затем изучают полученные системой изображения. Ключевыми характеристиками телескопов выступают:

• сечение объектива;

• его фокусное расстояние;

• фокус и поле зрения окуляра.

Принцип работы телескопов напрямую связан с их строением. Внутри располагается система линз или зеркал. Приборы с единственным оптическим стеклом уже давным-давно не встречаются. Когда астроном работает со своим телескопом, то меняет параметры окуляра, оставляя объектив неизменным. Это позволяет изменять степень увеличения. В состав устройства входят как собирающие, так и рассеивающие линзы, от правильности подбора и использования которых как раз зависят четкость, точность картинки.

Порой встречается утверждение, что самый первый телескоп был разработан Галилеем. Однако это не так. До сих пор точный разработчик неизвестен, и вряд ли будет когда-то установлен. Довольно распространена точка зрения, что решающий шаг был сделан мастером по изготовлению очков Иоанном Липперсгеем. Но, скорее всего, создание телескопа произошло сразу в нескольких местах, независимо друг от друга, потому что в начале XVII века потребность в нем назрела ощутимо.

Это косвенно подтверждается и достоверно известными фактами. При подаче заявки на патент обнаружилось, что уже было зарегистрировано несколько приборов того же рода. Считается, что прообраз телескопа был создан Леонардо да Винчи. Роль Галилея состояла в том, что он разработал телескоп-рефлектор, и более того, сумел за несколько образцов поднять увеличение от 3 до 32 раз.

Сегодня такие показатели снисходительно воспримут даже любители астрономии. Но тогда галилеевские телескопы позволили совершить ряд важных открытий, в том числе выделить звезды в Млечном Пути и обнаружить пятна на Солнце. Любопытно, что само название «телескоп» появилось только в 1611 году, и оно было дано греческим математиком Димисианосом.

В XVII-XVIII столетиях широко применялись по-прежнему телескопы-рефракторы. Это во многом связано с дороговизной и сложностью рефлекторов. В середине XIX столетия применили зеркала с посеребренным стеклом. В прошлом веке важной новацией стало преимущественно применение огромных зеркал. Их создание было бы немыслимо без развития мощной промышленной базы.

Такой тип принято называть также рефрактором. Употребление нескольких линз вместо одной позволяет ослаблять оптические недостатки каждой по отдельности. Схема подразумевает важность фокусного расстояния, определяющего линейные размеры удаленных объектов в фокальной плоскости. К каждому телескопу добавляют набор окуляров, подходящих для конкретных случаев. Наряду с обычными рефракторами, встречаются еще и те, которые предназначены для фотосъемки (их называют астрографами).

Этот вид телескопов еще называется рефлектором. Зеркало изготовить проще. Оно имеет вогнутую параболическую конструкцию. Кривизна довольно невелика. На поверхность наносят небольшое количество порошкообразного алюминия.

Использование зеркального устройства позволяет уверенно наблюдать небольшие подробности локальных космических объектов — планет и их спутников, колец. Рефлекторы подходят для изучения туманностей, комет и других протяженных объектов. Но существуют еще и телескопы, с объективом которых связан комплекс зеркал и линз. Именно такие модели бывают наиболее компактны.

Габарит телескопа определяется размерами его оптических элементов. Самые крупные экземпляры поставлены вполне предсказуемо там, где состояние атмосферы оптимально подходит для наблюдений за космосом. Возглавляет список самых больших в южном полушарии устройств SALT, расположенный в полупустынной местности ЮАР. Одно только главное зеркало имеет величину 11х9,8 м. В практических наблюдениях используется с 2005 года, дополнен особой цифровой камерой и многофункциональным спектрографом.

В число других современных телескопов входит GTC. В отечественной литературе и источниках его часто называют Большим Канарским телескопом. В практике используется с 2007 года. Помимо оптического, он может работать и с инфракрасным диапазоном. Используется целый ряд дополнительных приборов, а величина зеркала составляет 10,4 м.

«Европейский чрезвычайно большой телескоп» – название, говорящее само за себя. Он не входит в число работающих устройств, поскольку ввод в эксплуатацию запланирован на 2024 год. Но это самый крупный из тех телескопов, которые уже построены, и величина основного сегментного зеркала составляет 39,3 м. Объект расположен в Чили, на горе Армасонес, на высоте чуть больше 3 км над уровнем моря.

Наибольший телескоп в России — это так называемый «Большой телескоп азимутальный», находящийся вблизи поселка Нижний Архыз. Сечение зеркала не превышает 6 м. Сразу надо учесть, что расположение самого прибора признано неудачным и на максимально эффективные наблюдения рассчитывать не приходится.

Классикой является телескоп-рефрактор. Тот самый, который максимально близок к традиционной «подзорной трубе на ножках». Рефракторная схема оптимальна, если планируется следить за яркими объектами, такими, как Луна или двойные звезды. Подходит она и для наблюдений в дневное время. Но телескоп-рефрактор мало пригоден для наблюдений за удаленными слабо светящимися объектами. С этим недостатком не могут примирить ни высокая контрастность, ни простота технического обслуживания.

Уже упомянутые выше рефлекторы делятся на простую и более дорогую подгруппы. Во втором случае предусматривается использование параболического зеркала. При сравнимых расходах рефлектор будет иметь большее сечение объектива, нежели рефрактор. Потому оптическая производительность окажется довольно велика, как и концентрация света. Именно рефлекторную схему рекомендуют для наблюдения различных объектов за пределами Солнечной системы.

Однако телескоп-рефлектор массивнее телескопа-рефрактора. В него придется глядеть под определенным углом, привыкнуть к чему неопытному астроному будет сложно. Катадиоптрики — нечто промежуточное между двумя основными типами. Их не требуется систематически обслуживать.

Впрочем, ограничиваться описанными обстоятельствами едва ли разумно. Сечение объектива, оно же апертура, в первую очередь определяет возможности телескопа. Именно по этому параметру можно судить о способности демонстрировать небольшие детали объектов. Концентрация света гораздо важнее, нежели увеличение. Сделать апертуру больше куда легче, чем использовать более крупное зеркало, а для частных пользователей это решение приятно большей легкостью и компактностью.

В большинстве случаев астрономы-любители останавливают свой выбор на телескопах с апертурой от 70 до 130 мм. Наряду с этим, они должны изучить и фокусное расстояние. Оно прямо логически завязано со светосилой объектива. Чем больше фокусное расстояние, тем лучше оптика увеличивает, но светосила одновременно снижается. Потому почти всегда стремятся к некоторому балансу параметров.

Увеличение в большой степени — не всегда хорошо. И дело не только в том, что оно ухудшает другие параметры телескопа. Нередко из-за этого возрастает чрезмерно чувствительность к вибрациям, восприимчивость к атмосферным искажениям и так далее. По виду установки различают азимутальные и экваториальные телескопы. Первые поворачиваются по двум осям, а вторые только по одной оси, что гораздо практичнее.