Телескопы для начинающих (Bresser)

Телеско́п

(от др.-греч. τῆλε [tele] «далеко» + σκοπέω [skopeo] «смотрю») — прибор, с помощью которого можно наблюдать отдаленные объекты путём сбора электромагнитного излучения (например, видимого света).

Существуют телескопы для всех диапазонов электромагнитного спектра:

  • оптические телескопы,
  • радиотелескопы,
  • рентгеновские телескопы,
  • гамма-телескопы.

Кроме того, детекторы нейтрино часто называют нейтринными телескопами

. Также, телескопами могут называть детекторы гравитационных волн.

Оптические телескопические системы используют в астрономии (для наблюдения за небесными светилами[1]), в оптике для различных вспомогательных целей: например, для изменения расходимости лазерного излучения[2]. Также, телескоп может использоваться в качестве зрительной трубы, для решения задач наблюдения за удалёнными объектами[3]. Самые первые чертежи простейшего линзового телескопа были обнаружены в записях Леонардо Да Винчи. Построил телескоп в 1608 Липперсгей. Также создание телескопа приписывается его современнику Захарию Янсену.

История

Годом изобретения телескопа, а вернее зрительной трубы, считают 1608 год, когда голландский очковый мастер Иоанн Липперсгей продемонстрировал своё изобретение в Гааге. Тем не менее в выдаче патента ему было отказано в силу того, что и другие мастера, как Захарий Янсен из Мидделбурга и Якоб Метиус из Алкмара, уже обладали экземплярами подзорных труб, а последний вскоре после Липперсгея подал в Генеральные штаты (голландский парламент) запрос на патент. Позднейшее исследование показало, что, вероятно, подзорные трубы были известны ранее, ещё в 1605 году[4]. В «Дополнениях в Вителлию», опубликованных в 1604 г., Кеплер рассмотрел ход лучей в оптической системе, состоящей из двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Самые первые чертежи простейшего линзового телескопа (причем как однолинзового, так и двухлинзового) были обнаружены ещё в записях Леонардо да Винчи, датируемых 1509 годом. Сохранилась его запись: «Сделай стекла, чтобы смотреть на полную Луну» («Атлантический кодекс»).

Первым, кто направил зрительную трубу в небо, превратив её в телескоп, и получил новые научные данные, стал Галилей. В 1609 году он создал свою первую зрительную трубу с трёхкратным увеличением. В том же году он построил телескоп с восьмикратным увеличением длиной около полуметра. Позже им был создан телескоп, дававший 32-кратное увеличение: длина телескопа была около метра, а диаметр объектива — 4,5 см. Это был очень несовершенный инструмент, обладавший всеми возможными аберрациями. Тем не менее, с его помощью Галилей сделал ряд открытий.

Название «телескоп» предложил в 1611 году греческий математик Иоаннис Димисианос (Giovanni Demisiani-Джованни Демизиани) для одного из инструментов Галилея, показанного на загородном симпосии Академии деи Линчеи. Сам Галилей использовал для своих телескопов термин лат. perspicillum[5].

В 20-м веке также наблюдалось развитие телескопов, которые работали в широком диапазоне длин волн от радио до гамма-лучей. Первый специально созданный радиотелескоп вступил в строй в 1937 году. С тех пор было разработано огромное множество сложных астрономических приборов.

  • shortstoryf
  • On 18.05.2020

Космический телескоп «Хаббл» и наземная обсерватория Джемини на Гавайях объединили свои силы с космическим аппаратом «Юнона», чтобы исследовать самые мощные ураганы Солнечной системы. А возникают они на расстоянии более чем 800 миллионов километров на газовом гиганте Юпитере.

Команда исследователей во главе с Майклом Вонгом из Калифорнийского университета в Беркли, и включающая в себя Эми Саймон из Центра космических полетов имени Годдарда и Имке де Патер также из Калифорнийского университета, объединила наблюдения «Хаббла» и Джемини в многоволновом диапазоне с данными, полученными крупным планом с орбиты Юпитера с помощью «Юноны». В результате этого было получено новое понимание бурной погоды на этой далёкой планете.

«Мы хотим знать то, как ведёт себя атмосфера Юпитера. Это именно та работа, где совместные усилия космических аппаратов «Юнона» и «Хаббл» и наземной обсерватории Джемини играют важную роль».

И, на самом деле, у Юпитера есть что исследовать. Мощные радиовыбросы, постоянные гигантские ураганы, достигающие более 65 километров от подножия к вершине (это в пять раз больше типичных ураганов на Земле). Сюда же можно отнести и мощные молнии, энергия которых в три раза больше, чем самые мощные молнии, которые когда-либо возникали на Земле.

Эта диаграмма показывает интерпретацию наблюдения структур облаков Юпитера по данным от космического телескопа «Хаббл», межпланетной станции «Юнона» и наземной обсерватории Джемини. Объединив всю информацию, учёные в состоянии видеть, что вспышки молний сгруппированы в активных регионах, в которых присутствуют глубокие облака и где влажный воздух поднимается вверх, чтобы сформировать высокие конвективные башни, подобные дождевым облакам на Земле. Внизу показаны иллюстрации молний, конвективных башен, глубоких облаков и просветов в разрезе по данным трёх обсерваторий. Комбинация этих наблюдений может использоваться для того, чтобы нанести на карту структуру облаков в трёх измерениях и вывести детали циркуляции атмосферных потоков. Плотные, высокие облака формируются в областях с влажным воздухом (активная конвекция). Просветы образуются в местах, где более сухой воздух опускается в низкие слои атмосферы. Источник: NASA, ESA, M.H. Wong (UC Berkeley), A. James and M.W. Carruthers (STScI), and S. Brown (JPL)

Точно также как и всполохи молний на Земле, удары молний на Юпитере действуют в качестве радиопередатчиков, испуская радиоволны, а также видимый свет, когда они вспыхивают в небе.

Каждые 53 дня «Юнона» проходит на низкой орбите над юпитерианскими ураганами и ищет особые системы, которые называются атмосфериками и свистовыми волнами. Они могут использоваться для того, чтобы нанести на карту молнии даже на дневной стороне планеты или в глубоких облаках, где вспышки не будут видны.

Подстраиваясь под каждый проход «Юноны» по орбите, «Хаббл» и Джемини также изучают Юпитер, но уже издалека, предоставляя о планете глобальный вид высокого разрешения, который является ключевым для интерпретации наблюдений «Юноны» крупным планом.

«Прибор «Юноны», фиксирующий микроволновые волны, способен исследовать глубокую атмосферу планеты, выявляя высокочастотные радиоволны, которые могут проникнуть сквозь слои плотных облаков. Данные от «Хаббла» и обсерватории Джемини могут сказать нам, насколько толстый слой облаков находится под межпланетной станцией и как глубоко мы видим внутрь них».

Нанося на оптические изображения от «Хаббла» и инфракрасные тепловые изображения от Джемини карту вспышек молний, обнаруженных «Юноной», исследовательская группа была в состоянии показать, что эти вспышки связаны с тремя комбинациями структур облаков. К ним относят глубокие облака, составленные из воды, большие конвективные башни, созданные быстро поднимающимся влажным воздухом, и ясные регионы, по-видимому, образованные оседанием более сухого воздуха возле конвективных башен.

Данные «Хаббла» позволяют оценить высоту плотных облаков в конвективных башнях, а также глубину невидимых частей облаков. Данные обсерватории Джемини точно указывают на просветы в высотных облаках, благодаря чему появляется возможность получить представление о более низких слоях облаков.

Майкл Вонг предполагает, что молнии чаще всего возникают в особых областях, которые учёные называют как «скрученные нитевидные области». Это предполагает, что влажная конвекция происходит именно в них.

“Эти циклонические вихри могли быть основными генераторами внутренней энергии, помогая ей высвобождаться посредством конвекции. Конечно, этого не происходит везде, но что-то в этих циклонах облегчает конвекцию”.

Открывшаяся возможность выявлять корреляцию между молниями и облаками в недрах Юпитера также даёт исследователям новый инструмент для оценки количества воды в атмосфере Юпитера. Эта оценка важна для понимания того, как Юпитер и другие планеты-гиганты создавались из газа и льда, а это, в свою очередь, позволяет в целом оценить то, как формировалась сама Солнечная система.

Ясно, что по результатам предыдущих космических миссии уже собрано множество данных о Юпитере, но есть и такие, которые до сих пор остаются тайной. К ним можно отнести оценку количества воды в глубокой атмосфере, определение движения тепловых потоков, а также понимание процессов, которые формируют определённые цвета и узоры в облаках. Объединенный итоговый результат будет обеспечивать понимание динамики и пространственной структуры атмосферы.

Наблюдения за Большим Красным Пятном

Благодаря работе телескопа «Хаббл» и обсерватории Джемини, наблюдения Юпитера с помощью «Юноны» также позволили учёным изучить краткосрочные изменения и короткопериодические особенности в Большом Красном Пятне.

Данные, полученные по изображениям от «Юноны», а также от предыдущих миссий к Юпитеру показали странные тёмные особенности в Большом Красном Пятне, которые со временем появляются, исчезают и изменяют форму. По отдельным изображениям было совершенно неясно, вызваны ли они присутствием некоего неизвестного тёмного вещества в высоких слоях облачного покрова, или это просто какие-то отверстия – окна в более глубокий, более тёмный слой облаков.

Теперь же, благодаря появившейся возможности сравнения изображений в видимом свете от «Хаббла» с тепловыми инфракрасными данными от обсерватории Джемини у учёных появилась возможность ответить на этот вопрос. Наблюдения этих обсерваторий за Юпитером проводились с разницей всего в несколько часов между собой. Оказалось, что области, которые выглядят тёмными в видимом свете, очень ярки в инфракрасном. Это указывается на то, что они на самом деле являются отверстиями в исследуемом слое облаков. Эту версию подтверждает тот факт, что области Юпитера без верхнего слоя облаков, испуская инфракрасное излучение в виде тепловой энергии, по данными Джемини также очень сильно светятся. Этого не происходит в областях с облаками, так как они просто не пропускают инфракрасное излучение.

«Это можно сравнить с нашими поделками из тыквы и фонаря. Мы видим, что яркий инфракрасный свет исходит из областей без облаков, но там, где есть облака, эти области свободны от инфракрасного излучения».

«Хаббл» и Джемини как синоптики юпитерианской погоды

Регулярная работа обсерваторий «Хаббл» и Джемини в поддержку миссии «Юноны» оказывается ценной в исследованиях многих других погодных явлений. К таким исследованиям можно отнести оценку изменений в циркуляции ветра, особенностей атмосферных волн и движения различных газов в атмосфере.

Представленные здесь изображения Большого Красного Пятна Юпитера были созданы по данным от космического телескопа «Хаббл» и наземной обсерватории Джемини 1 апреля 2020. Объединяя результаты, астрономы смогли понять, что тёмные особенности в БКП являются отверстиями в облаках, а не вкраплениями тёмного вещества. В верхнем левом углу (общий вид) и в нижнем левом углу (приближение) показано: данные от «Хаббла» в видимом свете об облаках в атмосфере Юпитера. Показаны тёмные особенности в БКП. Верхний правый угол: тепловое инфракрасное изображение этой же области от обсерватории Джемини. Показано тепло, выделяемое в качестве инфракрасной энергии. Более холодные облака показаны как тёмные области. Ниже в середине показано ультрафиолетовое изображение «Хаббла», солнечный свет рассеивается от газов в БКП. Само это пятно в видимом диапазоне выглядит красным, потому что его газы поглощают синие волны. Данные «Хаббла» показывают, что эта газовая дымка продолжает поглощение света даже на более коротких ультрафиолетовых волнах. В нижнем правом углу показано объединение данных «Хаббла» и Джемини в видимом диапазоне (синий цвет) и инфракрасном. Эти наблюдения показывают, что области, яркие в инфракрасном спектре, являются просветами в облаках, то есть местами, в которых хуже блокируется тепловое излучение. Источник: NASA, ESA, and M.H. Wong (UC Berkeley) and team

Эти две обсерватории могут контролировать планету сразу целиком, создавая карты различных данных в нескольких спектрах практически в реальном времени в нескольких длинах волн. Точно таким же образом действуют и метеорологические спутники на орбите Земли, предоставляя общую информацию для узкоспециализированных аппаратов.

«Поскольку теперь мы постоянно получаем эти данные, причём в высоком разрешении и в нескольких диапазонах, мы узнаём настолько больше о погоде Юпитера, как не узнавали о ней никогда раньше. Фактически, сейчас мы имеем эквивалент метеорологического спутника на орбите Юпитера, и мы можем, наконец, начать смотреть на погодные циклы».

Поскольку наблюдения «Хаббла» и Джемини очень важны для интерпретации данных «Юноны», Вонг и его коллеги Саймон и де Пате сделали все обработанные данные доступными для других исследователей через архивы (MAST)!!! в Институте исследования космоса с помощью космического телескопа в Балтиморе.

Результаты работы были изданы в апреле 2020 года в The Astrophysical Journal Supplement Series.

По информации НАСА.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Метки

Hubble Juno Планеты Солнечная система Хаббл Юнона Юпитер

Оптические телескопы

Основная статья: Оптический телескоп

Телескоп представляет собой трубу (сплошную, каркасную), установленную на монтировке, снабжённой осями для наведения на объект наблюдения и слежения за ним. Визуальный телескоп имеет объектив и окуляр. Задняя фокальная плоскость объектива совмещена с передней фокальной плоскостью окуляра[6]. В фокальную плоскость объектива вместо окуляра может помещаться фотоплёнка или матричный приёмник излучения. В таком случае объектив телескопа, с точки зрения оптики, является фотообъективом[7], а сам телескоп превращается в астрограф. Телескоп фокусируется при помощи фокусёра (фокусировочного устройства).

По своей оптической схеме большинство телескопов делятся на:

  • Линзовые (рефракторы
    или диоптрические) — в качестве объектива используется линза или система линз.
  • Зеркальные (рефлекторы
    или катаптрические) — в качестве объектива используется вогнутое зеркало.
  • Зеркально-линзовые телескопы (катадиоптрические) — в качестве объектива используется обычно сферическое главное зеркало, а для компенсации его аберраций служат линзы.

Это может быть одиночная линза (система Гельмута), система линз (Волосова-Гальперна-Печатниковой, Бэйкер-Нана), ахроматический мениск Максутова (одноимённые системы), или планоидная асферическая пластина (системы Шмидта, Райта). Иногда главному зеркалу придают форму эллипсоида (некоторые менисковые телескопы), сплюснутого сфероида (камера Райта), или просто немного фигуризованную неправильную поверхность. Этим удаётся исправить остаточные аберрации системы.

Кроме того, для наблюдений за Солнцем профессиональные астрономы используют специальные солнечные телескопы, отличающиеся конструктивно от традиционных звездных телескопов.

В любительской астрономии помимо сфокусированного изображения используется несфокусированное, полученное выдвижением окуляра — для оценки блеска туманных объектов, например, комет, сравнением с блеском звёзд[8]:173. Для подобной оценки блеска Луны в полнолуние, например, во время лунного затмения, используется «перевёрнутый» телескоп — наблюдение Луны в объектив[8]:134.

Наземные и космические телескопы принцип их работы

Телескоп – оптический прибор для наблюдения за отдаленными объектами, чаще всего применяемый в астрологии для изучения ночного небосвода. Также может использоваться для увеличения и фотографирования космических объектов.

История появления

Согласно историческим данным, первый телескоп был изготовлен ученым Галилео Галилеем в 1609 году. В основании своего прибора он использовал те же принципы, которые применялись при изготовлении мореплавательных подзорных труб. При этом ученый использовал более мощные линзы, предварительно высчитав их фокусировку для обеспечения усиливающего эффекта. Как следствие окончательная версия его прибора могла увеличивать изображение в 20 раз. Именно Галилео Галилей придумал современное название своему прибору, кроме этого первым начал использовать оптическое оборудование для изучения космоса. Многие космические открытия были сделаны именно с помощью того первого телескопа. Сейчас данный прибор хранится в музее во Флоренции.

Как устроен телескоп

Прибор в классическом исполнении представляет собой трубку, установленную на опорно-поворотном устройстве, так называемой монтировке телескопа. Монтировка удерживает трубку и позволяет проводить ее точное наведение на интересующий объект.

Оптической составляющей трубки прибора являются окуляр и объектив. Они обеспечивают визуальное увеличение изображения отдаленного объекта. Уровень увеличения напрямую зависит от фокусного расстояния между объективом и окуляром.

Механизм регулировки телескопа позволяет менять фокусное расстояние. Как следствие объект можно визуально приблизить с разной кратностью увеличения. Сначала он отыскивается на небосводе при минимальных настройках, а после наведения размер изображения повышается для лучшей детализации.

Уровень увеличения телескопа зависит от линз, установленных в качестве его объектива и окуляра. Естественно чем выше кратность, тем больше стоимость прибора. Более сложные телескопы классической конструкции состоят из набора линз. Они устанавливаются в трубку, каждая из которых усиливает кратность устройства.

Виды телескопов по принципу действия и строению

Классическая схема устройства телескопа является простейшей. По сути, она не отличается от строения бинокля, зрительной трубы или микроскопа, но имеет большие линзы и другую фокусировку. Кроме нее было реализовано ряд прочих конструкций, используемых и сейчас.

Наиболее известными считаются следующие разновидности телескопов:
  • Диоптрические.
  • Катоптрические.
  • Комбинированные.
  • Радиотелескопы.
  • Инфракрасные.

Все они работают по разным принципам, имеют разную себестоимость производства и отличаются по кратности увеличения. Инфракрасные и радиотелескопы сугубо профессиональные научно-исследовательские устройства, остальные виды могут быть достаточно компактными для установки вне обсерватории, а в частном доме.

Диоптрические

Диоптрический телескоп – это классический оптический прибор с линзами. Принцип его работы заключается в том, что идущий от небесных тел свет собирается линзой объектива. Объектив или группа из линз всегда имеют выпуклую форму, поэтому проходящий сквозь них свет фокусируется в точку. Для того, чтобы человеческий глаз мог рассмотреть изображение, оно фокусируется на окуляр. Главное условие для работы прибора – это совпадение между фокусом объектива и окуляром.

Катоптрические

Телескопы данной конструкции также называются зеркальными. Их активной частью выступает вогнутое зеркало. На нем собирается свет от звезд или прочих космических объектов, и отражается на окуляр. Главное достоинство устройств данного типа – это полная передача спектра света. У диоптрических приборов свет пройдя через линзу частично искажается, поэтому фактическое изображение не совсем соответствует реальности. Приборы зеркального типа показывают все детали увеличенного объекта, его цвет, яркость, глубину темных участков.

Недостаток зеркальных телескопов в ограниченном обзоре. Они захватывают мало изображения, не позволяя рассмотреть всю картину целиком, как это делают оптические устройства. При этом катоптрические приборы дешевы в изготовлении, поэтому выпускаются в большем количестве, чем все остальные типы телескопов вместе взятые. Именно их обычно используют любители.

Комбинированные устройства

В данную группу приборов входят катадиоптрические телескопы. В их основании используются линзы и вогнутое зеркало. Устройства данного типа дают достаточно качественное изображение, при этом обладают большим углом обзора, чем обычные зеркальные телескопы.

Такие устройства разделяются еще на 2 основных подвида:
  • Шмидта-Кассегрена.
  • Максутова-Кассегрена.

Все они названы в честь своих изобретателей. Телескоп Шмидта-Кассегрена имеет в центре кривизны зеркала диафрагму. Такое решение позволяет добиться увеличения поля зрения. При этом исключается сферическое нарушение и отклонение.

Приборы, построенные по принципу Максутова-Кассегрена, имеют в районе фокальной плоскости оптическую линзу. Последняя обладает выпуклостью с одной стороны и является плоской на обороте. Это позволяет компенсировать кривизну поля и избежать сферического отклонения.

Радиотелескопы

Приборы этого класса стоят на много порядков выше, чем все предыдущие. Они никак не подходят для любительского наблюдения за космосом в связи со своими габаритами и дороговизной. Эти устройства разработаны исключительно для точных научных исследований. В их конструкции полностью отсутствуют оптические элементы для фиксации света космических объектов. Эту функцию выполняют огромные антенны, фиксирующие космические сигналы в одной частоте. Диаметр такой антенны может составлять 25 м. Полученные из них данные передаются на компьютерное оборудование, которое превращает сигнал в зрительную картинку.

Обычно антенны радиотелескопов объединены в сеть. При этом они могут располагаться в разных частях мира. Примером реализации подобных проектов является сеть VBA, работающая с 1993 года. Конкретно данная система может воспроизводить изображение любых объектов, яркостная температура которых превышает десять в шестой степени кельвинов. Антенны сети имеют огромное отдаление от базы, самая дальняя от них располагается за 8600 км.

Инфракрасные

Приборы данного типа воспринимают инфракрасное излучение от объектов. По сути, они реагируют на тепло. Благодаря большой чувствительности, устройства фиксируют ИК излучение, которое человеческая кожа даже близко не воспринимает.

Инфракрасное излучение отражается в объективе телескопа и проецируется в одну точку. Затем чувствительная часть устройства измеряет тепло, переводит его в зрительные данные, и полученный результат фотографируется для дальнейшего изучения.

Радиотелескоп и инфракрасный телескоп позволяют изучать яркие звезды, в том числе и поверхность Солнца без применения дополнительных защитных систем. Дело в том, что зеркальные, оптические и комбинированные приборы воспринимают именно свет, который в точке фокусировки приводит к сильному разогреву, вызывающему ожог глаз. Если смотреть на Солнце в телескоп с 50-ти кратным увеличением даже мгновение, то можно ослепнуть полностью или на несколько недель. Если глаз будет оставаться в зоне фокусировки света 20 сек, то он прогорит на половину своего диаметра.

Инфракрасные телескопы не могут использоваться в пределах Земной атмосферы. Им мешает присутствующее излучение от планеты, создающее помехи и влияющее на чувствительность. Поэтому инфракрасные телескопы могут применяться только в открытом космосе. Самым известным представителем таких устройств является космический аппарат Хаббл, запущенный в результате совместного проекта американского НАСА и Европейского космического агентства в 1990 году. Однако данный прибор помимо инфракрасных камер оснащен и рефлекторами, для съемки изображения по системе Ричи-Кретьена.

Выбор любительского телескопа

При подборе телескопа для любительского наблюдения за небосводом можно остановиться на линзовом, зеркальном или комбинированном приборе. При этом если планируется наблюдать не только за космосом, но и наземными объектами, то нужно будет одновременно приобрести дополнительные аксессуары.

Так, зеркальный и комбинированный телескоп показывает отзеркаленное изображение с лева на право. Это исправляется установкой, вместо комплектного диагонального зеркала, диагональной призмы. Во многих комплектациях телескопы изначально уже имеют дополнительные детали, компенсирующие искажения. При покупке прибора нужно обратить на это внимание, если планируется наблюдать за наземными объектами. При изучении космических тел перевернутое или отраженное изображение слева направо не столь важно.

Главными тремя параметрами выбора телескопа являются:
  • Диаметр основного оптического элемента (апертура).
  • Длина фокуса.
  • Светосила.

Светосила телескопа является соотношением между фокусным расстоянием и диаметром объектива. Хорошая светосила позволяет делать снимки из окуляра. Если же она составляет 1:10, то многие даже достаточно яркие поверхности на космическом теле будут выглядеть просто как темные пятна. Для любителей оптимальными считаются приборы со светосилой на уровне 1:5 и 1:7. При покупке телескопа всегда лучше отдать предпочтение большому объективу, чем мелкому.

Похожие темы:
  • Прибор ночного видения. Виды. Применение. Работа. Как выбрать
  • Тепловизор. Виды. Работа. Применение. Как выбрать. Устройство

Источник: tehpribory.ru

Стремление проникнуть как можно дальше в глубь Вселенной и увидеть как можно больше новых объектов, послужило стимулом для создания более мощных наблюдательных приборов. С появлением телескопов возникли и первые серьезные проблемы. Дело в том, что реальная оптическая система способна «строить» изображение точки только в виде размытого кpyжка или пятна неправильной формы, иногда окрашенного по краям, происходит это из-за ошибок оптической системы — аберраций. Для однолинзовых телескопов наиболее характерна хроматическая аберрация, которая связана с тем, что показатель преломления стекла находится в зависимости от длины волны. А потому астрономы стали искать способы ее устранения. Оказалось, что хроматическую аберрацию можно уменьшить, используя объективы с очень большим фокусным расстоянием. Так на свет появились довольно громоздкие и крайне неудобные в эксплуатации телескопы. Шло время, и на смену им пришли «воздушные». В них объектив и окуляр крепились почти независимо друг от друга на собственных штативах. Такие телескопы использовались вплоть до середины XVIII века, хотя при наблюдениях на открытом воздухе, особенно при ветре, подобная конструкция вела себя не лучшим образом.

Вверху: производство зеркала для одного «Джемини». В центре видна полирующая машина, которая очищает с помощью абразивного порошка поверхность зеркала. Подушкообразные выступы покраям башни над зеркалом помогают предохранить его от пылевого загрязнения. Внизу: финальная стадия полировки зеркала VLT
НАЗЕМНЫЕ ТЕЛЕСКОПЫ

После того, как Иоганн Кеплер применил в окуляре не отрицательную — двояковогнутую — линзу, а положительную — двояковыпуклую, стало возможным использовать окуляры с крестом нитей и микрометром. Теперь телескопы стали применять не только для обзора неба, но и в качестве измерительных приборов. И все же недостатки однолинзовых телескопов-рефракторов заставляли ученых искать новые пути. Исаак Ньютон одним из первых изготовил зеркало, получив «зеркальный» сплав из меди, олова и мьшьяка. Новый телескоп с зеркалом диаметром 30 мм, помещенном в трубу длиной 1б0 мм, давал очень четкое изображение. Это был первый рефлектор. И хотя у него не наблюдалось хроматической аберрации, но и он не был лишен недостатков.

авный же заключался в том, что всех других типов аберраций было больше, чем в рефракторе. Оригинальную конструкцию двухзеркальной системы, состоящей из первичного и вторичного параболического зеркала, предложил французский скульптор и художник Кассегрен. Эта конфигурация очень удобна и широко применяется в настоящее время, но в те далекие времена идея не была реализована из-за невозможности получить зеркала нужной формы. В России большего успеха в изготовлении металлических зеркал достиг Я.В. Брюс, а М.В. Ломоносов разработал новую конструкцию телескопа с наклоненным главным зеркалом без вторичного, что существенно уменьшало потери света. Такую же схему, независимо от него, использовал п У. Гершель. В своем доме, превращенном в мастерскую, он вместе с братьями получал особый сплав из меди и олова, а затем изготавливал зеркала и сам их шлифовал. Вершиной его трудов стал гигантский по тому времени телескоп с диаметром главного зеркала в 122 см. К середине XVIII века компактные, удобные в обращении высококачественные рефлекторы с металлическими зеркалами практически вытеснили громоздкие рефракторы. Однако и они были далеки от совершенства. Во-первых, металлические зеркала имели низкий коэффициент отражения, а их поверхность со временем тускнела. Во-вторых, их изготовление было трудоемким и дорогостоящим. В-третьих, большие металлические зеркала деформировались под собственным весом. И тут очень помогли успехи в деле стекловарения. В 1758 году были получены два сорта стекла: легкий — крон и более тяжелый — флинт, а следовательно, появилась возможность создания двухлинзовых объективов. Англичанин Дж. Доллонд, изготовил объектив из положительной кроновой и отрицательной флинтовой линз и получил патент на изобретение объектива-ахромата, то есть свободного от хроматической аберрации. Такие объективы, названные доллондовыми трубами, быстро получили распространение. Немецкий оптик Й. Фраунгофер ввел в широкую практику научный метод изготовления линзовых объективов и контроль за их качеством. Он конструировал и изготавливал первоклассные ахроматические объективы. Венцом его оптического искусства стал 25-сантиметровый рефрактор, купленный у него Россией и установленный в Тартуской обсерватории. К середине ХIХ века фраунгоферовские рефракторы стали основными инструментами наблюдательной астрономии. Казалось, что у них безоблачное будущее. Но по мере расширения спектрального диапазона наблюдений вновь стал проявляться главный недостаток линзовых объективов — хроматизм. Большие проблемы вызвало и дальнейшее увеличение диаметра объектива рефрактора. Было невозможно получить однородные большие блоки стекла для линз, а толстые линзовые объективы поглощали слишком много света. Самый большой рефрактор с диаметром объектива 1,02 м был построен н 1897 году, но на этом их дальнейшее развитие остановилось. И тут создатели телескопов снова вспомнили о рефлекторах. В середине XIX века получил известность химический метод серебрения стеклянных поверхностей. Это позволило изготавливать зеркала из стекла. Серебряная пленка — фильм наносилась на стеклянное зеркало путем воздействия виноградного сахара на соли азотнокислого серебра. Такие зеркала со свежим серебряным фильтром отражали уже не 60% упавшего света, как бронзовые, а от 90 до 95%, а значит, были более светосильными при том же размере зеркала. Вскоре Л. Фуко разработал метод определения формы и качества поверхности зеркал. Благодаря его исследованиям появились рефлекторы с параболическими зеркалами.

YEPUN, ANTU, KUEYEN, MELIPAL четыре больших телескопа VLT (впереди YEPUN)
НАЗЕМНЫЕ ТЕЛЕСКОПЫ

Новым толчком в дальнейшем развитии телескопостроения стало использование алюминированных зеркал. Они, в отличие от серебренных, медленнее старились и лучше отражали ультрафиолетовые лучи. В конце XIX века начало первому поколению новых рефлекторов положил состоятельный человек, любитель астрономии Кросслей, который приобрел вогнутое стеклянное параболическое зеркало диаметром 91 см и изготовил телескоп. Следующий телескоп такого же типа с диаметром зеркала 1,5 м был установлен на обсерватории Маунт Вилсон. В 1918 году здесь же был построен 2,5-метровый рефрактор, а в 1947-м в Паломарской обсерватории был введен в строй телескоп с 5-метровым зеркалом. И все же проблемы, возникшие при создании этого телескопа, заставили специалистов в дальнейшем продвигаться в сторону увеличения диаметров более осторожными шагами. Особенно с учетом того, что работа на крупных телескопах показала, что 3-метровый диаметр с применением высококачественной оптики в пункте со спокойной атмосферой может оказаться гораздо эффективнее 5-метрового. А потому в 50 — 80-е годы в основном строились 3-4-метровые телескопы. Единственный 6-метровый был построен в СССР и установлен в Специальной астрономической обсерватории на Кавказе. Параллельно с развитием оптической части совершенствуются и механические конструкции, управление телескопом доверяется компьютерам. Сейчас уже все готово к созданию больших телескопов, но из-за отсутствия достаточных средств обсерватории, институты и даже страны объединяются для совместного строительства. Весь имеющийся арсенал телескопов ученые используют для решения важных астрономических вопросов, таких как происхождение планет, звезд, Солнечной системы, квазаров и активных галактик. Судя по всему, будущие разработки в телескопостроении обещают быть поистине грандиозными. Уже сейчас предлагаются проекты 50- и 100-метровых телескопов, оснащенных самой современной приемно-регистрирующей аппаратурой, способной обеспечить качество наблюдений, о котором сейчас можно только мечтать.
Зачем их строят
Источник: galspace.spb.ru

Идею космических обсерваторий выдвигали Константин Циолковский в статье «Свободное пространство» (1883), Герман Оберт в работе «Ракета в межпланетное пространство» (1923) и Макс Валье в книге «Полёт в мировое пространство» (1924). После этого астрономические наблюдения с околоземной орбиты стали часто описывать в научно-популярной литературе и фантастике: достаточно вспомнить роман Александра Беляева «Звезда КЭЦ» (1936).

Впрочем, первые попытки провести наблюдения на больших высотах предпринимались задолго до начала космических полётов. Например, известно, что во время полного солнечного затмения 19 июня 1936 года московский астроном Пётр Куликовский поднялся на субстратостате, чтобы сфотографировать корону Солнца. Для американской астрономии практическим шагом к орбитальным телескопам стала программа «Стратоскоп» (Stratoscope), развитием которой руководил знаменитый астрофизик Мартин Шварцшильд.

Первый телескоп с диаметром главного зеркала 30,5 см, созданный в рамках программы, поднялся в воздух 22 августа 1957 года и достиг высоты 25,3 км. Там блок приборов начал автоматическую съёмку нашего светила в высоком разрешении, а киноплёнку затем проявили на земле. Результат эксперимента впечатлил учёных, и программа получила развитие: изучение Солнца и других объектов стратоскопами продолжалось до 1971 года, после чего они уступили место более совершенным инструментам.

Практическая космонавтика успешно развивалась, и инженеры сделали следующий шаг: начали проектировать орбитальные телескопы. Американские специалисты разработали серию спутников под названием ОАО (Orbital Astronomical Observatory), которые могли наводиться на любое небесное тело и с высочайшей точностью удерживать его в «поле зрения» приборов. Спутник ОАО-1, выведенный в космос 8 апреля 1966 года, не смог раскрыть солнечные батареи и начать программу наблюдений.

Зато ОАО-2 (Stargazer), стартовавший в декабре 1968 года, успешно проработал больше четырёх лет. Последний аппарат этой серии, ОАО-3, названный «Коперником» (Copernicus), был запущен в августе 1972 года, а эксплуатировали его девять лет.

В составе орбитальной станции Skylab (Sky Laboratory) работала большая многоспектральная обсерватория ATM (Apollo Telescope Mount). С её помощью астронавты опять же изучали Солнце. Их наблюдения заставили астрономов пересмотреть отношение к нашему светилу: раньше считалось, что это более или менее спокойное небесное тело с однородной гелиосферой, а на самом деле структура его газовой оболочки оказалась сложной и изменчивой. Кроме того, ATM использовалась для слежения за кометой Когоутека — результаты этих наблюдений помогли подтвердить теорию о том, как именно за пределами Солнечной системы формируются кометы.

Советские учёные обрели возможность вести астрономические наблюдения в космосе с началом эксплуатации станций «Салют». На «Салюте-1» был установлен ультрафиолетовый телескоп «Орион», разработанный Бюраканской астрофизической обсерваторией. Космонавты использовали его, чтобы получить спектрограммы Веги и Агены (беты Центавра) — благодаря этому удалось уточнить теоретическую модель фотосферы высокотемпературных звёзд.

Телескоп «Орион-2» отправился в космос на борту корабля «Союз-13» в декабре 1973 года. Экипажу удалось снять около 10 тысяч спектрограмм тусклых или далёких звёзд — с блеском более десятой звёздной величины. На обработку полученной информации потребовалось целое десятилетие: каталог, составленный по данным «Ориона-2», увидел свет только в 1984 году.

На «Салюте-4» использовался солнечный телескоп ОСТ, автоматическая система наведения которого оказалась бракованной. Космонавты перешли на ручное управление — почти как в старых фантастических романах. Кроме того, Алексей Губарев и Георгий Гречко впервые в истории провели операцию по орбитальному ремонту телескопа — 2 февраля 1975 года они напылили на его зеркало алюминий, что значительно улучшило качество изображения. Следующему экипажу «Салюта-4» 18 июня повезло наблюдать за вспышкой на Солнце и за появлением гигантского протуберанца. «Контрольную» съёмку в видимой части спектра вели сотрудники Крымской астрофизической обсерватории.

На «Салюте-6» и «Салюте-7» тоже устанавливали телескопы: субмиллиметровый БСТ-1М с полутораметровым зеркалом, радиотелескоп КРТ-10, гамма-телескоп «Елена» и рентгеновский телескоп РТ-4М. В то же время советские учёные научились конструировать независимые от пилотируемых кораблей и станций обсерватории, управляемые с наземных пунктов. В 1980-х годах они запустили спутники «Астрон», «Гранат» и «Гамма» для исследований в рентгеновском и гамма-диапазонах, а к орбитальному комплексу «Мир» пристыковали астрофизический модуль «Квант» с обсерваторией «Рентген». К сожалению, с распадом СССР многие перспективные отечественные проекты были заморожены.

Развитие орбитальной астрономии затруднялось из-за несовершенства систем, с помощью которых управляли телескопами, наводили их на объекты и передавали данные на Землю. Зато с появлением современных цифровых технологий появилась возможность создавать космические обсерватории с большим сроком «жизни» и высокой разрешающей способностью.

Самую большую известность среди таких обсерваторий получил американский телескоп «Хаббл» (Hubble Space Telescope), который был доставлен на орбиту 24 апреля 1990 года в грузовом отсеке шаттла «Дискавери». Имея главное зеркало диаметром 2,4 метра, «Хаббл» оставался самым большим оптическим инструментом в космосе, пока в 2009 году Европейское космическое агентство не запустило туда же инфракрасный телескоп «Гершель» (Herschel Space Observatory) с диаметром зеркала 3,5 метра.

История «Хаббла» не обошлась без проблем. Начав работу в космосе, он выдал изображение хуже, чем такой же по размерам наземный телескоп. Причиной искажения стала ошибка, допущенная при изготовлении главного зеркала. Проект мог полностью провалиться, если бы специалисты, наученные горьким опытом поломок на предыдущих обсерваториях, не предусмотрели возможность ремонта силами астронавтов. Фирма Kodak быстро изготовила второе зеркало, однако заменить его в космосе было невозможно, и тогда инженеры предложили изготовить космические «очки» — систему оптической коррекции COSTAR из двух особых зеркал. Чтобы установить её на «Хаббл», 2 декабря 1993 года на орбиту отправился шаттл «Индевор». Астронавты совершили пять сложнейших выходов в открытый космос и вернули дорогостоящий телескоп в строй.

Позднее астронавты летали к «Хабблу» ещё четыре раза и значительно продлили срок его эксплуатации. Последнее техобслуживание проходило с 11 по 24 мая 2009 года, в рамках миссии шаттла «Атлантис». Сегодня телескоп, которому почти тридцать лет, начинает ломаться. В октябре прошлого года пресс-служба NASA сообщила, что отказал один из гироскопов системы ориентации, из-за чего «Хаббл» на три недели перевели в «безопасный режим» (отключается исследовательское оборудование, работает только служебное).

8 января выключилась широкоугольная камера Wide Field Camera 3; на поиск неисправности и её устранение ушло девять дней. 28 февраля из-за ошибки в программном коде несколько дней не работала многоспектральная камера ACS (Advanced Camera for Surveys). Пока что наземная команда обслуживания справляется с накапливающимися проблемами, но вряд ли телескоп продержится долго.

Сейчас планируется, что «Хаббл» будет продолжать работу до 30 июня 2021 года, что и так намного больше его запаса прочности. Потом телескоп попытаются управляемо свести с орбиты и затопить в океане. Впрочем, в настоящее время администрация президента Дональда Трампа рассматривает другой вариант: корпорация Sierra Nevada предлагает отправить к «Хабблу» корабль-ремонтник.

С другой стороны, своей очереди давно ждёт большой инфракрасный телескоп «Уэбб» (James Webb Space Telescope) с составным зеркалом диаметром 6,5 метров: его как раз планируют запустить 30 марта 2021 года. В числе прочих задач он будет искать свет самых древних звёзд и галактик, изучать их эволюцию и формирование скоплений вещества в юной Вселенной. Кроме того, «Уэбб» поможет искать относительно холодные планеты у соседних звёзд — но, самое главное, снимет спектры их атмосфер. Тогда мы сможем увереннее говорить о царящих там природных условиях, а может быть, даже зафиксируем признаки жизни — биосигнатуры.

Сегодня раздел астрономии, занимающийся изучением экзопланет, переживает бурный расцвет. Если раньше массивные твёрдые тела в звёздных системах находили по косвенному признаку — гравитационному влиянию на собственное светило, — то теперь популярнее всего стал транзитный метод, то есть наблюдение за микрозатмениями звезды. Разумеется, он требует высочайшей точности измерений, и лучший результат получается именно у космических телескопов, поскольку изменение блеска далёких светил сложно различить за колебаниями беспокойной земной атмосферы.

Стандарт в этой области исследований задал американский телескоп «Кеплер» (Kepler Telescope), запущенный 7 марта 2009 года. Он мог наблюдать одновременно до 100 тысяч звёзд, собирая статистические данные по экзопланетам. За три года работы «Кеплеру» удалось обнаружить 4700 кандидатов в экзопланеты; свыше 2600 из них подтвердились. Многие открытые миры оказались сопоставимы по размерам с Землёй. Также удалось доказать существование систем сразу с несколькими экзопланетами, в том числе у двойных звёзд.

Нашлись даже землеподобные миры в «зонах обитаемости», то есть на таком расстоянии от звезды, которое удобно для возникновения жизни. Например, планета Kepler-438b, расположенная от нас на расстоянии 470 световых лет, считается сегодня самой подходящей для возникновения и развития иной жизни. К сожалению, работа с «Кеплером» сопровождалась техническими сбоями и была прекращена в октябре прошлого года.

В апреле 2020 года компания SpaceX запустила в космос телескоп TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite): в отличие от «Кеплера», нацеленного на дальний космос, он будет искать экзопланеты в радиусе до 200 световых лет от нас. Астрономы предполагают, что TESS откроет как минимум 20 тысяч новых миров, среди которых будет не меньше тысячи землеподобных.

Готовятся к запуску и другие космические инструменты для изучения экзопланет. В 2020 году на орбиту отправится телескоп «Хеопс» (CHEOPS), в 2026 году — телескоп «Платон» (PLATO), в 2035 году — мощная обсерватория ATLAST (Advanced Technology Large-Aperture Space Telescope). Работая вместе с наземными инструментами, они смогут определить характеристики ближайших экзопланет — и даже составить карты их поверхности!

Галактическая астрономия тоже не стоит на месте. В апреле 2018 года европейцы опубликовали предварительные результаты наблюдений телескопа «Гея» (Gaia), запущенного пять лет назад. На их основе удалось построить детализированную трёхмерную карту Млечного Пути, в которой содержатся сведения о точном расположении, характеристиках и передвижении 1,7 млрд звёзд. Кроме того, «Гея» собрала информацию о 14 тысячах астероидов Солнечной системы. Телескоп будет передавать данные на Землю, обогащая наши знания о ближнем и дальнем космосе, до конца 2020 года.

На фоне столь эффектных достижений российской орбитальной астрономии пока нечем похвастаться. Сейчас на орбите находится только телескоп «Радиоастрон» (Спектр-Р), запущенный 18 июля 2011 года: он занимался изучением чёрных дыр, нейтронных звёзд и других объектов, излучающих в электромагнитном спектре. Хотя гарантийный срок телескопа истёк в 2020 году, до недавнего времени он работал исправно и потерял управляемость только 10 января 2020 года, а данные передаёт до сих пор. Попытки восстановить двустороннюю связь учёные собираются повторять до середины мая.

Планировалось, что в ближайшие годы к нему присоединятся обсерватории «Спектр-РГ», «Спектр-УФ» и «Спектр-М» («Миллиметрон») с криогенным телескопом диаметром 10 метров, который улавливает излучение в миллиметровом и инфракрасном диапазонах. Работая вместе, три аппарата могли бы составить самую подробную в истории карту внегалактической Вселенной.

Однако в последнее время появляются сообщения, что финансирование двух последних проектов собираются сильно урезать. Хочется надеяться, что это «ложная тревога», потому что в таком случае наша наука останется без современных инструментов по изучению дальнего космоса. А изучать его необходимо, ведь орбитальные обсерватории XXI века помогают учёным не только по-новому вглядываться в бездны пространства, но и делать более уверенные прогнозы о будущей эволюции космоса, от которых в конечном итоге зависит вопрос выживания всего человечества.

Источник: www.MirF.ru

Все статьи о космосе:

Радиотелескопы

Основная статья: Радиотелескоп

Для исследования космических объектов в радиодиапазоне применяют радиотелескопы. Основными элементами радиотелескопов являются принимающая антенна и радиометр — чувствительный радиоприемник, перестраиваемый по частоте, и принимающая аппаратура. Поскольку радиодиапазон гораздо шире оптического, для регистрации радиоизлучения используют различные конструкции радиотелескопов, в зависимости от диапазона. В длинноволновой области (метровый диапазон; десятки и сотни мегагерц) используют телескопы составленные из большого числа (десятков, сотен или, даже, тысяч) элементарных приемников, обычно диполей. Для более коротких волн (дециметровый и сантиметровый диапазон; десятки гигагерц) используют полу- или полноповоротные параболические антенны. Кроме того, для увеличения разрешающей способности телескопов, их объединяют в интерферометры. При объединении нескольких одиночных телескопов, расположенных в разных частях земного шара, в единую сеть, говорят о радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой (РСДБ). Примером такой сети может служить американская система VLBA (англ. Very Long Baseline Array). С 1997 по 2003 год функционировал японский орбитальный радиотелескоп HALCA (англ. Highly Advanced Laboratory for Communications and Astronomy), включенный в сеть телескопов VLBA, что позволило существенно улучшить разрешающую способность всей сети. Российский орбитальный радиотелескоп Радиоастрон также планируется использовать в качестве одного из элементов гигантского интерферометра.

Выбор телескопа

При выборе телескопа, советую сначала просмотреть описания того, что видно в телескоп. Это поможет вам определиться прежде всего с размерами. Грубо: при выборе телескопа

чем больше — тем лучше, но и дороже… Рефракторы Длинная труба. Апертура (диаметр) магазинных моделей ограничена примерно 120мм. Недорогие ахроматические модели страдают хроматизмом. В апохроматических рефракторах этого нет, но они и стоят дороже. Не требуют периодической настройки (теоретически их можно передавать по наследству :-) ). Хорошая проницаемость, то есть детализация. При равных апертурах, для Луны лучше именно рефрактор.

Рефлекторы Длинная труба. Апертура ограничена только вашим кошельком. Без специальных корректоров изображение страдает комой. Кроме того, из-за растяжек, которыми крепится вторичное зеркало, у изображений ярких звёзд появляются «четыре луча света». Требуют периодической настройки. Проницаемость неплохая, но в рефракторах лучше. Дёшевы — самая низкая цена за миллиметр апертуры! Хорошо подходят для наблюдения Глубокого Космоса (для него чем апертуристее, тем лучше).

Зеркально-линзовые Короткая труба. Апертура ограничена только вашим кошельком. Искажения зависят от конструкции, но в основном компенсированы. Проницаемость и яркость несколько хуже, чем у рефракторов и рефлекторов, поскольку много зеркальных и стеклянных поверхностей. Зато исправлены многие виды искажений (есть много конструкций, см. таблицу ниже). Подходят для наблюдения Глубокого Космоса и астрофото.

Выбор телескопа

— непростая задача. В одних схемах сильны одни виды искажений, в других — другие. А те модели, в которых искажения почти сведены к нулю — дороги, тяжелы или светосила заметно занижена… В одних случаях нужна апертура побольше, для наблюдения туманностей например. В других случаях желаннее кратность увеличения, как при наблюдениях Луны.

Если вы прочитали остальные заметки, то всё это уже понятно. Если читать было лень, то вот что нужно ещё помнить при выборе телескопа

: (все цены — на 2011 год)

  • Если выбираете телескоп для ребёнка — присмотритесь к простенькому рефрактору с небольшой апертурой (70 мм. вполне подойдёт) на азимутальной монтировке (это крепление недорого, вдобавок позволяет смотреть не только на небо, но и на наземные объекты, «экваториалка» пригодна только для неба). Он не так дорог, примерно 6000 рублей, не требует ухода, долговечен. Кратеры на Луне прекрасно видны, а поскольку Луна яркая, то апертура не так важна. (разумеется, если захотите больших увеличений, то и апертура нужна побольше и фокус подлиннее, но это уже другой уровень.)
    Точно такой же телескоп подойдёт не только ребёнку, но и вам, если вы хотите понять: «Астрономия — это моё или нет?» Если ответом окажется «нет», то денег конечно жаль, но это не смертельная сумма. А если «да», то вы уже точно будете знать, что хотите от следующего телескопа.
  • Если решили, что хотите наблюдать галактики (на жаргоне это называется «дипскай», глубокое небо, то есть.). И есть возможность вести наблюдения на природе, особенно если есть дача, где много места. При этом хоть вы и стеснены в средствах, но не катастрофически. Тогда, выбор телескопа лучше остановить на рефлекторе системы Ньютона. Апертура от 150 мм, но лучше больше. Он не так дорог, цена от 9500 руб. У него есть недостатки: заметная кома на краях изображения, внутри трубы возникают турбулентные потоки, которые портят изображение и которые тем сильнее, чем больше труба. Растяжки вторичного зеркала портят изображения ярких звёзд. Они громоздки, требуют периодической подстройки, особенно при переезде с места на место, но это не особо важно, если телескоп установлен стационарно. Зато они дёшевы и у них большая апертура за те же деньги, которая позволяет находить более слабые объекты на небе. Кома действительно мешает только ближе к краю поля зрения телескопа, центр вполне приличный. Вдобавок существуют корректоры комы — спросите у продавцов. Для установки на балконе они всё-же не очень подходят из-за размеров. Для занятий дипскаем, с апертурой меньше 150мм. даже не связывайтесь! Вообще, есть мнение, что дипскай только от 200мм. начинается (примерно 12-14 тыс. руб. за рефлектор Ньютона c апертурой как раз 8″).
    Напоминаю, что никаких цветных галактик вы на таком оборудовании не увидите — в основном серые пятна. Зато детали самых ярких галактик уже хорошо видны. Если хотите больше деталей, то нужны апертуры от 250 мм. Если хотите цвета, то от 300мм. и выше. Короче — «апертуры много не бывает»… (правда, при больших апертурах возникает проблема вторичных бликов из-за переосвещённости, но до этого вам пока далеко) Нет, конечно, любители астрономии умудряются делать на 150-200мм. приличные фотографии галактик, даже цветные встречаются иногда, но чаще всего это — компьютерное наложение нескольких снимков с большой выдержкой. А вот, шаровые скопления вроде М13 — другое дело, ими вполне можно полюбоваться и в 200 мм. В 150 мм. тоже не так плохо видно, но удовольствия меньше.

    У меня сейчас 250мм. и мне этого мало. Но, не потому что всегда хочется больше, а потому что даже в эту апертуру большинство объектов темноваты — для комфортного рассматривания они должны быть ярче, чтобы глаза не напрягались. Тут я должен оговориться, что это для «жёлтой» зоны, где засветки довольно сильная. В «зелёной» зоне картинка заметно лучше.

  • Если при выборе телескопа вы более свободны в средствах или хотите заняться астрофотографией, то надо внимательно изучить преимущества и недостатки разных схем телескопов. В этом немного поможет таблица ниже. Астрофото, фотографирование небесных объектов, выходит за рамки этой статьи. Просто в двух словах. Для астрофото апертура должна быть чем больше, тем лучше: чем больше света соберёт объектив, тем короче выдержку можно выставить. Ведь даже если потом заниматься сведением множества кадров, то лучше чтобы их было меньше, поскольку будет меньше ошибок сведения. Хотя, если есть экваториальная монтировка с часовым механизмом, а фотокамера позволяет выставлять длинные выдержки, то можно обойтись и без особо большой апертуры — важнее качество оптики. Например, многие берут в качестве объектива маленький телескоп-апохромат ED80, у которго апертура всего 80мм. Подойдут и зеркально-линзовые телескопы (катадиоптрические) систем Максутова-Кассегрена и Шмидта-Кассегрена. Они имеют немаленькую апертуру, приличную длину фокуса, изображение качественнее, чем в простых рефлекторах. При этом, они коротки, в противоположность зеркальным и линзовым телескопам. И не дают наводок в виде «четырёх лучей» вокруг звёзд, как у рефлекторов. Монтировку для астрофото берите только экваториальную, с автоматическим приводом, поскольку выдержки могут быть очень долгими. Помните, что важна не только оптическая схема, но и качество изготовления, качество сборки и правильная настройка. Очень полезно попытаться договориться опробовать телескоп перед покупкой. Фирмы иногда проводят ночи бесплатных наблюдений с консультацией и продажей — поспрашивайте на астрофорумах, очень советую!
  • Чем больше длина фокуса телескопа, тем большую кратность можно получить и тем изображение чётче. Это полезно например при рассматривании Луны.
  • Чем больше апертура (диаметр), тем больше максимальное увеличение и ярче изображение. То есть, это важно при рассматривании галактик.
  • Экваториальная монтировка, тем более с электро-приводом — уже не роскошь, а необходимость на увеличениях ближе к 150 крат и тем более выше.
  • Для облегчения выбора телескопов, я попытался свести в таблицу описания оптических схем. Из личных впечатлений почти ничего брать не cтал: во-первых, я могу быть предвзят; во-вторых, не хочу делать выводы обо всей системе, по отдельно попавшемуся мне телескопу. Конкретные модели и отдельно взятые телескопы могут иметь другие характеристики: сказываются качество и умелось настройки. Примерная сравнительная таблица искажений разных систем телескопов
    .
    Искажений в разных системах телескопов
    АстигматизмКривизна поля зренияКомаСферическаяХроматизмДифракционные лучи у звёзд
    РефракторНетЕстьНет
    РефлекторСильнаяНетЕсть
    КассегренисправленисправленаСильнаяНетНетЕсть
    Ричи-КретьенСильныйСильнаяисправленаЕсть
    Максутов-КассегренисправленисправленаисправленаисправленаСлабыйНет
    Шмидт-КассегренслабыйисправленасильнаяисправленаСлабыйНет
    КлевцовСильнее чем у М-КСильнее чем у М-КисправленаисправленаисправленЕсть
    Волосовисправленисправленаисправленазависит от моделиисправленНет

    «исправлена» — значит в схеме предприняты меры к устранению этого искажения, в какой степени они успешны надо определять цифрами, а не на глаз. Но, всё равно «исправлена» лучше чем просто «Есть» или «сильная». Из таблицы видно, что лучшей является скорее всего система Волосова. Особенно та разновидность, у которой корректор исправляет сферическое искажение. Но, я не слышал, чтобы кто-то делал такие телескопы в промышленных масштабах — дорого. Только кто-то из телескопостроителей-любителей умудряется делать, причём утверждают, что нашли недорогой способ. Пока самому посмотреть на это чудо не удалось, про качество сказать ничего не могу. Заслуженно хорошей репутацией при сравнении телескопов, пользуется Максутов-Кассегрен. И таблица это подтвердила. Вот только цены на него всегда были высоковаты.
    Ещё по этой теме: Апертура Катадиоптрические телескопы Что видно в телескоп в зависимости от его размера.

    Назад 

    Николай Курдяпин,
    или расскажите друзьям:
    Комментарии:

     

Космические телескопы

См. также: Астрономический спутник

Земная атмосфера хорошо пропускает излучения в оптическом (0,3—0,6 мкм), ближнем инфракрасном (0,6—2 мкм) и радио (1 — 30 ) диапазонах. Однако с уменьшением длины волны прозрачность атмосферы сильно снижается, вследствие чего наблюдения в ультрафиолетовом, рентгеновском и гамма диапазонах становятся возможными только из космоса. Исключением является регистрация гамма-излучения сверхвысоких энергий, для которого подходят методы астрофизики космических лучей: высокоэнергичные гамма-фотоны в атмосфере порождают вторичные электроны, которые регистрируются наземными установками по черенковскому свечению. Примером такой системы может служить телескоп CACTUS.

В инфракрасном диапазоне также сильно поглощение в атмосфере, однако, в области 2-8 мкм имеется некоторое количество окон прозрачности (как и в миллиметровом диапазоне), в которых можно проводить наблюдения. Кроме того, поскольку большая часть линий поглощения в инфракрасном диапазоне принадлежит молекулам воды, инфракрасные наблюдения можно проводить в сухих районах Земли (разумеется, на тех длинах волн, где образуются окна прозрачности в связи с отсутствием воды). Примером такого размещения телескопа может служить Южнополярный телескоп (англ. South Pole Telescope), установленный на южном географическом полюсе, работающий в субмиллиметровом диапазоне.

В оптическом диапазоне атмосфера прозрачна, однако из-за Рэлеевского рассеяния она по-разному пропускает свет разной частоты, что приводит к искажению спектра светил (спектр сдвигается в сторону красного). Кроме того, атмосфера всегда неоднородна, в ней постоянно существуют течения (ветры), что приводит к искажению изображения. Поэтому разрешение земных телескопов ограничено значением приблизительно в 1 угловую секунду, независимо от апертуры телескопа. Эту проблему можно частично решить применением адаптивной оптики, позволяющей сильно снизить влияние атмосферы на качество изображения, и поднятием телескопа на большую высоту, где атмосфера более разреженная — в горы, или в воздух на самолетах или стратосферных баллонах. Но наибольшие результаты достигаются с выносом телескопов в космос. Вне атмосферы искажения полностью отсутствуют, поэтому максимальное теоретическое разрешение телескопа определяется только дифракционным пределом: φ=λ/D (угловое разрешение в радианах равно отношению длины волны к диаметру апертуры). Например, теоретическая разрешающая способность космического телескопа с зеркалом диаметром 2.4 метра (как у телескопа Хаббл) на длине волны 555 нм составляет 0.05 угловой секунды (реальное разрешение Хаббла в два раза хуже — 0.1 секунды, но все равно на порядок выше, чем у земных телескопов).

Вынос в космос позволяет поднять разрешение и у радиотелескопов, но по другой причине. Каждый радиотелескоп сам по себе обладает очень маленьким разрешением. Это объясняется тем, что длина радиоволн на несколько порядков больше, чем видимого света, поэтому дифракционный предел φ=λ/D намного больше, даже несмотря на то, что размер радиотелескопа тоже в десятки раз больше, чем у оптического. Например, при апертуре 100 метров (в мире существуют только два таких больших радиотелескопа) разрешающая способность на длине волны 21 см (линия нейтрального водорода) составляет всего 7 угловых минут, а на длине 3 см — 1 минута, что совершенно недостаточно для астрономических исследований (для сравнения, разрешающая способность невооруженного глаза 1 минута, видимый диаметр Луны — 30 минут). Однако, объединив два радиотелескопа в радиоинтерферометр, можно существенно повысить разрешение — если расстояние между двумя радиотелескопами (так называемая база радиоинтерферометра

) равна L, то угловое разрешение определяется уже не формулой φ=λ/D, а φ=λ/L. Например при L=4200 км и λ=21 см максимальное разрешение составит около одной сотой угловой секунды. Однако, для земных телескопов максимальная база не может, очевидно, превышать диаметр Земли. Запустив один из телескопов в дальний космос, можно значительно увеличить базу, а следовательно, и разрешение. Например, разрешение космического телескопа Радиоастрон при работе совместно с земным радиотелескопом в режиме радиоинтерферометра (база 390 тыс. км) составит от 8 до 500 микросекунд дуги в зависимости от длины волны (1,2-92 см). (для сравнения — под углом 8 мкс виден объект размером 3 м на расстоянии Юпитера, или объект размером с Землю на расстоянии Альфа Центавра).

См. также: Список космических телескопов

Телескопы

§ 2. Наблюдения — основа астрономии

Крупнейший в мире телескоп установлен на острове Ла Пальма (Канарские острова) у побережья Африки. «Глаз» этого телескопа — зеркало диаметром 10,4 м. Площадь его поверхности составляет 82 м2, а состоит оно из 36 шестиугольных фрагментов. Оказалось, что такие огромные зеркала лучше собирать из отдельных тонких частей. Изготавливаются они не из стекла, а из более лёгких синтетических материалов. Цельное зеркало будет деформироваться под собственной тяжестью. Чтобы составное зеркало сохраняло необходимую форму, положение отдельных частей корректируется специальными приспособлениями (актюаторами), которыми управляет компьютер. Телескоп, где такая корректировка выполняется 2 раза в секунду, может обеспечить разрешающую способность около 0,4″. В настоящее время обсуждаются вполне реальные проекты создания телескопов с зеркалами диаметром 25—40 м, устроенными по такому же принципу, а в перспективе намечается создание 100-метрового телескопа-рефлектора.

Астрономы уже давно не ведут визуальных наблюдений. На смену им в XIX в. пришла фотография, а в настоящее время её во многих случаях заменяют электронные приёмники света. Наибольшее распространение получили полупроводниковые приборы с зарядовой связью (сокращённо ПЗС). Матрицы ПЗС, которые применяются в современных цифровых фотоаппаратах, по своему устройству аналогичны тем, которые используются в астрономии. Важнейшим качеством ПЗС, в которых используется внутренний фотоэффект, является их высокая чувствительность. Они регистрируют практически каждый попавший на них фотон. Не менее важно и то, что запись полученных при этом изображении ведется с помощью компьютера. Такая запись удобна для проведения различных исследований и передачи другим учёным. Некоторые телескопы используются для того, чтобы полученное изображение через компьютер передавать непосредственно пользователям Интернета. Это позволяет участвовать в наблюдениях за космическими объектами многим людям, которые интересуются астрономией, в том числе школьникам.

ПЗС незаменимы для телескопов, которые работают в автоматическом режиме, без участия человека. В частности, это касается космического телескопа «Хаббл», который обращается вокруг Земли на высоте около 600 км. Находясь за пределами основной массы атмосферы, этот телескоп с зеркалом диаметром 2,4 м позволяет изучать объекты, которые в 10— 15 раз слабее объектов, доступных такому же наземному телескопу. Телескоп «Хаббл» обеспечивает разрешающую способность 0,1″, что недостижимо даже для более крупных наземных телескопов. Под таким углом футбольный мяч виден с расстояния 450 км. Выбор объектов наблюдения и обработка полученных благодаря телескопу «Хаббл» результатов проводится специалистами многих стран. За время его работы на Землю было передано свыше восьмисот тысяч высококачественных фотографий различных космических объектов. В их числе изображения самых далёких галактик, которые образовались более 13 млрд лет назад. На цветной вклейке XV (рис. 3) показано, как выглядит область звёздообразования, находящаяся в звёздном скоплении Ml6 на расстоянии около 7 тыс. световых лет от Земли.

В настоящее время астрономию называют всеволновой, поскольку наблюдения за объектами ведутся не только в оптическом диапазоне. Для этой цели используются различные приборы, каждый из которых способен принимать излучение в определённом диапазоне электромагнитных волн: гамма-, рентгеновское, ультрафиолетовое, инфракрасное и радиоизлучение.

Только оптическое и, по большей части, радиоизлучение из космоса достигает поверхности Земли без значительного поглощения. Остальные виды излучения сквозь земную атмосферу практически не проникают, она их рассеивает и поглощает. Поэтому телескопы для проведения исследований Вселенной в этих диапазонах длин волн устанавливаются на искусственных спутниках, орбитальных станциях и других космических аппаратах.

Для приёма радиоизлучения различных космических объектов используются радиотелескопы. Основные элементы устройства радиотелескопа — это антенна, приёмник и приборы для регистрации сигнала. У большинства радиотелескопов антенны, которые достигают в диаметре 100 м, по форме такие же, как вогнутые зеркала телескопа-рефлектора (рис. 1.8), но собирающие не свет, а радиоволны. Ведь чем больше площадь антенны, тем более слабый источник радиоизлучения можно зарегистрировать.

Антенна преобразует принятые ею электромагнитные волны в электрические сигналы, которые затем передаются к высокочувствительному приёмнику. В современных радиотелескопах для регистрации сигналов используется компьютер, который сначала запоминает их в цифровой форме, а затем представляет полученные результаты в наглядном виде.

Существенно возрастают возможности радиотелескопов, если их антенны объединить в систему и использовать для изучения одного и того же объекта. Например, система, которая состоит из 27 антенн диаметром 25 м каждая, расположенных в определённом порядке, позволяет достичь углового разрешения 0,04″. Это соответствует возможностям радиотелескопа с антенной диаметром 35 км.

В 2011 г. российские учёные приступили к реализации масштабного международного проекта «Радиоастрон». На основе выведенного на околоземную орбиту радиотелескопа «Спектр-Р» (диаметр антенны 10 м) и радиотелескопов, расположенных на всех континентах земного шара, создаётся единая наземно-космическая система для изучения различных объектов Вселенной в радиодиапазоне (цветная вклейка I, рис. 2). Двигаясь по вытянутой эллиптической орбите, «Спектр-Р» может удаляться от Земли на расстояние порядка 350 тыс. км. Таким образом, создаваемая система по своим возможностям соответствует радиотелескопу с антенной такого колоссального размера. Она обладает исключительно высокой разрешающей способностью порядка миллионных долей угловой секунды. Это в 250 раз лучше, чем можно добиться с помощью наземной сети радиотелескопов, и более чем в 1000 раз лучше, чем достигнуто телескопом «Хаббл» в оптическом диапазоне.

Реализация проекта «Радиоастрон» позволила получить новые данные о таких явлениях и процессах, как нейтронные звёзды и сверхмассивные чёрные дыры, о строении и динамике областей звездообразования в нашей Галактике, а также продвинуться в изучении структуры и эволюции Вселенной.

    Вопросы

1. В чём состоят особенности астрономии? 2. Какие координаты светил называются горизонтальными? 3. Опишите, как координаты Солнца будут меняться в процессе его движения над горизонтом в течение суток. 4. По своему линейному размеру диаметр Солнца больше диаметра Луны примерно в 400 раз. Почему их угловые диаметры почти равны? 5. Для чего используется телескоп? 6. Что считается главной характеристикой телескопа? 7. Почему при наблюдениях в телескоп светила уходят из поля зрения?

    Упражнение 1

1. Каково увеличение телескопа, если в качестве его объектива используется линза, оптическая сила которой 0,4 дптр, а в качестве окуляра линза с оптической силой 10 дптр? 2. Во сколько раз больше света, чем телескоп-рефрактор (диаметр объектива 60 мм), собирает крупнейший российский телескоп-рефлектор (диаметр зеркала 6 м)?

    Ответы

1. 25 раз. 2. 104 раз.

    Задание 2

Подберите линзы, необходимые для изготовления простейшего телескопа-рефрактора. Измерив оптическую силу объектива и окуляра, определите, какое увеличение может обеспечить такой телескоп.

См. также

Телескоп в Викисловаре
Телескоп на Викискладе
Телескоп в Викиновостях
  • Список астрономических инструментов
  • Список космических аппаратов с рентгеновскими и гамма-детекторами на борту
  • Линза Барлоу
  • Обсерватория
  • Астрономическая обсерватория
  • Список кодов обсерваторий
  • Телескоп Хаббл
  • Гигантский Магелланов телескоп
  • Pan-STARRS-1 программы Pan-STARRS
  • Гелиоскоп
  • Телескоп Эйнштейна
  • Celatone

Примечания

  1. Телескоп (астрономич.)
    — статья из Большой советской энциклопедии.
  2. Пахомов И. И., Рожков О. В.
    Оптико-электронные квантовые приборы. — 1-е изд. — М.: Радио и связь, 1982. — С. 184. — 456 с.
  3. Ландсберг Г. С.
    Оптика. — 6-е изд. — М.: Физматлит, 2003. — С. 303. — 848 с. — ISBN 5-9221-0314-8.
  4. В. А. Гуриков.
    История создания телескопа. Историко-астрономические исследования, XV / Отв. ред. Л. Е. Майстров — М., Наука, 1980.
  5. С. И. Вавилов.
    Галилей в истории оптики //
    УФН
    . — 1964. — Т. 64. — № 8. — С. 583—615.
  6. Панов В. А.
    Справочник конструктора оптико-механических приборов. — 1-е изд. — Л.: Машиностроение, 1991. — С. 81.
  7. Турыгин И. А.
    Прикладная оптика. — 1-е изд. — М.: Машиностроение, 1966.
  8. 12Цесевич В.П.
    Что и как наблюдать на небе. — 6-е изд. — М.: Наука, 1984. — 304 с.
  9. Новый мусор на геостационарной орбите: разрушение Telcom-1 и AMC-9 (рус.). Проверено 4 сентября 2020.

Телескопы для начинающих (Bresser)

Телескопы > Для начинающих (Bresser)

Многих интересует вопрос, как выбрать правильный телескоп для начинающего астронома? На какие детали обращать внимание? На какие критерии опираться? На самом деле здесь есть несколько ключевых моментов, на которых и нужно сосредоточиться. Во-первых, решите для себя, какие функции в телескопе для вас имеют первостепенное значение, какие наблюдения вы планируете проводить, в каких условиях работать? Может быть, вы предпочитаете хранить информацию о наблюдениях в электронном виде или мечтаете стать астрофотографом? Важны ли для вас габариты телескопа, его вес? Каковы ваши материальные возможности? Возможно, вы хотите стать счастливым обладателем телескопа с перспективой усовершенствования или базовая комплектация будет для вас вполне достаточной? Ответив на эти вопросы, вы сможете без труда выбрать свой идеальный телескоп. 3

Телескоп/микроскоп Bresser Junior Argo

………………………………

Тип телескопа:рефрактор
Диаметр объектива (апертура), мм:50
Фокусное расстояние, мм:300
Тип монтировки:азимутальная
Телескоп Bresser Junior 50/600 AZ

………………………………

Тип телескопа:рефрактор
Диаметр объектива (апертура), мм:50
Фокусное расстояние, мм:600
Тип монтировки:азимутальная
Телескоп Bresser Junior 60/700 AZ

………………………………

Тип телескопа:рефрактор
Диаметр объектива (апертура), мм:60
Фокусное расстояние, мм:700
Тип монтировки:азимутальная
Телескоп Bresser Junior 60/700 AZ, в кейсе

………………………………

Тип телескопа:рефрактор
Диаметр объектива (апертура), мм:60
Фокусное расстояние, мм:700
Тип монтировки:азимутальная
Телескоп Bresser Junior 76/700 AZ, в кейсе

………………………………

Тип телескопа:рефлектор
Диаметр объектива (апертура), мм:76
Фокусное расстояние, мм:700
Тип монтировки:азимутальная
Телескоп Bresser Lunar 60/700 (RB 60) AZ

………………………………

Тип телескопа:рефрактор
Диаметр объектива (апертура), мм:60
Фокусное расстояние, мм:700
Тип монтировки:азимутальная
Телескоп Bresser Arcturus 60/700 AZ

………………………………

Тип телескопа:рефрактор
Диаметр объектива (апертура), мм:60
Фокусное расстояние, мм:700
Тип монтировки:азимутальная
Телескоп Bresser Jupiter 70/700 EQ

………………………………

Тип телескопа:рефрактор
Диаметр объектива (апертура), мм:70
Фокусное расстояние, мм:700
Тип монтировки:экваториальная
Телескоп Bresser Mars Explorer 70/700 NG AZ

………………………………

Тип телескопа:рефрактор
Диаметр объектива (апертура), мм:70
Фокусное расстояние, мм:700
Тип монтировки:азимутальная
Телескоп Bresser Lyra 70/900 EQ-SKY

………………………………

Тип телескопа:рефрактор
Диаметр объектива (апертура), мм:70
Фокусное расстояние, мм:900
Тип монтировки:экваториальная
Телескоп Bresser Venus 76/700 AZ

………………………………

Тип телескопа:рефлектор
Диаметр объектива (апертура), мм:76
Фокусное расстояние, мм:700
Тип монтировки:азимутальная
Телескоп Bresser Refractor 90/900 NG

………………………………

Тип телескопа:рефрактор
Диаметр объектива (апертура), мм:90
Фокусное расстояние, мм:900
Тип монтировки:азимутальная
Телескоп Bresser Pluto 114/500 EQ

………………………………

Тип телескопа:рефлектор
Диаметр объектива (апертура), мм:114
Фокусное расстояние, мм:500
Тип монтировки:экваториальная
Телескоп Bresser Galaxia 114/900 EQ

………………………………

Тип телескопа:рефлектор
Диаметр объектива (апертура), мм:114
Фокусное расстояние, мм:900
Тип монтировки:экваториальная
Телескоп Bresser Pollux 150/1400 EQ2

………………………………

Тип телескопа:рефлектор
Диаметр объектива (апертура), мм:150
Фокусное расстояние, мм:1400
Тип монтировки:экваториальная
Телескоп Bresser National Geographic 70/350 GOTO

………………………………

Тип телескопа:рефрактор
Диаметр объектива (апертура), мм:70
Фокусное расстояние, мм:350
Тип монтировки:азимутальная
Телескоп Bresser National Geographic 76/700 EQ

………………………………

Тип телескопа:рефлектор
Диаметр объектива (апертура), мм:76
Фокусное расстояние, мм:700
Тип монтировки:экваториальная
Телескоп Bresser National Geographic 90/1250 GOTO

………………………………

Тип телескопа:зеркально-линзовый
Диаметр объектива (апертура), мм:90
Фокусное расстояние, мм:1250
Тип монтировки:азимутальная
Телескоп Bresser National Geographic 114/500 на монтировке Добсона

………………………………

Тип телескопа:рефлектор
Диаметр объектива (апертура), мм:114
Фокусное расстояние, мм:500
Тип монтировки:Добсона
Телескоп Bresser National Geographic 114/900 AZ

………………………………

Тип телескопа:рефлектор
Диаметр объектива (апертура), мм:114
Фокусное расстояние, мм:900
Тип монтировки:азимутальная

3

Рекомендуем ознакомиться:
  • Виды телескопов
  • Как выбрать телескоп?
  • Выбор телескопа для ребенка
  • Что можно наблюдать на городском небе?
  • О монтировках телескопа
Полный список статей
Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: