Peegeldavate teleskoopide omadused

Helkurit nimetatakse mis tahes seade, mille põhifunktsioon on peegeldus. Seega loodi peegeldav teleskoop seda optilist nähtust kasutades. Objektiivi asemel on seadme läätsel nõgus peegel, mis peegeldab ja suunab pildi vaatlemiseks või pildistamiseks valguskiiri okulaari. Vaatleme peegeldava teleskoobi peamisi eristavaid omadusi.

Peegeldusteleskoop erineb teist tüüpi murdvatest teleskoopidest selle poolest, et sellesse on paigaldatud läätsesüsteemi asemel metallist või klaasist nõguspeegel. Sageli nimetatakse selliseid seadmeid peegelteleskoobideks.

Peegelduvat teleskoopi on refraktorteleskoobist üsna lihtne eristada ka ilma astronoomiakogemuseta. Teine skeem on üsna lihtne. See on toru, mille läbimõõt sõltub vaadeldava objekti poole suunatud otsas asuva objektiivi läätse läbimõõdust. Toru teises otsas on okulaar - väiksema läbimõõduga lääts, mille kaudu toimub vaatlus. Sellise seadme toru pikkuse määrab objektiivi fookuskaugus ja materjali tugevus, millest seda saab valmistada.

Nõguspeegliga teleskoop näeb välja teistsugune, kuna sellel on täiesti erinev tööpõhimõte ja seade. Toru taevapoolses otsas ei pruugi sellisel seadmel üldiselt midagi olla, kuna peegel on fikseeritud teises otsas. Kuid okulaar on reeglina toru ülemises osas küljel. Kiirte teekond, erinevalt refraktorist, on teatud määral blokeeritud piki toru kesktelge paikneva prisma või tasapinnalise peegliga, millesse valgus kogutakse, et peegelduda okulaari. Reflektori struktuur ei nõua toru kohustuslikku kasutamist ja seetõttu puuduvad sellel refraktoritega kaasnevad piirangud. Kõik kaasaegsed suured teleskoobid, sealhulgas kosmoseteleskoobid, paigutatud vastavalt järgmisele skeemile: neis olev toru on asendatud kerge võrkstruktuuriga, mille eesmärk on hoida kõiki optilise süsteemi elemente.

Amatöörastronoomid kasutavad edukalt mõlemat tüüpi teleskoope ning mõlemal on oma plussid ja miinused, mis ühel juhul on põhjustatud läätse läbiva valgusvoo murdumisest, teisel juhul selle peegeldumisest pinnalt, millel võib olla erinev kumerus. Instrumendi reisimise ja liikumisega seotud vaatlusteks on parem kasutada refraktorit, selle disain on tugevam.Helkuri transportimine on ebasoovitav, kuna see võib põhjustada konstruktsioonielementide nihkumist keskjoone suhtes, mille järel tuleb nende asendit kruvide abil reguleerida - reguleerimine. Sellise teleskoobi saab paigutada amatöörobservatooriumi.

Nõguspeegli kasutamine läätsena oli teaduslike uuringute tulemus, mille eesmärk oli vähendada läätsede tekitatud moonutusi (kromaatilised ja sfäärilised aberratsioonid). Sellesuunalisi uuringuid viidi läbi paljudes Euroopa riikides, eriti edukad olid neis Briti teadlased. 1663. aastal tegi James Gregory esimesena ettepaneku kasutada murdumisläätse asemel peegeldavat nõguspeeglit (ilmselt leiutas ta esimese peegeldava teleskoobi), 1673. aastal kehastas kirjeldatud optilise seadme süsteemi kuulus Robert Hooke.

Esimese töötava peegelläätsega teleskoobi lõi aga suur Isaac Newton 1668. aastal.

Helkurite tee ei olnud lihtne, samal ajal täiustatud objektiiviseadmed andsid selgema ja heledama pildi. Olulise panuse nende arengusse andsid Mandri-Euroopa teadlased (sakslased, prantslased, itaallased). Näis, et helkur jääb katseseadme tasemele.

Otsingud läksid katte täiustamise ja peeglite valmistamise suunas. Edaspidi viidi moonutuste vähendamiseks Newtoni pakutud süsteemi korduvalt sisse erinevaid uuendusi, mis tõid kaasa põhimõtteliselt erinevate peegeldavate teleskoopide skeemide, sealhulgas hübriidversioonide tekkimise, kui ühes tootes kasutati objektiive ja peegleid.Uute materjalide ja tehnoloogiate tulek võimaldas luua üha täiuslikumaid süsteeme ning suuremahulise toru puudumine teleskoobi konstruktsioonis võimaldas selle efektiivsust mitmekordistada.

Kõikidel helkuritel on üks ühine joon – nõguspeegli kasutamine läätsena. Kuid peegli poolt kogutud kiirte edasine kulg tehti ettepanek suunata okulaarile mitmel viisil.

Isaac Newtoni välja töötatud helkurisüsteemi peetakse klassikaliseks. Põhipeeglil pole auke ja seda on suhteliselt lihtne valmistada. Fookuse lähedal asuv tasane peegel peegeldab valgusvoogu keskjoonega risti. Okulaar on küljel.

Newtoni teleskoobi skeem on kõige lihtsam rakendada ja seda on laialdaselt kasutatud amatöörastronoomide seas, kes valmistavad oma vaatlustööriistu. Ja ettevõtted, mis toodavad amatöörastronoomia seadmeid, toodavad selliseid seadmeid suurtes kogustes.

1663. aastal välja pakutud peegelteleskoop osutus väga edukaks, sest annab otsese pildi ja seda saab kasutada mitte ainult astronoomilisteks vaatlusteks, vaid ka maapealsetes tingimustes. Nõguspeegli keskele tehakse auk, sealt peegelduva valguse suunab auku teine, samuti nõgus peegel, okulaar asetatakse mööda teleskoobi keskjoont nagu refraktor või tavateleskoop.

Laurent Cassegraini 17. sajandi 70ndatel kavandatud ja rakendatud skeem meenutab Gregory skeemi. Nõguspeegli keskosas on ka auk. Seadmed erinevad teise peegli kuju poolest - vaadeldavas süsteemis on see kumer. Selle skeemi järgi ehitatud teleskoobid, mille omadused sarnanevad Gregory instrumentidele, on palju lühemad. Nõukogude astronoomi Dmitri Maksutovi täiustatud Cassegraini süsteemi kasutatakse nüüd amatöörhelkurite loomiseks kõikjal maailmas.

Teine Cassegraini teleskoobi modifikatsioon oli 1920. aastatel välja töötatud Ritchey-Chrétieni süsteem. Tänu peeglite erinevale kujule oli võimalik saada suurem vaateväli, mis osutus mugavaks liikuvate objektide (asteroidid, komeedid, planeedid) vaatlemisel. Ja ka selles süsteemis oli võimalik mõningaid moonutusi vähendada.

Korduvalt üritati kasutada nõguspeeglit, millel pole valgusvoogu blokeerivat helkurit. 17. sajandi 70. aastate alguses konstrueeris William Herschel sellise peegeldava teleskoobi, mille okulaar ei varjanud kuidagi peapeeglit. See võimaldas oluliselt suurendada seadme võimsust, kuid põhjustas tugevaid moonutusi kooma kujul. 1760. aastatel töötas sarnase disaini välja ja rakendas M. V. Lomonosov. Praegu kasutatakse spetsiaalseteks vaatlusteks sellisel optilisel skeemil põhinevaid seadmeid, mis pole seadme ja reguleerimise keerukuse tõttu amatöörastronoomias laialt levinud.

Dietrich Korschi süsteem töötati välja 1970. aastatel. Seda eristab mitte kahe, vaid kolme peegli olemasolu, mis võimaldab teil suurema osa moonutustest parandada.

Selle süsteemi seadmeid kasutatakse laialdaselt mitmesuguste optiliste instrumentide tootmiseks - binoklitest ja monoklitest kuni amatöörteleskoopideni. Nende peamine eelis on seadme pikkuse märkimisväärne vähendamine, säilitades samal ajal fookuskauguse. Peeglid on paigutatud optilise telje suhtes nurga all, üksteist blokeerimata.

20. sajandi alguses Bernhard Schmidti poolt täiustatud Cassegraini süsteem sai laialt levinud. See on hübriidskeem, kus lisaks nõguspeeglile kasutatakse objektiivi.

20. sajandil asendasid peegeldavad teleskoobid kindlalt kõigi oluliste astronoomiliste vaatluskeskuste refraktorid. Koos tootmistehnoloogiate arenguga hakkas kasvama ka teleskoobidesse paigaldatud peeglite läbimõõt.

1917. aastal sai USA-s (Washingtoni osariigis) asuva observatooriumi helkur maailma suurimaks, selle peegli läbimõõt ulatus 100 tollini (2,5 meetrini). Pärast Teist maailmasõda valmistati 5-meetrise peegliga seade, mis paigaldati samuti Californiasse.

Vana Maailma suurim on endiselt suur asimuuditeleskoop, mis loodi NSV Liidus eelmise sajandi 70. aastate keskel ja mis paigaldati Karatšai-Tšerkessi Vabariigis kõrgmäestiku observatooriumi juurde.

Maailma suurim kaasaegne täispeegelteleskoop paigaldatakse USA-sse Arizonasse. See on suur binokulaarne teleskoop. See on varustatud kahe identse peegliga, mille läbimõõt on 8,4 meetrit. Seade on ehitatud 2005. aastal.

Seni suurimad on kokkupandavate segmentpeeglitega seadmed: suur Kanaari teleskoop, suur Lõuna-Aafrika teleskoop, Hobby-Eberle teleskoop (USA).

Peegelteleskoobi kasutamine pole nii keeruline. Kuid erinevalt refraktorist nõuab selline instrument väga hoolikat käsitsemist. Kuna helkuri toru on alati avatud, võib tolm helkurisse sattuda. Peegli pinnale asudes vähendab see väga märgatavalt selle peegeldust.

Samuti on problemaatiline helkuri liigutamine, kuna konstruktsioonielemendid kipuvad vibratsiooni mõjul liikuma. Tavaliselt lõpevad manipulatsioonid peegelteleskoopidega töömahuka reguleerimisega (reguleerimisega). Teleskoopi saab reguleerida reguleerimiskruvide abil, mille pöörded põhjustavad peegli nihkumist, ilma vastava kogemuseta pole seda kiiresti võimalik teha.