какие виды телескопов вы знаете

Телескоп. Виды и устройство. Применение и как выбрать. Особенности

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:

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:

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:

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.

Источник

Выбор телескопа: советы для начинающих и обзор лучших моделей по мнению Сима-ленд

Задались вопросом, как выбрать телескоп? В этой статье вы получите всю информацию, чтобы удачно купить аппарат и исследовать объекты Вселенной. Мы расскажем, какие есть оптические приборы, на что обращать внимание в характеристиках и как найти телескоп для ваших целей. В конце бонус — обзор лучших моделей для начинающих астрономов по мнению

Разновидности телескопов

Тип оптики зависит от элементов, из которых состоит конструкция. Всего выделяют 3 вида:

Каждый вид оптического прибора обладает своими характеристиками, которые определяют сферу его использования и степень удобства.

Рефракторы (линзовые)

От refract — «преломлять». Такие телескопы обладают тонким цилиндром с небольшим объективом наверху (обычно до 130 мм). По виду рефракторы напоминают крупную подзорную трубу. Первый рефрактор собрал знаменитый физик Галилео Галилей ещё в 1609 году. Он основывался на конструкции зрительной трубы голландцев и спроектировал свой аппарат, но уже для астрономических наблюдений.

Среди плюсов линзовых конструкций пользователи отмечают надёжность, а также простоту ухода. Труба у рефракторов герметична, поэтому туда не попадает пыль, которая снижает видимость. Вам не придётся постоянно протирать поверхность.

Модели рефракторного типа передают контрастную картинку с высокой резкостью, при этом относятся к бюджетной оптике. Для начинающих наблюдателей за планетами отметим, что классический линзовый телескоп даёт зеркальное изображение. Новичкам при поиске космического объекта придётся учесть этот момент. Если вам важно видеть прямую картинку со своего телескопа, то сделайте выбор в пользу модели с оборачивающим окуляром.

А теперь о минусах. Главным недостатком рефракторных приборов называют хроматические аберрации. Это искажения в форме цветного ореола у планет или других объектов наблюдения. Чтобы устранить их, производители придумали специальные линзы — ахроматические и апохроматические. Телескопы первого вида имеют 2 линзы: одна собирает свет, другая его рассеивает. Подбирают элементы с разным коэффициентом преломления, чтобы искажение получилось как можно меньше. В апохроматических устройствах применяют сразу комплекс линз или детали из другого типа стекла, которые также позволяют устранить ореол у объекта наблюдения.

Для наблюдений при большом увеличении лучше покупать приборы-апохроматы. Такой выбор даёт более качественное изображение.

Если хотите правильно выбрать телескоп, учтите плюсы и минусы всех видов астрономической оптики.

Рефлекторы (зеркальные)

От reflexio — «отражение». В телескопах этого вида вместо линзы вставляют выгнутое зеркало. Отсюда специфика рефлекторов: они передают оттенки без искажений, но в перевёрнутом виде. Для наблюдения за планетами это не так важно, но если исследовать земные объекты, восприятие может исказиться.

Отцом рефлекторов стал Исаак Ньютон. В 1668 он собрал первый зеркальный аппарат. Целью физика было избавиться от аберраций, которые дают линзовые телескопы, и задача была выполнена.

Главное достоинство рефлекторов — отсутствие хроматических искажений.

К тому же зеркальная оптика имеет больший выбор возможностей: с ней вы будете созерцать даже отдалённые космические объекты. Например галактики и туманности.

Рефлекторный аппарат уже не похож на подзорную трубу, потому что окуляр у него располагается сбоку. Ещё одно отличие — в уходе за устройством. Труба здесь открыта, поэтому внутри скапливается пыль. Будьте готовы периодически протирать оптику и настраивать её параметры.

Катадиоптрические (комбинированные) телескопы

Такие приборы содержат одновременно линзы и зеркала. Главный плюс устройств — компактность. Комбинированный телескоп легко установить на балконе или рабочем столе в маленькой комнате, его можно перевозить даже на общественном транспорте.

Выбор катадиоптрики даёт возможность получить наиболее качественное изображение, но контрастность и яркость картинки у комбинированных телескопов чуть слабее, чем у линзовых устройств. Следует учесть, что комбинированные аппараты, как и рефракторы, не показывают прямой картинки — здесь она зеркальная.

Науке известно несколько зеркально-линзовых систем. Одна из них принадлежит нашему соотечественнику Д. Д. Максутову. В 1941 году он смог избавиться от комы и астигматизма на изображении телескопа с помощью мениска — корректирующей вогнуто-выпуклой линзы. Благодаря открытию позже были разработаны менисковые аналоги всех перспективных телескопов.

Сейчас спросом пользуются комбинированные модели типа Максутова — Кассегрена и Шмидта — Кассегрена. Первые имеют большое фокусное расстояние, поэтому хороши для изучения Луны и поверхности планет. А вторые зарекомендовали себя как удобные аппараты для фотографирования звёздного неба.

Плюсы комбинированных телескопов

Минусы комбинированных телескопов

Чтобы сделать выбор, ориентироваться только в типах телескопов недостаточно. Важно ещё знать характеристики устройств для наблюдения за планетами и уметь сравнивать параметры моделей.

Основные характеристики

Предельное полезное увеличение

Показывает максимальное увеличение, при котором сохраняется наилучшее качество изображения. Рассчитывается просто: диаметр объектива (в миллиметрах) нужно умножить на 2. Например, если апертура составляет 130 мм, то предельное полезное увеличение будет 260 крат. Больше предельной кратности от оптики ожидать не стоит.

Диаметр объектива (апертура)

Начинающие астрономы иногда думают, что главный параметр телескопа — показатель увеличения. Но это заблуждение. Диаметр линзы или зеркала важнее, потому что от него зависит чёткость и яркость картинки. Чем крупнее объектив, тем больше он соберёт лучей света и тем больше вы получите визуальной информации.

Светосила

Определяет яркость изображения, которое увидит любитель космоса. Рассчитывается по формуле дроби:

фокусное расстояние / апертура = светосила

Если фокусное расстояние составляет 2 000 мм, а апертура равна 200 мм, то светосила будет 1:10. Показатели 1:8; 1:10, а также 1:12 — подходящий выбор для изучения планет, а 1:4; 1:5 и 1:6 — для наблюдения за галактиками и другими элементами далёкого космоса.

Комплектующие к прибору

Любому телескопу требуются как минимум монтировка и штатив. И если треноги все примерно одинаковые, то монтировки есть азимутальные и экваториальные. Перед покупкой лучше узнать вид детали, потому что её выбор предполагает ограничения. Азимутальные модели простые и не нуждаются в настройке, однако не дадут вам наблюдать за объектами над головой — телескоп упрётся в штатив. Экваториальная монтировка лишена этой проблемы, но она дороже и тяжелее. Чтобы ею пользоваться, нужны навыки настройки.

Также для исследования космоса могут пригодиться увеличительные окуляры, фильтры (лунный, солнечный) и линза Барлоу. Все эти мелочи сделают наблюдения более информативными и безопасными для глаз.

Окуляр Super Kellner, 25 мм, 1.25″

Линза Барлоу, 3x, 1.25″

Критерии выбора

Ответьте на 3 важных вопроса. Иначе любые статьи о том, как выбрать телескоп, не помогут удачно купить аппарат.

Для чего вам телескоп

Для наблюдения за планетами и Луной

Для наблюдения за этими объектами требуется чёткое и контрастное изображение. Как раз такое дают рефракторы. Они удобные и почти не нуждаются в уходе, однако при равных апертурах проигрывают в цене зеркальным телескопам.

Хотя планеты хорошо просматриваются при объективе от 75 мм, специалисты советуют сделать выбор в пользу аппаратов с диаметром линзы в пределах 150–200 мм. С таким прибором вы сможете рассмотреть облака и сумеречные явления на Венере, а также наблюдать другие детали, которые невозможно увидеть при апертуре меньше 100 мм.

Покупать слишком большой объектив любителям тоже не рекомендуют. Он грозит большими оптическими искажениями и вряд ли оправдает свою высокую цену.

Важный момент — вид монтировки. Для наблюдения за планетами подходящим выбором считается экваториальная. Такие небесные объекты рассматривают при значительном увеличении, поэтому они быстро исчезают из поля зрения. А с экваториальной монтировкой нужно регулировать всего одну ручку, чтобы сохранять планету в зоне видимости. Монтировки с автоматическим наведением, конечно, будут ещё удобнее, но на их покупку придётся потратиться.

Для изучения глубокого космоса

Если вы настроены исследовать далёкие объекты вроде туманностей, галактик или звёздных скоплений, оправданным выбором будет телескоп с большой апертурой. Только мощные объективы позволят рассмотреть такие небесные тела.

Среди любителей глубокого космоса популярны зеркальные телескопы системы Ньютона. При равных апертурах они обходятся дешевле, чем оптика других типов. Но здесь придётся найти компромисс, ведь вместе с диаметром прибора увеличивается его цена, размер и вес. Поищите аппараты с объективом 150–250 мм, чтобы с удовольствием наблюдать слабые объекты Вселенной.

Для исследования наземных объектов

Телескопы для таких наблюдений покупатели ищут реже, но это тоже случается. Чтобы рассматривать городские панорамы или горные пики, вам пригодится линзовый или комбинированный аппарат. Выбор зеркальных приборов неоправдан, потому что окуляр у них располагается сбоку от цилиндра и предмета наблюдения.

Получить максимум удовольствия от процесса помогут телескопы с большим полем обзора. Такие имеют умеренное фокусное расстояние. Используйте модели с параметром от 400 до 800 мм и любуйтесь видами как днём, так и ночью.

Где планируете использовать инструмент

Список моделей для наблюдения дома и во время выездных исследований будет значительно отличаться. В первом случае большое значение имеют размеры конструкции, а во втором — ещё её вес и мобильность.

Если вы хотите наблюдать за планетами дома, подойдёт телескоп любого вида. Но учитывайте, что рефлекторы занимают много места — для маленькой квартиры или рабочего стола это не лучший выбор. Зато линзовые аппараты достаточно компактные, поэтому подойдут для маленьких пространств.

Самое универсальное решение — комбинированные телескопы. Они лёгкие, мобильные и позволяют рассматривать любые космические тела.

Сколько готовы потратить на телескоп

Цена телескопа зависит от диаметра объектива, материалов, бренда и т. д. Но если обобщить, то самыми бюджетными аппаратами считаются зеркальные. Линзовые приборы тоже обычно не бьют по кошельку, но при больших апертурах их цена высока. Самой дорогой является катадиоптрика, но её стоимость оправдывается характеристиками.

Какой аппарат подойдёт для ребёнка

К детскому оптическому устройству обычно предъявляют меньше требований, чем к взрослому, ведь главная цель малышей — знакомство с космосом, а не углублённое изучение. Первый телескоп может быть недорогим. Присмотритесь к линзовым приборам с диаметром 50–90 мм, ньютоновским рефлекторам (до 130 мм) и аппаратам Максутова — Кассегрена с апертурой 90–100 мм. Такой выбор обеспечит ребёнку интересное путешествие по звёздному небу и позволит познакомиться с удалёнными земными объектами.

Обзор лучших моделей для начинающих по версии

Новичкам сложно не растеряться среди десятков и сотен разных устройств. Поэтому мы приготовили тройку оптимальных приборов для старта в наблюдении за космическими телами. Эти аппараты избавляют от вопроса, как выбрать телескоп, и сейчас доступны к заказу.

Рефрактор известного производителя с пожизненной гарантией. Подходит для начинающих астрономов и детей. В этот телескоп вы сможете рассмотреть наземные объекты, планеты Солнечной системы и Луну. Это уже не игрушка, а настоящий астрономический прибор.

К телескопу прилагается настольный штатив и простая в использовании азимутальная монтировка. Также вы получите оборачивающий окуляр, который делает изображение прямым, а не перевёрнутым.

Помимо прочего в комплект входит микроскоп, который позволяет изучать растительные и животные клетки, насекомых.

Стильный зеркальный аппарат на настольной монтировке Добсона. Он имеет увеличенные показатели апертуры и максимальной полезной кратности по сравнению с предыдущей моделью, поэтому позволит рассмотреть больше деталей.

Предназначен для наблюдения за планетами Солнечной системы, но с ним получится изучить даже скопления М13 и М92 в созвездии Геркулеса.

Телескоп даёт чёткую картинку без хроматических аберраций и выделяется среди рефлекторов компактностью. Вы без труда увезёте его за город, чтобы полюбоваться звёздами без атмосферных помех.

Эта модель — выбор тех, кто искал телескоп для астрофотографий. По многим характеристикам аппарат похож на предыдущий, но имеет специальный адаптер. Он позволяет делать снимки прямо на телефон и не тратиться на дорогое оборудование. Прибор поставляется с азимутальной монтировкой и набором аксессуаров. Кстати, для них предусмотрен удобный лоток в центре треноги.

Сводная таблица характеристик

Она наглядно показывает особенности моделей. Используйте эти данные, чтобы сравнить представленные телескопы и выбрать оптимальный для себя.