Принцип работы и назначение телескопа

Если вы уже решили приобрести себе любительский телескоп, вам необходимо знать о том, каким образом он работает, чтобы правильно организовать свои наблюдения. Принцип работы и назначение телескопа, на самом деле, не так сложны, как кажется поначалу, и разобраться в основах оптики способен любой желающий, особенно если он серьёзно интересуется астрономическими приборами.

Главные задачи телескопов

Известно, что кроме простых оптических моделей, предназначенных для астрометрии и астрофизики, существуют радиотелескопы, а также модели, работающие в условиях рентгеновского и инфракрасного излучения. Кстати, любой радиотелескоп, в отличие от своего оптического «коллеги», абсолютно на него не похож. Однако несмотря на это задачи любого инструмента можно свести к основным:

• собрать максимальное количество света (или энергии);
• увеличить освещённость небесного тела;
• создать изображение объекта хорошего качества;
• увеличить угловое расстояние между объектом и наблюдателем.

Понятие «увеличение телескопа» обозначает не что иное, как увеличение этого углового расстояния, равное отношению фокусного расстояния как объектива, так и окуляра.

Итак, главный принцип работы телескопа — не увеличение. Начинающие астрономы, приходя в магазин оптических товаров, часто задают такой вопрос: «А во сколько раз увеличивает вот этот прибор?» Постановка вопроса заведомо неправильная, поскольку главный критерий создания яркой картинки — это размер элемента, собирающего световые лучи, то есть, объектива. В качестве объектива может выступать линза или зеркало, в зависимости от конструкции той или иной модели. От того, какое количество света может собрать телескоп, напрямую определяется детализация получаемого изображения, начиная от лунного ландшафта и заканчивая кольцами Сатурна.

Увеличение тоже имеет определённое значение, но не такое, как размер входного отверстия или объектива.

Как устроен оптический телескоп?

Независимо от конструкции в каждом приборе есть окуляр и объектив. Линза (или зеркало), которые обращены непосредственно к наблюдаемому небесному телу, получили название объектива, а линза поменьше (куда мы «прицеливаемся» глазом), называется окуляром. Оба элемента расположены на одной условной оптической оси.

Как работает телескоп в целом? Если вы желаете наблюдать за объектами, находящимися близко к вам, необходимо периодически менять окуляры. Как правило, в комплектацию к каждому телескопу приложено минимум два разных окуляра. Благодаря им наблюдатель может изменять параметры увеличения, используя один и тот же объектив.

Линза телескопа, которая ближе к середине становится толще — собирающая линза (условно со знаком «плюс»), а если стекло, наоборот, посередине выглядит тоньше, речь идёт о рассеивающей линзе, со знаком «минус». Под оптической осью понимают условную прямую, которая соединяет центры этих линз. Лучи света, следуя параллельно оси, преломляются в линзе и фокусируются в определённой точке. Если линза телескопа обладает сильной кривизной, фокус будет меньше, а изображение предмета — максимально приближенным к реальности.

Оптический класс тоже имеет значение!

Как устроен телескоп-рефрактор? Его ещё называют преломляющим телескопом, потому что он собирает свет с помощью крупной и толстой линзы. Линзы у большинства рефракторов состоят из двух элементов, соединённых друг с другом. Такая конструкция получила название ахроматической, то есть, устраняющей либо сокращающей ложные цвета. Они неизбежно возникают в процессе наблюдения и плохо влияют на качество и восприятие получаемой картинки. Именно поэтому существует такое понятие как рефракторы-ахроматы.

Однако если конструировать слишком крупные и тяжёлые линзы, а потом устанавливать их в телескоп, увеличится светопоглощение, а сам прибор станет очень «тяжёлым на подъём». Тем не менее, телескопы-рефракторы по-прежнему ценятся в мире и до сих пор несут свою вахту в сфере профессиональной астрономии. Например, в Пулковской обсерватории успешно работает Большой рефрактор с диаметром объектива 65 см, а в Йеркской обсерватории есть телескоп с метровым объективом.

Крупные астрофизические телескопы — это, безусловно, рефлекторы («зеркалки»). Они пользуются популярностью и у астрономов-любителей несмотря на широкие и громоздкие трубы. Стоимость у них гораздо дешевле, нежели у рефракторов или катадиоптриков, а в качестве объектива выступает большое зеркало вогнутого типа. В зеркальных телескопах, сконструированных по системе Исаака Ньютона, есть и зеркало вторичного назначения. Оно маленького размера, а его задача — отражать свет, собираемый главным зеркалом, в трубу.

Наконец, катадиоптрики представляют собой комбинированные модели. Их оптическая система состоит из линз и зеркал, поэтому качество изображения получается просто великолепным. Поскольку главное достоинство катадиоптриков — это система многократного переотражения, самый длинный «фокус» можно условно «сложить внутри трубы» так, что её нет необходимости изготавливать слишком большой. Труба выглядит маленькой, что очень удобно для астрономов, ценящих выездные наблюдения за городом и в путешествиях.