nedeľa, september 25, 2016

Vyberáme prvý teleskop

Človek vždy dvíhal hlavu ku hviezdam a snažil sa porozumieť svetu okolo nás. Je to niečo cez 400 rokov od chvíle, keď sa svet dozvedel o významnom objave astronomického ďalekohľadu.

Jeho autorom bol slávny Galileo Galilei. Odvtedy už pretieklo veľa vody, ľudia objavili nové možnosti, zlepšili výrobné postupy a tak sú dnešné ďalekohľady výkonné, no zároveň aj dostupné amatérskym astronómom.
Základné rozdelenie
Na trhu existuje veľké množstvo rozličných typov teleskopov od rôznych výrobcov. Základnou funkciou ďalekohľadu je pomocou optiky zlepšiť možnosti pozorovania vzdialených predmetov. Teleskop sa skladá z dvoch hlavných častí – z objektívu a okulára. Objektív slúži na zhromažďovanie svetla a okulárom potom pozorujeme obraz podobne ako malé veci lupou. Pri zhromažďovaní svetla sú využívané dva fyzikálne princípy – lom a odraz svetla. Konštrukcie ďalekohľadov sa rozlišujú práve na základe toho, ktorý princíp je využívaný:

  •  refraktory – objektív tvorí šošovka (využíva sa princíp lomu svetla)
  •  reflektory – objektív tvorí zrkadlo (využíva sa princíp odrazu svetla)
  •  katadioptrické systémy – objektív je zložený zo zrkadla aj šošovky (využívajú sa oba princípy – lom aj odraz svetla)

Refraktory

Refraktory patria k základným a najdlhšie používaným teleskopom. Pozorujeme s nimi priamo, tak ako s triédrom. Obraz sa vytvára v ohniskovej rovine a je výškovo aj stranovo prevrátený. Toto môže byť pre začínajúcich pozorovateľov spočiatku mätúce – hlavne pri pozorovaní pozemných cieľov. Odstrániť je to možné dodatočnou optikou, ktorá prevráti obraz do správnej orientácie. Avšak pri pozorovaní nočnej oblohy je to zbytočné.

Objektívy prvých refraktorov obsahovali iba jednu jednoduchú šošovku. Ich kvalita nebola príliš veľká vďaka rôznym chybám (sférická aberácia, farebná chyba,...). Preto sa museli používať nízke svetelnosti, aby sa tieto chyby zmiernili a bolo umožnené pozorovanie objektov na nebi. V roku 1747 bol tento nedostatok významne potlačený použitím dvoch šošoviek z rôznych materiálov vybrúsených tak, aby ich súčasné použitie eliminovalo vyššie spomenuté problémy. Takéto objektívy sa nazývajú achromatické. A práve tieto sa nachádzajú v dnešných najlacnejších refraktoroch. Vývoj išiel samozrejme dopredu a používaním nízkorozptylných skiel je dnes možné vyrábať kvalitnejšie refraktory. Zvyčajne mávajú v názvoch uvedené ED (Extra-low Dispersion). Oproti bežným achromátom majú ostrejší obraz a farebná chyba je pozorovateľná až pri veľkom zväčšení. Samozrejme, nárast kvality podmieňuje aj cenový rozdiel. Aby sa odstránili aj posledné zvyšky rôznych optických chýb, bola pridaná ďalšia šošovka a vyvinuli sa objektívy s troma členmi. Tieto sa používajú aj vo fotografických objektívoch. Náročnosť ich výroby je oproti obyčajným refraktorom značná a príliš vysoká cena ich predurčuje skôr pre profesionálne využitia.

Pre amatéra sú achromatické refraktory asi najprijateľnejšie ďalekohľady. Bežné priemery objektívov bývajú okolo 80-120mm a ich optická kvalita predurčuje, že svetelnosti bývajú väčšinou v rozsahu 1:10 až 1:15. S narastajúcim priemerom rastie značne ich dĺžka aj hmotnosť. Najväčšie refraktory sú neprenosné a je nutné ich mať v kupolách (najväčší achromatický refraktor na Slovensku na priemer objektívu 270mm – p. Murín, Oravská Lesná). Optické plochy sú odolné, pozorovateľ pozoruje predmety v priamom smere, ďalekohľad nie je potrebné špeciálne nastavovať, menšie priemery majú malú hmotnosť, sú skladné a prenosné. Už aj refraktor s priemerom objektívu 60-80mm nám ukáže na Mesiaci množstvo detailov. Odhalí nám krásu Saturnových prstencov, Jupiterových pásov oblačností ale aj (po doplnení špeciálnym filtrom) detaily slnečných škvŕn.

Reflektory

Od vynájdenia prvého teleskopu neprejde ani storočie a na scénu prichádza ďalekohľad využívajúci iný fyzikálny princíp – odraz. Pod tento návrh a aj samotnú realizáciu sa v roku 1668 podpísal ďalší slávny vedec Issac Newton. Ďalekohľady využívajúce špeciálne vybrúsené zrkadlo konkávneho (dutého) tvaru sa súhrnne nazývajú reflektory. Postupom času sa objavili rôzne typy. Medzi amatérmi sa najčastejšie používajú konštrukcie typu Newton a Cassegrain.

Prvý menovaný typ využíva parabolické primárne a rovinné sekundárne zrkadlo v tvare elipsy, ktoré je sklonené v 45 stupňovom uhle. Pozorovateľ sa díva kolmo na os ďalekohľadu. Pred koncom tubusu, ktorý smeruje na pozorovaný objekt, sa vo vnútri nachádza sekundárne zrkadlo, ktoré odráža zväzok lúčov do okulárového výťahu, ktorý je umiestnený na boku tubusu. Toto spočiatku môže spôsobovať určité problémy začiatočníkom, avšak tieto rýchlo zmiznú po dosiahnutí určitej praxe. Ďalekohľady sa väčšinou vyrábajú v rozsahu svetelností od 1:4 do 1:8. Vyššie svetelnosti sa používajú špecializované ďalekohľady určené pre fotografické účely. Od svetelnosti 1:5 je ďalekohľad potrebné doplniť korektorom kómy, ktorá rastie so zväčšujúcou sa svetelnosťou. Naopak, svetelnosti pod 1:8 sa využívajú ako ďalekohľady určené hlavne pre pozorovanie Mesiaca a planét. Pre začiatočníka je asi najvhodnejšia svetelnosť 1:5, kde ešte kóma nie je príliš veľká a svetelnosť je výrazne lepšia ako pri iných systémoch. Keďže výroba zrkadla je po praktickej stránke jednoduchšia (obrába sa iba jedna plocha zrkadla namiesto dvoch pri šošovke), pri ďalekohľade typu Newton vychádza najlepšie pomer výkon/cena. Ich svetelnosť ich predurčuje pre fotografické použitie (najväčší Newtonov ďalekohľad na Slovensku na priemer objektívu 1m – Astronomické observatórium na Kolonickom sedle).



Druhým často používaným zrkadlovým systémom je Cassegrian. Tento ďalekohľad používa taktiež primárne zrkadlo parabolického tvaru (zvyčajne so svetelnosťou 1:5) s centrálnou dierou, no sekundárne zrkadlo je hyperbolické. Jeho výroba je preto však náročnejšia. Na druhú stranu má výhodu v kratšom tubuse a vo fakte, že sa pozorovateľ díva v smere objektu – tak ako pri refraktore. Svetelnosť väčšinou býva okolo 1:10.

Katadioptrické systémy

Trvalo zhruba ďalších 260 rokov, než sa objavil revolučne nový návrh optického návrhu. Vynikajúci optik B. Schmidt v roku 1931 predstavil svoj koncept. Spojil výhody šošoviek a zrkadiel takým spôsobom, ktorý vo výsledku odstránil základné optické chyby a umožnil skonštruovať veľmi výkonný optický systém s vysokou svetelnosťou. V roku 1944 vymyslel sovietsky optik D. D. Maksutov (pôvodne astronomický amatér) ďalší zrkadlovo šošovkový systém, ktorý taktiež odstránil rôzne optické chyby.

Dnes sa tieto pôvodné návrhy používajú v kombinácii s ďalekohľadom typu Cassegrain. V súčasnosti sú bežne vyrábané dva základné zrkadlovo-šošovkové systémy a to Schmidt-Cassegrain a Maksutov-Cassegrain. Keďže vychádzajú z pôvodného návrhu Cassegrainovho ďalekohľadu, sú krátke a ich svetelnosť býva okolo 1:10. Ich cena je však vyššia oproti čisto zrkadlovým ďalekohľadom vzhľadom na náročnosť výroby korekčnej dosky (pri Schmidtových systémoch) a ešte viac (skrz meniskusy potrebné) v Maksutových konštrukciách. Okrem vyššej ceny sa v praxi ukazuje, že korekčné šošovky na vstupe do tubusu sa občas zarosia a potrebujú buď rosnicu alebo vyhrievanie.


Na záver

Teleskop prináša možnosť pozorovať vzdialené svety. Najskôr to bude určite Mesiac, planéty a neskôr objekty hlbokého vesmíru. Každý typ ďalekohľadu má svoje výhody aj nevýhody. Šošovkové sú lepšie na pozorovanie svetelnejších objektov, väčšie priemery zrkadlových systémov prinesú možnosť pozorovať aj plošne slabé objekty. Či už siahnete po tom alebo inom teleskope, určite si nájdete veľa zaujímavostí na potulky po nočnej oblohe. A najlepší teleskop je ten, ktorý sa používa najčastejšie.

Čítané 13445 krát

Napíšte komentár

Najnovšie recenzie

  • 1
  • 2
  • 3

Astronomická fotografia – širokouhlá fot…

27-04-2014 Prečítané:5802 Astronómia

Astronomická fotografia – širokouhlá fotografia

Astronomická fotografia umožňuje pútavo zobraziť vesmírne objekty, ich zaujímavé prejavy ako aj rôzne zoskupenia na oblohe. Existujú mnohé oblasti, v ktorých sa môže fotograf realizovať.... Článok

Astronomická fotografia – metódy zaostro…

10-02-2014 Prečítané:6776 Astronómia

Astronomická fotografia – metódy zaostrovania

Zaostrenie optickej sústavy v teleskope pre účely astronomickej fotografie je kľúčové. Na prvý pohľad sa môže zdať, že ide o triviálny problém, avšak pri detailnejšom... Článok

Astronomická fotografia - 1. metódy fote…

13-11-2013 Prečítané:9936 Astronómia

Astronomická fotografia - 1. metódy fotenia

Od nepamäti človek dvíha hlavu k oblohe a pokúša sa pochopiť vesmír. Mnohé veci sme objavili, mnohé sa zamotalo a bude potrebné ešte veľa úsilia,... Článok