С какими современными телескопами вы познакомились астрономия


Человечество очаровано космосом. Наши далекие предки, также как и мы с вами сегодня, вглядывались в космический океан в попытках поближе рассмотреть далекие небесные тела. Великие астрономы прошлого использовали звезды чтобы определять время и ориентироваться в навигации, однако начало современной астрономии положил Галилео Галилей, направив телескоп в ночное небо в 1609 году. С тех пор многое изменилось – так, в ХХ веке телескопы превратились в огромные сооружения с большими зеркалами, размещенными в собственных огромных зданиях. Сегодня у нас есть космические телескопы, например Хаббл, а также телескопы, использующие технологии, о которых Галилей и подумать не мог. Технологии сегодня стремительно развиваются, а вместе с ними развивается и астрономия. В конце-концов мы знаем о Вселенной не так много, как нам хотелось бы, а поиски внеземных разумных цивилизаций пока так и не увенчались успехом. Но смогут ли новые телескопы обнаружить жизнь за пределами Земли? Из этой статьи вы узнаете какие телескопы могут раз и навсегда изменить астрономию.

Тридцатиметровый Телескоп (Гавайи)


В 2019 году власти США наконец разрешили астрономам возвести гигантский Тридцатиметровый телескоп (название которого говорит само за себя) на священной горе Мауна-Кеа, которую почитают коренные жители архипелага. Зеркало нового телескопа будет в три раза больше диаметра любого телескопа, используемого сегодня, что позволит ученым впервые увидеть свет, исходящий от невероятно далеких и тусклых объектов. Помимо изучения рождения планет, звезд и галактик, астрономы надеются, что новый телескоп также сможет пролить свет не только на таинственную темную материю и темную энергию, но и на черные дыры, далекие экзопланеты и поиск инопланетной жизни.

Стоимость этой удивительной обсерватории обойдется американскому правительству в 1,4 миллиарда долларов. Эксперты отмечают, что новый телескоп станет третьим в серии так называемых экстремально больших телескопов. Планируется, что телескоп с 30-метровым сегментным зеркалом общей площадью 664 квадратных метров будет собирать в 9 раз больше света, чем крупнейшие из всех ныне существующих телескопов. Запуск Тридцатиметрового телескопа должен состояться в 2027 году. Ну что же, будем ждать!

Читайте также: Потеря для науки – разрушен телескоп, с помощью которого ученые искали инопланетян

Обсерватория имени Веры Рубин (Чили)

Большие зеркала – не единственный ключ к созданию телескопа, способного совершить революцию в астрономии. Большой синоптический обзорный телескоп (Large Synoptic Survey Telescope) или Обсерватория имени Веры Рубин не такой большой, как Тридцатиметровый телескоп на Гавайях, однако свой небольшой размер он компенсирует размахом и скоростью. Обзорный телескоп LSST предназначен для сканирования ночного неба каждые три ночи, а не фокусировки на отдельных целях. С помощью самой большой цифровой камеры LSST будет записывать красочные, замедленные видео ночного неба.

Новая цифровая камера, размером примерно с небольшой автомобиль, сможет захватывать чрезвычайно широкое поле зрения, позволяя телескопу делать изумительно подробные и масштабные снимки. По словам разработчиков LSST, новая астрономическая обсерватория предоставит астрономам беспрецедентные трехмерные карты распределения массы во Вселенной. Эта карта также призвана пролить свет на таинственную темную энергию, ответственной за ускорение расширения Вселенной.

Старт работы этого чуда техники запланирован на 2022 год. Кстати, недавно астрономы нанесли на карту более трех миллионов новых галактик. Подробнее об этом увлекательном событии можно прочитать здесь.

Гигантский магелланов телескоп (Чили)


Еще одним дополнением к впечатляющей коллекции телескопов, расположенных в Чили является Гигантский Магелланов телескоп (Giant Magellan Telescope, ГМТ), строительство которого запланировано для обсерватории Лас-Кампанас в Южной Атакаме. Уникальная конструкция ГМТ включает в себя «систему из семи самых больших на сегодняшний день жестких монолитных зеркал», которые будут использоваться в качестве собирающего свет элемента. Диаметр каждого зеркала составляет 8,4 м, а вес равняется 20 тоннам.

Чтобы всегда быть в курсе последних новостей из мира высоких технологий и популярной науки, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там регулярно публикуются свежие анонсы новостей на сайте.

«Под каждой вторичной зеркальной поверхностью находятся сотни приводов, которые будут постоянно регулировать зеркала, чтобы противодействовать атмосферной турбулентности», — говорится на сайте GMTO. «Эти приводы, управляемые современными компьютерами, превратят мерцающие звезды в четкие, устойчивые точки света. Именно таким образом Гигантский магелланов телескоп сможет получать изображения, в 10 раз более четкие, чем космический телескоп Хаббла.»

Как и многие телескопы следующего поколения, Гигантский Магелланов телескоп попробует разгадать тайны Вселенной. Ученые будут использовать его для поиска инопланетной жизни на экзопланетах, а также для изучения того, как образовались первые галактики, почему существует так много темной материи и темной энергии, и какой будет наша Вселенная через несколько триллионов лет. Плановое начало работы этого гигантского телескопа – 2023 год.


Источник: Hi-News.ru

Рефракторы (линзовые телескопы): какие модели телескопов выбрать?

Исторически первыми появились линзовые телескопы. Свет в таком телескопе собирается с помощью двояковыпуклой линзы, которая и является объективом телескопа. Ее действие основано на свойстве выпуклых линз преломлять световые лучи и собирать в определенной точке – фокусе. Поэтому часто линзовые телескопы называют рефракторами (от лат. refract – преломлять).

В рефракторе Галилея (созданном в 1609 г.) для того, чтобы собрать максимум звездного света и позволить человеческому глазу его увидеть, использовались две линзы. Первая линза (объектив) – выпуклая, она собирает свет и фокусирует его на определенном расстоянии, а вторая линза (играющая роль окуляра) – вогнутая, превращает сходящийся пучок световых лучей обратно в параллельный. Система Галилея дает прямое, неперевернутое изображение, однако сильно страдает от хроматической аберрации, портящей изображение. Хроматическая аберрация проявляется в виде ложной окраски границ и деталей объекта.


С какими современными телескопами вы познакомились астрономия

Более совершенным был рефрактор Кеплера (1611 г.), в котором в качестве окуляра выступала выпуклая линза, передний фокус которой совмещался с задним фокусом линзы-объектива. Изображение при этом получается перевернутым, но это несущественно для астрономических наблюдений, зато в точке фокуса внутри трубы можно поместить измерительную сетку. Предложенная Кеплером схема оказала сильное влияние на развитие рефракторов. Правда, она также не была свободна от хроматической аберрации, но ее влияние можно было уменьшить, увеличив фокусное расстояние объектива. Поэтому рефракторы того времени при скромных диаметрах объективов нередко имели фокусное расстояние в несколько метров и соответствующую длину трубы или обходились вообще без нее (наблюдатель держал окуляр в руках и «ловил» изображение, которое строил закрепленный на специальном штативе объектив).

Эти трудности рефракторов в свое время даже великого Ньютона привели к выводу о невозможности исправить хроматизм рефракторов. Но в первой половине XVIII в. появился ахроматический рефрактор.

С какими современными телескопами вы познакомились астрономия

Среди любительских инструментов наиболее распространены двухлинзовые рефракторы-ахроматы, но существуют и более сложные линзовые системы. Обычно объектив ахроматического рефрактора состоит из двух линз из разных сортов стекла, при этом одна собирающая, а вторая – рассеивающая, и это позволяет значительно уменьшить сферическую и хроматическую аберрации (присущие одиночной линзе искажения изображения). При этом труба телескопа остается сравнительно небольшой.


Дальнейшее совершенствование рефракторов привело к созданию апохроматов. В них влияние хроматической аберрации на изображение сведено к практически незаметной величине. Правда, достигается это за счет применения специальных типов стекол, которые дороги в производстве и обработке, поэтому и цена на такие рефракторы в несколько раз выше, чем на ахроматы одинаковой апертуры.

Как и у любой другой оптической системы, у рефракторов есть свои плюсы и минусы.

Достоинства рефракторов:

  • сравнительная простота конструкции, дающая простоту в использовании и надежность;
  • практически не требуется специальное обслуживание;
  • быстрая термостабилизация;
  • отлично подходит для наблюдений Луны, планет, двойных звезд, особенно при больших апертурах;
  • отсутствие центрального экранирования от вторичного или диагонального зеркала обеспечивает максимальный контраст изображения;
  • хорошая цветопередача в ахроматическом исполнении и отличная в апохроматическом;
  • закрытая труба исключает воздушные потоки, портящие изображение, и защищает оптику от пыли и загрязнений;
  • объектив изготавливается и юстируется производителем как единое целое и не требует регулировок пользователем.

Недостатки рефракторов:

  • наибольшая стоимость на единицу диаметра объектива в сравнении с рефлекторами или катадиоптриками;
  • как правило, больший вес и габариты в сравнении с рефлекторами или катадиоптриками одинаковой апертуры;
  • цена и громоздкость ограничивают наибольший практический диаметр апертуры;
  • как правило, менее подходят для наблюдений небольших и тусклых объектов далекого космоса из-за практических ограничений на апертуру.

Мы рекомендуем:

С какими современными телескопами вы познакомились астрономия

Телескоп Sky-Watcher BK 707AZ2
Доступный по цене ахроматический рефрактор начального уровня. Позволяет наблюдать Луну и планеты земной группы, хорошо показывает Сатурн и галилеевы спутники Юпитера. Установлен на азимутальную монтировку и комплектуется необходимыми оптическими аксессуарами. Максимально полезное увеличение оптики составляет 140 крат. Есть резьба для установки зеркальной камеры.

Телескоп Bresser Jupiter 70/700 EQ
Рефрактор-ахромат на экваториальной монтировке, который прекрасно подходит для изучения ближнего и дальнего космоса. В него хорошо видны Луна, Венера, Марс, Сатурн, Юпитер, яркие галактики и звездные скопления. В комплект поставки включены три разнофокусных окуляра, а максимальное полезное увеличение телескопа составляет 140 крат. Модель подойдет начинающим пользователям, в том числе детям.


Телескоп Bresser National Geographic 60/800 AZ
Еще один представитель современных телескопов на азимутальной монтировке. Рефрактор с ахроматической оптикой, в который можно наблюдать Луну, планеты Солнечной системы и наиболее яркие объекты дальнего космоса. В комплекте: искатель с красной точкой и оптические аксессуары, в том числе линза Барлоу. Телескоп подходит для начинающих астрономов-любителей.

Телескоп Sky-Watcher Evostar 909 AZ PRONTO на треноге Star Adventurer
Ахроматический рефрактор для астрономических и ландшафтных наблюдений. В нем применяется двухэлементная конструкция с воздушным зазором, что значительно увеличивает разрешение и четкость передаваемой картинки. Телескопом легко управлять, он может использоваться даже астрономами без опыта. В комплекте есть необходимые для наблюдений аксессуары. Азимутальная монтировка снабжена ручками тонких движений, что редко встречается в моделях начального уровня.

Телескоп Levenhuk Skyline Travel 70
Сверхкомпактный и легкий телескоп для походов и загородных наблюдений. Хороший выбор для изучения наземных ландшафтов, Луны и ближнего космоса. Прекрасно подходит для наблюдений вне городской засветки. Легок в управлении, комплектуется необходимыми оптическими аксессуарами и удобным рюкзаком для переноски.


Рефлекторы (зеркальные телескопы)


Зеркальный телескоп или рефлектор (от лат. reflectio — отражать) – это телескоп, объектив которого состоит только из зеркал. Также как и выпуклая линза, вогнутое зеркало способно собирать свет в некоторой точке. Если поместить в этой точке окуляр, то можно будет увидеть изображение.

Одним из первых рефлекторов был рефлекторный телескоп Грегори (1663), который придумал телескоп с параболическим главным зеркалом. Изображение, которое можно наблюдать в подобный телескоп, оказывается свободным и от сферических, и от хроматических аберраций. Собранный большим главным зеркалом свет, отражается от небольшого эллиптического зеркала, закрепленного перед главным, и выводится к наблюдателю через отверстие в центре главного зеркала.

С какими современными телескопами вы познакомились астрономия

Разочаровавшись в современных ему рефракторах, И. Ньютон в 1667 г. начал разработку телескопа-рефлектора. Ньютон использовал металлическое главное зеркало (стеклянные зеркала с серебряным или алюминиевым покрытием появились позже) для собирания света, и небольшое плоское зеркальце для отклонения собранного светового пучка под прямым углом и вывода его сбоку трубы в окуляр. Таким образом, удалось справиться с хроматической аберрацией – вместо линз в этом телескопе используются зеркала, которые одинаково отражают свет с разными длинами волн. Главное зеркало рефлектора Ньютона может быть параболическим или даже сферическим, если его относительное отверстие сравнительно невелико. Сферическое зеркало гораздо проще изготовить, поэтому рефлектор Ньютона со сферическим зеркалом – это один из самых доступных типов телескопов, в том числе и для самостоятельного изготовления.


С какими современными телескопами вы познакомились астрономия

Схема, предложенная в 1672 г. Лореном Кассегреном, внешне напоминает рефлектор Грегори, однако имеет ряд существенных отличий – гиперболическое выпуклое вторичное зеркало и, как следствие, более компактный размер и меньшее центральное экранирование. Традиционный рефлектор Кассегрена нетехнологичен в массовом производстве (сложные поверхности зеркал – парабола, гипербола), а также имеет недоисправленную аберрацию комы, однако его модификации остаются популярными и в наше время. В частности, в телескопе Ричи-Кретьена применены гиперболические главное и вторичное зеркала, что дает ему возможность развивать большие поля зрения, свободные от искажений, и, что особенно ценно — для астрофотографии (прославленный орбитальный телескоп им. Хаббла спроектирон по этой схеме). Кроме того, на основе кассегреновского рефлектора позднее были разработаны популярные и технологичные катадиоптрические системы – Шмидта-Кассегрена и Максутова-Кассегрена.

В наше время рефлектором чаще всего называется именно телескоп, сделанный по схеме Ньютона. Имея малую сферическую аберрацию и полное отсутствие хроматизма, он, тем не менее, не полностью свободен от аберраций. Уже недалеко от оси начинает проявляться кома (неизопланатизм) – аберрация, связанная с неравностью увеличения разных кольцевых зон апертуры. Кома приводит к тому, что изображение звезды выглядит не как кружок, а как проекция конуса – острой и яркой частью к центру поля зрения, тупой и округлой в сторону от центра. Кома прямо пропорциональна удалению от центра поля зрения и квадрату диаметра объектива, поэтому особенно сильно она проявляется в так называемых «быстрых» (светосильных) Ньютонах на краю поля зрения. Для коррекции комы применяются специальные линзовые корректоры, устанавливаемые перед окуляром или фотокамерой.

Как наиболее доступный для самостоятельного изготовления рефлектор, «ньютон» часто выполняется на простой, компактной и практичной монтировке Добсона и в таком виде является наиболее портативным телескопом с учетом доступной апертуры. Причем производством «добсонов» занимаются не только любители, но и коммерческие производители,  и телескопы могут иметь апертуры до полуметра и более.

Достоинства рефлекторов:

  • наименьшая стоимость на единицу диаметра апертуры в сравнении с рефракторами и катадиоптриками – большие зеркала проще производить, чем большие линзы;
  • сравнительно компактны и транспортабельны (особенно в добсоновском исполнении);
  • в силу сравнительно большой апертуры превосходно работают для наблюдений тусклых объектов далекого космоса – галактик, туманностей, звездных скоплений;
  • дают яркие изображения с малыми искажениями, отсутствует хроматическая аберрация.

Недостатки рефлекторов:

  • центральное экранирование и растяжки вторичного зеркала снижают контраст деталей изображения;
  • массивное стеклянное зеркало требует времени на термостабилизацию;
  • открытая труба не защищена от пыли и тепловых токов воздуха, портящих изображение;
  • требуется периодическая подстройка положений зеркал (юстировка или коллимация), склонная утрачиваться при транспортировке и эксплуатации.

Мы рекомендуем:

С какими современными телескопами вы познакомились астрономия

Телескоп Bresser Galaxia 114/900 EQ, с адаптером для смартфона
Особенность этой модели, представителя телескопов для визуальных наблюдений за дальним космосом, – наличие в комплекте адаптера для смартфона. Благодаря ему на телескоп можно устанавливать мобильное устройство, чтобы при помощи встроенной камеры фотографировать звездное небо. Телескоп подходит для начинающих и опытных пользователей, позволяет наблюдать ближний и дальний космос, комплектуется необходимыми оптическими аксессуарами.

Телескоп Bresser Pollux 150/1400 EQ2
Телескоп Bresser Pollux 150/1400 EQ2 создан по схеме Ньютона. Это позволяет при сохранении высоких оптических характеристик (фокусное расстояние достигает 1400 мм) значительно уменьшить габаритные размера телескопа. Благодаря апертуре в 150 мм телескоп способен собирать большое количество света, что позволяет наблюдать достаточно слабые объекты. С Bresser Pollux вы сможете наблюдать планеты Солнечной системы, туманности и звезды до 12.5 зв. вел., в том числе двойные. Максимально полезное увеличение составляет 300 крат.

Телескоп Levenhuk Skyline 130х900 EQ
Если вас манят своей неизведанностью объекты, расположенные в глубинах космического пространства, вам, без сомнения, нужен телескоп, способный приблизить эти загадочные объекты и позволить подробно изучить их. Мы говорим о Levenhuk Skyline 130х900 EQ – телескопе-рефлекторе Ньютона, созданном как раз для исследования глубокого космоса.

Телескоп с автонаведением Levenhuk SkyMatic 135 GTA
Рефлектор Levenhuk SkyMatic 135 GTA – прекрасный телескоп для астрономов-любителей, которым требуется система автоматического наведения. Азимутальная монтировка, система автонаведения и большая светосила телескопа позволяют наблюдать Луну, планеты, а также большинство крупных объектов из каталога NGC и Месcье.

Телескоп Sky-Watcher Dob 8" (200/1200)
Большеапертурный рефлектор Ньютона на монтировке Добсона. Большое фокусное расстояние, отличная светосила и прекрасное разрешение картинки. Внутри установлено параболическое главное зеркало, которое делает наблюдения на высокой кратности более приятными глазу – все детали видны четко и ясно. На телескоп можно устанавливать зеркальную камеру для фотографирования глубин космоса. Модель предназначена для требовательных пользователей.


Катадиоптрические (зеркально-линзовые) телескопы

Зеркально-линзовые (или катадиоптрические) телескопы используют как линзы, так и зеркала для построения изображения и исправления аберраций. Среди катадиоптриков у любителей астрономии наиболее популярны два типа телескопов, основанных на кассегреновской схеме – Шмидт-Кассегрен и Максутов-Кассегрен.

В телескопах Шмидта-Кассегрена (Ш-К) главное и вторичное зеркала – сферические. Сферическая аберрация исправляется стоящей на входе в трубу полноапертурной коррекционной пластиной Шмидта. Эта пластина со стороны кажется плоской, но имеет сложную поверхность, изготовление которой и составляет главную трудность изготовления системы. Впрочем, американские компании Meade и Celestron успешно освоили производство системы Ш-К. Среди остаточных аберраций этой системы заметнее всего проявляются кривизна поля и кома, исправление которых требует применения линзовых корректоров, особенно при фотографировании. Главное достоинство – короткая труба и меньший вес, чем у ньютоновского рефлектора той же апертуры и фокусного расстояния. При этом отсутствуют растяжки крепления вторичного зеркала, а закрытая труба препятствует образованию воздушных потоков и защищает оптику от пыли.

Система Максутова-Кассегрена (М-К) была разработана советским оптиком Д. Максутовым и подобно Ш-К имеет сферические зеркала, а исправлением аберраций занимается полноапертурный линзовый корректор – мениск (выпукло-вогнутая линза). Поэтому такие телескопы еще называются менисковыми рефлекторами. Закрытая труба и отсутствие растяжек – также плюсы М-К. Подбором параметров системы можно скорректировать практически все аберрации. Исключение составляет так называемая сферическая аберрация высших порядков, но ее влияние невелико. Поэтому эта схема очень популярна и выпускается многими производителями. Вторичное зеркало может быть реализовано как отдельный блок, механически закрепленный на мениске, либо как алюминированный центральный участок задней поверхности мениска. В первом случае обеспечивается лучшее исправление аберраций, во втором – меньшая стоимость и вес, большая технологичность в массовом производстве и исключение возможности разъюстировки вторичного зеркала.

В целом, при одинаковом качестве изготовления система М-К способна дать немного более качественное изображение, чем Ш-К с близкими параметрами. Но большие телескопы М-К требуют больше времени на термостабилизацию, т.к. толстый мениск остывает значительно дольше пластины Шмидта, а также для М-К возрастают требования к жесткости крепления корректора, и весь телескоп получается тяжелее. Поэтому прослеживается применение для малых и средних апертур системы М-К, а для средних и больших – Ш-К.

Существуют также катадиоптрические системы Шмидта-Ньютона и Максутова-Ньютона, имеющие характерные черты упомянутых в названии конструкций и лучшее исправление аберраций. Но при этом габариты трубы остаются «ньютоновскими» (сравнительно крупными), а вес увеличивается, особенно в случае менискового корректора. Кроме того, к катадиоптрическим относятся системы с линзовыми корректорами, установленными перед вторичным зеркалом (система Клевцова, «сферические кассегрены» и т. п.).

Достоинства катадиоптрических телескопов:

  • высокий уровень коррекции аберраций;
  • универсальность – хорошо подходят и для наблюдений планет и Луны, и для объектов далекого космоса;
  • там, где есть закрытая труба, она минимизирует тепловые потоки воздуха и защищает от пыли;
  • наибольшая компактность при равной апертуре в сравнении с рефракторами и рефлекторами;
  • большие апертуры стоят значительно дешевле сравнимых рефракторов.

Недостатки катадиоптрических телескопов:

  • необходимости сравнительно долгой термостабилизации, особенно для систем с менисковым корректором;
  • большей стоимости, чем у рефлекторов равной апертуры;
  • сложности конструкции, затрудняющей самостоятельную юстировку инструмента.

Мы рекомендуем:

С какими современными телескопами вы познакомились астрономия

Телескоп с автонаведением Levenhuk SkyMatic 105 GT MAK
Levenhuk SkyMatic 105 GT MAK — отличный телескоп с автонаведением, обладающий небольшими размерами и весом, но при этом имеющий высокое разрешение и дающий изображение высокого качества. Компактность конструкции достигнута благодаря использованию схемы Максутова-Кассегрена. Телескоп Levenhuk SkyMatic 105 GT MAK достаточно мощен для наблюдений деталей на дисках Луны и планет, а также способен показать компактные шаровые скопления и планетарные туманности.

Телескоп Sky-Watcher Star Discovery MAK102 SynScan GOTO
Компактный катадиоптрик, собранный по схеме Максутова-Кассегрена. Одинаково эффективен при наблюдениях ближнего и дальнего космоса, подходит для изучения наземных ландшафтов. В комплекте все необходимые аксессуары, в том числе линза Барлоу, удваивающая кратность оптики. Телескоп комплектуется автоматизированной монтировкой, которая может самостоятельно наводить оптическую трубу на 42 000 разных астрономических объектов.

Телескоп Levenhuk Skyline PRO 127 MAK
Современные компьютеризированные телескопы – это удобно, но зачастую избыточно. Эта модель понравится тем, кто предпочитает самостоятельно контролировать наведение на астрономические объекты и не использовать дистанционное управление. Этот катадиоптрик установлен на классическую экваториальную монтировку, подходит для изучения дальнего космоса, может использоваться для астрофотографии. Хороший выбор для новичка и профессионала.

4glaza.ru
Статья обновлена в марте 2020 года.

Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru.

Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.

Источник: www.4glaza.ru

Краткая история создания

Первый в истории телескоп связывают с именем всемирно известного ученого и философа эпохи Возрождения, Галилео Галилеем. Именно он придумал использовать в качестве прибора наблюдения за небесными телами телескоп. Это сообщение в астрономии стало настоящей сенсацией.

Но не все так просто. Изначально привычный сегодня инструмент был обычной зрительной трубой, которую в качестве своего изобретения оптик Иоанн Липперсгей представил в Гааге в 1608 году. Мастеру было отказано в получении патента, так как его изобретение на тот момент уже не было уникальным. А самое первое схематичное упоминание телескопа с линзами было обнаружено в чертежах самого Леонардо Да Винчи.

В 1609 году смотрел в небо через собственноручно созданную, усовершенствованную увеличительную трубу уже Галилей. Большинство людей считают, что тогда и началась история создания телескопа.

Телескоп ученого выглядел как трубка из свинца. Объективом прибора служила собирающая линза, а в качестве окуляра выступала рассеивающая. Основным недостатком такой конструкции были сильно ограниченные размеры поля зрения. Но это не помешало итальянскому физику, глядя в свой прибор, сделать важнейшие открытия астрономии. Впервые была рассмотрена поверхность Луны, на которой Галилей увидел горы и кратеры, он также доказал ее сферичность. Помимо этого, ученый открыл четыре спутника Юпитера, кольца Сатурна, увидел пятна на Солнце. Возникновение такой возможности привело к множеству достижений, обусловивших дальнейшую динамику развития науки.

На смену первого телескопа пришел прибор другого вида. Изобретателем стал Иоганн Кеплер. Произошло это еще при жизни Галилео Галилея, в 1611 году. Так как Кеплер был астрономом-теоретиком, он только придумал новую конструкцию. Построил новый телескоп Кистоф Шейнер, германский физик, астроном и механик.

В 1656 году следующим, усовершенствовавшим прибор стал нидерландский ученый Христиан Гюйгенс. Он создал новый окуляр, названный его именем. Телескоп ученого отличался от ранее существовавших. Длина прибора составляла около семи метров. Объектив размещался на специальной платформе, которая двигалась вверх и вниз по мачте. Окуляр же располагался отдельно на подставке. Так как в конструкции прибора отсутствовала труба, его стали называть воздушным. Гюйгенс вошел в историю как первооткрыватель спутника Сатурна, продолжил исследования Галилея о кольцах, увидел полосы на диске Юпитера.

К семидесятым годам семнадцатого века размер телескопа вырос до сорока пяти метров. Новый прибор еще больше мог увеличивать объекты и давать больший угол зрения.

В восемнадцатом столетии телескоп снова претерпевал изменения. Величайший создатель классической физики, Исаак Ньютон дал новую жизнь прибору, используя зеркала. В 1704 году он изготовил первое зеркало для телескопа из сплава меди, олова и мышьяка. Диаметр зеркала составлял тридцать миллиметров. Это нововведение значительно упростило изучение небесных объектов. Изображение наконец стало четким. Так случилось рождение рефлектора Ньютона.

Лорент Кассегрен также внес лепту в развитие телескопа. Французский оптик предложил двух зеркальную систему. Суть его задумки заключалась в следующем: главное вогнутое зеркало большего диаметра должно было отбрасывать лучи на вторичное выпуклое зеркало, меньшего диаметра. В дальнейшем это позволило прибору стать более компактным.

Телескопы Ньютона и Кассегрена считаются родоначальниками новой эры телескопов. Таким образом, к концу восемнадцатого столетия на смену громоздким рефлекторам пришли практичные и компактные приборы.

В начале девятнадцатого века благодаря трудам немецкого физика и оптика Йозефа Фраунгофа, телескоп превратился в точный измерительный инструмент, оснащенный параллактической монтировкой, часовым механизмом и микрометром.

В 1817 году ученый основал первый Оптический институт и подвел научную черту под производство линз для телескопов. Объективы выросли до двадцати четырех сантиметров.

Эволюция телескопов в России

До восемнадцатого века развитие российской науки нельзя было назвать позитивным процессом. Правитель государства предпочитали выписывать иностранных специалистов, а не взращивать собственных. Эта тенденция изменилась с появлением страстного адепта науки, Михаила Ломоносова.

В 1762 году Ломоносов создал новую оптическую систему, которая позволила увеличить световой поток и удешевить производство благодаря отказу от вторичного зеркала. Ученый расположил зеркало таким образом, что собранные в точку фокуса лучи, выходили из параллельного пучка лучей от объекта, попадающего на главное зеркало. Таким образом, потребность во вторичном зеркале отпала. Свой вариант Ломоносов продемонстрировал в Академии наук, однако изобретение не было опубликовано. Спустя пятьдесят лет конструкцию такого же типа создал Фредерик Гершель, его именем она и была названа.

Продолжал труды Михаила Ломоносова выдающийся русский изобретатель Иван Петрович Кулибин.

Виды приборов

В зависимости от конструктивных особенностей, существует несколько типов телескопов. Каждый из них применяют для характерного ряда исследований:

  • Рефракторы, или диоптрические приборы. Для собирания света в них присутствует объектив, образуемый системой линз. Суть действия заключается в рефракции (преломление света) Свет от небесных объектов попадает в объектив, который создает уменьшенное изображение предмета в фокусе линзы. Так наблюдатель может рассматривать изображение в окуляр. Телескопы такого вида обычно используются для фотографических, спектральных, визуальных и других исследований.
  • Рефлекторы. Также их называют зеркальными телескопами. Такой прибор представляет собой телескоп, где в качестве объектива выступает вогнутое зеркало сферической или параболической формы. Рефлекторы используются для наблюдений туманностей и галактик.
  • Катадиоптрические, или зеркально-линзовые. Отличаются от других видов тем, что в конструкции присутствует и зеркало, и линза одновременно. В роли объектива служит зеркало в форме сферы. Линзы выполняют функцию устранения всех возможных погрешностей. Катадиоптрические телескопы используют для наблюдений планет, Луны, объектов далекого космоса.

Основные характеристики и устройство инструмента

Главной конструктивной частью инструмента является труба, несущая объектив. Для предварительного наведения на исследуемое тело существует искатель. Он похож на небольшую подзорную трубу и располагается на одной оси с основной трубой.

Непосредственно наблюдение ведется через окуляр. В зависимости от длины фокуса окуляра варьируется увеличение и угол обзора. Для коррекции яркости применяют светофильтры.

Для наведения прибора на требуемый объект, а также чтобы компенсировать суточное вращение Земли при длительном наблюдении, служит монтировка. Представляет собой поворотную опору приборов наблюдения.

Для исследования объектов, находящихся в зените, существуют диагональные зеркала.

Как и любой оптический прибор, телескоп имеет ряд важных характеристик. Основными из них являются:

  • Диаметр объектива в миллиметрах или дюймах. Эта характеристика обеспечивает необходимое количество света, принимаемого от исследуемых объектов.
  • Увеличение. Характеризует возможности инструмента приближать изображение космических объектов.
  • Разрешающая способность. Определяется как минимальный угол между двумя точками, при котором можно их различить по отдельности. Единица измерения — угловая секунда, или секунда дуги.
  • Проницающая способность. Означает звездную величину наиболее слабых звезд, которые можно рассмотреть с помощью прибора в условиях идеально темного неба. Характеристика прямо пропорциональна диаметру.
  • Фокусное расстояние. Характеризуется размером промежутка, на котором главное зеркало или линза объектива строит изображение бесконечно удаленного объекта.

Разработки XX века кратко

Современные приборы существенно отличаются от изобретенных предшественниками. Благодаря опыту предшествующих столетий, и разработкам настоящего времени, позволили значительно продвинуться в изучении космических объектов.

К одному из грандиозных проектов можно отнести смонтированный в 1976 году на Северном Кавказе телескоп под названием БТА (Большой Телескоп Азимутальный) высотой 42 м и массой 850 т. Разрешающая способность прибора в 2000 раз превышает способности человеческого глаза. Прибор-гигант дал возможность свершения важных открытий таких, как открытие голубой карликовой галактики, с содержанием кислорода в пятьдесят раз меньше нашей, определение масс порядка полутора тысяч галактик, обнаружение более пятисот новых галактик с активными ядрами, и многое другое.

Другим примером инновационных проектов служит автоматическая орбитальная обсерватория «Хаббл», запущенная в апреле 1990 года.

С помощью телескопа «Хаббл» человечество получило важнейшую информацию. Было зафиксировано столкновение кометы Шумейкеров — Леви с Юпитером; получены снимки необычного галактического объекта в созвездии Льва с уникальной структурой, названной впоследствии шерстистой; засняты ультрафиолетовые полярные сияния на Сатурне и Юпитере; открыты планеты вне Солнечной системы; найдены доказательства формирования планет у многих звезд в нашей галактике; обнаружена необычная черная дыра в созвездии Девы, размеры которой рушат все стереотипы о представлении этих космических тел. И это далеко не полный список ошеломляющих открытий.

Источник: nauka.club

Современные телескопы

Современные оптические телескопы и другие приборы на их основе — спектрографы, солнечные телескопы, астрографы — изменились до неузнаваемости по сравнению с инструментами Галилея и Ньютона.

Зеркальные телескопы нового поколения имеют главные зеркала диаметром 8—10 м и способны самостоятельно устранять помехи, возникающие в атмосфере. Рекордсмены среди этих гигантов по разрешающей способности — 10 метровые телескопы Кек I и Кек II (США), 9,2-метровый телескоп Хобби-Эберли и 8-метровые телескопы Джемини и Субару, телескоп VLT Европейской южной обсерватории, а также находящийся в стадии постройки Большой бинокулярный телескоп LBT в штате Аризона (США).

С помощью современных радиотелескопов можно принимать большинство видов космических излучений, которые возникают в результате различных процессов, происходящих в веществе Вселенной при определенных условиях. Многие из них можно использовать не только в качестве «приемников», но и «передатчиков» мощных сигналов. Посылая импульсы излучения, телескоп улавливает их отражение от небесных тел, что позволяет получать изображения поверхности планет, скрытых плотной атмосферой, и изучать глубины таких «газовых гигантов», как Сатурн и Юпитер. Антенны радиотелескопов используются также для осуществления связи с космическими аппаратами, отправленными в странствия к границам Солнечной системы. С помощью радиотелескопов были открыты такие неизвестные в недалеком прошлом объекты, как нейтронные звезды, квазары, реликтовое излучение Вселенной.

Еще более необычные инструменты познания — инфракрасные, ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-телескопы — настолько чувствительны и сложны, что просто не могут работать в земных условиях. Чтобы защитить их от «земных помех» и получить новую важную информацию о глубинах мироздания, эти приборы устанавливают на борту орбитальных астрономических обсерваторий-автоматов.

Большой Канарский телескоп

Крупнейшие астрономические обсерватории мира соревнуются между собой, создавая все более крупные инструменты и наращивая размеры их зеркал. Современный телескоп-рефлектор занимает целое здание, им управляет множество компьютеров. Самый мощный телескоп в Евразии построен в России — он находится на Северном Кавказе близ станицы Зеленчукской. Диаметр его главного зеркала — 6 м. Зеркало имеет массу около 70 т, а процесс его изготовления занял более двух лет. Но «королем» всех астрономических инструментов, расположенных на Земле, сегодня является Большой Канарский телескоп, построенный на Канарских островах по проекту ученых Мексики, Испании и США. Его зеркало имеет диаметр 10,4 м, он способен различать в межзвездном пространстве объекты в миллиард раз более слабые, чем человеческий глаз.

Источник: SiteKid.ru

Предыстория

Кто и когда изобрел телескоп до сих пор точно неизвестно, но предполагается, что это был голландский очковый мастер Иоанн Липперсгей

Иоанн Липперсгей

Именно он впервые в 1607 году в Гааге показал прибор, который больше был похож на современную подзорную трубу, а такое изобретение давно ждали мореплаватели. Только в выдаче патента изобретателю отказали, так как точно такие же приборы уже были у Захария Янсена из Мидделбурга и Якоба Метиуса из Алкмара. 

Задолго до этого изобретения самые первые чертежи были сделаны Леонардо да Винчи еще в 1509 году. Это были простые приборы, похожие на телескопы, с одной и двумя линзами.

Изобретение первого телескопа рефрактора

Полноценный прибор для наблюдения космических объектов был специально изобретен известным ученым Галилео Галилеем в 1609 году. Первый прибор изобретателя имел трехкратное, второй — 8-кратное, а третий — 32-кратное увеличение. При этом, пользуясь такими несовершенными телескопами, Галилео Галилей сделал много важных открытий, связанных с Космосом. В частности, он впервые рассмотрел:

  • горы и кратеры на Луне;
  • звезды Млечного Пути;
  • пятна на Солнце;
  • четыре спутника Юпитера;
  • кольца Сатурна.

Галилео Галилей

Настоящий телескоп получил свое название не сразу. В 1611 году известный математик Иоаннис Димисианос из Греции предложил данный прибор называть телескопом.  

Так началась эра рефрактора в астрономии, открытая Галилео Галилеем.

Изобретение рефлектора Ньютоном

Телескоп постоянно пытались усовершенствовать, но не удавалось изготовить линзы больших размеров. Из-за этого приборы были длинными, неподъемными и с узким полем зрения. К ним в то время смогли только изобрести штативы.

Во второй половине ХVII века Христиан Гюйенс сделал телескоп длиной 7 метров, который увеличивал в 100 раз, при этом апертура была примерно 15 см. Сегодня примерно такой же прибор относят к любительским и рекомендуют начинающим астрономам. Телескоп не один раз пытались усовершенствовать. К концу ХVII века был собран телескоп длиной 70 метров! Но как им управлять и настраивать его? При этом даже обычный ветер был помехой для наблюдений. Великие умы прилагали все усилия, чтобы улучшить его. 

Длинный телескоп Христиана Гюйенса

Совершенно новое изобретение стало принадлежать Исааку Ньютону. Его прибор позволял собирать и фокусировать лучи с помощью вогнутого зеркала. Таким образом, рефрактор Галилея «превратился» в рефлектор Ньютона. Здесь главной задачей было сделать для прибора зеркало хорошего качества. Для него Ньютон применил сплав меди, олова и мышьяка, чем улучшил изображение в несколько раз, при этом добился 40-кратного увеличения. Телескоп так понравился королю, что Ньютон сразу стал членом Королевского общества. Это шел 1704 год, а значит, начало ХVIII века стало новой эрой рефлектора Ньютона. Его самодельный телескоп до сих пор хранится в лондонском музее астрономии. 

Исаак Ньютон

Телескопы стали удобнее и компактнее (чаще не более 2 метров в длину), но все равно громоздкими. Но хотя их можно было уже носить и брать с собой, куда угодно.

телескоп Исаака Ньютона

История развития рефрактора и рефлектора

Телескоп совершенно другого типа разработали в конце ХVIII века. Француз Кассегрен предложил вместо одного зеркала в приборе использовать два. Но свою идею он не мог воплотить в жизнь, так как на тот момент не было возможности сделать нужные зеркала. Его изобретение реализовали в наше время в мощном телескопе Хаббл. В нем установлены зеркала, работающие по принципу, который описал Кассегрен. 

К сожалению, рефлекторы оказались дорогими, кроме этого, основные элементы — металлические зеркала — со временем теряли яркость и становились тусклыми. Поэтому телескоп-рефрактор продолжал совершенствоваться. В 1758 году были изобретены два совершенно новых сорта зеркал: крон и флинт. Их удачно применил Дж. Доллонд в своем телескопе с двухлинзовой системой. Такой прибор впоследствии назвали доллондовым. Успех рефрактора был однозначным!

Но астрономы-любители не забыли о рефлекторах. Так, английский музыкант Вильям Гершель собрал собственный телескоп-рефлектор и в 1781 году совершил потрясающее открытие: в космическом пространстве он нашел новую планету — Уран, чем удивил всех. Такой успех побудил любителя астрономии усовершенствовать телескоп и сделать его большего размера. Им был создан самый большой на то время рефлектор с диаметром зеркала 122 см. В результате были открыты еще 2 спутника Сатурна.

За Гершелем последовал английский лорд Росс, который собрал рефлектор с диаметром зеркала 182 см. Он сразу открыл неизвестные ранее спиральные туманности. Но и эти телескопы были несовершенны: тяжелые, с малым отражением света, а зеркала в них быстро тускнели.                 

Только в 1856 году французский физик Леон Фуко применил зеркало из посеребренного стекла. Этот опыт оказался удачным.

Русские ученые тоже не остались в стороне, они принимали участие в новых изобретениях: Я.В. Брюс разрабатывал металлические зеркала, М.В.Ломоносов (также как и Гершель) работал над новой конструкцией, которая уменьшала бы потери света.

Только в конце ХIХ века стали выпускать линзы со стеклянной поверхностью, обработанной серебром. Такие линзы отражали до 95% светового потока, что стало настоящим прорывом в области телескопостроения. 

Л.Фуко создал рефлектор, применив параболическое зеркало, которое по тем временам было просто громадное 91 см.

В ХХ веке телескопы с огромными зеркалами стали не редкость. Например, прибор с диаметром 256 см установлен в обсерватории Моунт-Вильсон, а гигантский рефлектор с диаметром в 2 раза больше — в Калифорнии.

Телескопы ХХ века

Благодаря открытиям, сделанным в прошлых столетиях, и разработкам ХХ века телескопы вышли на совершенно иной уровень. Они стали давать качественное изображение и точную информацию о космических объектах. Все это сопровождается компьютерным ведением. Вот некоторые из них.

  • В 1976 году советским ученым удалось смонтировать на Северном Кавказе телескоп, который получил название БТА — Большой Телескоп Азимутальный. В нем установлено шестиметровое 42-тонное зеркало. С помощью прибора сделано много важных открытий в области взаимодействия и эволюции Галактик. На тот момент это был единственный гигантский телескоп.

Телескоп БТА

  • Космический телескоп «Хаббл» — орбитальная обсерватория, имеющая все необходимое оборудование для астрономических наблюдений и исследований. Так как земная атмосфера не создает ему помех, снимки, сделанные им в Космосе, являются самыми качественными. Он выведен на орбиту в 1990 году и его планируют заменить после 2020 года.

телескоп Хаббл

  • Два самых эффективных телескопа-близнеца KECK 1 и KECK 2 размером с 8-этажный дом установлены в 1993 — 1996 году на горе потухшего вулкана Мануа Кеа. Его угловые разрешения высокой точности позволили открыть экзопланеты и исследовать их.

Современные телескопы

У современных телескопов выросли размеры зеркал, точность изготовления, возросло количество диапазонов длин волн, в которых ведется наблюдение. Обсерватории работают в инфракрасном, ультрафиолетовом, рентгеновском, терагерцовом и других диапазонах. Они оснащены уникальными компьютерными программами, позволяющими накапливать данные и анализировать их.

  • Большой Канарский телескоп-рефлектор установлен в 2007 году на вулкане Мучачос на высоте 2400 метров. Он позволяет изучать наиболее отдаленные объекты в космическом пространстве.
  • В чилийской пустыне Атакама, расположенной на высоте 5100 метров над уровнем моря, где крайне сухой воздух, с 2005 года работает детектор CONDOR. С его помощью Вселенную изучают в терагерцовом диапазоне. 
  • Дорогостоящий комплекс из радиотелескопов, расположенный также в пустыне Атакама в Чили, начал научные наблюдения с 2011 года. С его помощью ученые попытаются воссоздать эволюционные процессы во Вселенной, в том числе зарождение звезд и Галактик. 

радиотелескопы в пустыне Атакама (Чили)

Данные телескопы стали настоящим прорывом в изучении Космоса. Они позволяют заглянуть в самые отдаленные уголки Вселенной, разгадать загадки далеких звезд, планет и Галактик.

Какими бы гигантскими ни были современные телескопы, простых любителей астрономии все равно будет интересовать свой личный прибор, поэтому предлагаем заглянуть на страницы нашего сайта и выбрать оптимальный вариант телескопа лично для себя или в подарок близкому человеку!

Назад к списку

Источник: veber.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.