Зеркальный телескоп ньютона



История телескопа: от Галилея до наших дней

Недавно в российских магазинах появился в продаже телескоп ТАЛ-35 ‒ копия рефлектора, созданного Исааком Ньютоном в 1668 году. Изобретение, в свое время ставшее прорывом в астрономии, в точности воспроизвели специалисты холдинга «Швабе».

Телескоп «Швабе» не отличается от оригинала ничем, кроме улучшенного качества изображения. Интересно, что принципиальные схемы телескопов были открыты еще в XVII веке и применяются до сих пор. Об эволюции телескопов и первооткрывателях телескопостроения – в нашем материале.
   

У истоков астрономии

410 лет назад, в 1609 году, итальянец Галилео Галилей, впервые наблюдая через телескоп небесные тела, смог разглядеть кратеры на Луне, отдельные звезды Млечного Пути и спутники Юпитера. Свои наблюдения Галилей описал в книге «Звездный вестник», которая произвела фурор в научной среде. Этот момент считается одним из поворотных в становлении астрономии как науки о Вселенной.


Fresco_by_Giuseppe_Bertini_depicting.jpg
Галилео Галилей демонстрирует свой телескоп в Венеции. Фреска Джузеппе Бертини

Первые зрительные трубы, изучая которые Галилей собрал свой телескоп, были изготовлены в 1607 году в Голландии. Но до этого еще в 1509 году Леонардо да Винчи в своих записях сделал чертежи простейшего линзового телескопа и предлагал смотреть через него на Луну. 

Устройство первых телескопов было достаточно простым. В трубе на расстоянии располагались две линзы: объектив − выпуклая линза с фокусным расстоянием в 10, 20 или 30 дюймов и окуляр – вогнутая рассеивающая линза. Недостатками такого устройства являлись малое поле зрения и слабая яркость картинки.

В 1611 году немецкий ученый Иоганн Кеплер предлагает свою конструкцию телескопа – с двумя собирающими линзами. Эта схема давала перевернутое изображение, но зато оно было более ярким, и при этом значительно расширялось поле зрения. Первый телескоп по схеме Кеплера был сделан в 1613 году ученым-иезуитом Кристофом Шейнером. Он же впервые использовал для наведения телескопа две взаимно перпендикулярные оси, одна из которых стоит под прямым углом к плоскости экватора, что помогало компенсировать вращение Земли при наблюдениях.
 

Рефлектор Ньютона и другие телескопы


Первый телескоп, собранный Галилеем, имел трехкратное увеличение. Позже ему удалось добиться 32-кратного приближения. В дальнейшем ученые поняли, что увеличение фокусного расстояния улучшает качество изображения и помогает избежать аберраций, или искажений. Размеры телескопов при этом стали достигать 100 метров.

Одним из существенных искажений, которые мешали работе пионеров астрономии, был хроматизм, когда изображение становилось нечетким и у него появлялись яркие цветные контуры. Чтобы избавиться от хроматических аберраций, англичанин Исаак Ньютон, экспериментировавший в 1660-е годы с оптикой, решает заменить выпуклую линзу на сферическое зеркало. Для этого он добавляет в бронзу мышьяк и разрабатывает хорошо поддающийся шлифовке материал. Первый телескоп-рефлектор был построен Ньютоном в 1668 году. Длиной он был всего 15 см и диаметром 33 мм. Ученый смог добиться 40-кратного увеличения высокого качества. Новый телескоп настолько понравился королю, что Ньютон был избран членом Королевского общества.

newton-telescope.jpg
Оригинальный телескоп-рефлектор Исаака Ньютона. Фото Лондонского королевского общества

В 1672 году француз Лоран Кассегрен предложил двухзеркальную схему, где первое зеркало было параболическим, а в качестве второго рефлектора выступал выпуклый гиперболоид, располагающийся перед фокусом первого. Первый подобный телескоп был сделан в 1732 году. Таким образом, уже в конце XVII века были разработаны все основные схемы телескопов, которые совершенствовались в последующие годы.
 

Время гигантов

В середине XIX века появились первые фотографии, выполненные с помощью телескопов. В 1860-е годы произошло важное событие в мире астрономии – англичанин Уильям Хаггинс впервые использовал вместе с телескопом спектроскоп. Ученый исследовал спектры излучения звезд и доказал различия между галактиками и туманностями.

Если во второй половине XIX века моду задавали телескопы-рефракторы, то в XX веке лидерами стали зеркальные рефлекторы. И сегодня в большинстве телескопов используются зеркальные схемы.

37414307215_6163de6d3d_k.jpg
Большой телескоп азимутальный. Фото: Руслан Зимняков/Flickr

В 1917 году в Калифорнии был построен зеркальный телескоп Хукера диаметром 100 дюймов (2,54 м), с помощью которого Эдвин Хаббл делал свои открытия. В 1948-м там же был запущен телескоп Хейла диаметром 5,15 м.


оставался самым крупным в мире до 1976 года, когда в СССР был открыт БТА (Большой телескоп азимутальный), установленный в Специальной астрофизической обсерватории на горе Семиродники около Нижнего Архыза. Это был первый телескоп с альт-азимутальной компьютеризованной монтировкой. Основные работы по телескопу выполняли предприятия, входящие сегодня в холдинг «Швабе»: Лыткаринский завод оптического стекла и Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова. По сей день зеркало БТА диаметром 605 см является самым большим по массе.

С каждым десятилетием сложность и размеры телескопов растут. Так, самый большой в мире телескоп с цельным зеркалом диаметром 10 м находится на Гавайских островах. На Канарских островах есть еще более крупный Большой Канарский телескоп диаметром 10,4 м. Но его первичное зеркало не является цельным − оно собрано из 36 зеркальных шестиугольных сегментов. Применение ячеистых зеркал стало новым шагом в развитии телескопов.
 

Реплика от «Швабе»

Сегодня ощутить себя астрономами далекого прошлого можно благодаря ученым из столицы Сибири. В 2008 году на Новосибирском приборостроительном заводе (НПЗ) холдинга «Швабе» воссоздали телескоп-рефлектор, созданный Исааком Ньютоном в 1668 году. Первые экземпляры устройства выпустили как памятные сувениры для гостей Новосибирска, приехавших посмотреть на полное солнечное затмение, так называемое русское. Но спрос оказался таким высоким, что телескопы продолжали выпускать по единичным заказам, а потом и вовсе решили запустить серийное производство – под названием ТАЛ-35.


Чертежи телескопа создавали практически с нуля – на основе архивной информации. Оптическая труба ТАЛ-35 состоит из двух частей: подвижной и основной. Монтировка (подвижная опора телескопа) представляет собой деревянный шар. В рефлекторе Ньютона зеркало повернуто к оптической оси под углом 45 градусов, поэтому наблюдение ведется не с торца телескопа, а в боковой части.

acda75fb5b65798608f94877c2ff0473.jpg
Реплика телескопа Ньютона. Фото: «Швабе»

Детали телескопа Ньютона изготавливают на тех же линиях, где серийно производят линейку известных в мире телескопов ТАЛ. Единственное отличие копии от исторического оригинала – это качество изображения. Если Ньютон использовал для отражения полированную бронзовую пластину, то реплику оснастили оптическим зеркалом, обработанным алюминием. Таким образом, несмотря на сувенирное назначение, эти телескопы можно использовать и для наблюдений.

Астрономия – одна из важнейших наук, формирующих мировоззрение. Несколько лет назад она вернулась в обязательную школьную программу старших классов. Выпускаются новые учебники, в ЕГЭ добавляются астрономические вопросы. Как отмечает генеральный директор НПЗ Василий Рассохин, в создании телескопа ТАЛ-35 новосибирцы руководствовались не только популярностью прибора как сувенира: «Мы уверены, что телескопы Ньютона станут первым шагом в большую науку для многих молодых людей». 

Источник: rostec.ru


Достоинства телескопов рефлекторов

В телескопах-рефлекторах почти нет хроматизма, поскольку линзы отсутствуют (поскольку, линзы всё равно есть в окуляре, то теоретически небольшой хроматизм может быть).
Лучше выбирать модели, в которых главное зеркало имеет параболическую форму, поскольку сферические зеркала привносят ещё и сферические искажения (чем больше диаметр сферического зеркала, тем это искажение будет сильнее).
Кстати, если посмотрите на схему, то увидите, что окуляр у «ньютона» расположен сбоку, поэтому смотреть объекты ближе к зениту можно без дополнительной призмы перед окуляром, которая нужна в телескопах-рефракторах.
Если посмотрите на цены, то увидите, что за те же деньги можно взять рефлектор с гораздо большей апертурой, чем у рефрактора. Поэтому рефлекторы системы Ньютона так популярны среди любителей.

Источник: kosmoved.ru


В телескопах системы "рефлектор Ньютона" в качестве главного оптического элемента выступает вогнутое зеркало сферической или параболической формы. Свет, отражаясь от зеркала, возвращается обратно и попадает на диагональное зеркало, которое направляет свет в окулярный узел.

Схема рефлектора Ньютона

Подобную схему изобрел Исаак Ньютон в 1668 году. Преимущества данной схемы очевидны: в системе не используются линзы, а значит изображение, выдаваемое телескопом, свободно от хроматических аберраций. Более того, цены на рефлектор Ньютона с ростом апертуры растут заметно медленнее, чем у других оптических систем. Не редкость увидеть у любителей астрономии рефлектор с диаметром зеркала 200 мм и более.

Но есть и недостатки. Трубу нужно юстировать, желательно перед каждым наблюдением, конструктив это предусматривает. По мере приобретения опыта в будущем на эту процедуру будет уходить не более 10 минут, но на первых порах это может показаться сложным. Также следует отметить, что труба телескопа во время наблюдений открыта и на главное зеркало попадает пыль.
авное зеркало время от времени нужно мыть (примерно раз в год в зависимости от интенсивности использования). Про мытье зеркал мы поговорим как-нибудь позже. Также к конструктивным недостаткам можно отнести тот момент, что окулярный узел находится строго в одном положении относительно трубы и порой оказывается в самых неудобных положениях (например внизу). Из-за этого приходится поворачивать трубу в кольцах, чтобы обеспечить себе более удобное положение окулярного узла.

Рефлектор Ньютона является наиболее распространенной оптической схемой. За относительно небольшие деньги астроном-любитель может позволить себе достаточно "апертуристый" телескоп. Автор статьи сам является обладателем рефлектора Ньютона с диаметром зеркала 150 мм и это прекрасный инструмент. Я его успешно использую как при наблюдениях, так и при фотографировании (хотя задумываюсь о покупке более крупнокалиберного инструмента).

Рефлекторы Ньютона с диаметром зеркала 250 мм и более — это просто невероятные инструменты. Они в мельчайших подробностях покажут структуру туманностей, подробности на дисках планет, а Луна будет выглядеть так, что ее бритвой высекли на небе. Каждый кратер различим, на предельных увеличениях ощущаешь себя космонавтом на поверхности Луны. Очень красиво!


Подписывайтесь на мой канал, чтобы не пропустить новые публикации и ставьте лайк. Всем чистого неба!

Источник: zen.yandex.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.