Почему линзу или зеркало телескопа стараются сделать как можно большего диаметра

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 05.08.2024

В этом разделе мы постарались собрать воедино ту обрывочную информацию, которую можно найти в Интернете. Информации много, но она не систематизирована и разрознена. Мы же, руководствуюясь многолетним опытом, систематизировали наши знания для того, чтобы упростить выбор начинающим любителям астрономии.

Основные характеристики телескопов:

Обычно в наименовании телескопа указано его фокусное расстояние, диаметр объектива и тип монтировки.
Например Sky-Watcher BK 707AZ2, где диаметр объектива - 70 мм, фокусное расстояние - 700 мм, монтировка - азимутальная, второго поколения.
Впрочем фокусное расстояние часто не указывается в маркировке телескопа.
Например Celestron AstroMaster 130 EQ.

Телескоп — это более универсальный оптический прибор чем зрительная труба. Ему доступен больший диапазон кратностей. Максимально доступная кратность определяется фокусным расстоянием (чем больше фокусное расстояние, тем больше кратность).

Чтобы демонстрировать четкое и детализированное изображение на большой кратности, телескоп должен обладать объективом большого диаметра (апертуры). Чем больше, тем лучше. Большой объектив увеличивает светосилу телесокопа и позволяет рассматривать удаленные объекты слабой светимости. Но с увеличением диаметра объектива, увеличиваются и габариты телескопа, поэтому важно понимать в каких условия и для наблюдения каких объектов Вы хотите его использовать.

Как рассчитать кратность (увеличение) телескопа?

Смена кратности в телескопе достигается использованием окуляров с разным фокусным расстоянием. Чтобы рассчитать кратность, нужно фокусное расстояние телескопа разделить на фокусное расстояние окуляра (например телескоп Sky-Watcher BK 707AZ2 c 10 мм окуляром даст кратность 70x).

Кратность нельзя увеличивать бесконечно. Как только кратность превышает разрешающую способность телескопа (диаметр объектива x1.4), изображение становится темным и размытым. Например телескоп Celestron Powerseeker 60 AZ с фокусным расстоянием 700 мм, не имеет смысла использовать с 4 мм окуляром, т.к. в этом случае он даст кратность 175x, что существенно превышает 1.4 диаметра телескопа - 84).

Распространенные ошибки при выборе телескопа

Чем больше кратность — тем лучше
Это далеко не так и зависит от того, как и в каких условиях будет использоваться телескоп, а также от его апертуры (диаметра объектива).
Если Вы начинающий астролюбитель, не стоит гнаться за большой кратностью. Наблюдение удаленных объектов требует высокой степени подготовки, знаний и навыков в астрономии. Луну и планеты солнечной системы можно наблюдать на кратности от 20 до 100x.
Покупка рефлектора или большого рефрактора для наблюдений с балкона или из окна городской квартиры
Рефлекторы (зеркальные телескопы) очень чувствительны к атмосферным колебаниям и к посторонним источникам света, поэтому в условиях города использовать их крайне непрактично. Рефракторы (линзовые телескопы) большой апертуры всегда имеют очень длинную трубу (напр. при апертуре 90 мм, длина трубы будет превышать 1 метр), поэтому использование их в городских квартирах не представляется возможным.
Покупка телескопа на экваториальной монтировке в качестве первого
Экваториальная монтировка довольно сложна в освоении и требует некоторой подготовки и квалификации. Если вы начинающий астролюбитель, мы бы рекомендовали приобрести телескоп на азимутальной монтировке или на монтировке Добсона.
Покупка дешевых окуляров для серьезных телескопов и наоборот
Качество получаемого изображения определяется качеством всех оптических элементов. Установка дешевого окуляра из бюджетного оптического стекла отрицательно скажется на качестве изображения. И наоборот, установка профессионального окуляра на недорогой прибор, не приведет к желаемому результату.

Часто задаваемые вопросы

Основные критерии при выборе телескопа

Азимутальная (AZ) — свободно вращается в двух плоскостях по типу фото-штатива.
Экваториальная (EQ) — более сложная монтировка, настраиваемая на полюс мира и позволяющая находить небесные объекты, зная их часовой угол.
Монтировка Добсона (Dob) — разновидность азимутальной монтировки, но более приспособленная для астронаблюдений и позволяющая устанавливать на нее более габаритные телескопы.
Автоматизированная — компьютеризированная монтировка для автоматического наведения на небесные объекты, использует GPS.

Плюсы и минусы оптических схем

Длиннофокусные рефракторы-ахроматы (линзовая оптическая система)

Короткофокусные рефракторы-ахроматы (линзовая оптическая система)

Длиннофокусные рефлекторы (зеркальная оптическая система)

Короткофокусные рефлекторы (зеркальная оптическая система)

Зеркально-линзовая оптическая система (катадиоптрик)

Существенно меньше искажений по сравнению с рефлекторами
Пригодны для наземных наблюдений
Компактная труба при большом фокусном расстоянии (больше возможностей при меньшем весе и объеме)
Закрытая труба (не нужно чистить, так как нет доступа для пыли)

Дороже рефракторов и рефлекторов
Невозможно получить широкое поле зрения на некоторых моделях телескопов
Перед началом наблюдений нужно уравнять температуру телескопа с температурой среды, чтобы не было дефектов изображения

Шмидт-Кассегрен (разновидность зеркально-линзовой оптической схемы)

Требует меньше времени для уравнения температуры с окружающей средой
Легче, чем телескопы Максутов-Кассегрен

Возможны побочные блики от корректирующей пластины
Фокусное расстояние обычно немного меньше, чем у телескопов Максутов-Кассегрен
Меньше контрастность, чем у телескопов Максутов-Кассегрен

Максутов-Кассегрен (разновидность зеркально-линзовой оптической схемы)

Нет побочных бликов от корректирующей пластины
Фокусное расстояние обычно немного больше, чем у телескопов Шмидт-Кассегрен

Более тяжелый, чем телескопы Шмидт-Кассегрен
Нужно больше времени для уравнения температуры с окружающей средой, чем телескопам Шмидт-Кассегрен

Что можно увидеть в телескоп?

Апертура 60-80 мм
Лунные кратеры от 7 км в диаметре, звездные скопления, яркие туманности.

Апертура 80-90 мм
Фазы Меркурия, лунные борозды 5,5 км в диаметре, кольца и спутники Сатурна.

Апертура 100-125 мм
Лунные кратеры от 3 км изучать облачности Марса, сотни звёздных галактик, ближайших планет.

Апертура 200 мм
Лунные кратеры 1,8 км, пылевые бури на Марсе.

Апертура 250 мм
Спутники Марса, детали лунной поверхности 1,5 км, тысячи созвездий и галактик с возможностью изучения их структуры.

Основные производители телескопов

Celestron (Селестрон)

Мировой бренд - один из лидеров в производстве потребительской оптики. В линейке представлены как серийные модели, так уникальные для данного бренда высококачественные телескопы.

Страна: США
Гарантия: до 3 лет

Качествое в среднем выше прочих китайских аналогов
Хорошая линейка телескопов на автоматизированной монтировке
Присутствие в линейке телескопов с интеграцией Android/iOS с поддержкой Wi-fi

Отсутвие линейки телескопов большой апертуры на монтировке Добсона

Sky-Watcher (Скай-Вочер)

Самый рекомендуемый на астрономических форумах производитель телескопов. В данный момент владельцем бренда является компания Synta - производитель серийных телескопов для многих брендов.

Страна: Канада
Гарантия: до 3 лет

Идеальное соотношение цена/качество
Присутствие линейки телескопов большой апертуры на монтировке Добсона

Некоторые модели поставляются без презентабельной упаковки, если рассматривать с точки зрения подарка

Levenhuk (Левенгук)

Предлагает широкую линейку серийных телескопов. Компания позиционирует себя как американская, хотя это не так. Это отечественный бренд, производящийся в Китае. Стоимость их в среднем выше чем у аналогов, но взамен Levenhuk предоставляет пожизненную гарантию на свою продукцию и расширенную комплектацию телескопов.

Страна: Россия
Гарантия: Пожизненная

Пожизненная гарантия
Широкий ассортимент
Богатая комплектация
Красивая фирменная упаковка

Цены сильно завышены
Низкое качество недорогих телескопов

Meade (Мид)

Всемирно-известный производитель высококачественных телескопов. В линейке только уникальные для данного производителя модели для людей, серьезно занимающихся астрономией.

Страна: США
Гарантия: до 2 лет

Высокое качество продукции
Уникальный ассортимент как базовых, так и профессиональных телескопов

Высокая цена
Гарантия могла бы быть больше
Некоторые дорогие модели доступны только под заказ из США

Veber (Вебер)

Отечественный бренд, созданный на базе Ленинградского оптико-механического объединения. Отличается доступной ценой и интересными недорогими моделями, отсутствующими в линейках других производителей.

Страна: Россия
Гарантия: до 1 года

Одни из самых низких цен
Уникальный ассортимент базовых телескопов

Небольшой срок гарантии
Скромный ассортимент

Sturman (Штурман)

Предлагает как самые недорогие базовые модели для детей, так и более продвинутые телескопы для наблюдения дальнего космоса.

Страна: Россия
Гарантия: до 1 года

Одни из самых низких цен

Небольшой срок гарантии
Скромный ассортимент

Рекомендуемые Телескопы

На основании нашего опыта продаж наблюдательной оптики мы отобрали наиболее интересные телескопы с точки зрения соотношения цена/качества.

Вы можете увидеть, что на сайте магазина рекомендуемые телескопы помечены вот таким образом: Рекомендуем

Разместить ПЗС-матрицу в главном фокусе телескопа или обсерватории – отличный способ получения превосходных изображений; похожую технологию используют уже более 100 лет. Но возможно ли использовать одну только ПЗС-матрицу, без зеркал или линз?

Сотни лет принцип использования телескопа был простейшим из простейших: создать линзу или зеркало для сбора большого количества света, сфокусировать его на детекторе (глаз, фотопластинка, электронное устройство), и увидеть что-то, лежащее далеко за пределами возможностей невооружённого глаза. Со временем линзы и зеркала становились больше в диаметре и их делали со всё возрастающей точностью, а детекторы достигли уровня, на котором они способны собирать и использовать каждый поступающий фотон. Качество детекторов может заставить вас задуматься о том, зачем нам вообще нужны линзы! Об этом и спрашивает наш читатель:

Зачем нам нужны линзы и зеркала для создания телескопа, если у нас есть ПЗС-датчики? Почему бы вместо того, чтобы делать 10-метровое зеркало или линзу, фокусирующую свет на маленьком датчике, не сделать 10-метровый датчик?

Вопрос очень хитрый, ведь если бы могли такое сделать, это произвело бы революцию.

Сравнение размеров зеркал различных существующих и предлагаемых телескопов. Когда заработает Гигантский Магелланов телескоп, он станет крупнейшем в мире, и первым в классе оптических телескопов с диаметром более 25 м; впоследствии его должен будет превзойти Европейский чрезвычайно большой телескоп. Но у всех этих телескопов есть зеркала.

Неважно, насколько хорошо отражает наша поверхность, насколько точно мы шлифуем и полируем наши линзы, насколько равномерно и осторожно мы наносим покрытие, и насколько хорошо мы отталкиваем и уничтожаем пыль — никакое зеркало или линза никогда не будут оптически идеальными на 100%. Некая доля света будет теряться на каждом шаге и с каждым отражением. Учитывая, что современные крупнейшие схемы телескопов требуют многоступенчатых зеркал, включая большое отверстие в основном зеркале, обеспечивающее хорошее местоположение для отражения света, в схеме для сбора информации о Вселенной с использованием зеркал и линз есть неотъемлемые ограничения.

Цель ясна и прекрасна: удалить ненужные шаги, устранить любые потери света. Эта идея может показаться простой, и поскольку ПЗС-датчики становятся всё более распространёнными и дешевеют, возможно, она и найдёт своё применение в астрономии будущего. Но реализация такой мечты будет не очень простой, поскольку на её пути есть очень важные препятствия, которые необходимо преодолеть, чтобы получить телескоп без зеркал или линз. Давайте пройдёмся по ним.

Изображение 1887 года туманности Андромеды впервые продемонстрировало структуру спиральных рукавов ближайшей крупной галактики к Млечному Пути. Она полностью белая из-за того, что фотография была сделана без применения фильтров – вместо того, чтобы сделать фото через красный, зелёный и синий фильтр, а потом совместить эти цвета.

1) ПЗС прекрасно измеряют свет, но они не сортируют и не фильтруют длины волн. Вы не думали над тем, почему все старые фотографии звёзд и галактик выполнены чёрно-белыми, несмотря на то, что у самих звёзд и галактик есть определённые цвета? Всё потому, что они не собирали свет отдельными фильтрами по разным длинам волн. Даже современные телескопы располагают фильтр между приходящим светом и ПЗС/камерой, чтобы нацелиться на определённую длину волны или набор длин волн, сделать несколько изображений с несколькими фильтрами, а потом воссоздать изображение в истинных цветах или в ложных.

Галактика Андромеды (М31), снятая с наземного телескопа через несколько фильтров, после чего по этим фотографиям был создан цветной портрет

Этого можно избежать, создав полный набор фильтров для каждого отдельного элемента ПЗС, но конструкция получится громоздкой, дорогой и потребует, чтобы эти фильтры были расположены где-то за элементами ПЗС, поскольку нужно сохранить полноту участка сбора света, который в обычной ситуации занимало бы зеркало или линзы, смотрящие в небо. Это не непреодолимое препятствие, но для этой проблемы в настоящее время решений у нас нет.

ПЗС большой площади чрезвычайно полезны для сбора и обнаружения света, и для максимизации пользы каждого отдельного приходящего фотона. Но без зеркала или линз, предварительно фокусирующих свет, всенаправленная природа ПЗС не сможет выдать осмысленное изображение наблюдаемого объекта

2) ПЗС не измеряет направление пришедшего света. Для получения осмысленных изображений, которые так хорошо выходят у телескопов, им необходимо измерять не только интенсивность и длину волны входящего света, но и его направление. У линз и зеркал есть замечательное свойство – свет, приходящий от чрезвычайно удалённого источника, перпендикулярный к плоскости зеркала, фокусируется таким образом, что попадает в камеру/фотопластинку/ПЗС, а свет с других направлений из-за отражений и преломлений туда не попадает. Для отдельной ПЗС-матрицы это не так: она регистрирует свет с любого направления. Если вы не сведёте лучи в пучок, не сфокусируете свет заранее, вы просто увидите яркое белое небо по всем направлениям — никакой информации о направлении света там не сохранится.

Схема работы аппаратуры солнечного телескопа МакМаса-Пирса, телескопа с самым длинным оптическим тоннелем в мире. Даже ему в итоге требуется зеркало для получения высококачественных изображений.

Можно подумать, что вариантом решения этой проблемы будет построить чрезвычайно длинную, непрозрачную трубу, перпендикулярную плоскости ПЗС-матрицы, но и это представляет собой проблему: без линз и зеркала свет всего, что расположено в поле зрения, попадёт на каждый пиксель вашей матрицы. Даже длиннейшей шахте из когда-либо построенных для этих целей, солнечному телескопу МакМаса-Пирса [длина шахты 220 м / прим. перев.], всё равно требуется зеркало или линзы для фокусировки света. Это самая большая проблема в использовании ПЗС-матрицы в одиночку для измерения света, и самая основная причина, по которой необходимо оборудовать её зеркалом или линзой.

На фото, сделанном на фабрике Astrium в Тулузе, показан набор из 106 ПЗС-матриц, составляющих фокальную плоскость космического телескопа Гея. ПЗС прикручены к поддерживающей их структуре (CSS). CSS (серая пластина под ПЗС) весит порядка 20 кг и сделана из карбида кремния (SiC), материала с замечательной термической и механической стабильностью. Размеры плоскости: 1 × 0,5 м

3) ПЗС слишком дороги для того, чтобы ими можно было покрыть массив диаметром в 10 метров. Сами по себе ПЗС-матрицы стоят дорого; передовая 12 мегапиксельная ПЗС, с пикселями (и покрывающими их микролинзами) размером в 3,1 мкм в поперечнике, продаётся за $3700. Чтобы покрыть ими площадь, эквивалентную 10-метровому зеркалу, потребовалось бы 700 000 матриц: такая стоимость приближается к неприемлемым $3 млрд. Для сравнения, Европейский чрезвычайно большой телескоп с основным зеркалом диаметром 39 метров вместе со всей обсерваторией и оборудованием оценивается в €1083 млн – меньше, чем половина от первой суммы.

На диаграмме показана новейшая система из пяти зеркал Европейского чрезвычайно большого телескопа. Перед тем, как попасть к научным инструментам, свет сначала отражается от гигантского вогнутого составного зеркала 39 м в диаметре (М1), затем отражается от двух 4-метровых зеркал, выпуклого (М2) и вогнутого (М3). Два последних зеркала (М4 и М5) формируют встроенную адаптивную оптическую систему для получения чрезвычайно чётких изображений на конечной фокальной плоскости.

Добавочное количество света, поступавшего бы в ПЗС без зеркал, было бы крохотным, поскольку на каждом отражении мы теряем порядка 5-10% света, но при этом переходя от 10-метрового до 39-метрового диаметра зеркала мы увеличиваем количество света на 1500% (тысячу пятьсот процентов)! Проще говоря, можно потратить деньги гораздо лучше, если вашей целью будет сбор большего количества света и увеличение разрешения.

На земле крупные и массивные телескопы обычно не представляют проблем, пока форма зеркал поддерживается идеальной для отражения света. Но в космосе стоимость запуска определяется размером и весом, поэтому каждая небольшая экономия дорогого стоит

4) Если вы хотите сэкономить на весе, есть решение получше. Космический телескоп Хаббла был невероятно сложным в запуске и развёртывании, не только из-за своего размера, но и из-за веса. Тяжесть основного зеркала была одним из крупнейших препятствий для миссии. А вот у телескопа Джеймса Уэбба площадь, собирающая свет, будет в семь раз больше, чем у Хаббла, а весить он будет даже меньше половины своего более крупного предшественника. В чём секрет? Отлейте зеркало, придайте ему форму, отполируйте – а затем высверлите материал с задней части.

В космосе с гравитацией бороться не нужно, поэтому для поддержки телескопа не требуется особая структурная прочность. После изготовления каждого из 18 сегментов телескопа Джеймса Уэбба, с их обратной стороны было высверлено 92% изначальной массы – это позволило поддержать форму передней части зеркала и кардинально сэкономить на весе.

Внутренности и основное зеркало Большого Канарского телескопа, обладателя самого большого зеркала в мире (10,4 м)

Есть много причин, по которым можно было бы построить телескоп без линз или зеркал – оптимизация по весу, стоимости, материалам, мощности сбора света, качеству изображения, разрешения в любом случае потребует каких-то компромиссов. Но то, что ПЗС-матрицы самостоятельно не способны измерять направление приходящего света, представляет собой большую проблему для создания беззеркального телескопа. Хотя каждая зеркальная поверхность, от которой отражается свет, приводит к его частичной потере, зеркала остаются лучшим способом получения изображений Вселенной с высоким разрешением, отличным качеством, с большой площадью сбора света и относительно невысокой стоимостью. Если стоимость ПЗС будет падать, если можно будет построить массив размером с зеркало телескопа, а также получится измерять направление приходящего света в реальном времени, тогда уже можно будет о чём-то разговаривать. Но пока не предвидится замены оптической науке. Более чем через 300 лет после первой публикации революционного трактата о природе света, правила Ньютона при создании отдельных телескопов ещё никто не победил!

Каждый, кто выбирает свой первый телескоп, обращает внимание на такую характеристику как увеличение телескопа. Как узнать какое увеличение дает телескоп? Какое увеличение нужно, чтобы рассмотреть кратеры на Луне, кольца Сатурна, спутники Юпитера? Что такое максимально полезное увеличение? На все эти важные вопросы мы постараемся ответить в данной статье.

Увеличение - самая ли важная характеристика телескопа?

Детали поверхности Марса при одинаковом увеличении с телескопом различных апертур.

Практически каждый начинающий любитель космоса, считает, что увеличение телескопа это его главная характеристика и старается подобрать телескоп с максимально возможным увеличением. Но так ли важно увеличение телескопа? Несомненно, увеличение телескопа является одной из основных характеристик телескопа, но не единственной значимой. Чтобы получить изображение объекта через телескоп не только большим, но максимально детальным, необходимо, чтобы в телескопе использовалась высококачественная стеклянная оптика, в рефракторах — сложные просветленные линзы, а в рефлекторах — параболические зеркала. Также важно и качество окуляров, которые Вы используете.

Как рассчитать увеличение телескопа?

Вид Сатурна при увеличении 200 и 50 крат.

Возможное увеличение телескопа зависит от его первоначальных параметров: диаметра апертуры, фокусного расстояния и применяемых окуляров. Смена увеличения достигается путем смены окуляров и их комбинацией с линзой Барлоу. Чтобы рассчитать увеличение телескопа, нужно воспользоваться нехитрой формулой: Г=F/f , где Г — увеличение телескопа, F – фокусное расстояние телескопа, f – фокусное расстояние окуляра. Фокусное расстояние телескопа обычно указано на его корпусе или в его описании, а фокусное расстояние окуляра всегда написано на его корпусе. Приведем пример. Фокусное расстояние телескопа Sky-Watcher 707AZ2 – 700 мм, при наблюдении с окуляром с фокусным расстоянием 10 мм дает увеличение — 70 крат(700/10 = 70). Если поставить окуляр с фокусным расстоянием 25 мм, то мы получим увеличение — 28 крат(700/25 = 28). При использовании линзы Барлоу, можно достигнуть больших увеличений, т. к. линза Барлоу увеличивает фокусное расстояние телескопа в несколько раз, в зависимости от кратности самой линзы Барлоу. Например, при использовании 2-кратной линзы Барлоу с телескопом Sky-Watcher 707AZ2 и окуляром с фокусным расстоянием 10 мм, мы получим увеличение уже не 70, а 140 крат.

Максимальное полезное увеличение телескопа.

Фокусное расстояние окуляра указано на его корпусе.

В оптике есть такое понятие как максимальное полезное увеличение телескопа. Это значения увеличений, которые позволяет достигнуть оптическая система телескопа без потери качества изображения. Теоретически, при использовании комбинаций короткофокусных окуляров и мощных линз Барлоу даже на небольших телескопах можно получить очень большие значения увеличений, но такие манипуляции не имеют смысла, т. к. оптическая система телескопа ограничена его диаметром и качеством оптики.

Вид Сатурна при недостаточном, оптимальном и чрезмерном увеличении.

При очень больших увеличениях Вы не получите достаточно яркую и четкую картинку. Поэтому при выборе телескопа, важно обращать внимание на такую характеристику как — максимально полезное увеличение. Максимально полезное увеличение рассчитывается для каждого телескопа индивидуально по простой формуле Г max=2*D , где Г max — максимальное полезное увеличение, а D – апертура(диаметр объектива или главного зеркала). Для примера, если телескоп имеет апертуру 130 мм, то максимальное полезное увеличение для такого телескопа составит 260 крат.

Луна при увеличение 50 крат.

Будьте внимательны при изучении параметров телескопа в его описании. Иногда производители заявляют слишком завышенные цифры, например увеличения до 600 крат. Надо понимать, что таких величин можно достигнуть при диаметре апертуры не менее 300 мм, и то скорее всего на таком увеличении Вы столкнетесь с другой проблемой — сильными искажениями от земной атмосферы.

Что можно увидеть в телескоп при различных увеличениях?

Лунный рельеф при увеличение в 350 крат.

Для наблюдения полной Луны, чтобы ее диск полностью умещался в поле зрения достаточно увеличения — 30-40 крат. Луна является очень близким и крупным объектом, на небе полный лунный диск занимает 0,5 градуса, и если поставить окуляр дающий 100 крат и больше, то Вы будете иметь возможность рассматривать Лунный рельеф в достаточно мелких подробностях — увидите кратеры различного диаметра, горные цепочки и моря.
Для рассмотрения деталей на поверхности планет, следует применять уже большие увеличения — от 100 крат и больше, т.к. диски планет имеют небольшие угловые размеры. С увеличением от 100 крат возможно рассмотреть диск Сатурна и его кольца с крупнейшими спутниками, облачный покров Юпитера и 4 его крупнейших спутника, увидеть Марсианскую поверхность с темными областями и полярными шапками.
Для того, чтобы рассматривать объекты дальнего космоса, такие как звездные скопления, водородные туманности и галактики понадобятся разные увеличения - для протяженных слабых объектов, например туманностей - широкоугольные окуляры с полем зрения от 60 градусов и дополнительные светофильтры для большей контрастности.
Если же Вы выбрали для наблюдения яркий компактный объект, такой как планетарная туманность, например туманность М57 "Кольцо", то понадобятся большие увеличения от 200 крат и больше, а также, фильтры для наблюдения туманностей.
При наблюдении одиночных звезд в телескоп не имеет смысл ставить большие увеличения, т. к. при любом увеличении — звезда в телескоп выглядит как сияющая точка. Если звезда выглядит как блин или кольцо, значит фокусировка сделана неправильно или ваш телескоп имеет не достаточно качественную оптику.
Большие увеличение необходимо применять, если Вы хотите наблюдать двойные и кратные звездные системы, с различимыми компонентами в телескоп.

Совет:

При выборе телескопа — обращайте внимание на его комплектацию. Необходимо, чтобы в комплекте были различные окуляры, позволяющие достигнуть различных увеличений, в том числе и максимально полезного. Иногда производители экономят на аксессуарах, делая упор на качество самого телескопа. В таком случае, необходимо самостоятельно докупать окуляры. Обычно это бывает у высококлассных моделей с дорогой оптикой, с которыми необходимо использовать окуляры такого же высокого класса.

Телескоп — это инструмент, который астрономы используют для наблюдения за далекими объектами. Большинство телескопов и все большие телескопы работают с использованием изогнутых зеркал, чтобы собирать и фокусировать свет от ночного неба.

Первые телескопы фокусировали свет с помощью кусочков изогнутого прозрачного стекла, называемых линзами. Так почему мы используем зеркала сегодня? Потому что зеркала легче, и их легче, чем линзы, сделать идеально гладкими.

Чем больше зеркала или линзы, тем больше света может собирать телескоп. Затем свет концентрируется формой оптики. Этот свет — то, что мы видим, когда смотрим в телескоп.

Оптика телескопа должна быть почти идеальной. Это означает, что зеркала и линзы должны быть правильной формы, чтобы концентрировать свет. У них не может быть пятен, царапин или других дефектов. Если у них есть такие проблемы, изображение становится искаженным или размытым, и его трудно увидеть. Трудно сделать идеальное зеркало, но еще сложнее сделать идеальную линзу.

Линзы

Телескоп с линзами называется преломляющим телескопом.

Линза, как и в очках, изгибает проходящий через нее свет. В очках это делает вещи менее размытыми. В телескопе кажется, что далекие вещи кажутся ближе.

Простой преломляющий телескоп использует линзы, чтобы сделать изображения больше и более заметными.

Людям с особенно плохим зрением нужны толстые линзы в очках. Большие, толстые линзы более мощные. То же самое относится и к телескопам. Если вы хотите видеть далеко, вам нужен большой мощный объектив. К сожалению, большой объектив очень тяжелый.

Тяжелые линзы трудно изготовить, и их трудно держать в нужном положении. Кроме того, когда они становятся толще, стекло останавливает больше света, проходящего через них.

Поскольку свет проходит через объектив, его поверхность должна быть чрезвычайно гладкой. Любые недостатки в объективе изменят изображение. Это было бы как смотреть через грязное окно.

Почему зеркала работают лучше

Телескоп, в котором используются зеркала, называется отражающим телескопом.

В отличие от линзы, зеркало может быть очень тонким. Зеркало большего размера также не должно быть толстым. Свет концентрируется, отражаясь от зеркала. Так что зеркало просто должно иметь правильную изогнутую форму.

Намного легче сделать большое, почти идеальное зеркало, чем большую, почти идеальную линзу. Кроме того, зеркала односторонние, их легче чистить и полировать, чем линзы.

Но у зеркал есть свои недостатки. Вы когда-нибудь смотрели в ложку и замечали, что ваше отражение вверх ногами? Изогнутое зеркало в телескоп похоже на ложку: оно переворачивает изображение. К счастью, решение простое. Мы просто используем другие зеркала, чтобы перевернуть его.

Простой отражающий телескоп использует зеркала, чтобы помочь нам увидеть далекие объекты.

Самое главное преимущество в использовании зеркал заключается в том, что они не тяжелые. Поскольку они намного легче линз, зеркала проще запускать в космос.

Космические телескопы, такие как Хаббл и Спитцер, позволили нам получать изображения галактик и туманностей вдали от нашей солнечной системы.

Это изображение Крабовидной туманности было создано с использованием информации с космических телескопов Хаббл и Спитцер.

Следует отметить, что все эти рассуждения носят отвлеченный, абстрактный характер. В реальной жизни все несколько сложнее. Вступают в действие и другие часто решающие ограничения. Рассмотрим их по порядку.

Ограничения относительного фокуса (отношение фокусного расстояния объектива телескопа к диаметру его входной апертуры k = f'/D - величина обратная относительному отверстию).

Для телескопа с относительным фокусом k = 14 (нормально для Кассегренов с малым экранированием) фокус окуляра для обеспечения равнозрачкового увеличения составит f' = d*k = 7*14 = 98 мм. Увы, окуляров с таким большим фокусным расстоянием не сыщешь. Обычно, самые длиннофокусные окуляры это 40-50 мм. Так что приходится ограничивать свои аппетиты и возможные видимые поля зрения в таких телескопах.

Для телескопа с коротким относительным фокусом k=4 ("быстрые" Ньютоны) для получения т.н. "разрешающего увеличения" потребуется фокусное расстояние окуляра f' = d*k = 0.7*4 = 2.8 мм. "Маловато будет!" Без дополнительных оптических элементов типа линзы Барлоу не обойтись - а они не всегда желательны (особенно при наблюдениях планет).

Оптимально иметь относительный фокус объектива равный 6-7. Получается полноценный набор окуляров с доступным набором фокусов от 5 до 50 мм.

Ограничения со стороны доступного поля зрения.

Наиболее распространенные стандартные диаметры фокусера телескопа 1.25" и 2" (это диаметры внутренних отверстий фокусера в которое вставляется по гладкой цилиндрической посадке окуляр).

Если у телескопа фокусер 2" - это хорошо, поскольку с переходником он пригоден и для окуляров стандарта 1.25".

Окуляр стандарта 2" позволяет получать линейные поля зрения диаметром D до 45 мм. Если владелец телескопа ориентирован на относительно дешевые не широкоугольные окуляры (поле зрения 2w' = 45 градусов) то максимальный по фокусному расстоянию окуляр, который он может использовать будет f' = 57.3*D/2w' = 57.3 мм. Для более дорогих и широкоугольных окуляров (2w' = 65 градусов) максимальное фокусное расстояние уже будет около 40 мм, а для сверхширокоугольных (2w' = 80 градусов) не более 32 мм.

Для владельца телескопа стандарта 1.25" (максимальное линейное поле зрения около 25 мм) значения максимальных фокусных расстояний будут меньше. Для ординарных окуляров - 32 мм, для широкоугольников - 22 мм, для сверхширокоугольных окуляров не более 18 мм. Соотвественно одним ограничением на фокусное расстояние окуляра и увеличение телескопа - больше.

При серьезных остаточных аберрациях становятся бесполезными большие разрешительные увеличения. Если ваш телескоп сомнителен по качеству коррекции ограничьтесь в покупках короткофокусных окуляров - от них не будет проку. Многие так называемые "короткие ахроматы" и очень уж "быстрые" Ньютоны не дают возможности с пользой применять увеличение больше 1*D.

Атмосферная турбулентность (быстрое перемешивание разнотемпературных слоев воздуха) столь обычная в средних широтах при смене давления и проч. погодных катаклизмах так-же ограничивает приемлимые увеличения сверху (увеличения более 200-250х), часто тем более эффективно, чем больше диаметр апертуры.

Читайте также: