Зеркально-линзовые системы телескопов

Зеркально-линзовые системы телескопов. Стремление свести к минимуму всевозможные аберрации телескопов рефлекторов и рефракторов привело к созданию комбинированных зеркально-линзовых телескопов.

В этих инструментах функции зеркал и линз разделены таким образом, что зеркала формируют изображение, а линзы исправляют аберрации зеркал. Первый телескоп такого типа был создан жившим в 1930 году в германии оптиком Б. Шмидтом эстонцем по происхождению. В телескопе Шмидта главное зеркало имеет сферическую отражающую поверхность, а значит, тем самым отпадают трудности, связанные с параболизацией зеркал. Естественно, что сферическое зеркало большого диаметра обладает весьма заметными аберрациями, в первую очередь сферической. Для того чтобы максимально уменьшить эти аберрации, Шмидт поместил в центре кривизны главного зеркала тонкую стеклянную коррекционную линзу рис 4а. На глаз она кажется обыкновенным плоским стеклом, но на самом деле поверхность ее очень сложная хотя отклонения от плоскости не превышают нескольких сотых долей мм Она рассчитана так, чтобы исправить сферическую аберрацию, кому и астигматизм главного зеркала. При этом происходит как бы взаимная компенсация аберраций зеркала и линзы.

Хотя в системе Шмидта остаются неисправленными второстепенные аберрации например, дисторсия, телескопы такого вида заслуженно считаются лучшими для фотографирования небесных тел. В отличии от рефлекторов, тубус камеры Шмидта наглухо закрыт коррекционной пластинкой и это исключает возникновение токов воздуха в трубе, которые портят изображение. Одно из главных достоинств телескопов Шмидта огромное поле зрения и светосила.

У большинства таких телескопов диаметр поля зрения доходит до 250, а в некоторых и того больше.

Но есть недостатки и у таких телескопов. Так как коррекционная линза укреплена на двойном фокусном расстоянии от зеркала, тубус шмидтовских камер получается сравнительно длинным. Главная же беда заключается в том из-за сложной формы коррекционной пластинки изготовление е сопряжено с огромными трудностями. Поэтому создание крупных камер Шмидта редкое событие в астрономической технике. В 1941 году известный советский оптик Д. Д. Максутов изобрел новый тип зеркально-линзового телескопа, свободного от главного недостатка камер Шмидта.

В системе Максутова рис. 4б как и в системе Шмидта главное зеркало имеет сферическую вогнутую поверхность. Однако вместо сложной коррекционной линзы Максутов использовал сферический мениск слабую рассеивающую выпукло-вогнутую линзу, сферическая аберрация которой полностью компенсирует сферическую аберрацию главного зеркала. А так как мениск слабо изогнут и мало отличается от плоско - параллельной пластинки, хроматическую аберрацию он почти не создает.

В системе Максутова все поверхности зеркала и мениска сферические, что сильно облегчает их изготовление. Центральная часть мениска посеребрена и используется как второе отражающее зеркало в системе Кассенгрена. Из-за этого максутовские телескопы получаются относительно короткими, компактными, удобными в обращении. В инструментах такого типа можно использовать ньютоновскую систему и систему Грегори.

Радиотелескопы В радиотелескопе радиоволны собирает металлическое зеркало, иногда сплошное, а иногда решетчатое. Форма зеркала в телескопе, как и в рефлекторе, параболическая или, точнее, параболоидальная поверхность способна собирать в фокусе падающее на нее электромагнитное излучение. Если бы глаз мог воспринимать радиоволны, то устройство радиотелескопа было бы неотличимым от устройства телескопа-рефлектора. На самом деле приемником радиоволн вы радиотелескопах служит не человеческий глаз или фотопластинка, а высокочувствительный радиоприемник.

Зеркало концентрирует радиоволны на маленькой дипальной антенне, облучая е. Вот почему эта антенна называется облучатель. Радиоволны, как и всякое другое излучение, несут в себе некоторую энергию. Поэтому, попадая на облучатель, они возбуждают в этом металлическом проводнике упорядоченное перемещение электронов или, иначе говоря, электрический ток. Радиоволны с невообразимо большой скоростью набегают на облучатель. Поэтому в облучателе возникает быстропеременный электрический ток. От облучателя к радиоприемнику электрический ток передается по волноводам специальным проводникам, имеющим форму полых трубок.

Космические радиоволны, или точнее, возбужденные ими электрические токи поступают в радиоприемник. К приемнику радио телескопа присоединяют специальный самопишущий прибор, который регистрирует поток радиоволн определенной длины. У радиотелескопов 2 типа установок одни из них могут двигаться только вокруг вертикальной или горизонтальной осей, другие снабжены параллактической установкой. Установки имеют очень важное значение как можно точнее нацелить зеркало на объект наблюдений и сохранить такую ориентировку во время наблюдений.

В некоторых радиотелескопах, рассчитанных на прием радиоволн с длиной, измеряемой многими метрами, зеркала делают не сплошными, а сетчатыми. Это значительно уменьшает массу инструмента, и в тоже время, если размеры ячеек малы в сравнении с длиной радиоволн, решетчатое зеркало действует как сплошное. Иначе говоря, для радиоволн отверстия в зеркале радиотелескопа, в сущности, являются неощутимыми неровностями. Особенностью таких телескопов является то, что они могут работать на различных длинах волн. Очевидно, что свойство параболических зеркал концентрировать излучение в фокусе не зависит от длины волны этого излучения.

Чем больше размеры зеркала, тем больше излучения оно собирает. Количество собираемого излучения пропорционально площади зеркала. Значит, чем больше зеркало, чем чувствительнее телескоп, тем более слабые источники излучения удается наблюдать ведется ли прием на радиоволнах или на лучах видимого света.