Рефлектор (телескоп)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
У этого термина существуют и другие значения, см. Рефлектор.
Рефлектор в Институте Франклина

Рефле́ктор — оптический телескоп, использующий в качестве светособирающего элемента зеркало.

Первый рефлектор был построен Исааком Ньютоном в конце 1668 года[1]. Это позволило избавиться от основного недостатка использовавшихся тогда телескопов-рефракторов — значительной хроматической аберрации.

Основные оптические системы зеркальных телескопов

[править | править код]

Оптический телескоп — это система, состоящая из объектива и окуляра. Задняя фокальная плоскость первого совмещена с передней фокальной плоскостью второго[2]. В фокальную плоскость объектива вместо окуляра может помещаться фотоплёнка или матричный приёмник излучения. В таком случае объектив телескопа, с точки зрения оптики, является фотообъективом[3]. Оптические системы зеркальных телескопов разделяются по типам используемых объективов.

Система Ньютона

[править | править код]
Оптическая схема телескопа Ньютона

Такую схему телескопов изобрёл Исаак Ньютон в 1668 году. Здесь главное зеркало направляет свет на небольшое плоское диагональное зеркало, расположенное вблизи фокуса. Оно, в свою очередь, отклоняет пучок света за пределы трубы, где изображение рассматривается через окуляр или фотографируется. Главное зеркало параболическое, но, если относительное отверстие не слишком большое, оно может быть и сферическим.

Система Грегори

[править | править код]
Оптическая схема телескопа Грегори

Эту конструкцию предложил в 1663 году Джеймс Грегори в книге Optica Promota. Главное зеркало в таком телескопе — вогнутое параболическое. Оно отражает свет на меньшее вторичное зеркало (вогнутое эллиптическое). От него свет направляется назад — в отверстие по центру главного зеркала, за которым стоит окуляр. Расстояние между зеркалами больше фокусного расстояния главного зеркала, поэтому изображение получается прямое (в отличие от перевёрнутого в телескопе Ньютона). Вторичное зеркало обеспечивает относительно большое увеличение благодаря удлинению фокусного расстояния[4].

Система Кассегрена

[править | править код]
Оптическая схема телескопа Кассегрена

Схема была предложена Лораном Кассегреном в 1672 году. Это вариант двухзеркального объектива телескопа. Главное зеркало большего диаметра (вогнутое; в оригинальном варианте параболическое) отбрасывает лучи на вторичное выпуклое меньшего диаметра (обычно гиперболическое). По классификации Максутова схема относится к так называемым предфокальным удлиняющим — то есть вторичное зеркало расположено между главным зеркалом и его фокусом и полное фокусное расстояние объектива больше, чем у главного. Объектив при том же диаметре и фокусном расстоянии имеет почти вдвое меньшую длину трубы и несколько меньшее экранирование, чем у Грегори. Система неапланатична, то есть несвободна от аберрации комы. Имеет большое число как зеркальных модификаций, включая апланатичный Ричи — Кретьен, со сферической формой поверхности вторичного (Долл — Кирхем) или первичного зеркала, так и зеркально-линзовых.

Отдельно стоит выделить систему Кассегрена, модифицированную советским оптиком Д. Д. Максутовым — систему Максутова — Кассегрена, ставшую одной из самых распространённых систем в астрономии, особенно в любительской.[5][6][7]

Система Ричи — Кретьена

[править | править код]
Основная статья: Система Ричи — Кретьена
Оптическая схема телескопа Ричи — Кретьена — Кассегрена

Система Ричи — Кретьена является усовершенствованием системы Кассегрена. Главное зеркало тут не параболическое, а гиперболическое. Поле зрения этой системы — около 4°[4].

Система Ломоносова (Гершеля)

[править | править код]
Оптическая схема телескопа Ломоносова

Ещё в 1616 году Никколо Дзукки предложил заменить линзу вогнутым зеркалом, наклонённым к оптической оси телескопа. Впервые подобный телескоп-рефлектор был сконструирован Михаилом Васильевичем Ломоносовым в 1759 году[8][9]. Спустя 13 лет, в 1772 году Уильям Гершель собрал телескоп аналогичной конструкции. В нём первичное зеркало имеет форму внеосевого параболоида и наклонено так, что фокус находится вне главной трубы телескопа, и наблюдатель не закрывает собой поступающий свет. Недостатком такой схемы является большая кома, но при малом относительном отверстии она почти незаметна.

Система Несмита

[править | править код]
Основная статья: Система Несмита

Система Шмидта

[править | править код]
Оптическая схема телескопа Шмидта — Кассегрена
См. также: Зеркально-линзовые оптические системы § Система_Шмидта

Система Корша

[править | править код]

Один из вариантов трёхзеркального анастигмата, с более общим набором решений, разработанный Дитрихом Коршем в 1972 году[10]. У телескопа Корша скорректированы сферическая аберрация, кома, астигматизм и кривизна поля, также он может иметь широкое поле зрения, гарантируя при этом, что в фокальной плоскости будет лишь немного рассеянного света.

Брахиты

[править | править код]
Оптическая схема брахита

В такой схеме вторичное зеркало вынесено за пределы пучка, падающего на главное зеркало. Такая конструкция сложна в изготовлении, так как требует внеосевых параболического и гиперболического зеркал. Однако при малых апертуре и относительном отверстии эти зеркала можно заменить на сферические. Кома и астигматизм главного зеркала компенсируются наклонами вторичного зеркала. К положительным качествам брахитов можно отнести отсутствие экранирования, что положительно сказывается на чёткости и контрастности изображения. Данная система была впервые применена в 1877 году И. Форстером и К. Фричем. Существуют различные конструкции брахитов.

Крупнейшие телескопы

[править | править код]
Сравнение зеркал крупнейших телескопов, включая строящиеся
Телескопы Кека

Крупнейший в Евразии телескоп — БТА — находится на территории России, в горах Северного Кавказа, и имеет диаметр главного зеркала 6 м. Он работает с 1976 года и долго был крупнейшим телескопом в мире.

Крупнейший в мире телескоп с цельным зеркалом — Большой бинокулярный телескоп, расположенный на горе Грэхэм (США, штат Аризона) и работающий с 2005 года. Диаметр обоих зеркал — 8,4 метра[11][12]

11 октября 2005 года в эксплуатацию был запущен Большой южноафриканский телескоп в ЮАР с главным зеркалом размером 11×9,8 метров, состоящим из 91 одинакового шестиугольника.

13 июля 2007 года первый свет увидел Большой Канарский телескоп с диаметром зеркала 10,4 м (36 шестиугольных сегментов). Это самый большой оптический телескоп в мире по состоянию на первую половину 2009 года[12].

В современных составных рефлекторах с середины 1990-х годов используются деформируемые зеркала[англ.] и адаптивная оптика, что позволяет компенсировать атмосферные искажения. Это стало прорывом в телескопостроении и позволило значительно повысить качество работы наземных телескопов.

В сентябре 2025 года планируется начать работу Большого обзорного телескопа[13]. В 2028 году планируется получить первый свет с Чрезвычайно большого телескопа[14], а в 2027 году — начать научные наблюдения на международном Тридцатиметровом телескопе[15]. В начале 2030-х планируется ввод в эксплуатацию Гигантского Магелланова телескопа[16].

См. также

[править | править код]

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ Rupert Hall A. Isaac Newton: Adventurer in Thought (англ.). — Cambridge University Press, 1996. — P. 67. — 468 p. — ISBN 0-521-56221-X.
  2. ↑ Панов В. А. Справочник конструктора оптико-механических приборов. — 1-е изд. — Л.: Машиностроение, 1991. — С. 81.
  3. ↑ Турыгин И. А. Прикладная оптика. — 1-е изд. — М.: Машиностроение, 1966.
  4. ↑ 1 2 Энциклопедический словарь юного астронома / Сост. Н. П. Ерпылев. — 2-е изд. — М.: Педагогика, 1986. — С. 234—235. — 336 с.
  5. ↑ Навашин, 1953.
  6. ↑ Сикорук.
  7. ↑ Максутов, 1979.
  8. ↑ Ломоносов – астроном. www.msu.ru. Дата обращения: 10 сентября 2021. Архивировано 12 апреля 2020 года.
  9. ↑ История ночезрительной трубы Ломоносова / Наука / Независимая газета. www.ng.ru. Дата обращения: 10 сентября 2021. Архивировано 10 сентября 2021 года.
  10. ↑ Korsch, Dietrich. Closed Form Solution for Three-Mirror Telescopes, Corrected for Spherical Aberration, Coma, Astigmatism, and Field Curvature (англ.) // Applied Optics : journal. — 1972. — December (vol. 11, no. 12). — P. 2986—2987. — doi:10.1364/AO.11.002986. — Bibcode: 1972ApOpt..11.2986K.
  11. ↑ LBT - Optics (англ.). Дата обращения: 30 мая 2013. Архивировано из оригинала 30 мая 2013 года.
  12. ↑ 1 2 The World's Largest Optical Telescopes (англ.). — Список крупнейших оптических телескопов. Дата обращения: 25 сентября 2009. Архивировано 24 августа 2011 года.
  13. ↑ Construction Project Status (англ.). https://www.lsst.org. Дата обращения: 3 мая 2020. Архивировано 18 апреля 2021 года.
  14. ↑ ESO's Extremely Large Telescope (англ.). http://www.eso.org. Дата обращения: 14 февраля 2020. Архивировано 18 февраля 2020 года.
  15. ↑ TMT timeline (англ.). http://www.tmt.org. Дата обращения: 14 февраля 2020. Архивировано 9 февраля 2020 года.
  16. ↑ About Us (англ.). Giant Magellan Telescope. Дата обращения: 5 декабря 2024.

Литература

[править | править код]
  • Чикин А.А. Отражательные телескопы. Изготовленіе рефлекторовъ доступными для любителей средствами. — П.: Типографія Редакціи периодическихъ изданий Министерства Финансовъ, 1915. — 134 с.
  • Навашин М.С. Самодельный телескоп-рефлектор. — М.: Гос. изд-во техн.-теор. лит., 1953. — 240 с. — 12 000 экз.
  • Сикорук Л. Л. Телескопы для любителей астрономии.
  • Максутов Д. Д. Астрономическая оптика. — М.—Л.: Наука, 1979.

Ссылки

[править | править код]
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Рефлектор_(телескоп)&oldid=141900694