Vlastnosti reflektorových dalekohledů

Je zvykem nazývat reflektor jakékoli zařízení, jehož hlavní funkcí je odrážet... Reflektorový dalekohled byl tedy vytvořen pomocí tohoto optického jevu. Místo čočky je v objektivu přístroje umístěno konkávní zrcadlo, které odráží a směruje světelné paprsky do okuláru pro prohlížení nebo fotografování obrazu. Podívejme se na hlavní rozlišovací vlastnosti reflektorového dalekohledu.

Reflektorový dalekohled se od jiného typu refraktorového dalekohledu liší tím, že je v něm místo čočkového systému instalováno konkávní zrcadlo vyrobené z kovu nebo skla. Často se taková zařízení nazývají „zrcadlové“ dalekohledy.

Rozeznat reflexní dalekohled od refrakterního je docela snadné i bez zkušeností v astronomii. Schéma druhého je velmi jednoduché. Jedná se o tubus, jehož průměr závisí na průměru čočky objektivu umístěné na konci, který je přivrácený k pozorovanému předmětu. Na druhém konci tubusu je okulár - čočka menšího průměru, přes kterou se provádí pozorování. Délka tubusu takového zařízení je dána ohniskovou vzdáleností čočky a silou materiálu, ze kterého může být vyrobena.

Dalekohled s konkávním zrcadlem vypadá jinak, protože má zcela odlišný princip činnosti a strukturu. Na konci trubky obrácené k nebi takové zařízení obecně nemusí mít nic, protože zrcadlo je upevněno na druhém konci.Ale okulár je zpravidla na straně v horní části tubusu. Dráha paprsků je na rozdíl od refraktoru do té či oné míry blokována hranolem nebo plochým zrcadlem umístěným podél středové osy tubusu, ve kterém se shromažďuje světlo, aby se odrazilo do okuláru. Konstrukce reflektoru nevyžaduje povinné použití trubky, a proto postrádá omezení, která vznikají u refraktorů.... Všechny moderní velké dalekohledy, včetně vesmírných, jsou uspořádány podle následujícího schématu: trubice v nich je nahrazena lehkou síťovou konstrukcí, jejímž účelem je držet všechny prvky optického systému.

Amatérští astronomové úspěšně použili oba typy dalekohledů a oba mají své výhody a nevýhody, způsobené v jednom případě lomem světelného toku procházejícího čočkou, v druhém případě jeho odrazem od povrchu, který může mít různé zakřivení. Pro pozorování související s cestováním a pohybem přístroje je lepší použít refraktor, jeho konstrukce je pevnější. Přeprava reflektoru je nežádoucí, protože může způsobit posunutí konstrukčních prvků vzhledem ke středové ose, načež bude nutné upravit jejich polohu pomocí šroubů - vyrovnání. Takový dalekohled lze umístit do amatérské observatoře.

Použití konkávního zrcadla jako čočky je výsledkem vědeckého výzkumu zaměřeného na snížení zkreslení způsobeného čočkami (chromatické a sférické aberace). Výzkum v tomto směru probíhal v mnoha evropských zemích, úspěšní v nich byli zejména angličtí vědci. V roce 1663 James Gregory jako první navrhl použít místo refrakční čočky reflexní konkávní zrcadlo (zřejmě vynalezl první reflektorový dalekohled), v roce 1673 slavný Robert Hooke ztělesnil popsaný systém optického zařízení.

Velký Isaac Newton však v roce 1668 poprvé vytvořil funkční dalekohled se zrcadlovou čočkou.

Cesta reflektorů nebyla snadná, čočkové přístroje, které byly zároveň zdokonalovány, poskytovaly jasnější a jasnější obraz. K jejich rozvoji významně přispěli vědci kontinentální Evropy (Němci, Francouzi, Italové). Zdálo se, že reflektor zůstane na úrovni experimentálního zařízení.

Hledání se ubíralo směrem zdokonalování povlaku a výroby zrcadel. Následně, aby se snížilo zkreslení, byly do systému navrženého Newtonem opakovaně zaváděny různé inovace, které vedly ke vzniku zásadně odlišných schémat reflektorových dalekohledů, včetně hybridních verzí, kdy byly čočky a zrcadla použity v jednom produktu. Vznik nových materiálů a technologií umožnil vytvářet stále dokonalejší systémy a absence potřeby objemného tubusu v konstrukci dalekohledu umožnila znásobit jeho účinnost.

Všechny reflektory mají jedno společné – použití konkávního zrcadla jako čočky... Ale další průběh paprsků shromážděných zrcadlem byl navržen tak, aby byl směrován do okuláru různými způsoby.

Reflektorový systém, vyvinutý Isaacem Newtonem, je považován za klasický. Hlavní zrcadlo je bez děr a jeho výroba je poměrně snadná. Ploché zrcadlo umístěné poblíž jeho ohniska odráží světelný tok kolmo na středovou čáru. Okulár je umístěn na boku.

Schéma Newtonova dalekohledu je nejjednodušší v provedení a je široce používáno mezi amatérskými astronomy, kteří si vyrábějí vlastní pozorovací zařízení. A společnosti, které vyrábějí zařízení pro amatérskou astronomii, vyrábějí taková zařízení ve velkém.

Schéma zrcadlového dalekohledu navržené v roce 1663 se ukázalo jako velmi úspěšné, od r dává přímý obraz a lze jej použít nejen pro astronomická pozorování, ale i v pozemských podmínkách. Ve středu konkávního zrcadla je vytvořen otvor, od něj odražené světlo je směrováno do otvoru druhým, rovněž konkávním zrcadlem, okulár je umístěn podél středové osy dalekohledu jako refraktor nebo běžný dalekohled.

Schéma, které vyvinul a realizoval Laurent Cassegrain v 70. letech 18. století, se podobá Gregoryho schématu. Konkávní zrcadlo má také otvor ve střední části. Zařízení se liší tvarem druhého zrcadla - v uvažovaném systému je konvexní. Dalekohledy postavené podle tohoto schématu s charakteristikami podobnými Gregoryho zařízením jsou mnohem kratší. Systém Cassegrain, vylepšený sovětským astronomem Dmitrijem Maksutovem, se nyní používá po celém světě k vytváření amatérských reflektorů.

Další modifikací Cassegrainova dalekohledu byl systém Ritchie-Chretien vyvinutý ve 20. letech 20. století. Díky jiné formě zrcadel bylo možné získat větší zorné pole, což se ukázalo jako vhodné pro pozorování pohybujících se objektů (asteroidy, komety, planety). A také v tomto systému bylo možné snížit některá zkreslení.

Bylo učiněno několik pokusů použít konkávní zrcadlo bez reflektoru blokujícího světelný tok. William Herschel zkonstruoval na počátku 70. let 17. století takový reflektorový dalekohled, jehož okulár nijak nepřekážel hlavnímu zrcadlu. To umožnilo výrazně zvýšit výkon zařízení, ale vyvolalo silné zkreslení ve formě kómatu. V 60. letech 18. století podobný návrh vyvinul a realizoval M. V. Lomonosov. V současnosti se přístroje s takovým optickým schématem používají pro speciální pozorování, v amatérské astronomii se příliš nepoužívají, kvůli složitosti přístroje a seřízení.

Systém Dietrich Korsch byl vyvinut v 70. letech 20. století. Vyznačuje se přítomností ne dvou, ale tří zrcadel, což vám umožňuje opravit většinu zkreslení.

Zařízení tohoto systému jsou široce používána pro výrobu různých optických zařízení - od dalekohledů a monokulárů až po amatérské dalekohledy. Jejich hlavní výhodou je výrazné zkrácení délky přístroje při zachování ohniskové vzdálenosti. Zrcadla jsou umístěna pod úhlem k optické ose, aniž by se vzájemně blokovala.

Rozšířil se systém Cassegrain, vylepšený na začátku 20. století Bernhardem Schmidtem. Jedná se o hybridní provedení, ve kterém je kromě konkávního zrcadla použit čočkový objektiv.

Ve 20. století reflektorové dalekohledy pevně vytlačily refraktory ze všech důležitých astronomických observatoří. Spolu s rozvojem výrobních technologií začal růst průměr zrcadel instalovaných v dalekohledech.

V roce 1917 se největším reflektorem světa stala observatoř ve Spojených státech (stát Washington), její zrcadlo dosáhlo průměru 100 palců (2,5 metru). Po druhé světové válce bylo vyrobeno zařízení s 5metrovým zrcadlem, instalované rovněž v Kalifornii.

Největším azimutovým dalekohledem ve Starém světě zůstává Velký azimutový dalekohled, vytvořený v SSSR v polovině 70. let minulého století, namontovaný v Karačajsko-čerkesské republice na vysokohorské observatoři.

Největší moderní dalekohled světa s pevným zrcadlem je instalován ve státě Arizona v USA. Jedná se o Velký binokulární dalekohled. Je vybaven dvěma stejnými zrcadly o průměru 8,4 metru. Zařízení bylo vyrobeno v roce 2005.

Největší jsou dnes zařízení s prefabrikovanými segmentovými zrcadly: Velký kanárský dalekohled, Velký jihoafrický dalekohled a Hobby-Eberleyho dalekohled (USA).

Použití zrcadlového dalekohledu není tak obtížné. Na rozdíl od refraktoru však takové zařízení vyžaduje velmi pečlivé zacházení. Protože je reflektorová trubice vždy otevřená, může do ní vniknout prach. Usazováním na povrchu zrcadla velmi znatelně snižuje jeho odrazivost.

Problematické je i posouvání reflektoru, protože konstrukční prvky mají tendenci se pohybovat vlivem vibrací. Obvykle končí manipulace se zrcadlovými dalekohledy pracným seřizováním (vyrovnáváním). Teleskop lze seřídit pomocí seřizovacích šroubů, jejichž otáčením dochází k posunu zrcadla, bez patřičných zkušeností to nelze rychle provést.