Teleskopų tipai

1. Refraktoriai
2. Reflektoriai
3. Kombinuoto tipo teleskopai (katadioptrikai)

Refraktoriai

Refraktorius - tai teleskopas, turintis šviesą surenkančių lęšių sistemą. Iš objekto atkeliavę spinduliai yra glaudžiami į bendrą židinį ir gautas vaizdas didinamas pasirinktu okuliaru.
Teleskopo vamzdžio priekyje esantis didysis lęšis vadinamas objektyvu, kuris, paprastai, sudarytas iš dviejų lęšių. Pagrindinė refraktorius "kamuojanti" problema - spalvų iškraipymas būdingas dviejų lęšių objektyvams. Toks reiškinys yra vadinamas "chromatine aberacija". Tokio tipo refraktoriai yra patys pigiausi lęšiniai teleskopai, vadinami achromatiniais. Vienintelis būdas gerokai sumažinti spalvų iškraipymus, tai naudoti specialius ED tipo ir mažą lūžio rodiklį turinčius lęšius. Tokie refraktoriai yra vadinami pusiau apochromatiniais (semi APO). Norint visiškai panaikinti spalvų iškraipymus , reikia naudoti 3 lęšių sistemą turinčius objektyvus. Tai patys brangiausi refraktorių objektyvai, su kurias šie prietaisai vadinami apochromatiniais refraktoriais (APO).

Privalumai

• Nereikalinga eksploatacinė priežiūra. Lengva naudotis.
  
• Dėl paprastos konstrukcijos yra ypač patvarūs.
• Puikiausiai tinka planetų, Mėnulio ir dvinarių žvaigždžių stebėjimams.
  
• Tinka žemės objektų stebėjimui.
  
• Didelio kontrasto ir ryškumo vaizdai dėl neuždengto objektyvo (nėra antrinio veidrodėlio ar kt. sistemos, uždengiančios dalį objektyvo).
  
• Gera spalvų korekcija achromatinio tipo prietaisuose ir puiki - ED ar apochromatinio tipo teleskopuose.
  
• Uždara optinė sistema apsaugo optiką nuo nešvarumų.
  
• Objektyvo lęšiai paprastai suvedami ir nejudamai įtvirtinami gamykloje.
  

Trūkumai

• Brangesni prietaisai nei analogiško dydžio Niutono reflektoriai ar kasegrenai.
  
• Didesni ir sunkesni nei analogiško dydžio reflektoriai ar kasegrenai.
• Kainos ir dydžio santykis apriboja prietaisų gamybą iki nedidelių skersmenų.
• Mažiau tinkami tolimojo kosmoso objektams stebėti (galaktikoms, ūkams ir pan.) dėl paprastai gaminamo nedidelio skersmens prietaisų.
  
• Galimas spalvų iškraipymas achromatiniuose (dviejų lęšių) refrakto-riuose.
  
• Prasta reputacija dėl pigių ir nekokybiškų importuojamų teleskopų (tačiau su tikrai kokybiškais refraktoriais neturinti nieko bendra).
  

Achromatinio tipo lęšių derinys buvo išrastas 1733m. Lęšių pora buvo sudaryta iš "kron" ir "flint" tipo stiklų. Kiekvienas lęšis yra nušlifuojamas ir tada glaudžiamas su kitu. Achromatinio tipo lęšiai yra taip suderinti, jog į fokusą suglaudžia raudonus ir mėlynus spindulius. Dėl šio ypatumo visi achromatiniai refraktoriai turi taip vadinamą "chromatinės aberacijos" sindromą, kai aplink ryškų objektą (žvaigždė, planeta, Mėnulis) matomas purpurinis halo efektas. 

Apochromatinio tipo  refraktoriuose įstatyti specialūs, mažą lūžio rodiklį turintys lęšiai, kurie suveda trijų bangos ilgių spindulius į vieną fokuso tašką (paprastai tai raudonų, žalių ir mėlynų). Kai kurie teleskopai turi lęšių porą , pagamintą iš specialių fluorito stiklo lęšių, kurių lūžio rodiklis yra ypač mažas, todėl spalvų iškraipymas sumažinamas iki minimumo. Kitų apochromatinių teleskopų objektyvai sudaryti iš trijų lęšių, kurių vienas yra ED  tipo, todėl tokie prietaisai iš viso nebeturi chromatinės aberacijos sindromo. Pagrindinis tokių teleskopų trūkumas - labai didelė kaina.

Techniniai sprendimai

Refraktoriai dažnai kritikuojami dėl didelių spalvinių iškraipymų ir neretai, ypač pigiuose prietaisuose, pasitaikančios chromatinės aberacijos. Šie iškraipymai paprastai būdingesni trumpo židinio teleskopuose. 4" skersmens ir f/6 židinio santykio achromatinis refraktorius turės nemažą chromatinę aberaciją, o 4" f/16 židinio santykio refraktorius tokio spalvų iškraipymo beveik neturės.

Didelio skersmens refraktoriai "kenčia" nuo savo pačių masyvių lęšių deformacijos, todėl populiariausi refraktoriai gaminami 70-152mm skersmens ribose. Planuojantiems įsigyti didesnį prietaisą, verčiau pagalvoti apie reflektorių ar kombinuoto tipo teleskopą.

Reflektoriai

Niutono reflektorius yra teleskopas, naudojantis sferinį arba parabolinį pagrindinį veidrodį, surenkantį šviesą ir perduodantį ją į mažą plokščią veidrodėlį. Antrinis veidrodėlis nukreipia šviesą į okuliarą, kuris padidina vaizdą į mūsų akis.

Fokusatorius reflektoriuje įstatytas ne vamzdžio gale (kaip refraktoriuje), o jo priekyje.

Privalumai

• Mažiausia prietaisų kaina ir didžiausias įmanomas skersmuo.
  
• Pakankamai kompaktiški prietaisai iki 1000mm židinio ilgio.
  
• Puikiai tinkantys galaktikoms, ūkams, žvaigždžių spiečiams stebėti. Mažas židinio santykis - didesnis regėjimo laukas.
  
• Pakankamai neblogi prietaisai planetų stebėjimui.
  
• Neblogi prietaisai astrofotografijai, tačiau ne tokie patogūs naudoti, kaip kombinuoto tipo teleskopai.
• Maži iškraipymai ir šviesūs objektų vaizdai.
  

Trūkumai

• Reikalauja nuolatinio optikos komponentų reguliavimo ("kolimacijos"). Matomų vaizdų kokybė ženkliai blogėja tinkamai nesuderinus veidrodžių sistemos.
  
• Dėl atviros optinės sistemos, pagrindinio veidrodžio dangos yra mažiau atsparios išorės poveikiui, todėl aktyviai naudojant teleskopą  keletą metų (5+ m.) pagrindinio ir antrinio veidrodžio dangos pradeda eižėti ir galiausiai tenka jas perdengti iš naujo.
  
• Dėl atviros optinės sistemos, šių teleskopų optika yra "atvira" nešvarumams, dėl ko periodiškai tenka valyti optiką specialiais metodais ir priemonėmis.
  
• Reflektoriai visiškai netinka žemės objektų stebėjimams.
  
• Prarandama dalis šviesos srauto į pagrindinį vedrodį dėl antrinio veidrodžio "centrinio" uždengimo.
  

Vieni populiariasių reflektorių tipų yra Dobsono reflektoriai. Tai tie patys Niutono reflektoriai (optinio vamzdžio konstrukcijos prasme), tačiau montuojami ne ant pusiaujinės (EQ), o ant Alt-Azimuth tipo montuotės. Paprasta šių Dobsono tipo teleskopų montuotė dar labiau sumažina tokių reflektorių kainą, todėl pastarieji teleskopai yra ypač populiarūs visame pasaulyje.

Nepaisant fakto, jog Dobsono reflektoriai yra visiškai rankinio valdymo teleskopai, Orion (JAV) kompanija sugalvojo unikalų kompiuterizuoto teleskopo sprendimą ir specialių daviklių bei valdymo pulto dėka, Orion Dobsono tipo reflektoriai (dar vadinami Orion Intelliscope) turi "smegenis", padedančias stebėtojui nukreipti prietaisą į pasirinktą stebėti objektą.

Kito tipo Dobsono reflektoriai yra ypač kompaktiški prietaisai transportavimo prasme. Meade kompanijos gaminiai turi sudedamų dobsonų, vadinamų Meade Lightbridge "Truss tube" dobsonais, seriją. Šių teleskopų optinis vamzdis susideda iš dviejų dalių, kurias jungia specialūs aliuminio strypai. Dėl tokios konstrukcijos teleskopo optinis vamzdis išsirenka į dvi dalis, todėl net ir 16" (40cm !) skersmens milžinas be vargo telpa vidutinio dydžio automobilyje.

Rinkoje sutinkama keletas Niutono reflektorių modifikacijų. Tokie teleskopai yra vadinami Šmidt-Niutonais ir Maksutovo-Niutonais. Šios reflektorių modifikacijos buvo sugalvotos norint sumažinti ar pašalinti Niutono reflektorių keliamus iškraipymus ir pačios optinės sistemos trūkumus.

Šmidt-Niutono tipo reflektoriai turi tą pačią dviejų veidrodžių sistemą, kaip ir įprastieji Niutono reflektoriai, tačiau Šmidt-Niutonų pagrindinis veidrodis yra sferinis, o teleskopo vamzdžio priekyje įstatyta speciali koreguojanti stiklo plokštelė. Sferinį veidrodį turintys teleskopai "kentėtų" dėl sferinės aberacijos iškraipymų, tačiau priekyje įstatyta koreguojanti plokštelė ir yra skirta tam, kad kompensuotų pagrindinio veidrodžio sferinius iškraipymus ir negadintų objektų vaizdo kokybės. Koreguojanti plokštelė taip nukreipia spindulius į sferinį pagrindinį veidrodį, jog antrinis veidrodis vaizdą gauna tarsi iš parabolinio pagrindinio veidrodžio sistemos.

Šmidt-Niutono optinės sistemos teleskopai turi plokštesnį lauką nei analogiško židinio santykio ir skersmens paprasti Niutono reflektoriai, todėl labiau tinka astrofotografijai ir didelio apžvalgos lauko reikalaujančių objektų stebėjimams.

Tokios sistemos teleskopų antrinis veidrodis yra tvirtinamas ant kitos korekcinės plokštelės pusės ir jo nebereikia tvirtinti prie Niutono sistemose naudojamų antrinio veidrodžio tvirtinimo strypų, kurie sukelia nežymų spindulių iškraipymą.

Tačiau tokio optinio tipo teleskopai turi ir keletą trūkumų. Visų pirma, tai yra rasojimo problema. Dėl teleskopo optinio vamzdžio priekyje įstatytos korekcinės plokštelės, naudojantis tokiu teleskopu drėgnesnio klimato sąlygomis, reikia papildomai dėti gaubtą nuo rasojimo (jie yra plastikiniai ir metaliniai).

Kitas Šmidt-Niutonų optinei sistemai būdingų trūkumų - didesnis šviesos srauto praradimas dėl atsiradusios korekcinės plokštelės stiklo ir kiek didesnio antrinio veidrodėlio. Prieš planuojant įsigyti Šmidt-Niutono sistemos teleskopą išsiaiškinkite ar kokybiškomis dangomis padengti teleskopo vamzdžio optiniai komponentai (kaip, tarkim Meade kompanijos naudojama UHTC danga).

Šmidt-Maksutovai išoriškai panašūs į Šmidt-Niutonus, tačiau vietoje korekcinės plokštelės pastarieji teleskopai turi įgaubtą meniską, kuris taip pat koreguoja spindulius pagrindiniam, sferiniam veidrodžiui. Rasojimo ir šviesos praradimo problema taip pat būdinga šiems prietaisams. Jų privalumas prieš Šmidt-Niutonus - mažesnis šviesos praradimas dėl mažesio antrinio veidrodėlio. O tai pagerina planetų vaizdo detalumą ir kontrastą. Bet būtent dėl tokio privalumo visi Šmidt-Niutonai yra didesnį židinio santykį turintys prietaisai (jei f/4 židinio santykio yra Šmidt-Niutonai, tai Maksutov-Niutonų židinio santykis neretai prasideda nuo f/5.3). Kitas privalumas prieš Šmidt-Niutonus yra praktiškai plokščias laukas, o tai savo ruoštu vienas svarbiausių rodiklių astrofotografijos mėgėjams.