Част 13 - Кои телескопи са подходящи за астрофотографията.

Избирането на подходящ телескоп за собствените нужди с наличния бюджет не е лесна задача.

Част 13: Какви телескопи са подходящи за астрофотография

Този, който проявява интерес към астрономията като цяло и астрофотографията в частност, по-рано или по-късно ще почувства желание за собствен телескоп. Визуалният наблюдения с далекоглед или голо око са възможни, а също така и впечатляващи астро-снимки могат да бъдат създадени и без телескоп (виж части 1 до 4 от този туториал), но само телескопът предоставя достъпа до безброй по-малки и/или по-слаби космически обекти.

Предлагането на телескопи е гигантско и в началото изглежда безкрайно, рекламните обещания са голямоустни. Този туториал цели да разгледа въпроса за подходящите телескопи за астрофотография и кои могат да бъдат препоръчани. За да го предвидим: Няма "най-добър" телескоп за всички цели. Предлаганите конструкции и оптични системи имат специфични предимства и недостатъци, някои могат да бъдат използвани за широк спектър от приложения, други са специалисти и показват своите предимства само при наблюдението на определени обекти. Дори и голям, мощен телескоп може да бъде лошият избор, ако неговият размер и тегло пречат на редовното му използване, защото манипулацията и пренасянето му изискват много усилия.

Основно е да се отбележи, че за астрофотографски цели телескопът трябва да отговаря на значително по-високи изисквания от тези за визуално наблюдение на небето. Докато за чисто оглеждане телескопите в по-ниски ценови сегменти могат да бъдат подходящи, за фотографията са необходими по-добри, но и по-скъпи модели.

Ето избор от точки, които са от значение:

• Качество на изображението

На оптичната ос доставя всяко телескоп с прецизна оптика приемлива качеството на изображението. За визуални цели това е достатъчно, но за фотографията е важно също така да се изобразяват звездите ясно и извън оптичната ос - най-добре в краищата на изображението. Чим по-голям сензора за заснемане в използваната камера, толкова по-трудно е да се отговори на това условие.

• Осветено поле

Повечето телескопи не са способни да осветят "пълен форматен сензор" с размер 24х36 милиметра без винетиращи; тогава при всяко изображение се появяват тъмни краища. Дори при сензори в "APS-C формат" (1,6-кратно увеличение, 15х22 милиметра) някои телескопи все още проявяват слабости в тази дисциплина.

• Окулярно издържлив сегмент

При използване на цифрово огледално-рефлексен фотоапарат (DSLR) е необходим окулярен издържлив сегмент с минимален диаметър от два инча. Важно е също така да бъде изпълнение механическата част на оклюкаистега. Трябва да е достатъчно стабилен, така че след включване на тежък DSLR (в сравнение с един окуляр) да няма наклона. За точно и нежно фокусиране е от полза зъбно предаване на механизма за фокусиране.

Стабилен двуинчов окулярен издържлив сегмент с усукан механизъм за фокусиране: Големият черен диск служи за грубо нагласяване на фокусирането, а златният е десеткратно усукващ и позволява нежно настройване.

Този окулярен издържлив сегмент на Meade също предлага зъбно предаване при фокусиране. В областта на синия пръстен съществува допълнителна възможност да се завърти около оптическата ос, за да се настрои най-добрия изображен район.

Този един и четвърт инчов окулярен издържлив сегмент е твърде малък, за да може да се свърже с него цифрово огледално-рефлексен фотоапарат. Хромовото покритие замъглява факта, че той е направен изцяло от пластмаса и не може да отговори на фотографските изисквания за стабилност.





• Температурна стабилност

Обичайно температурата пада непрекъснато през нощта. В зависимост от използваните материали за тубуса и окуляристега фокусната точка може да се премести, поради което ще се наложи често настройване на фокуса. По-голямо удоволствие е да се разполага с устройство, при което повторно настройване на фокуса при намаляваща температура е рядкост или поне се изисква рядко.

• Плоскост на изображението

Повечето оптични системи на любителските телескопи страдат от изкривяване на изображението, което означава, че фокусната равнина не е равна, а полусфера. Това неизбежно води до частични неостроти на снимките в зависимост от фокусираният точката. По-големият сензор на заснемане, толкова по-проблематично е. Решение представлява специално изчислена за оптична система леща за плоскост на изображението, която обаче не е достъпна за всички телескопи.

• Отношение на отваряне

Отношението на отваряне се получава, когато фокусното разстояние се дели на свободното отваряне на предната леща или основното огледало. Резултатът е число, което е идентично с блендата на обектив на фотоапарат. Колкото по-малко е числото, толкова по-лъскав е телескопът. Високата светлосила означава кратки времена на експозиция, което е голямо предимство при заснемане на слабоосветени космически обекти. Поради кратките времена на експозиция светлосилните оптики се наричат също "бързи", а тези с ниска светлосила - "бавни".

• Отклонения в изображението (аберации)

Фотографски използваеми са само телескопите, чиито отклонения в изображението (аберации) са толкова малки, че на снимките те не са видими или се виждат с труд.

Разделителната способност и способността да се събират колкото се може повече светлина зависят изцяло от свободния диаметър на обектива за телескопа (ляво или огледало), който астрономите често наричат Отвор и е даден в инчове (1 инч = 2.54 сантиметра). За фотография обаче е по-важно отношението на отваряне, с други думи, блендата, защото от него зависи резултиращото време на експонация. Разбира се, ако искате по-дълги фокусни разстояния с "бързо" отношение на отваряне, автоматично възникват големи отвори.

Тук стой фактът, че цената, теглото и размерите на телескопа се увеличават много бързо с увеличаването на отвора.





Еволюция на теглото и цената в зависимост от отвора на телескопа. Графиката се основава на серията устройства ACF на Meade, но практически същият тренд е приложим за всички други телескопи. Абсолютни цени и тегла не участват в този анализ и са пропуснати.

Освен тези изисквания, разбира се, има и индивидуалните желания и предпочитания, които имат значение при избора на телескоп. В частност фокусното разстояние в комбинация със формата на сензора определя ефективния ъгъл на изображението. Докато разширените космически обекти като Андромедина галактика или Орионовата мъглявина могат да бъдат заснети пълноформатно с 500 милиметра фокусно разстояние, по-малките обекти като Пръстеновата мъглявина или планета изискват значително по-дълго фокусно разстояние.

Обектив или огледало?

Основно разграничение при телескопите настъпва, когато се разгледат оптичните компоненти, които създават изображението. Ако обективът се състои само от лещи, говорим за лещест телескоп или рефрактор. Когато обаче единствено огледалата служат като обектив, става въпрос за рефлектор телескоп или рефлектор. Ако както огледалата, така и лещите създават изображението, говорим за катадиоптрична система.

1. Лещест телескоп (рефрактор)

Рефракторът най-много съответства на това, което любителите си представят под телескоп: На предния край на тубуса се намира обектив от поне две лещи, докато на задния край камерата се свързва без други оптични елементи. Лещестият телескоп е значително опростена форма на телескоп с фиксирано фокусно разстояние. Въпреки това, телескопите с далекомерни обективи са по-сложно изградени, така че тяхната дължина е по-малка от ефективното фокусно разстояние. При рефракторите това не е така, така че дължината на телескопа е приблизително еднаква на реалното фокусно разстояние.

Схематично представяне на рефрактор. Светлината от звездите попада отляво, удря обектива от стъклени лещи и се съсредоточава върху сензора на камерата в един фокусен пункт.





Рефракторите страдат от проблема на хроматичната аберация, грешка в дължината на цветовете, поради факта, че светлината се пречупва различно спрямо дължината на волната в стъклените лещи.



Схематично представяне на хроматичната аберация: Всяка леща е същофокусно призма и разделя светлината на нейните компоненти. За всяка дължина на волната (=цвета) има различен фокусен пункт.



Затова една леща действа също като призма и разделя светлината на своите спектрални компоненти. Следствието от това е, че една-лещи обектив няма реален фокусен пункт, а събира цветовете синьо, зелено и червено в различни фокусни точки; общо взето се появява „фокусираща линия“. Ефективното фокусно разстояние за червена светлина е по-дълго отколкото за синя светлина. Такъв обектив, наречен Хромат, е практически неприложим както за визуално наблюдение, така и за фотография, защото качеството на изображението е недопустимо влошено от ярко изразени, цветни халота около звездите. Хроматите се срещат по тази причина единствено в „играчкови телескопи“.

Подобрение се постига с обектив от две лещи, които са шлайфани от различни стъкла. Така поне две от трите основни дължини на волната могат да бъдат обединени в една фокусна точка. Фокусното местоположение на третата (в практиката най-често на синята светлина) обаче остава различно, така че дори при ярки звезди с добро фокусиране се появяват раздразнителни сини облаци по фотографиите. Телескопите от този тип се наричат Ахромат или Фраунхоферови телескопи и се предлагат на относително ниски цени. За фотографски цели те са подходящи само до определена степен. Колкото по-светлообразен е обективът на рефрактора, толкова по-силно въздействие има хроматичната аберация.



Схематично представяне на ахромат: Две лещи от различни видове стъкло са комбинирани, така че поне две основни дължини на волната (тук червено и зелено) се обединяват в една обща фокусна точка, докато синята светлина продължава да има различна фокусна точка.

Ахроматичният рефрактор на Bresser с отвор от 5 инча и вградена линза за изправяне на полето на изображението е вече мощен инструмент. Оставащата хроматична грешка ще се прояви под формата на сини облаци около ярките звезди. Цена: 480 евро.

Обективът на този рефрактор показва след премахване на капака три двойки от винтове за регулиране (по един винт за теглене и натискане). Така обективът може да се настрои така, че оптическата ос съвпада с централната продължителност на тубуса. В практиката подобно настройване ще е изключително рядко необходимо. Зеленкавото блясък на лещите избягва значителни загуби на светлина поради отразяването.

Най-пълната форма на рефрактор е апохроматът, при който (най-често) трислоен обектив гарантира пълното премахване на хроматичната аберация или нейното поне значително намаление, така че тя не влияе практически. Една от лещите е направена от екзотично и скъпо стъкло, така че трите дължини на волната се обединяват в една обща фокусна точка. Резултатът е напълно безцветно изображение без досадни цветни облаци около края на светлите обекти. За съжаление, обозначенията апохромат и съответното прилагателно апохроматичен не попадат под индустриален стандарт, така че на пазара може да се намерят уреди, които, въпреки че носят наименованието апохромат, в практиката все пак имат видим остатък от хроматичната аберация.



Схематично представяне на апохромат: Трислоен обектив е в състояние практически всички дължини на волната да бъдат събрани в една обща фокусна точка - резултатът е фото без различими цветни грешки. Една от лещите трябва да бъде направена от скъпо специално стъкло.

Този по-голяма част от цветовете адаптатор има 90 милиметра. Производител е William Optics, а цената му е над 800 евро.

Поглед на обектива показва висококачествено покритие, тъй като лещите са почти неразличими. Фокусното разстояние е 621 милиметра, а диафрагмата 1:6,9.

Апохроматите на производителя LZOS се класират сред най-добре коригираните рефрактори в света. Тук е изображен обектив с отвор от 115 милиметра (4,5 инча) и фокусно разстояние от 805 милиметра (диафрагмата 1:7). С тубус и изваден окуляр се предполага, че цената е над 3000 евро.

Двата апохромата от Astro-Physics: Белият телескоп е рефрактор с диаметър от 6,1 инча (155 милиметра) с диафрагмата 1:7, а по-малкият, монтиран телескоп е апохромат с диаметър от 4,1 инча при диафрагма 1:6 (Фокусно разстояние от 630 милиметра). Вижда се ясно каква разлика два инча в отвора означават по отношение на размера и теглото.

Рефракторите с отвор от повече от 7 инча вече са трудно носими. Голямото устройство на следващата снимка е 10-инчов апохромат с диафрагма 1:14, а по-малкото, монтирано устройство е 5,1-инчов апохромат с диафрагма 1:8. Те са стационарно монтирани в купола на астрономическата обсерватория Велцхайм.

Между акромата и апохромата могат да се класират ED-, Semi- или Halbapochromaten, при които с два-лещов обектив се постига по-добра цветова корекция в сравнение с акромата, без обаче да се достигне перфекцията на истинския апохромат.

Това става възможно чрез използването на специално стъкло за една от двете лещи. Ценово тези устройства са впечатляващи, и някои от моделите имат впечатляваща фотографска производителност.

Често полуапохроматите се наричат „ED“. Корекцията на хроматичната аберация е значително по-добра от акромата, без да се достигне перфекцията на истинския апохромат. Съотношението между цена и качество трябва да се определи като балансирано и привлекателно. Това устройство с отвор от 80 милиметра и фокусно разстояние от 600 милиметра може да се закупи за около 350 евро:

Този ED-рефрактор има диаметър от 100 милиметра (4 инча) и фокусно разстояние от 900 милиметра (съотношение на диафрагмата 1:9). Цената му е около 700 евро.

Поглед към (не настраиваемия) обектив на рефрактора ED-60/800, показан горе:

Вляво е снимка на Орионовата мъглявина с акромат. Ясно се виждат сините ореоли около светлите звезди като резултат от хроматичната аберация. Полуапохроматът (ED, дясна снимка) съществено намалява този оптичен дефект:

Предимствата и недостатъците на рефрактора се намират в следните области:

• Лесно за употреба
• Рядко или никога не се изисква настройка на оптиката
• Бърза готовност за употреба без дълго време за охлаждане
• Най-добрият избор за фотографиране на слънцето (вж. Урок 6)
• Неотразим настрани светлинен фотон
• Без препятствия в светловия път посредством оптично огледало за улавяне (вж. Огледални телескопи)
• Висока пропускливост без забележителни загуби на светлина чрез разсейване и отражение
• Изображение на звездата без „лъчи“
• Най-доброто възможно изображение при даден отвор (по теория) (апохромат)
  
  
• Размерът и теглото, за които след шест инча отвор става трудно управляемо
• Хроматичната аберация на акроматите
• Високата цена на апохроматите
• Отвори над 7 инча са практически непреносими за употреба в обсерватория
  
  

2. Огледален телескоп (рефлектор)

Обективът на огледалния телескоп се състои от светлоя образувател, който приблизително се шлифи към сферична вътрешност в стъкло или стъклокерамика и след това се облицова с отразяваща повърхност. При по-задълбочен анализ става ясно, че в зависимост от типа на конструкцията повърхността се различава малко от тази на сферична светлоя вътрешност.

Тъй като фокусната точка на светлоя образувател е в светловия път, камерата (поне при телескопите за любителски цели) не може да бъде монтирана директно там, защото тя би блокирала голяма част от падащата светлина. Затова рефлекторите притежават второ огледало, наречено фанг- или секундарно огледало. То се поставя пред фокусната точка и извежда събралата светлина от основното огледало извън тубуса, където после се събира във фокусната точка и може да бъде поставена камерата.

Понеже секундарното огледало е на мястото си посред в светловия път, трябва да бъде държано с пръти, наречени „фанг- или секундарни спини“, които пък са закрепени за вътрешната стена на тубуса. Секундарното огледало заедно с „спината“ в светловия път е необходимо зло, чиито последици следва да бъдат обсъдени по-долу.

Важното е първоначално фактът, че на снимката фанг-огледалото не се вижда ясно, нито като ясно, нито като неясно силуетно изображение. В зависимост от диаметъра, той обаче липсва на част от падащия сноп лъчи, което води до загуба на светлина. Обаче тази загуба е незначителна: дори фанг-огледало, чиито линейен диаметър представлява 30 процента от диаметъра на основното огледало, блокира само девет процента от падащата светлина.

Вторият ефект на фанг-огледалото е намаляване на общия контраст на изображението, което е особено силно в зависимост от диаметъра на фанг-огледалото. Този влияние фотографски е незначително, може би само заслужава внимание при визуалното наблюдение на планети с техните вече неконтрастни детайли. Фанг-огледалните спини, обаче, оставят видими следи върху снимки във формата на „лъчи“ около светлите звезди.

Стрелката се представя двойно, като втората снимка е завъртяна на 180 градуса спрямо първата. Четирикракото паякче произвежда четири лъча от светлинни звезди, тези от три страни дават шест.



Рефракторът представя звездите без "лъчи" (вляво). Стрелките на фокусните огледала на Нютоновия отразител, от друга страна, създават изображенията на лъчи чрез пречупване на светлината от звездите (вдясно).



Огледалните телескопи са общо взето свободни от хроматична аберация, защото отражението на светлината се осъществява независимо от дължината на вълната й.

Три основни типа огледални телескопи ще бъдат представени по-долу.

2.1 Нютонов отразител

По-малките устройства от този тип разполагат с евтин основен огледал със сферично шлифоване, по-големите са с параболично огледало, чиято форма се отклонява от сферичността, за да се подобри качеството на изображенията. Преди достигането на фокуса, елиптично, но план-паралелно вторично огледало извитва светлината под 90 градуса през отвор в тубусната стена. Това означава, че позицията за гледане или позицията на камерата се намира на горния страничен край на телескопния тубус - първоначално малко необичаен подход. Понеже само една повърхност е оптически активна при телескопите от този тип конструкция, те могат да бъдат произведени относително евтино.

За фотографията моделите с голям фокусен огледал са по-подходящи от тези с по-малко, за да осветлят дори по-големите сензори за запис до краищата на изображението. Тогава може да се говори за фотооптимизираните Нютонови телескопи или просто „Фото-Нютон“. Нютоновите телескопи могат да бъдат произведени с голямо отваряне и „бързи“ отношения, но те автоматично показват системно извън осната ос грешки в изображението Кома, която става забележима чрез образи на звезди със звездолична форма на ръба на изображението. Допълнително лещи в окулярната манша - т. нар. Кома коректор - могат да отстранят този проблем.



Схематично изображение на Нютонов отразител: Светлината, падаща отляво, първо попада на празното огледало, се фокусира от него и преди достигане на фокуса се изключва от тубуса чрез изправено под ъгъл от 45 градуса основно огледало с равна повърхност.

Позицията за гледане на Нютонов отразител се намира встрани от предния край на телескопа (червена стрелка).

Поглед в отвора на Нютонов отразител. Вижда се фокусното огледало, което е закачено на четири тънки страни. Дълбоко назад е видно основното огледало. От високо надясно излиза окулярният извад.

Фотографски оптимизиран Нютонов отразител от фирма Виксен. Отново окулярният извод, където е закачена камерата, е маркиран с червена стрелка. Този уред разполага с отвара от 8 инча (200 милиметра) и фокусно разстояние от 800 милиметра, което дава „бързо“ отношение на отваряне 1:4. Цената на телескопа е около 1100 евро без монтаж.

Поглед в отвора на фотографски оптимизирания Нютонов отразител на фирма Виксен показва, че фокусното огледало има относително голям диаметър, за да осветява дори по-големи сензори за запис. Стрелките, на които е закачено фокусното огледало, са доста дебели, но и съответно стабилни.

Много лесно монтираната версия на Нютонов отразител е известна като „Добсън-телескоп“. Поради монтажа, обаче такива устройства не са подходящи за фотографски цели.



За визуални цели така наречените „Добсън“ телескопи са много популярни. Те представляват много лесно монтирани Нютонови отразители, но поради монтажа си не са подходящи за продължителна експозиция при астрономската фотография.

2.2 Касегрен отразител

И при този тип основното огледало е параболично. Вторичното обаче огледало не е, както при Нютон, плоско, а е криволинейно-хиперболично (следователно оптически дейностно) и е подредено така, че отразява светлинния пучек към главното огледало назад. То е пробито в средата, така че окулярът или камерата се закачат на задния край на тубуса. Позицията за гледане е същата като при рефрактор.



Схематично изображение на Касегрен отразител: Главното огледало (вдясно) сфокусира падащата светлина върху вторичното огледало (вляво). То я отразява през централно пробитият на главния огледало отвор, където накрая се събира извън тубуса във фокална точка.

Окулярният извод на Касегрен отразител, на който може да бъде свързана и камера, се намира на задния край в посоката на гледане на телескопа (червена стрелка), като при рефрактор:





Касегрен отразители се срещат само рядко в продажба. Техните изображения са изкривени и показват извън осната ос грешки на изображението, включително Кома. Само с подходящ коректор от съгласувана система от лещи тези грешки могат да бъдат намалени до такава степен, че да се създаде фотографски подходящ телескоп с достатъчно голямо изображение за формата на сензора на цифров зеркален фотоапарат.

2.3 Ричи-Кретиен-рефлектор

Той много наподобява на Касегрен-рефлектора, но използва две хиперболични форми на огледалата - едно за главното и едно за фанговото огледало. Това позволява на Комата на Касегрен да бъде отстранена, но не и изкривяването на изображението, което остава да се бори с коригирания от лещите. Въпреки това този тип конструкция предоставя добро качество на изображение дори в ъглите на големите фоточувствителни елементи. Този тип конструкция може да бъде причината, защо много от най-големите телескопи на Земята, както и телескопът Хъбъл в космоса са изградени като ричи-кретиен-рефлектори.

Толкова компромисни инструменти, предназначени за фотографско използване, понякога се наричат астрографове. Много от ричи-кретиен-рефлекторите се произвеждат само с голям отвор и са доста скъпи. Затова те са насочени към амбициозни любители.

Схематично представяне на ричи-кретиен-рефлектора: Оптичният път е напълно идентичен с този на Касегрен-рефлектора; само двата огледала имат леко различна форма на повърхността, така че аберациите на изображението извън оптичната ос се коригират по-добре:

Ричи-Кретиен-рефлектор с отвор от 20 инча (50 сантиметра) почти е професионален инструмент. Телескопът на RCOS, САЩ, сам по себе си струва 46 000 евро, без монтаж.

Предимствата и недостатъците на рефлектор ще бъдат упоменати по-долу:

• Големи отвори при относително ниски цени (Нютон)
• Няма хроматична аберация
• Предлагат се версии с висока светлосила (Нютон)
• Средни времена за охлаждане благодарение на отворения отпред тубус
• Много високо качество на изображението за големи фоточувствителни елементи (Ричи-Кретиен с коригираща леща за изкривяване на изображението)
• Дължината на конструкцията е значително по-кратка от фокусното разстояние (Касегрен, Ричи-Кретиен)
  
  
• Чрез отворения тубус може да попадне мръсотия на главното огледало
• Настройка на огледалата (колимация) е необходима от време на време
• Загуба на светлина и контраст поради вторичното огледало в оптичния път
• Загуба на светлина поради ограничената отражателна способност на огледалата
• За наблюдения на Слънцето използването е ограничено
• За земни наблюдения през деня (например птици) използването е ограничено
• Появата на лъчи около ярки звезди поради стремената на фанговото огледало
  
  
  
  Три двойки винтове (по един за натиск и издърпване) позволяват фината настройка на главното огледало при рефлектор тип Нютон. Снимката показва гърба на тубуса.
  
  
  
  

С още три винта може да се доведе до оптималната позиция фанговото огледало на рефлектор тип Нютон. Оптичната настройка на Нютонов телескоп не е магия, но трябва да се научи първо.

3. Катадиоптрична система

Катадиоптричните телескопи използват огледала и лещи за генериране на изображение, но се основават на Касегрен и Нютон-рефлекторите, описани по-горе. Зад идеята да бъде внедрен допълнителен елемент леща в предния край, т.е. в областта на входния зрачок, стои желанието за подобряване на качеството на изображението извън оптичната ос, често в комбинация с по-лесно и по-евтино производство на повърхността на главното огледало. Използваната леща води до хроматична аберация, която обаче, в сравнение с ахроматичен рефрактор, е минимална и в практиката трудно забележима. Ако добавената леща е тънка и асферично шлифована, тя се нарича „Шмидт-плоча“ и телескопната система се маркира с приставката „Шмидт-“. Когато лещата е относително дебела и сферически изработена мениск, тогава телескопът се нарича „Максутов“.

Лещата също така служи като място за закрепяне на фанговото огледало, така че държачът на фанговото огледало може да бъде премахнат, а при ярки звезди не възниква разсейване на лъчи.

3.1. Шмидт-Касегрен

Конструкцията грубо съответства на Касегрен-рефлектора, допълнена с асферична Шмидт-плоча. Това позволява сферичен (сферичен) облик на главното огледало, което прави телескопа по-евтин за изработка. Освен това се намалява Комата, което в теория води до добро качество на изображението. За съжаление, производството на асферичната Шмидт-плоча е проблематично. Не винаги се постига с желаната точност, така че ефективната производителност на някои телескопи Шмидт-Касегрен остава под очакванията. Въпреки това този вид телескоп беше дълго време изключително популярен сред любителите, защото позволява реализирането на големи отвори и фокусни разстояния при сравнително компактни размери на телескопа. Още една проблемна зона при много модели е, че осветеността на големите сензори на цифрови фотоапарати не се постига - силни винетки във формата на тъмни ръбове изкривяват изображението.



Схематично изобразяване на телескоп Шмидт-Касегрен: В противоположност на Касегрен-рефлектора, тук има предна леща, която се нарича Шмидт-плоча. Тя е асферично оформена и позволява по-евтини огледала и корекция на грешките на изображението извън оптичната ос.

Селестрон е най-известният производител на телескопи тип Шмит-Касегрен. Моделът, изобразен тук, има отвор с диаметър 8 инча (200 милиметра) и фокусно разстояние 2000 милиметра, съответно отношение на фокусното разстояние към диаметъра 1:10. Доста голямото огледало е закрепено към Шмит-плочата, така че не са нужни държачи. Чрез обслужена Шмит-плоча основното огледало е видимо. Тубусът, без монтажа, може да се намери за около 1150 евро.

В този телескоп може да се настрои само огледалото за щипцове. След като централното покритие се премахне, се появяват съответните шурупове за настройка.

3.2 Максутов-Касегрен

В основни линии той е като Шмит-Касегрен, единственото разлика е, че вместо Шмит-плочата се използва минускалибровъчна леща. Всички повърхности са сферични, следователно могат да се изработват евтино и с висока прецизност. Вторичното огледало се състои от повърхност, покрита с отразяващо покритие, разположена на задната страна на минускалибровачната леща. Оптическият принцип позволява високо качество на изображението и специално се използва в много компактни, по-малки телескопи, както и в някои фото обективи. С увеличаване на отвора на такъв телескоп на Максутов-Касегрен поради дебелата минускалибровачна леща става доста тежък.

Поради обикновено „бавните“ фокусни отношения е необходимо да се изложат дълго слабо осветени Deep-Sky обекти. Предимствата му се явяват особено при фотографирането на Луната и планетите.



Схематично изображение на телескопа Максутов-Касегрен: Бирактно отговаря на този на Шмит-Касегрен, само че вместо Шмит-плочата се използва сферично шлифована минускалибровачна леща, на чиято задна страна е нанесено вторичното огледало.

Този компактен телескоп на Максутов-Касегрен от Мийд има отвор с диаметър 5 инча (точно 127 милиметра) и фокусно разстояние 1800 милиметра, следователно със сравнително слабо отношение на фокусното разстояние към диаметъра 1:15. Луната и планетите са особено подходящи обекти за такава оптика. За съжаление, този телескоп се предлага само с включената вилкова монтажа; цената му е 900 евро.

Погледът отпред на телескопа Максутов-Касегрен показва обслужената минускалибровачна леща, на чиято задна страна е нанесено вторичното огледало, което е ясно видимо като отразяваща, светла дисковидна плоча.

3.3. Шмит-Нютон

Строежът в основни линии е като у на Нютонов рефлектор, само че в областта на входното отворение на телескопа е поставена коригираща леща. Много от това, което беше казано за Шмит-Касегрен, е вярно и за Шмит-Нютон. Коригиращата леща позволява използването на сферично основно огледало и намалява възникващата катастрофа. Но и проблематичното производство на Шмит-платата може да окаже влияние върху общата производителност на този система. Светлосилни, бързи оптики са налични.



Схематично изображение на телескопа Шмит-Нютон: За разлика от Нютоновия рефлектор, този телескоп съдържа Шмит-плоча като предна леща. От своя страна тя служи като възможност за закрепването на вторичното огледало, така че не са необходими държачи.

Този телескоп Шмит-Нютон от Мийд има отвор с диаметър 8 инча (200 милиметра) и фокусно разстояние 810 милиметра, от което следва „бързо“ фокусно отношение на 1:4. Добре се вижда коригиращата леща на Шмит, в средата на която е закрепено вторичното огледало. Цената на такъв телескоп е около 715 евро.

3.4 Максутов-Нютон

Отново Нютоновият рефлектор служи за основа, допълнен от минускалибровачна леща във входното отворение за коригиране на грешките в изображението на сферичното основно огледало. На пазара се предлагат предимно устройства с много малко вторично огледало. Те се подходящи предимно за фотографиране с висока резолюция на Луната и планетите, докато поради големината на вторичното огледало не могат да осветят сензора на цифрова зеркална камера без винетиране.



Схематично изображение на телескопа Максутов-Нютон: Минускалибровачна леща служи като предна леща, във всички останали отношения отговаря на телескопа Шмит-Нютон.

Този телескоп Максутов-Нютон на Интес Микро има отвор с диаметър седем инча (180 милиметра) и фокусно разстояние 1080 милиметра (съотношение на диаметъра към фокусното разстояние 1:6). Погледът е отстрани и отгоре (червена стрелка). Цената на този телескоп с отлична оптика е около 1800 евро.

Менискът леща на Maksutov-Newton, представен по-долу, има много малко среден обективен огледало, което линейно представлява само 18 процента от общия диаметър. По желание уредът може да бъде поръчан с диафрагма 1:8, като в този случай обективното огледало е още по-малко (13 процента от отвора). Тези малки обективни огледала осигуряват отличен контраст на изображението, но не осветяват сензора на дигитална зеркална фотокамера с кроп фактор. Затова те са специализирани за подробни снимки на луната и планетите.

Този Maksutov-Newton на Bresser изглежда почти като обикновен рефлектор на Нютон, чийто обективно огледало изглежда като да плува във въздуха заради много ефективното покритие на менискът леща, което подтиската почти всички светлинни отразявания. Гледката е със странично позициониране (червена стрелка). Уредът има около 6 инча отвор (152 милиметра) и 740 милиметра фокусно разстояние, което отговаря на отворно число от 1:5. Цената е около 1000 евро.

Обективното огледало на Bresser Maksutov-Newton е значително по-голямо от това на модела на Intes Micro. Въпреки това, с него се постига разсейване на сензори в APS-C формат (цифрова зеркална фотокамера с кроп фактор от 1.6).

Варианти

Освен описаните конструкции, съществуват още няколко вариации, които трябва да се считат за екзотични. Много от тях обещават подобрена качествена изобразителна способност чрез лека модификация на повърхностната форма на главното и/или обективното огледало и/или коректорната леща спрямо „оригинала“.

Един пример са телескопите „Advanced Coma-Free“ на Meade, на които качеството на изображението беше подобрено спрямо Schmidt-Cassegrain.

Нови на пазара са телескопи на Meade, наречени от производителя „Advanced Coma-Free“. Поради това развитие Meade повече няма Schmidt-Cassegrain телескопи в програмата си. Показан моделът e с отвор от 8 инча (200 милиметра). Фокусното разстояние е 2000 милиметра (отвор 1:10). При начална покупка е добре да започнете с по-малко фокусно разстояние, защото прецизното проследяване на такъв телескоп при дълги експозиционни времена не е лесна задача. За тубус без монтаж се изискват около 1380 евро.

Изглед отпред в Advanced Coma-Free телескопа. Покритието на предната леща е много висококачествено, тъй като практически всички отражения се подтискат - обективното огледало изглежда, че плува във въздуха. Видими са и винтовете за настройка на обективно огледало и основното огледало по-назад в тубуса. Линейният диаметър на обективното огледало е внушителни 38% от отвора. То засенчва 14 процента от повърхността на входната зеница - и двете са приемливи за фотографско приложение.

Предимствата и недостатъците на катодиоптричните телескопи в няколко думи:

• Затворена система, следователно нисък риск от замърсяване на основното огледало
• Практически никаква хроматична аберация
• Дължината е значително по-малка от фокусното разстояние (изключение правоъгълно Нютон и Maksutow-Newton)
• Няма образуване на лъчи около ярки звезди поради липсата на страници на обективното огледало
• Високо качество на изображението при внимателно изработка
  
  
• Дълго време за изстиване (например след транспортиране от отоплен апартамент навън)
• Иногда е необходимо да се коректира огледалото (колимация) от време на време
• Загуба на светлина и контраст поради вторичното огледало в оптичния път
• Загуба на светлина поради ограничения рефлексионен коефициент на огледалата
• Ограничено използване за наблюдения на слънцето
• Ограничено използване за земни наблюдения през деня (например за птици)
• Голямата предна леща е уязвима на изпотяване
• Голямо тегло (особено за Maksutow уредите)
  
  
  
  В следващата таблица са избрани основните системи и техните подходящи за астрофотографията, по два рефрактора, рефлектора и катодиоптрични системи. Тъй като нито един вид телескоп не е еднакво подходящ за всички приложения, таблицата включва разделение по различни астрономически обекти.

Препоръка

Фактите са едно нещо, а мненията - друго. Затова от своя субективна гледна точка не бих искал да липсва конкретна препоръка.

За новопристигналите в астрофотографията, оборудвани с цифрово огледално-рефлексен фотоапарат и желаещи да правят дълги експозиции на слабосветещи космически обекти, бих препоръчал малък апохроматичен рефрактор, чиято фокусно разстояние трябва да бъде между 400 и 600 милиметра. Така проблемите с точното проследяване по време на експонацията са минимални, като все пак имате множество атрактивни обекти (звездни купове, газови облаци, галактики) на разстояние. Такова устройство е компактно и изключително лесно за използване, ако диаметърът на обектива не надвишава 4 инча. Необходимото монтажно устройство (вж. Урок номер 9 от серията "Астрофотография") също е подходящо по отношение на теглото и цената. В случай на проблем с бюджета, полупохроматът или ED-рефракторът могат да бъдат подходяща алтернатива. Все пак е важно, преди покупката, да се уверите дали за модела, който сте избрали, има налична функционираща изображение-полетна леща.

С помощта на обектива Барлоу може да бъде удължено ефективното фокусно разстояние на такъв рефрактор, което позволява детайлни снимки на луната. Освен това, с такъв телескоп ви стои предпочитанието за снимки на слънцето в бяла светлина или в H-альфа светлина (вж. Урок номер 6 от серията "Астрофотография").

След като придобиете опит, ако искате да използвате по-дълги фокусни разстояния (от 1000 до 1500 мм), става по-трудно да давате конкретни препоръки. За космически обекти с дълги времена на експониране може да бъде използван Нютонов рефлектор с коректор на комата, Смит-Нютонов или Максютов-Касегрен телескоп, ако не искате да инвестирате значително и предпочитате да си осигурите голям апохроматичен рефрактор (до 6 или 7 инча диаметър на обектива) или ритше-кретиенов рефлектор.

Ако имате основен интерес към снимките на планети и детайлите на луната, трябва да използвате дълги и много дълги фокусни разстояния, но може би ще предпочетете да работите с уеб- или видеокамера (вж. Урок номер 14 от серията "Астрофотография") вместо с цифров огледално-рефлексен фотоапарат. При това няма нужда от голямо, осветено изображение поле и възможностите за избор се увеличават. Подходящи можат да бъдат Смит-Касегрен, Максютов-Касегрен, Максютов-Нютонов и Нютонов рефлектор с дължина на фокуса от осем до четиринадесет инча.

Благодарност

Компания Фернроланд, Фелбах (www.fernrohrland.de) заслужава моята благодарност. Там имах възможността да заснема множество от телескопичните изображения, включени в този урок, и да обсъдя актуалната пазарна ситуация в продължителни разговори, без които този урок нямаше да бъде пълен.

Всички посочени цени са ориентировъчни и валидни към април 2009 година.