Teema 13 - Millised teleskoobid sobivad astrofotograafiaks

Märkimisväärselt suurest valikust sobiva teleskoobi leidmine vastavalt enda vajadustele ja kättesaadavale eelarvele ei ole lihtne ülesanne.

Osa 13: Millised teleskoobid sobivad astrofotograafiaks

Ka neile, kes tunnevad huvi astronoomia üldiselt ja eriti astrofotograafia vastu, tekib varem või hiljem soov omada enda teleskoopi. Kuigi visuaalseid vaatlusi saab edukalt teostada palja silmaga või binokliga ning isegi muljetavaldavad astrofotod võivad valmida ilma teleskoobita (vt käesoleva õpetustejada 1–4 osa), saab alles teleskoobi abil ligipääsu arvukatele väiksematele ja/või vähem valgust lekkivatele taevakehadele.

Teleskoopide valik on tohutu ja alguses lausa segadusttekitav ning reklaamilubadused on ülepaisutatud. Seepärast peaks see juhend tegelema küsimusega, millised teleskoobid sobivad astrofotograafiaks ja milliseid soovitatakse. Ette ära öeldes tuleb mainida, et universaalset „parimat“ teleskoopi ei eksisteeri. Pakutavad ehitusviisid ja optilised süsteemid omavad igaüks konkreetseid eeliseid ja puudusi, mõned sobivad üsna hästi laia rakendusvalikut kasutades, teised on spetsialistid ja avaldavad oma eeliseid vaid kindlate objektide vaatlusel. Isegi suur ja võimekas teleskoop võib olla vale valik, kui selle suurus ja kaal aitavad sellele kaasa, et seda kasutatakse harva, kuna selle käsitlemine ja transport nõuavad liiga palju vaeva ja aega.

Põhimõtteliselt tuleb märkida, et astrofotograafilistel eesmärkidel on teleskoobile pandud märksa kõrgemad nõuded kui visuaalse taeva vaatluse seadmele. Kuigi puhta vaatlemise jaoks võivad sobida ka odavamad teleskoobid, tuleb fotograafia jaoks valida paremad, kuid samas ka kulukamad mudelid.

Siin on valik olulistest punktidest:

• Kujutise kvaliteet

Optilisel teljel pakub igasugune teleskoop täpse optikaga vastuvõetavat kujutise kvaliteeti. Visuaalsetel eesmärkidel on see piisav, kuid fotograafia puhul on oluline, et ka väljaspool optilist telge oleksid tähed teravalt kujutatud - eelistatult kuni pildi nurkadeni. Mida suurem on kasutatava kaamera sensori suurus, seda keerulisem on selle tingimuse täitmine.

• Valgustatud väli

Enamik teleskoope ei suuda „täiskaadri sensorit“ suurusega 24x36 millimeetrit vinjeteerimiseta valgustada; iga pildi puhul tekivad tumedad nurkad. Isegi "APS-C-formaadis" sensorite (1,6x lõikelaiendus, 15x22 millimeetrit) puhul on mõnedel teleskoopidel selles valdkonnas siiski puudusi.

• Okulaariväljavise

Digitaalse üheobjektiivilise peegelkaamera (DSLR) kasutamisel peab olema olemas vähemalt kahe tolli läbimõõduga okulaariväljund. Oluline on ka okulaariväljundi mehaaniline teostus. See peaks olema piisavalt stabiilne, et pärast DSLR-i (võrreldes okulaariga raskema) ühendamist ei esineks kaldeid. Täpse ja tundliku fookuse saavutamiseks on fokuseerimismehhanismi alakäik kasulik.

Stabiilne 2-tolline okulaariväljund koos alakäiguga fokuseerimismehhanismis: suur must ratas on mõeldud jämeda teravustamise jaoks, kuldne ratas on kümnekordselt vähenenud ja võimaldab tundlikku reguleerimist.

Ka see Meade'i okulaariväljund pakub fokuseerimisel käiguvastust. Sinise rõnga piirkonnas on lisaks võimalik seda optilise telje ümber pöörata, et reguleerida parimat pildilõiku.

See 1.25-tolline okulaariväljund on liiga väike, et sellele ühendada digitaalne üheobjektiiviline peegelkaamera. Kroomitud viimistlus varjab asjaolu, et see on täielikult plastikust valmistatud ja ei vasta fotograafilistele stabiilsusnõuetele.





• Temperatuuristabiilsus

Tavaliselt langeb öö jooksul temperatuur pidevalt. Sõltuvalt kasutatavatest materjalidest torus ja okulaariväljundis võib see liigutada fookuspunkti, tekitades sagedast fookuse järelreguleerimist. Enam rõõmu pakub seade, kus sagedast fookuse kohandamist temperatuuri languse tõttu ei ole vaja teha või on seda harva vaja teha.

• Pildi väljanivelleerimine

Enamik amatöörteleskoopide optilisi süsteeme kannatavad pildiväljade kumeruse all, mis tähendab, et fookustasand ei ole tasane, vaid poolkerakujuline. See viib paratamatult osalise hägususeni fotodel, sõltuvalt sellest, millisele punktile fookustatakse. Mida suurem on sensori suurus, seda problemaatilisem see on. Abi pakub spetsiaalne optilisele süsteemile „mõeldud“ pildi väljanivelleerimislääts, kuid seda pole kõikidele teleskoopidele saadaval.

• Avarussuhe

Avarussuhe tekib, kui fookuskaugus jagada objektiiviava vabalt läbimõõduga esiobjektiivi või pea peegli abil. Tulemuseks on arv, mis vastab fotoobjektiivi avale. Mida väiksem on arv, seda valgem on teleskoop. Kõrge valgustugevus tähendab lühikesi säriaegu, mis on nõrkade valgustingimuste pildistamisel suur eelis. Lühikeste säriaegade tõttu nimetatakse valgustugevaid optikaid ka „kiireteks“, madala valgustihedusega optikaid aga „aeglasteks“.

• Pildivigad (aberratsioonid)

Fotograafia jaoks kasutatavad teleskoobid on need, mille kujutisevigad (aberratsioonid) on nii väikesed, et neid fotos pole või neid on vaevalt märgata.

Löögivõimsus ja võime võimalikult palju valgust koguda sõltuvad ainult teleskoobi objektiivi (läätse või peegli) vabast läbimõõdust, mida astronoomid nimetavad meelsasti avaks ja mis on tollides tähistatud (1 toll = 2,54 sentimeetrit). Fotograafia jaoks on siiski olulisem avasuhe, st ava, sest sellest sõltub saadud säriaeg. Loomulikult: Pikemate fookuskaugustega „kiirete“ avarussuhetega objektiive kasutades tekivad automaatselt ka suured avad.

Jääb kindlasti märkida, et teleskoobi hind, kaal ja mõõtmed kasvavad koos ava suurenemisega väga kiiresti.





Kaalu ja hinna areng sõltuvalt teleskoobi avast. Graafika põhineb Meade’i ACF-seeria seadmetel, kuid seda trendi on praktiliselt võimalik rakendada kõikidele teistele teleskoopidele. Absoluuthinnad ja -kaalud sellest esitluses ei kajastu ja on jäetud välja.

Eelkõige on nende nõuete kõrval olulised ka individuaalsed soovid ja eelistused, mis mängivad rolli teleskoobi valikul. Eelkõige otsustab fookuskaugus koos sensoriformaadiga effektiivse pildinurga üle. Samal ajal kui laiad taevakehad nagu Andromeeda galaktika või Orionisudin võivad juba 500 mm fookuskaugusega täiteainetena pildile jääda, vajavad väiksemad objektid nagu näiteks Rõngassudu või planeet märksa pikemat fookuskaugust.

Läätsed või peeglid?

Fernrööklite puhul ilmneb põhiline erinevus, kui vaadata optilisi komponente, mis pildi loovad. Kui objektiiv koosneb ainult läätsedest, siis räägitakse läätsedega teleskoobist ehk Refraktorist. Kui objektiiviks on ainult peegel, siis on tegemist peegelteleskoobi ehk Reflektoriga. Kui pildi loovad nii peeglid kui ka läätsed, siis nimetatakse seda kata-diooptriliseks süsteemiks.

1. Läätsedega teleskoop (Refraktor)

Refraktor sarnaneb kõige enam sellega, mida tavainimene teleskoobi all ette kujutab: toru esiosas on objektiiv vähemalt kahest läätsest, samas kui tagaosas on kaamera ühendatud ilma täiendavate optiliste elementideta. Läätsete teleskoop on seega tugevalt lihtsustatud vorm fikseeritud fookuskaugusega teleobjektiivist. Teleobjektiivid on aga keerulisema konstruktsiooniga, nii et nende pikkus on efektiivsest fookuskaugusest lühem. Refraktoritel see nii ei ole, nii et toru pikkus vastab umbes tegelikule fookuskaugusele.

Refraktori põhimõtteline kujutlus. Tähesära langeb vasakult sisse, tabab klaasläätsest objektiivi ja koondub sellelt kaameradetektorile ühte fookuspunkti.





Refraktoritel esineb probleem kromaatilise aberratsiooniga, mis on värvelise viga, mis tekib seetõttu, et valgus murdub läätsedes lainepikkusest sõltuvalt erineva intensiivsusega.



Detailne kujutlus kromaatilisest aberratsioonist: üks lääts toimib samal ajal ka prismana ja jagab valguse selle osadeks. Iga lainepikkuse (=värv) kohta tekib erinev fookuspunkt.



Seega toimib lääts samal ajal ka prismana ja jagab valguse selle spektraalseteks osadeks. Selle tagajärjel ei ole ühekordsetel objektiividel tegelikku fookuspunkti, vaid sinine, roheline ja punane värv ühendatakse erinevalt paiknevatesse fookuspunktidesse; üldiselt moodustub "fokusseerimisjoon". Punase valguse efektiivne fookuskaugus on siin pikem kui sinise valguse fookuskaugus. Niisugune objektiiv nagu kromaat on nii visuaalseks vaatluseks kui ka fotograafiaks lihtsalt kasutuskõlbmatu, kuna tähtede ümber tekivad tugevalt väljendunud värvilised haloefektid on vastuvõetamatud. Kromaatseid objektiive leidub seetõttu kõige rohkem "mänguasja teleskoopides".

Parandus saavutatakse objektiiviga, mis koosneb kahest erineva klaasist lihvitud läätsest. Nii saab vähemalt kaks kolmest põhilainepikkusest ühendada ühte fookuspunkti. Kolmanda (praktilisel otstarbel tavaliselt sinise valguse) fookuskoht on endiselt erinev, nii et eredate tähtede puhul ilmuvad hästi fookustatud fotodele häirivalt sinised ääred. Sellise tüübi teleskoope nimetatakse Akromaatideks või fraunhoferseteleskoopideks ja neid pakutakse suhteliselt soodsalt. Fotograafilistel eesmärkidel ei sobi need värvivea tõttu või ainult väga piiratud tingimustel. Mida valgustugevam on refraktori objektiiv, seda suurem on kromaatilise aberratsiooni mõju.



Akromaatse kujutluse detailne kujutlus: kaks erinevatest klaasidest läätse on omavahel kombineeritud nii, et vähemalt kaks peamist lainepikkust (siin punane ja roheline) ühendatakse ühes ühises fookuspunktis, samas kui sinine valgus jätkab omamast erinevat fookusasendit.

Bresseri 5-tollise avamisega ja integreeritud pildi tasandusläätsega akromaatilisel refraktoril on juba märkimisväärne instrumendi tähtsuse. Ülejäänud värvivead avalduvad heledate tähtede ümber siniste äärte kujul. Hind: 480 eurot.

Pärast kaitsekorgi eemaldamist näitab selle refraktori objektiiv kolme paari reguleerimiskruvidega (igaüks tõmbe- ja survekruvi). Sellega saab objektiivi asendada nii, et optiline telg kattub toru keskjoonega. Praktilises kasutuses pole selline reguleerimine aga väga sageli vajalik. Läätse roheline helkiv peegeldus vähendab suuri valguskadusid peegeldamise teel.

Kõige täiuslikum refraktori vorm on Apokromaat, kus tavaliselt kolmeläätsest objektiivist tagatakse kromaatilise aberratsiooni täielik väljalülitamine või vähemalt niivõrd oluline vähendamine, et see praktilises kasutamises enam rolli ei mängi. Üks lääts on valmistatud eksklusiivsest ja kallist klaasisordist, mis võimaldab ühendada kolm lainepikkust ühteainsasse fookuspunkti. Tulemuseks on täiesti värviline pilt ilma häirivate värvivarjunditeta heledate objektide servadel. Kahjuks ei allu Apokromaat ja vastav omadussõna apokromaatiline tööstusstandardile, nii et turul võivad olla seadmed, mis on küll märgistatud Apokromaadiks, kuid praktilises kasutamises siiski omavad märgatavat kromaatilist aberratsiooni jääki.



Apokromaadi detailne kujutlus: üks (tavaliselt) kolmeläätsest objektiiv suudab praktiliselt ühendada kõik lainepikkused ühisesse fookuspunkti – tulemuseks on foto ilma märgatava värviveata. Selleks peab üks lääts olema valmistatud kallist spetsiaalklaasist.

See laialt värve kajastav apokromaatne objektiiv on 90 millimeetrit. Tootja on William Optics, selle hind ületab 800 eurot.

Pilk objektiivile näitab kõrgekvaliteedilist katet, sest läätsed on peaaegu märkamatud. Fookuskaugus on 621 millimeetrit, ava suhe 1:6,9.

Teise tootja LZOS apokromaatobjektiivid kuuluvad ülemaailmselt parima korrektsiooniga refraktorite hulka. Siin on kujutatud objektiiv läbimõõduga 115 millimeetrit (4,5 tolli) ja fookuskaugusega 805 millimeetrit (ava 1:7). Toru ja okulaarseade koos maksavad üle 3000 euro.

Kaks Astro-Physicsi apokromaatobjektiivi: valge teleskoop on 6,1-tolline refraktor (läbimõõt 155 millimeetrit) avaga 1:7, väiksem, peal olev teleskoop on 4,1-tollise ava apokromaat avaga 1:6 (fookuskaugus 630 millimeetrit). On selgelt näha, kui suurt erinevust teeb kahe tolli avamine suuruse ja kaalu osas.

Üle 7-tolliste avamistega refraktorid ei ole praktiliselt enam transporditavad. Järgnevas fotol on suur 10-tolline apokromaat koos avaga 1:14, väiksem, peal olev seade on 5,1-tolline apokromaat koos avaga 1:8. Need on kindlalt paigaldatud Welzheimi observatooriumi kuppelisse.

Ahromaatide ja apokromaatide vahel tuleks liigitada ED-, pool- või poolapokromaatid, mille abil saavutatakse selgelt parem värvikorrektsioon kui ahromaatidel, kuid ilma tõelise apokromaatide perfektsioonita.

Seda võimaldab ühe läätse jaoks spetsiaalklaasi kasutamine. Hinnalt on need seadmed täiesti huvitavad ning osade mudelite fotograafiline sooritusvõime on muljetavaldav.

Poolapokromaatidel on sageli lisamärgis "ED". Kromaagilise aberratsiooni korrigeerimine on märkimisväärselt parem kui ahromaatidel, ilma et tõeliste apokromaatide täiustatud perfektsioonini jõutaks. Hind ja kvaliteedisuhe võib nimetada tasakaalustatuks ja atraktiivseks. See 80 millimeetri avaga ja 600 millimeetri fookuskaugusega seade maksab juba umbes 350 eurot:

Sellel ED-refraktoril on 100-millimeetrine ava (4 tolli) ja 900 millimeetrine fookuskaugus (avasuhe 1:9). Selle hind on umbes 700 eurot.

Pilt (reguleerimatust) objektiivist eespool näidatud ED-60/800-refraktoril:

Vasakul on Orionnebuli pilt ahromaatiga. On selgelt näha sinised kärnkonnasilmad eredate tähtede ümber kromaatilise aberratsiooni tagajärjel. Poolapokromaat (ED, parempoolne pilt) vähendab seda kujutise viga oluliselt:

Refraktori eelised ja puudused on järgmised valdkonnad:

• Lihtne käsitsemine
• Optika reguleerimine harva või mitte kunagi vajalik
• Kiire kasutusvalmidus ilma pika jahtumisajata
• Parim valik päikese fotograafiaks (vt õpetus nr 6)
• Ebastabiilsus küljelt siseneva hajutatud valguse suhtes
• Ühtki takistust kiirendis pole (vt ka peegelteleskoobid)
• Kõrge edastus ilma märgatava valguse kaduta hajutamise ja peegeldamise kaudu
• Tähe kujutamine ilma "kiirteta"
• (Teoreetiliselt) parim võimalik kujutise esitlus vastava avaga (apokromaat)
  
  
• Suurus ja kaal alates 6-tollisest avast raskendavad käsitsemist
• Ahromaatide kromaatiline aberratsioon
• Apokromaatide suur hind
• Üle 7-tollised avad on ainult tähevaatlusseadmetele praktilised
  
  

2. Peegelteleskoop (Reflektor)

Peegelteleskoobi objektiiv koosneb õõnspeeglist, mis on esmapilgul kumerkujuline, valmistatud klaasist või klaaskeraamikast ja varustatud peegeldava pinnaga. Täpsemal vaatlusel selgub, et olenevalt konstruktsioonist erineb pind veidi sfäärilise õõnspeegli pinnast.

Kuna õõnspeegli fookuspunkt asub valguse teekonnal, ei saa kaamera (vähemalt amatöörteleskoopide puhul) otse sinna paigaldada, sest see blokeeriks liiga suure osa langevast valgusest. Sellepärast on reflektoritel teine peegel, nn fookus- või sekundaarpeegel. See on paigaldatud fookuspunkti ette ja suunab peapeegli kogutud valguse teleskoobi torust välja, kus see seejärel fookuspunktis kokku tuleb ja kuhu saab paigaldada kaamera.

Kuna fookuspeegel asub valguse teel, tuleb seda hoida vöödega, nn „fängpeeglivõrguga“, mis on omakorda kinnitatud toru siseküljele. Fookuspeegel koos „võrguga“ valguse teel on vajalik halb, mille tagajärgi tuleks arutada järgnevalt.

Oluline on esmalt fakt, et fookuspeeglit pildil ei kuvata, olgu see terav või udune siluett. Sõltuvalt läbimõõdust varjab see siiski osa langevast valgusvihust, mis toob kaasa valguse kaotuse. See jääb siiski piiridesse: isegi fookuspeegel, mille sirge läbimõõt moodustab 30 protsenti peapeegli diameetrist, varjab oma pindalaga vaid üheksa protsenti langevast valgusest.

Fookuspeegli teine mõju on üldise pildikontrasti vähenemine, mis suureneb seda suurema fookuspeegeldi läbimõõduga. Fotograafiliselt on selle mõju ebaoluline, oluline on ainult planeetide visuaalne vaatlus oma niikuinii kontrastivaeste detailidega. Võrkude jäljed jäetakse siiski fotodele, ja seda „kiirte“ kujul ümber eredate tähtede.

Postide vorm kopeeritakse topelt, teine pilt nihutatakse esimese suhtes 180 kraadi võrra. Neliasteeline ämblik loob valgetele tähtedele neli kiirt, kolm posti nende kuus.



Refraktor kujutab tähti ilma „kiirgusteta“ (vasakul) kujutab Newtoni peegli postid aga tänu tähevalguse difraktsioonile kiirguse kujutist (paremal).



Peegelteleskoobid on üldiselt vabad kromaatilisest aberratsioonist, kuna valguse peegeldumine toimub sõltumatult selle lainepikkusest.

Järgnevalt tutvustatakse kolme levinud peegelteleskooptüüpi.

2.1 Newtoni-peegel

Selle tüübi väiksemates seadmetes on odavalt lihvitud sfääriline peapeegel, suuremates on paraboolne peegel, mis erineb kuju poolest kuuljoonest, et parandada kujutise kvaliteeti. Enne fookuspunkti jõudmist suunab elliptiline, kuid planofookuseline sekundaarpeegel valguse 90 kraadi võrra toruseina ava kaudu. See tähendab, et pilk või kaamera asub teleskoobi toru külgmise esiotsa juures, alguses veidi ebaharilik seadistus. Kuna sel tüüpi teleskoopidel on ainult üks optiliselt efektiivne pind, saab neid suhteliselt odavalt toota.

Fotograafia jaoks sobivad mudelid suure fookuspunkti peegeldiga paremini kui need väikese fookuspunktiga, et valgustada ka suuremaid pildiandureid kuni pildi nurkadeni. Siis räägitakse ka fotooptimeeritud Newtoni teleskoopidest või lihtsalt "foto-Newtonitest". Newtonid võivad olla suure ava ja "kiirete" avadega konstrueeritud, kuid süsteemist tulenevalt kuvatakse valgusevigu optilise telje kõrval, milles ilmneb pildinurkades komeetide moodi vormitud tähed. Lisandina aitab komeetikorrektsioonilisand okulaari väljavõtus seda viga vähendada.



Newtoni-peegli skeemiline esitus: vasakult sisse langev valgus tabab esmalt tühipeeglit, suunatakse selle kaudu kokku ja enne fookuspunkti jõudmist juhatab seda torust väljapoole 45 kraadi suunatud tasase pinnaga kinnituspeegel.

Newtoni-peegli pilk asub teleskoobi esiosa külgsuunas (punane nool).

Vaade Newtoni-peegli avausse. Näha on haarpeeglit, mis on üles riputatud nelja õhukese posti otsa. Kaugel taga on peapeegel aimata. Paremale ülespoole tõuseb okulaari väljavõtt.

Fotograafiliselt optimeeritud Vixeni Newtoni-peegel. Taas on märgitud punase noolega kaamera kinnitamiseks mõeldud okulaari väljavõtt. See seade maksab 1100 eurot ilma monteerimiseta.

Vaade Vixeni foto-Newtoni-peegli avausse näitab, et haarpeegel on suhteliselt suure läbimõõduga, et valgustada ka suuremaid pildiandureid. Restid, mille külge haarpeegel riputatud on, on üsna paksud, kuid samas ka vastavalt stabiilsed.

Üks väga lihtsalt kokkupandav Newtoni-peegli versioon on tuntud kui "Dobsoni teleskoop". Kuid sellised seadmed ei sobi fotograafilistel eesmärkidel kasutamiseks monteeringu tõttu.



Visuaalsetel eesmärkidel on nn „Dobsoni“ teleskoobid väga populaarsed. Need on väga lihtsalt kokkupandavad Newtoni-peeglid, kuid nende monteerimine ei sobi pikema valgustatud astrofoto jaoks.

2.2 Cassegraini-peegel

Sel tüübil on ka peamine peegel paraboolne. Kuid haarpeegel pole nagu Newtoni puhul tasane, vaid nõgus-hüperboolne (seega optiliselt efektiivne) ja paikneb nii, et see peegeldab kiirgusekimbu tagasi peapeegli suunas. See on keskelt läbistatud, nii et okulaar või kaamera kinnitatakse toru tagumisse otsa. Sissevaatamise asend vastab sellega refraktori omale.



Cassegraini peegli skeemiline esitus: Peamine peegel (paremal) koondab sisse tuleva valguse sekundaarpeeglile (vasakule). See peegeldab selle läbi keskse augu peapeegli kaudu, kus see lõpuks torust väljaspool ühes fookuspunktis kokku saama.

Okulaari väljavõtt Cassegraini-peegli korral, millele võib olla ühendatud kaamera, asub toru tagaosas teleskoobi vaatele vastas (punane nool), nagu refraktori puhul:





Cassegraini peegelteleskoope leidub turul ainult üksikuid. Nende pildiväli on kumer ja näitab optilise telje kõrval väljaspool kujutisvigu, sh Koma. Ainult vastava korrektoriga koos harmoneeritud läätsesüsteemist saab neid vigu piisavalt vähendada, et saada sellest fotograafiliselt kasutatav teleskoop piisavalt suure pildialaga digitaalse üheobjektiivilise kaamera sensoriformaadile.

Ritchey-Chrétieni reflektor 2.3

See sarnaneb väga Cassegraini reflektorile, kuid kasutab kahte hüperboolset peeglikuju, üks peapeegli jaoks ja teine fookuskauguse peegeli jaoks. Selle tulemusena saab Cassegrainide koma ära kõrvaldada, ent siiski mitte pildi väljalaius, mis tuleb ikkagi korrigeerida läätsede abil. Sellegipoolest tagab see konstruktsioon hea pildikvaliteedi isegi suurtele sensoritele servades. See võib olla üks põhjuseid, miks paljud maailma suurimad teleskoobid Maal ja Hubble'i kosmoseteleskoop on valmistatud Ritchey-Chrétieni reflektoritena.

Sellise pildistamiseks optimeeritud instrumendid määratletakse aeg-ajalt ka astrograafidena. Paljusid Ritchey-Chrétieni reflektoreid toodetakse vaid suure avaga ja need on üsna kallid. Seega jäävad need ambitsioonikatele harrastajatele.

Ritchey-Chrétieni reflektori skeemiline esitlus: Kiirte kulg on täpselt samaväärne Cassegraini reflektoriga; ainus erinevus on selles, et mõlemal peeglil on veidi erinev peeglipinna kuju, mis võimaldab väljaspool optilist peatelge paremini korrigeerida pildivigasid:

20-tollise (50 cm) avaga Ritchey-Chrétieni reflektor on peaaegu professionaalne seade. Ainuüksi USA RCOSi teleskoop maksab 46000 eurot ilma monteerimiseta.

Reflektori eelised ja puudused saab kokku võtta järgmiselt:

• Suurte avadega suhteliselt madalate soetamiskuludega (Newton)
• Ei esine kromaatilist aberratsiooni
• Võimalikud on osaliselt valgusjõulised versioonid (Newton)
• Keskmine jahtumisaeg tänu eest avatud torule
• Väga hea kujutiskvaliteet suurtele sensoritele (Ritchey-Chrétien koos pildiväljaga)
• Ehituslik pikkus on märkimisväärselt lühem kui fookuskaugus (Cassegrain, Ritchey-Chrétien)
  
  
• Avatud toru tõttu võib mustust sattuda peapeeglile
• Peegeldite reguleerimine (kollimatsioon) on aeg-ajalt vajalik
• Valguse ja kontrasti kadu sekundaarpeeglis kiirteel
• Valguse kaotus peeglite piiratud peegeldustaseme tõttu
• Päikesevaatluste jaoks piiratud kasutusala
• Maa-alaste vaatluste jaoks päeval (nt linnud) piiratud kasutusala
• Kirkaste tähtede ümber kiirgus fookuskaugusega peegli vöödid
  
  
  
  Kolm kruvipaari (igaüks surve- ja tõmbekruvi) võimaldavad Newtoni reflektori peapeegli peenreguleerimist. Pilt näitab toru tagakülge.
  
  
  
  

Kolme täiendava kruviga saab Newtoni reflektori fookuskauguse peegli optimaalsesse asendisse tuua. Newtoni teleskoobi optilise seadistamine pole nõidumine, kuid tuleb õppida.

Katadioptriline süsteem 3.

Katadioptrilised teleskoobid kasutavad kujutise loomiseks peegleid ja läätsi, kuid põhinevad eespool kirjeldatud Newtoni ja Cassegraini reflektoritel. Idee, lisada esiosasse, st sisselaskepupilli piirkonda lisaläätselement, tuleneb soovist parandada pildikvaliteeti optilise peatelje väljastpool, sageli koos lihtsama ja seega odavama peapeegli valmistamise pinnavormiga. Kasutatud läätseelemendil on tulemuseks kromaatiline väljajoon, kuid võrreldes akromaatilise refraktoriga on see minimaalne ja praktiliselt märkamatu. Kui kasutatud lääts on õhuke ja asfääriliselt lihvitud, siis seda nimetatakse ka „Schmidt-plaadiks“ ja teleskoobi nimetatakse „Schmidt-“ eesliitega. Kui lääts on suhteliselt paks, sfääriliselt valmistatud meniskuselemendiks, siis räägitakse „Maksutovi teleskoobist“.

Läätse kasutatakse ka sekundaarpeegli kinnitamise võimalusena, nii et fookuskauguse peegli hoidikuvajadus kaotatakse ja ei teki valgusvärgendusi eredate tähtede puhul.

Schmidt-Cassegrain 3.1

Konstruktsioon on üldjoontes Cassegraini reflektoriga sarnane, täiendatud asfäärilise Schmidt-plaadiga. See võimaldab peapeegli kujundada kuulja (sfäärilise) kujuga, muutes selle seeläbi odavamaks toota. Samal ajal vähendatakse komat, mis teoreetiliselt tagab hea kujutusvõime. Kahjuks on asfäärilise Schmidt-plaadi tootmine problemaatiline. Soovitud täpsusega ei õnnestu alati, nii et mõned Schmidt-Cassegraini teleskoopide tegelikud tulemused jäävad ootustele alla. Sellest hoolimata oli selline teleskoopide tüüp kaua aega hinnatud harrastajate poolt, kuna suhteliselt suured avad ja fookuskaugused on võimalikud mõõdukate teleskoopi mõõtmetega. Mitmete mudelite veel üks probleem seisneb selles, et suurte digipeegelkaamerate sensorite valgustatus ei toimi - tugevad vinjeteerumised pimedate piltääristega halvendavad pilti.



Skeem Schmidt-Cassegraini teleskoobist: Erinevalt Cassegraini reflektorist on eeslensi, mida nimetatakse Schmidt-plaadiks. See on asfäärilise kujuga ja võimaldab odavamaid peegleid ning vea korrigeerimist optilisest peateljest väljastpool.

Celestron on tuntud Schmidt-Cassegrain-teleskoopide tootja. Siin kujutatud mudelil on 8 tolli (200 millimeetrit) avamine ja 2000 millimeetri fookuskaugus ehk 1:10 ava. Suur vaatluspeegel on kinnitatud Schmidt-plaadile, seega ei ole vaja kinnitusvaiasid. Kvaliteetse Schmidt-plaadi tõttu on võimalik näha peapeeglit. Toru koos monteerimisega on saadaval umbes 1150 euro eest.

Sellel teleskoobil on reguleeritav vaid vaatluspeegel. Pärast keskmise katte eemaldamist ilmuvad vastavad reguleerimiskruvid.

3.2 Maksutov-Cassegrain

Põhimõtteliselt vastab see Schmidt-Cassegrainile, ainult et Schmidt-plaadi asemel kasutatakse meniskusläätsi. Kõik pinnad on sfäärilised, seega saab neid odavalt ja suure täpsusega valmistada. Teisaldatav peegel koosneb meniskusläätsel tagaküljel olevast peegeldavast kihist. Optiline põhimõte võimaldab kõrget pildikvaliteeti ning seda kasutatakse eriti väga kompaktsetes, väiksemates teleskoopides ja mõnes fotograafläätses. Suure avaga Maksutov-Cassegrain-teleskoop on üsna raske paksu meniskusläätsa tõttu.




Maksutov-Cassegrain-teleskoobi skeemiline esitus: Valguskiirte käik sarnaneb Schmidt-Cassegrainile, ainult et Schmidt-plaadi asemel kasutatakse kerakujulist lihvitud meniskusläätsi, mille tagaküljele on aurustatud vaatluspeegel.

Selle käepärase Maksutov-Cassegraini teleskoobi tootja Meade'l on 5-tolline avamine (tegelikult 127 millimeetrit) ja 1800 millimeetrit fookuskaugust, seega on ava suhtega 1:15 üsna valgust nõudlik. Kuu ja planeedid on sellise optika jaoks eriti sobivad sihtobjektid. Kahjuks on see teleskoop saadaval koos kaheharulise monteerimisega; selle maksumus on siis 900 eurot.

3.3. Schmidt-Newton

Valguskiirte käik vastab põhimõtteliselt Newtoni peegeldajale, ainult et teleskoobi sisenemisava piirkonnas on korrigeeriv lääts. Palju sellest, mis öeldi Schmidt-Cassegraini kohta, kehtib ka Schmidt-Newtone. Korrigeeriv lääts võimaldab kasutada sfäärilist peapeeglit ja vähendab esile tõusvat koomat. Kuid samuti mitteprobleemne Schmidt-plaadi tootmine võib selles süsteemis mõjutada üldist jõudlust. Valgustugevad ja kiired optikad on saadaval.



Schmidt-Newtoni-teleskoobi skeemiline esitus: Erinevalt Newtoni peegeldajast sisaldab see teleskoop Schmidt-plaati esi-objektiivina. See omakorda toimib vaatluspeegli kinnitamisvõimalusena, nii et kinnitusvaiad võivad ära jääda.

Selle Meade Schmidt-Newtone-teleskoobi avamine on 8 tolli (200 millimeetrit) ja 810 millimeetrit fookuskaugust, mis annab "kiire" ava suhtega 1:4. Hästi on näha Schmidt-korrigeeriv lääts, mille keskel on vaatluspeegel kinnitatud. Sellise teleskoobi hind on umbes 715 eurot.

3.4 Maksutov-Newton

Jällegi on Newtoni-refraktor lähtepunktiks, täiendatuna meniskusläätsega teleskoobi sisenemisava korrektuuri jaoks sfäärilise peapeegli piltidefektide parandamiseks. Peamiselt on saadaval seadmed väikese vaatluspeegliga. Need sobivad ideaalselt Kuu ja planeetide kõrge eraldusvõimega piltide jaoks, samas kui vaatluspeegli suuruse tõttu ei suuda need digitaalse peegelkaamera sensorit vignettingu vabalt valgustada.



Maksutov-Newtoni-teleskoobi skeemiline esitus: Meniskuslääts toimib esiobjektiivina, vastasel juhul vastab see põhimõtteliselt Schmidt-Newtoni-teleskoobile.

Selle Intes Micro Maksutov-Newtoni teleskoobil on seitse tolli avamine (180 millimeetrit) ja 1080 millimeetrit fookuskaugust (ava 1:6). Sissevaade on küljelt ja ülevalt (punane nool). Pildistamiseks kõrgekvaliteediliseks optikaks vajab seade umbes 1800 eurot.

Alla Maksutov-Newtoni allapoole esitletud meniski läätse keskele paigutatud väga väike päikesesirm võtab lineaarselt vaid 18 protsenti üldläbimõõdust. Valikuliselt saab seadme tellida ka pimega 1:8, seejärel on päikesesirm veelgi väiksem (13% avausest). Need väikesed päikesesirmid tagavad suurepärase pildikontrasti, kuid ei valgusta isegi digitaalse peegelkaamera sensorit "Crop-Faktoriga". Seega on need spetsialiseerunud Kuu ja planeetide detailsetele jäädvustustele.

Bresserilt pärit Maksutov-Newton näeb välja peaaegu nagu tavaline Newtoni peegelteleskoop, mille päikesesirm tundub õhus hõljuvat, kuna meniski läätse väga efektiivne katmine surub peaaegu kõik valguse peegeldused alla. Sissevaade on – newtonilikult – küljelt (punane nool). Seadmel on umbes 6-tolline ava (152 mm) ja 740 mm fookuskaugus, mis vastab fookuskauguse suhtele 1:5. Hind on umbes 1000 eurot.

Bresseri Maksutov-Newtoni päikesirm on oluliselt suurem kui Intes Micro mudelil. Sellegipoolest õnnestub sellega valgustada APS-C-formaadis sensorid (digitaalne peegelkaamera 1,6x Crop-Faktoriga).

Variantid

Lisaks kirjeldatud ehitustele on veel mitmeid variatsioone, mis peavad olema eksootilised. Paljude nende eesmärk on saavutada kerge modifikatsiooniga peapeegli ja/või päikesesirmi ja/või korrigeeriva läätse pindade kuju parem kujutise kvaliteet võrreldes "eeskuju" omaga.

Üheks näiteks on Meade'i „Advanced Coma-Free“ teleskoobid, mille kujutise kvaliteet oli võrreldes Schmidt-Cassegraini teleskoobiga võimalik suurendada.

Suhteliselt uued turul on Meade'i teleskoobid, mida tootja nimetab „Advanced Coma-Free“ teleskoopideks. Selle arenduse tulemusel ei ole Meadel enam Schmidt-Cassegraini teleskoope turul. Kujutatud on mudel avaga 8 tolli (200 mm). Fookuskaugus on 2000 mm (f/10). Alustada tuleks lühema fookuskaugusega, kuna sellise teleskoobi täpne jälgimine pikkade säriaegadega pole lihtne ülesanne. Toru ilma monteerimata tuleb maksta umbes 1380 eurot.

Siin on vaade Meade'i „Advanced Coma-Free“ teleskoobi eest. Esiläätse võrgutus on väga kõrgekvaliteediline, sest see summutab peaaegu kõik peegeldused – päikesesirm tundub õhus hõljuvat. Näha on ka päikesesirmi ja tagumise peegli justeerimiskruvisid tagantpoolt torus. Päikesesirmi lineaarne läbimõõt moodustab uhked 38% avausest. See varjutab 14% sisenemispupilli pindalast – mõlemad on fotograafilises kasutuses vastuvõetavad.

Katadioptriliste teleskoopide eelised ja puudused punktipaarselt:

• Suletud süsteem, seega väike reostusoht peapeegli jaoks
• Praktiliselt ei esine kromaatilist aberratsiooni
• Ehituse pikkus on oluliselt lühem kui efektiivne fookuskaugus (v.a Schmidt-Newton ja Maksutov-Newton)
• Valguse tähtede ümber ei tekki kiirgust, kuna puuduvad päikesesirmi vardad
• Hea kujutise kvaliteet hoolika valmistamise korral
  
  
• Pikk jahtumisaeg (nt üleandmisel soojast korterist õue)
• Peeglite kohandamine (kollimatsioon) on aeg-ajalt vajalik
• Valguse ja kontrasti kaotus sekundaarpeeglist kiirgusjoonel
• Valguskadu piiratud peegeldusastmega peeglites
• Päikesevaatluste jaoks piiratud kasutus
• Maa pealsetel päevastel vaatlustel (nt linnud) piiratud kasutus
• Suur esiläätse on vastuvõtlik udule
• Suur kaal (eriti Maksutov seadmed)
  
  
  
  Järgmises tabelis on loetletud olulisemad süsteemid ja nende sobivus astrofotograafiaks, kaks refraktorit, reflektorit ja katadiooptrilist süsteemi. Kuna ükski teleskoopitüüp pole kõigiks rakendusteks võrdselt sobiv, sisaldab tabel jaotust erinevate astronoomiliste motiivide järgi.

Soovitus

Faktid on üks asi, arvamused teine. Seetõttu tahaksin subjektiivsest vaatenurgast anda konkreetse soovituse.

Algajatele astrofotograafias, kes on varustatud digitaalse üheobjektiivilise peegelkaameraga ja soovivad teha pika säriajaga ülesvõtteid nõrga valgusega taevakehadest, soovitaksin väikest apokromaatilist refraktori, mille fookuskaugus peaks jääma vahemikku 400 kuni 600 millimeetrit. Nii on täpsuse probleemid järelsuunamise ajal piiratud, võimaldades siiski mitmekesist valikut ahvatlevaid motive (täheparved, gaasipilved, galaktikad). Selline seade on kompaktne ja absoluutselt kerge käsitseda, kui ava on maksimaalselt neli tolli. Vajalikku monteeringut (vt juhend Number 9 seeriast "Astro- ja taevafotograafia") ei pea seoses kaalu ja hinnaga liiga palju silmas pidama. Kui tekib eelarveprobleem, võib poolapokromaatiline või ED-refraktor olla sobiv alternatiiv. Igatahes tuleks enne ostu selgitada, kas teie valitud mudeli jaoks on saadaval töötav väljapildistamisliin.

Barlowi läätse abil saab sellise refraktori efektiivset fookuskaugust pikendada, võimaldades detailseid fotosid Kuu pinnast. Lisaks avaneb võimalus teha valgena valguses või H-alfa valgusega fotosid päikesest kasutades sellist teleskoopi (vt juhend Number 6 seeriast "Astro- ja taevafotograafia").

Kui hiljem, kogunenud kogemustega, on vaja kasutada pikemaid fookuskaugusi (1000 kuni 1500 millimeetrit), on keerulisem konkreetseid soovitusi anda. Pika säriajaga Deep-Sky objektide puhul võib kaaluda Newtoni koma-korrigeerivat peegelteleskoopi, Schmidt-Newtoni või Maksutow-Cassegraini, kui te ei taha tõesti sügavalt taskusse haarata ja soovite oma lahendusena suurt apokromaatilist refraktorit (kuni kuue või seitsme tolli avaga) või Ritchey-Chrétieni peegelteleskoopi.

Kui olete peamiselt huvitatud planeetide fotode ja Kuu detailsetest fotodest, peate kasutama pikki fookuskaugusi, kuid võite eelistada veebi- või videokaamerat (vt juhend Number 14 seeriast "Astro- ja taevafotograafia") digitaalse üheobjektiivilise peegelkaamera asemel. Siis ei ole suuri, eredaid väljapilte nõudvaid nõudeid ja valikuvõimalused muutuvad mitmekesisemaks. Valikusse võivad kuuluda Schmidt-Cassegrain, Maksutow-Cassegrain, Maksutow-Newton ja pikkfokaalne Newtoni peegelteleskoop, igaüks avaga kaheksast neljateistkümneni tolli.

Tänusõnad

Ettevõttele Fernrohrland, Fellbach (www.fernrohrland.de), kuulub minu tänu. Seal sain jäädvustada mitmeid selles juhendis sisalduvaid teleskoobi pilte ja arutada pikaajalisi turuolukordi, ilma milleta see juhend ei oleks täielik.

Kõik hinnangulised hinnad on seisuga aprill 2009.