13. rész - Mely távcsövek alkalmasak az asztronómiai fényképezéshez

A saját igényeinek megfelelő távcsövet kiválasztani a rendelkezésre álló költségvetésből nem könnyű feladat.

13. rész: Mely távcsövek alkalmasak az asztrofotográfiához

Az általános asztronómiával és az asztrofotográfiával kifejezetten foglalkozók előbb-utóbb saját távcsövet szeretnének. Bár a vizuális megfigyelések gyakran már meztelen szemmel vagy távcső nélkül is meglehetősen sikeresek lehetnek, és akár lenyűgöző asztrofotók is készülhetnek távcső nélkül (lásd a Tutoriál sorozat 1-4. részét), de csak egy távcső segítségével lehet hozzáférést kapni a számtalan kisebb és/vagy gyengébben fényes égitesthez.

A távcsövek kínálata hatalmas, kezdetben szinte áttekinthetetlen, a reklámígéretek pedig túlzottak. Ez a Tutoriál ezért azzal foglalkozik, hogy mely távcsövek alkalmasak az asztrofotográfiához, és melyeket lehet ajánlani. Az előre meg kell mondani, hogy nincs olyan „legjobb” távcső minden célra. Az elérhető építési formák és optikai rendszerek mindegyiknek saját előnyei és hátrányai vannak, néhányukat széles körű alkalmazásra meglehetősen jól lehet használni, mások specialisták, csak bizonyos objektumok megfigyelésénél mutatják be előnyeiket. Egy nagy, erőteljes távcső is rossz választás lehet, ha mérete és súlya miatt ritkán használják, mert a kezelése és szállítása túl nagy erőfeszítést és munkát igényel.

Általánosságban elmondható, hogy egy asztrofotográfiához szánt távcsövnél jóval magasabb elvárásoknak kell megfelelnie, mint egy szimpla égboltmegfigyelésre szánt eszköznek. Míg a tiszta átnézéshez a távcsövek alsó árszegmensében is megfelelőek lehetnek, a fotográfiához csak a jobb minőségű, de drágább modelleket lehet választani.

Itt egy válogatás a fontos tényezőkről:

• Képminőség

Az optikai tengelyen minden precíz optikával rendelkező távcső elfogadható képminőséget szolgáltat. A vizuális célokra ez elegendő, de a fotográfiánál fontos, hogy a csillagok az optikai tengelytől távol is élesek legyenek, lehetőleg egészen a képszélekig. Minél nagyobb a használt kamera érzékelőjének mérete, annál nehezebb teljesíteni ezt a feltételt.

• Megvilágított tér

A legtöbb távcső nem képes a „teljes képmezőméretű érzékelőt” (24x36 milliméteres méretűt) vignettálás nélkül megvilágítani; ilyenkor minden képnél sötét sarokok jelennek meg. Még az „APS-C méretű érzékelők” (1,6-szoros vágásfaktor, 15x22 milliméter) esetén is néhány távcső tükrözik ezt a gyengébb teljesítményt.

• Szemlencsekihúzó

Az egydigitális tükörreflexes fényképezőgép (DSLR) használatakor legalább két hüvelyátmérőjű szemlencsekihúzó szükséges. Fontos azonban a szemlencsekihúzó mechanikus kivitele is. Stabilnak kell lennie, hogy a DSLR kapcsolódása után (egy nehezebb, egy szemlencseknél nehéz egyenértékű DSLR-hoz képest) ne legyen dőlése. Az pontos és finom élességállításhoz előnyös a fókuszmechanizmus áttételének.

Stabil 2 hüvelyk átmérőjű szemlencsekihúzóval, áttétellel: A nagy fekete kerék a durva élességállítást szolgálja, az arany pedig tízszeres áttételt biztosít, és finom beállítást tesz lehetővé.

Ez a Meade szemlencsekihúzó is biztosít egy áttételt az élességállításhoz. A kék gyűrű területén továbbá van lehetőség arra, hogy az optikai tengely körül forgassa, hogy beállíthassa a legjobb képet.

Ez a 1,25 hüvelykes szemlencsekihúzó túl kicsi ahhoz, hogy egy digitális tükörreflexes fényképezőgépet csatlakoztasson. A króm megjelenés megtéveszti, hogy teljesen műanyagból készül, és nem felel meg a fotografikus stabilitás követelményeinek.





• Hőmérsékletstabilitás

Egy éjszaka során általában folyamatosan csökken a hőmérséklet. Attól függően, hogy milyen anyagokból készülnek az objektívtartó és a szemlencsekihúzó, a fókuszpont eltolódhat, és gyakran újra kell élesíteni. Nagyobb örömet okoz az eszköz, ahol a fókusz élesítése ritkán vagy egyáltalán nem szükséges, még akkor sem, ha a hőmérséklet csökken.

• Képfelületkiegyenlítés

Az amatőr távcsövek túlnyomó része szenved a képfelületkiegyenlítés problémájától, azaz a fókuszeső síkja nem sík, hanem félgömb alakú. Ez biztosan részleges életlen képeket eredményez a fotókon, attól függően, hogy melyik pontra fókuszál. Minél nagyobb az érzékelő mérete, annál problémásabb lesz. Ennek orvoslására szolgálhat egy olyan képfelületkiegyenlítő lencse, amelyet egy adott optikai rendszerre „számoltak ki”, de nem minden távcsőhöz elérhető.

• Nyílásviszony

A nyílásviszony akkor alakul ki, ha a fókusztávolságot a főlencse vagy a főtükör szabad átmérőjével osztjuk. Az eredmény egy szám, amely megegyezik egy fotóobjektív blendejével. Minél kisebb a szám, annál fényesebb a távcső. A magas fényerő rövid expozíciós időket eredményez, ami nagy előny a gyenge fényű Deep-Sky objektumok fotózásakor. A rövid expozíciós idők miatt a fényerős optikákat "gyorsnak" nevezik, a gyenge fényerejűeket pedig "lassúnak".

• Képhibák (aberrációk)

Csak azok a távcsövek használhatóak fotózáshoz, amelyek képhibái (aberrációk) olyan kicsik, hogy a fotókon alig vagy csak nehezen látszanak meg.

A felbontóképesség és a képesség, hogy minél több fényt összegyűjtsen, kizárólag a távcső objektívének (lencse vagy tükör) szabad átmérőjétől függ, amit az asztronómok Nyílásnak hívnak, és hüvelykben adják meg (1 hüvelyk = 2,54 centiméter). A fotózás szempontjából azonban fontosabb az nyílásviszony, vagyis a blende, mivel ettől függ az eredményezett expozíciós idő. Természetesen: Ha hosszabb gyújtótávolságú "gyors" nyílásviszonyú lencseket szeretnénk, az automatikusan nagy nyílásokhoz vezet.

Itt mindenképpen meg kell jegyezni, hogy a távcső nyílásának növekedésével a távcső ára, tömege és méretei nagyon gyorsan nőnek.





A súly és az ár fejlődése a távcsőnyílás függvényében. A grafika a Meade ACF sorozat alapján készült, de a látható trendek gyakorlatilag minden más távcsőre átültethetők. Abszolút árak és tömegek ebben a megjelenítésben nem szerepelnek és el vannak hagyva.

Ezen követelmények mellett természetesen az egyéni kívánságok és preferenciák is fontosak a távcső kiválasztásakor. Különösen a fókusztávolság és a szenzorméret kombinációja határozza meg az effektív képszöget. Míg kiterjedt égitestek, mint az Androméda-galaxis vagy az Orion-köd már 500 milliméteres fókusztávolságon teljes képrészekben rögzíthetők, kisebb objektumok, mint például a Gyűrűköd vagy egy bolygó, jelentősen hosszabb fókusztávolságot igényelnek.

Lencsék vagy tükrök?

Egy alapvető megkülönböztetés kialakul távcsöveknél, ha az optikai komponenseket vizsgáljuk, amelyek létrehozzák a képet. Ha az objektív csak lencsékből áll, akkor lencsés távcsőről vagy refraktorról beszélünk. Ha kizárólag tükrök szolgálnak objektívként, akkor az egy tükrös teleszkóp vagy reflektor. Ha a képet egyaránt tükrök és lencsék hozzák létre, akkor azt katadioptrikus rendszernek nevezik.

1. A lencsés távcső (Refraktor)

A refraktor leginkább azt mutatja, amit egy laikus elképzel egy távcső alatt: A tubus elülső végén legalább két lencséből álló objektív található, míg a hátsó végén a kamera további optikai elemek nélkül csatlakozik. Egy lencsetávcső így erősen egyszerűsített forma egy fix fókusztávolságú teleobjektívnek. A teleobjektívek azonban bonyolultabbak, így az építési hosszuk rövidebb a hatásos brennweitenél. Ezzel szemben a refraktoroknál ez nem igaz, így az építési hossz a valódi brennweitenél kb. egyenértékű.

A refraktor ábrázolása sémában. Az égi fény balról érkezik, a számlálón elhelyezkedő üveglencsékre esik, és azok ezt a kamerának az érzékelőjén egy fókuszpontban összpontosítják.





A refraktorok szenvednek a kromatikus aberráció problémájától, amely egy színhibává válik, mivel a fény a lencékben hullámhosszfüggően különböző mértékben tör.



A kromatikus aberráció sémája: Egy lencse egyben prizmaként is hat, és szétbontja a fényt alkotó elemi részecskékre. Minden hullámhosszra (=színre) más-más gyújtópont jön létre.



Egy lencse így egyidejűleg prizmaként is hat, szétbontva a fényt spektrális elemi részecskékké. Ennek következménye, hogy a egylencsés objektívnek nincs valódi gyújtópontja, hanem a kék, zöld és vörös színeket különböző ponthelyeken hozza össze; összességében egy "gyújtósor" áll elő. A piros fény hatásos gyújtótávolsága hosszabb az ég, mint a kék fényé. Mind a vizuális megfigyelés, mind a fotográfia számára egy ilyen objektív, amelyet kromátnak neveznek, egyszerűen használhatatlan, mivel az ég körül erősen kiemelkedő, színes fényfoltok miatt az általános minőség elfogadhatatlan. Kromatákat ezért legfeljebb „játéktávcsövekben” találhatunk.

Egy két lencsés objektív által történő javulás akkor érhető el, ha ezek eltérő üvegekből készülnek. Ezzel legalább a három fő hullámhosszból kettő egy fókuszpontban egyesíthető. A harmadik hullámhossz (a gyakorlatban legtöbbször a kék fényé) fókuszpontja azonban továbbra is eltérő, így a fényes csillagoknál a legjobb fókuszálás ellenére zavaróan megjelennek a kék foltok a fotókon. Ezeket a teleszkópfajtákat akromatikusnak vagy Fraunhofer típusú távcsöveknek nevezik és viszonylag kedvező áron kínálják. Fotográfiai célokra azonban nem vagy csak nagyon korlátozottan alkalmasak. Minél fényesebb egy refraktorobjektív, annál nagyobb a kromatikus aberráció hatása.



Egy akromatikus távcső sémája: Két lencse eltérő üvegekből úgy van kombinálva egymással, hogy legalább két fő hullámhossz (itt vörös és zöld) egy közös gyújtópontban egyesül, míg a kék fény továbbra is eltérő fókuszpozíciót mutat.

A Bresser 5 hüvelykes nyílással és beépített képterekkel rendelkező akromatikus refraktora már hatalmas eszköz. A maradék színhibát kék foltok formájában észleljük majd a világos csillagok körül. Ára: 480 euró.

A refraktor objektíve enyhén zöldes bevonattal rendelkezik, amely a fényveszteségeket a reflexió révén minimalizálja. A távcsővége eltávolítása után három pár beállítócsavarral rendelkezik (egy vonó és egy nyomó csavarral). Ennek segítségével az objektívet úgy lehet pozícionálni, hogy az optikai tengely egybeessen a tubus középvonalával. Gyakorlatban az ilyen beállítás nagyon ritkán szükséges lesz. A lencsék enyhén zöldes ragyogása a nagy fényveszteségeket a reflexión keresztül minimalizálja.

A refraktor legtökéletesebb formája az apokromát, ahol egy általában háromlencsés objektív teljesen megszünteti a kromatikus aberrációt vagy legalább annyira csökkenti, hogy a gyakorlatban ez már nem számít. Az egyik lencse egy exotikus és drága üvegből készült, így sikerül a három hullámhosszt egyetlen gyújtópontba összevonni. Ennek eredményeként teljesen színhiba mentes kép alakul ki a világos objektumok szélén zavaró színárnyalatok nélkül. Sajnos az apokromat és a megfelelő melléknév, az apokromatikus névnek nincs ipari normája, tehát olyan eszközök is kaphatók a kereskedelemben, amelyek bár az apokromat nevet viselik, a gyakorlatban azonban még mindig van egy látható csíra a kromatikus aberrációból.



Egy apokromatikus sémája: Egy (általában) háromlencsés objektív praktikusan az összes hullámhosszt egy közös gyújtópontba képes összpontosítani - a színhiba nélküli kép az eredmény. Ehhez az egyik lencsét drága speciális üvegből kell készíteni.

Ez az apokromatikus objektív színhű ábrázolást nyújt, átmenetileg 90 milliméteres. A William Optics a gyártója, az ára meghaladja a 800 eurót.

Az objektív rátekintéséből látható, hogy prémium bevonatot kapott, mivel a lencsék szinte észrevehetetlenek. A fókusztávolság 621 milliméter, az F-ráta 1:6,9.

A LZOS gyártású apokromátok a legjobban korrigált refraktorok közé tartoznak világszerte. Itt látható egy 115 milliméteres nyílással (4,5 hüvelyk) és 805 milliméteres fókusztávolsággal (F-ráta 1:7) rendelkező objektív. Ennek tubusszal és okulárkihúzóval ellátott változatára több mint 3000 eurót kell számítani.

Két Astro-Physics apokromát: A fehér távcső egy 6,1 hüvelykes refraktor (155 milliméteres nyílással) F-rátával 1:7, a kisebb, ráeszkelt teleszkóp pedig egy apokromát, 4,1 hüvelykes nyílással, F-rátával 1:6 (630 milliméteres fókusztávolsággal). Jól látható, hogy milyen különbséget jelent két hüvelykes nyílás méret és tömeg szempontjából.

A több mint 7 hüvelykes apokromátok szinte már nem szállíthatóak. A következő képen látható nagy készülék egy 10 hüvelykes apokromát F-ráta 1:14, a ráeszkelt, kisebb készülék pedig egy 5,1 hüvelykes apokromát F-ráta 1:8. Azok fixen vannak rögzítve a Welzheim csillagvizsgáló kupolájában.

Az achromát és az apokromát között az ED-, Semi-, vagy fél-apokromátokat kell besorolni, melyeknél egyáltalán jobb színkorrekció érhető el egy általában kétes lencsés objektívvel az achromáthoz képest, anélkül hogy egy igazi apokromát tökéletességét elérné.

Ezt az egyik lencse esetén egy speciális üveg használatával érik el. Árban ezek a készülékek meglehetősen érdekesek és néhány modell fotóművészeti teljesítménye is figyelemre méltó.

A fél-apokromátok gyakran "ED" kiegészítést viselnek. A kromatikus aberráció korrekciója sokkal jobb, mint az achromátoknál, de nem éri el egy igazi apokromát tökéletességét. Az ár-érték arány kiegyensúlyozottnak és vonzónak minősül. Ez a 80 milliméteres nyílással és 600 milliméteres fókusztávolsággal rendelkező eszköz már 350 eurótól elérhető:

Ez az ED refraktor 100 milliméteres nyílással (4 hüvelyk) és 900 milliméteres fókusztávolsággal (F-ráta 1:9). Az ára kb. 700 euró.

Rátekintés az (állíthatatlan) fenti ED-60/800 refraktor objektívjére:

Bal oldalt egy Orion-köd felvitele egy achromátussal. Jól láthatóak a világos csillagok körüli kék udvarok, amelyek a korrektálatlan színhiba következményei. Egy fél-apokromát (ED, jobb oldali kép) jelentősen csökkenti ezt az ábrázolási hibát:

A refraktor előnyei és hátrányai a következő területeken találhatóak:

• Egyszerű kezelés
• Az optika beállítása ritkán vagy soha nem szükséges
• Gyors üzemkész állapot hosszú kihűlési idő nélkül
• Legjobb választás a napfotográfiához (lásd az 6-os útmutatót)
• Nem érzékeny az oldalsó becsillanásra
• Nincs akadály a sugarútban egy "fogó" tükör miatt (ld. tükörlátószerek is)
• Magas transzmisszió jelentős fényveszteség nélkül a szóródás és a tükröződés során
• Csillagábrázolás "sugár" nélkül
• A (elméletileg) legjobb lehetséges ábrázolási teljesítmény adott nyílásméret mellett (apokromát)
  
  
• Méret és tömeg hatása hat hüvelykes nyílás esetén vagy nagyobb nehezíti a kezelést
• Chromatikus aberráció az achromátoknál
• Az apokromátok magas ára
• Az 7 hüvelykes vagy nagyobb nyílások csak csillagvizsgálóeszközként praktikusak
  
  

2. A tükörképes távcső (reflektor)

A tükörképes távcső objektíve egy üreget vágott tükörből áll, amelyet egy üres gömb alakú üveg vagy üvegkerámia-anyagba csiszolnak, majd reflektív felülettel látják el. Alaposabb vizsgálat során látható, hogy az építéstől függően a felület kissé eltér a gömbszerű üreg tükrei felületétől.

Mivel a gömbszerű tükör fókusza a sugarútban helyezkedik el, a kamera (legalábbis az amatőr teleszkópoknál) nem helyezhető közvetlenül oda, mert túl nagy részét blokkolná a beáramló fénynek. Ezért a reflektorok rendelkeznek egy második tükörrel, a ún. fogó- vagy másodlagos tükörrel. Ez a főtükör fénysugarait irányítja a tubusból kifelé, ahol összefut a fókuszpontban, és elhelyezi a kamerát.

Mivel a fogótükör helye közvetlenül a sugarútban van, a „fogótükör-pók” tartja, amelyet a tubus belsejének falára rögzítenek. A fogótükör és a "pók" által létrehozott rendszer elengedhetetlen rossznak tekinthető, amelynek következményeit az alábbiakban kell megbeszélni.

Megjegyzendő, hogy a fogótükör a fotón nem látható ismert kép, se éles, se homályos sziluett formájában. Azonban átmérőjének függvényében egy bizonyos részét az eső sugaraknak árnyékolja, ami fényveszteséget eredményez. Ez azonban korlátozott: Még egy olyan fogótükör is, amelynek lineáris átmérője a főtükör átmérőjének 30 százalékát teszi ki, csak a bejövő fény kilenc százalékát zavarja meg az árnyékoló felületével.

A fogótükör második hatása az általános kép-kontraszt csökkentése, amely annál erősebb, minél nagyobb a fogótükör átmérője. Fotogén szempontból ez az hatás elhanyagolható, legfeljebb a bolygók vizuális megfigyelésénél fontosak a kontúrok. A fogótükrötartó pálcák azonban a képeken nyomot hagynak, és ez jelent "sugarakat" a világos csillagok körül.

A merevítő alakzat kétszeresen le van ábrázolva, ahol a második kép az elsőhöz képest 180 fokkal el van tolva. Egy négykarú pók így négy sugárt húz ki a fényes csillagokból, a háromkarú pók pedig hatot.



Egy refraktor „sugarak” nélkül ábrázolja a csillagokat (bal oldal). Egy Newton-reflektor fangtükrös merevítői azonban a csillagfény diffrakciójától sugárokat képeznek (jobb oldal).



Az tükrös távcsövek általában mentesek a kromatikus törésektől, mivel a fény tükrözése független a hullámhossztól.

Három általános tükrös távcső típust fogunk most bemutatni.

2.1 Newton-reflektor

Ennek a típusnak a kisebb eszközei olcsó, gömb alakú főtükröt használnak, míg a nagyobbak parabolikus tükröt, amely eltér a gömb alakjától annak érdekében, hogy javítsák a képminőséget. A fókuszpont elérését megelőzően egy elliptikus, de síkpárhuzamos másodlagos tükrön keresztül 90 fokkal eltereli a fényt a tubus falán lévő lyukon keresztül. Ez azt jelenti, hogy a bepillantási pozíció vagy a kamera pozíciója a távcső oldalán található, kezdetben kissé szokatlan konfiguráció. Mivel ezen a típusú távcsöveknél csak egyetlen felület van optikailag hatékony, relatív olcsón előállíthatók.

A fotózásra nagyobb fangtükrös modellek alkalmasabbak, mint a kisebbek, hogy a nagyobb érzékelőket is a képmező sarkainál megvilágítsák. Ilyenkor „fotó-optimalizált” Newton-távcsőkről vagy egyszerűen „fotó-Newton”-ról beszélünk. Newton-ok nagy átmenettel és „gyors” fényerővel gyárthatók, azonban a rendszeres hibákat, azaz a kép hibát, a kép optikai tengelyétől távol látható, ami a képszélen kometaszerűen eldeformált csillagokkal jelentkezik. Ennek megoldására az okulárkiegészítőben egy további lencsetömb, azaz egy komakorrektor szolgál.



Sémás ábrázolása egy Newton-reflektornak: A bal oldalról beérkező fény először a üreges tükrön találkozik, amely általa összegyűjtve és a fókuszpont elérését megelőzően egy 45 fokkal dőlt fangtükrön keresztül egyenesen a tubusból kivezetve.

A bepillantás egy Newton-reflektor esetén a távcső elülső végén található (piros nyíl).

Blikk a nyitott Newton-reflektor irányába. Látható a fangtükör, amely négy vékony mereítőn van felfüggesztve. Messze hátul látható a főtükör. Jobbra felfele áll az okulárkiegészítő.

Egy fotógrafikusan optimalizált Vixen Newton-reflektor. Ismét az okulárkiegészítő, amelyhez a kamera csatlakozik, egy piros nyíllal van jelölve. Ennek az eszköznek 8 hüvelyk (200 milliméter) a nyitása és 800 milliméter a fókusztávolsága, ami egy „gyors” 1:4-es fényességviszonyt eredményez. A távcsöp ára körülbelül 1100 euró, ha nincs hozzá tartozó állvány.

A Vixen foto-Newton-reflektor nyitásába való bepillantás azt mutatja, hogy a fangtükörnek viszonylag nagy átmérője van, hogy a nagyobb érzékelőket is megvilágítsa. A mereítők, amelyeken a fangtükör függ, eléggé vastagok, de ugyanakkor megfelelően stabilak is.

Egy nagyon egyszerűen összeszerelhető változatát a Newton-reflektornak „Dobson-távcső”-ként ismerik. Az összeszerelés miatt az ilyen típusú eszközök fotográfiai célokra nem alkalmasak.



Vizuális célokra nagy népszerűségnek örvend a „Dobson”-távcsövek. Ezek nagyon egyszerűen összeszerelt Newton-reflektorok, de az összeszerelés miatt nem alkalmasak hosszú expozíciós idővel készített asztrofotókhoz.

2.2 Cassegrain-reflektor

Ebben a típusban a főtükör parabolikus alakú. A fangtükör azonban nem, mint a Newtonnál, sík, hanem konvex-hiperbolikus (tehát optikailag hatékony), és úgy van elhelyezve, hogy visszavetítse a sugarak kötegét a főtükör felé. Ez középen át van átszúrva, így az okulár vagy a kamera a tubus hátulsó végére van rögzítve. A bepillantási pozíció így megegyezik a refraktoréval.



Sémás ábrázolása egy Cassegrain-reflektornak: A főtükör (jobb oldalon) a beérkező fényt a másodlagos tükörre (bal oldal) összpontosítja. Ez átvissza a fénysugarat a főtükör központi furatán keresztül, ahol a végén kívül a tubusban egy pontban összpontosul.

A Cassegrain-reflektor okulárkiegészítője, amelyhez egy kamera is csatlakoztatható, a távcsőnézés irányában a tubus hátsó részén található (piros nyíl).





A Cassegrain-reflektorok már csak elvétve vannak kaphatóak. Képmezőjük görbült, és a kép optikai tengelyétől távolabb hibákat mutat, többek között a Komat. Ezeket csak egy megfelelő korrigálótól egy hangolt lencsetömbből eredő hibákkal lehet oly mértékben csökkenteni, hogy abból egy fotográfiailag használható távcső legyen, megfelelően nagy képmezővel egy digitális tükörreflexes fényképezőgép szenzorformátumához.

2.3. Ritchey-Chrétien-típus

Nagyon hasonlít a Cassegrain-típushoz, azonban két hiperbolikus tükröt használ, egyet a főtükörhöz és egyet a fényszerzőhöz. Ezzel a Cassegrain-kóma kiküszöbölhető, azonban a képmeződomboltságot továbbra is egy korrigátor lencsével kell kezelni. Ennek a típusnak a jó képminőségét egészen a nagy felvételszenzorok sarkaiig szállítja. Ez lehet az oka annak, hogy több a Földön található legnagyobb távcső és a Hubble Űrtávcső is Ritchey-Chrétien típusúak.

Ezek a fotográfiai igényekhez teljesen optimalizált eszközök időnként "Asztrográfok" néven ismertek. A Ritchey-Chrétien távcsöveket általában csak nagy átmérővel gyártják, és viszonylag drágák. Ezekért az okokért ezek a típusok általában az elhivatott amatőröknek szólnak.

A Ritchey-Chrétien-típusú távcsövek rajza: Az optikai út teljesen azonos egy Cassegrain-típusú távcsőével; csak a két tükörnek kissé eltérő felületi formája van, így a képhibák az optikai tengelytől távolabb jobban korrigálhatók:

Egy 20 hüvelykes (50 centiméteres) átmérőjű Ritchey-Chrétien-típusú távcső már szinte profi felszerelésnek számít. Az önmagában a távcső ára 46000 euró, a fejrész nélkül, az RCOS-tól, az Egyesült Államokból.

A reflektortávcsövek előnyei és hátrányai a következőképpen összefoglalhatók:

• Nagy átmérők viszonylag alacsony beszerzési költségekkel (Newton)
• Nincs kromatikus aberráció
• Néhány esetben fényerős változatok elérhetők (Newton)
• Közepes kihűlési idők egy előrefelé nyitott tubus miatt
• Nagyon magas képminőség nagy felvételszenzorokhoz (Ritchey-Chrétien képmegtisztító lencsével)
• Az effektív gyújtótávolságnál jelentősen rövidebb felépítés (Cassegrain, Ritchey-Chrétien)
  
  
• A nyitott tubus miatt kosz juthat a főtükörre
• A tükrök beállítása (kollimáció) időről időre szükséges
• Fény- és kontrasztvesztés a másodlagos tükör miatt az optikai úton
• Fényvesztés a tükrök korlátozott reflexiós szintje miatt
• Nap megfigyelésekor korlátozottan használható
• Földi megfigyelések napközben (pl. madarak) korlátozottan használhatók
• Fényes csillagok körül sugárzás a fényszerző rácsoktól
  
  
  
  Három csavarpár (egy-egy nyomó- és húzócsavar) lehetővé teszi a főtükör finombeállítását egy Newton-reflektornál. A kép a tubus hátoldalát mutatja.
  
  
  
  

További három csavarral a fényszerzőtükör optimális pozícióba lehet hozni egy Newton-reflektornál. Egy Newton-távcső optikai beállítása nem ördöngösség, viszont meg kell tanulni.

3. A katadioptrikus rendszer

A katadioptrikus távcsövek tükröket és lencséket használnak a képek létrehozásához, azonban a Newton- és Cassegrain-reflektor típusokon alapulnak. Az ötlet mögött, hogy egy további lencsetagot a távcső bejárósugaránál, azaz a belépési pupilla területén alkalmazzon, az áll, hogy a képminőséget az optikai tengelytől távolabb is javítsa, gyakran kombinálva egy egyszerűbb, és ezáltal olcsóbban előállítható főtükör felületi formával. Az alkalmazott lencsetag egy eredményező kromatikus hosszhibát eredményez, ami azonban - egy achromatikus refraktorhoz viszonyítva - minimális és gyakorlatilag észrevétlen. Ha az extra bevezetett lencse vékony és aszférikusan csiszolt, ezt „Schmidt-lemeznek” nevezik, és a távcső elnevezése előtt „Schmidt-” előtaggal jelölik. Ha a lencse inkább vastag, gömbölyded meniszkusz-elem, akkor „Maksutow-távcsöpről” beszélünk.

A lencse a másodlagos tükör rögzítésére is szolgál, így a fényszerző tartó nem szükséges, és nem is keletkeznek sugárjai a fényes csillagoknál.

3.1. Schmidt-Cassegrain

A felépítése nagyjából megegyezik egy Cassegrain-reflektorral, ám egy aszférikus Schmidt-lemez is hozzá van adva. Ez lehetővé teszi, hogy a főtükör gömbölyded (gömb) alakú legyen, így olcsóbban gyártható. Ugyanakkor a kóma csökken, aminek elméletileg jó képalkotási teljesítmény a következménye. Sajnos az aszférikus Schmidt-lemez gyártása problémás. Nem mindig sikerül a kívánt pontossággal, így néhány Schmidt-Cassegrain távcső effektív teljesítménye elmarad a várakozásoktól. Ennek ellenére ez a távcsőtípus hosszú ideig nagyon népszerű volt az amatőrök körében, mert viszonylag nagy nyílásokat és gyújtótávolságokat lehet elérni mérsékelt méretű távcsővel. Sok modell másik problémája, hogy nem sikerül megbirkózni a digitális tükörreflexkészülékek nagy érzékelőinek megvilágításával - erős vignettálások sötét képszélek formájában homályosítják a képet.



Schmidt-Cassegrain távcső rendszer sémája: A különbség a Cassegrain-reflektorhoz képest az előlaplencse, amit Schmidt-lemeznek neveznek. Aszférikusan van formázva, és lehetővé teszi a preiswerteik tükrök használatát, valamint a képhibák korrigálását az optikai tengelytől távol.

Celestron a Schmidt-Cassegrain-távcsövek leghíresebb gyártója. Az itt látható modell 8 hüvelyk (200 milliméter) nyílással és 2000 milliméteres fókusztávolsággal rendelkezik, azaz 1:10 rekeszértékkel. A viszonylag nagy felvevő tükör a Schmidt-lemezen van rögzítve, így a tartópálcák feleslegessé válnak. Az alapsíkon tükrözött Schmidt-lemezen a főtükröt lehet látni. A szerelvény nélküli tubus kb. 1150 euróba kerül.

Ezen a távcsőn csak a felvevő tükör állítható be. Miután eltávolítják a központi védőburkolatot, megjelennek a megfelelő beállítócsavarok.

3.2 Makszutov-Cassegrain

Ez az elvben megegyezik a Schmidt-Cassegrain-elvvel, csak éppen a Schmidt-lemezzel szemben egy meniszkuszlencse található. Az összes felület gömb alakú, tehát olcsón és nagy pontossággal lehet őket gyártani. A másodlagos tükör egy bevonattal ellátott felületből áll a Meniskusz-lencse hátoldalán. Az optikai elv lehetővé teszi a magas képminőséget, és különösen nagyon kompakt, kisebb távcsövekben, valamint néhány fényképezőobjektívben talál alkalmazást. A növekvő nyitással a Makszutov-Cassegrain-távcső a vastag Meniszkusz-lencse miatt eléggé nehezé válik.

A "lassú" rekeszértékek miatt a halvány Deep-Sky objektumokat hosszú ideig kell exponálni. Az előnyeit a Makszutov-Cassegrain különösen a Hold és a bolygók fotózásában mutatja meg.



A Makszutov-Cassegrain-távcső ábrája: A sugárirány megegyezik a Schmidt-Cassegrainéval, csak éppen a Schmidt-lemez helyett egy gömb alakú meniszkuszlencse van, amelynek hátoldalára a felvevő tükör van felgőzölve.

Ez a könnyedén kezelhető Meade Makszutov-Cassegrain-távcső 5 hüvelykes nyílással (pontosan 127 milliméter) és 1800 milliméteres fókusztávolsággal rendelkezik, azaz 1:15 rekeszértékkel eléggé fénygyenge. A Hold és a bolygók különösen alkalmas célpontok egy ilyen optika számára. Sajnos ez a távcső csak a villa-szerelvénnyel együtt kapható; az ára akkor 900 euró.

Az elöl nézve a Makszutov-Cassegrain-távcső a bevonatos meniszkuszlencsét mutatja, melynek hátoldalán a felvevő tükör van felgőzölve, itt jól látható, mint tükörlő, világos korong.

3.3. Schmidt-Newton

A sugárirány lényegében megegyezik egy Newton-reflektoréval, csak éppen a távcső bejutási nyílása területén egy korrigáló lencse található. Sok minden, amit a Schmidt-Cassegrainről elmondtak, igaz a Schmidt-Newtonra is. A korrigáló lencse lehetővé teszi egy gömb alakú főtükör használatát és csökkenti a kómai hibát. Azonban a nem túl egyszerű Schmidt-lemez készítése is befolyásolhatja az általános teljesítményt ebben a rendszerben. Lágy, fertőző optikák elérhetők.



A Schmidt-Newton-távcső ábrája: Ezen a távcsőn a Schmidt-lemezt használják előlencsének. Ez szolgál továbbá a felvevő tükör rögzítésére, így a tartópálcák eltörölhetők lehetnek.

Ez a Meade Schmidt-Newton-távcső 8 hüvelyknyi nyílással (200 milliméter) és 810 milliméteres fókusztávolsággal rendelkezik, ami 1:4 "gyors" rekeszértékkel számolandó ki. Jól látható a Schmidt-korrigáló lencse, ahol a felvevő tükör van rögzítve. Az ilyen távcső ára körülbelül 715 euró.

3.4 Makszutov-Newton

Ismét Newton-reflektorként szolgál alapul, kiegészítve egy meniszkuszlencsével a gömb alakú főtükrök képhibáinak korrigálására az bejutási nyílás területén. Főként nagyon kicsi felvevő tükrű eszközök érhetők el a kereskedelemben. Ezek ideálisak kizárólag a Hold és a bolygók magas felbontású felvételeihez, míg a nagy felvevő tükör mérete miatt nem alkalmasak a digitális tükörreflexes kamera érzékelőjének vignettering mentes megvilágítása.



A Makszutov-Newton-távcső ábrája: Egy meniszkuszlencse szolgál előlencsének, különben lényegében a Schmidt-Newton-távcsővel megegyező.

Ez az Intes Micro Makszutov-Newton-távcső hét hüvelyknyi nyílással (180 milliméter) és 1080 milliméteres fókusztávolsággal (1:6 rekeszérték) rendelkezik. A betekintés oldalról és felülről (piros nyíl). A képen látható berendezés körülbelül 1800 euróba kerül először osztályú optikával.

Az alább bemutatott Maksutov-Newton fényképező objektív lencséje közepén rendkívül kicsi a fókusz tükröződése, ami csak a teljes átmérő 18%-át teszi ki lineárisan. Opcionálisan kérhető a berendezés 1:8-as rekeszértékkel is, ekkor a fókusz tükröződése még kisebb (az átmérő 13%-a). Ezek a kis fókusztükrök bár kiváló képkontrasztot biztosítanak, de még egy digitális tükörreflexes kamera érzékelőjét sem verik ki 'Crop-Faktor'-ral. Ezért ezek a szakértők a Hold és a bolygók részletes felvételeihez készültek.

A Bresser Maksutov-Newtonja majdnem úgy néz ki, mint egy normál Newton-tükör, amelynek fókusz tükröződése úgy látszik, mintha a levegőben lebegne, mert a nagyon hatékony lencsevédő bevonat majdnem teljesen elnyomja a fényvisszaverődéseket. A betekintés oldalról (piros nyíl) történik – tipikusan Newton módra. Az eszköz körülbelül 6 hüvelyk (152 milliméter) átmérőjű és 740 milliméteres fókusztávolságú, ami 1:5-ös rekeszarányt jelent. Az ára körülbelül 1000 euró.

A Bresser-Maksutow-Newtons fókusz tükröződése sokkal nagyobb, mint az Intes Micro modellé. Azonban ennek köszönhetően az APS-C méretű érzékelők bevilágítása (digitális tükörreflexes kamera 1,6-os 'Crop-Faktor'-ral) megvalósul.

Változatok

A leírt konstrukciók mellett létezik még sok exotikus változat, melyeket különlegesen kell tartani. Ezek közül sok a fő- és/vagy a fókusz tükröződésének és/vagy a korrektor lencsének a felület kialakításának enyhe módosításával még jobb képalkotást ígérnek a „vázlat”-hoz képest.

Egy ilyen példa a Meade „Advanced Coma-Free” távcsövek, melyek képalkotása javítható volt egy Schmidt-Cassegrain-hoz képest.

Viszonylag új tételek a Meade által gyártott távcsövek, melyeket Meade „Advanced Coma-Free” távcsőknek neveznek. Ennek a fejlesztésnek köszönhetően a Meade-nek nincs több Schmidt-Cassegrain távcsöve a kínálatában. Az ábrázolt modell 8 hüvelykes átmérőjű (200 milliméter). A fókusztávolság 2000 milliméter (1:10 rekeszarány). Kezdetben kisebb fókusztávolsággal kellene kezdeni, mert ezeknek a távcsöveknek a pontos követése hosszú expozíciós idők esetén nem egyszerű feladat. A cső nélküli tubusért körülbelül 1380 eurót kell fizetni.

Elöl nézve a Meade Advanced Coma-Free távcsövet. A frontlencse bevonata nagyon magas minőségű, mivel szinte minden tükröződést kikapcsol – a fókusz tükröződése úgy tűnik, mintha a levegőben lebegne. Láthatók a fókusz tükröződésének és a főtükör mögötti főtükör beállító csavarok. A fókusz tükröződésének lineáris átmérője a megnyitás 38%-a. Árnyékolja az objektívlencse felületének 14%-át – mindkettő elfogadható a fényképezési alkalmazásokban.

A katadioptrikus távcsövek előnyei és hátrányai szempontok szerint:

• Zárt rendszer, ezáltal minimális szennyeződési veszély a főtükör számára
• Majdnem semmilyen kromatikus aberráció
• Az építési hossz jelentősen rövidebb, mint az effektív fókusztávolság (kivéve a Schmidt-Newton és a Maksutow-Newton)
• Nincs sugárképződés a fényes csillagok körül, mert nincsenek fókusz tükröződés tartók
• Magas képminőség gondos előállítás esetén
  
  
• Hosszú kihűlési idők (pl. a fűtött lakásból a szabadba szállítás után)
• A tükrök igazítása (kollimálás) időről időre szükséges
• Fénnyel- és kontrasztvesztés a másodlagos tükrön az útban
• Fénvesztés a tükrök korlátozott visszaverődési aránya miatt
• Napmegfigyelésekre csak korlátozottan használható
• Földi megfigyelésekre nappal (pl. madarak) csak korlátozottan használható
• Nagy méretű előlencse hajlamos a páralecsapódásra
• Nagy súly (különösen a Maksutow-eszközök)
  
  
  
  Az alábbi táblázatban felsoroljuk a legfontosabb rendszereket és azok alkalmasságát az asztrofotográfiára, két-két refraktor, reflektor és katadioptrikus rendszer. Mivel nincs olyan távcsőtípus, amely minden alkalmazásra azonosan jó lenne, a táblázatot az eltérő csillagászati témák szerint tagoljuk.

Ajánlás

Tények egy dolog, vélemények egy másik. Ezért szubjektív szemszögből szeretném megosztani konkrét ajánlásomat.

Az asztrofotógráfiába belépők számára, akik digitális tükörreflexes fényképezőgéppel rendelkeznek, és hosszú expozíciós felvételeket szeretnének készíteni fénygyenge égi objektumokról, egy kis, apokromatikus refraktort ajánlanék, melynek fókusztávolsága 400 és 600 milliméter között kellene legyen. Ezáltal a követési problémák a felvételi idő alatt minimálisak maradnak, ugyanakkor számtalan vonzó motívum (csillaghalmazok, gázfelhők, galaxisok) mégis elérhető. Egy ilyen eszköz kompakt és könnyen kezelhető, ha az átmérője legfeljebb négy hüvelyk. A szükséges szerelvény (lásd a ,,Astro- és égboltfotózás” 9. részének útmutatóját) súlyra és árra vonatkozóan szintén elfogadható keretek között marad. Ha anyagi gondok merülnének fel, egy félapokromatikus vagy ED-referátor lehet egy használható alternatíva. Mindenképpen tisztázni kell vásárlás előtt, hogy az Ön által választott modellhez elérhető-e egy megfelelő szívóterelő lencse.

Egy Barlow-lencse segítségével az ilyen refraktor effektív fókusztávolsága meghosszabbítható, lehetővé téve a részletek gazdag felvételeit a Holdról. Emellett lehetőség nyílik a Nap fehér fényű vagy H-alfa fényű fotóira is egy ilyen távcsővel (lásd a „Astro- és égboltfotózás” 6. részének útmutatóját).

Ha később, szerzett tapasztalattal, hosszabb fókusztávolságok (1000 és 1500 milliméter) kerülnek alkalmazásra, akkor nehezebb konkrét ajánlásokat tenni. A hosszú expozíciós idővel rendelkező mélyég-objektumokhoz egy Newton-reflektor Koma-korrektorral, Schmidt-Newton vagy Maksutov-Cassegrain távcső jöhet szóba, ha nem kíván sokat költeni, és a végső megoldásként egy nagy átmérőjű apokromatikus refraktort (akár hat vagy hét hüvelykig) vagy egy Ritchey-Chrétien-reflektort szeretne beszerezni.

Ha főként érdeklődik a bolygók fotói és a Hold részletes felvételei iránt, hosszú fókusztávolságra lesz szüksége, és talán inkább webkamerával vagy videokamerával (lásd a „Astro- és égboltfotózás” 14. részének útmutatóját) kíván dolgozni digitális tükörreflexes fényképezőgép helyett. Ekkor nem szükséges egy nagy, megvilágított képterület, és a választék sokszínűbbé válik. Ebben az esetben egy Schmidt-Cassegrain, Maksutov-Cassegrain, Maksutov-Newton vagy hosszúfókusztávú Newton-reflektor jöhet szóba, mindegyik nyolctól tizennégy hüvelyk átmérőig.

Hálás köszönet

A Fernrohrland, Fellbach céget (www.fernrohrland.de) illeti köszönetem. Ott lehetőségem volt számos ebben a bemutatóban található távcső képet készíteni, és hosszú beszélgetések során megvitatni a jelenlegi piaci helyzetet, ami nélkül ez a bemutató nem lenne teljes.

Az összes árkategória a 2009. áprilisi állapotnak felel meg.