No bagātīgā piedāvājuma izvēlēties sev piemērotu teleskopu saskaņā ar pieejamo budžetu nav viegls uzdevums.
Nodaļa 13: Kādi teleskopi ir piemēroti astrofotogrāfijai
Cilvēks, kas interesējas par astronomiju vispārīgā un astrofotogrāfiju īpaši, agrāk vai vēlāk izjutīs vēlmi pēc savas teleskopa. Lai gan vizuālās novērošanas jau ir iespējamas ar neapbruņotu aci vai binokli, un pat iespaidīgas astrofoto uzņemšanas ir iespējamas arī bez teleskopa (skatīt šīs norādes daļas 1 līdz 4), tiek nodrošināta piekļuve vairākiem mazākiem un/vai mazāk spīdīgiem debesu objektiem tikai caur teleskopu.
Teleskopu piedāvājums ir milzīgs un sākumā šķiet neaptverams, reklāmas solījumi ir pārspīlēti. Šis pamācību materiāls tādēļ nodarbojas ar jautājumu, kādi teleskopi ir piemēroti astrofotogrāfijai un ko var ieteikt. Lai to priekšroču, jāpasaka: Universāla "labākā" teleskopa nav. Pienācīgi ņemot vērā piedāvāto konstrukciju un optiskos sistēmas, katrai ir specifiskas priekšrocības un trūkumi, daži var tikt izmantoti plašām pielietošanas jomām, bet citi ir speciālisti un izceļas tikai specifisku objektu novērošanā. Un pat liels, jaudīgs teleskops var būt nepareiza izvēle, ja tā lielums un svars veicina retu izmantošanu, jo lietošana un transports prasa daudz laika un pūļu.
• Attēla kvalitāte
• Temperatūras stabilitāte
Parasti naktī temperatūra nepārtraukti pazeminās. Atkarībā no materiāliem, kas izmantoti cievku un okulāra izmistam, fokusa punkts var nobīties, un bieži jāfokusē pārbaudēm. Lielāks prieku sagādā ierīce, kurai bieža fokusa pielāgošana, neskatoties uz nokrišņu temperatūru, ir reta vai tikai retos gadījumos nepieciešama.
• Bildekopēšana
Lielākā daļa amatieru teleskopu optisko sistēmu cieš no bildekopēšanas, kur asums nav plakne, bet puslode. Tas neatkarīgi no tā, uz ko tiek fokusēts, neizbēgami rada daļējus nešķīršanas uz attēliem. Jo lielāks ir uztverošais sensors, jo problēmātiskāks tas kļūst. Īpaši izveidojot bildes, kas paredzētas noteiktai optiskai sistēmai, "izdomātais" bildekopētājs nodara labumu, bet tas nav pieejams visiem teleskopiem.
• Atvērtības attiecība
Atvērtības attiecība tiek noteikta, dalot fokusa attālumu ar objektīva atvēršanos, neseredzētā līnija vai galvenpeiķis. Rezultāts ir skaitlis, kas ir identisks fotokameras diafragmas skaitlim. Jo mazāks ir skaitlis, jo gaismas caurlaides teleskops ir spilgtāks. Liela gaisma nozīmē īsas ekspozīcijas laiki, kas ir liela priekšrocība, fotografējot gaismas nepietiekamus debesu objektus. Īsajiem ekspozīcijas laikiem gaismas caurlaidīga optika arī ir dēvēta par "ātru", bet ar zemu izgaismoto par "lēnu".
• Attēla kļūdas (Aberrācijas)
Fotogrāfiski labvēlīgi ir tikai teleskopi, kuru attēlošanas kļūdas (Aberrācijas) ir tik mazas, ka tās nav redzamas vai tikai ar grūtībām atpazīstamas attēlos.
Uzšķirspēja un spēja savākt pēc iespējas vairāk gaismas atkarīga tikai no teleskopa objektīva (lēcas vai spoguļa) brīvā diametra, kas astronoma apzīmēts kā Atvērums un norādīts collās (1 colla = 2,54 centimetri). Kanoniskai fotogrāfijai tomēr ir svarīgāka atvēršanās attiecība, tātad diafragma, jo no tās ir atkarīga rezultējošā ekspozīcijas laiks. Protams: Ja vēlaties ilgākas gaismas distances ar "ātra" atvēršanās attiecību, tās pēc būtības ir lielas atvēršanas.
(Izsekojot) šajā brīdī noteikti jārisina fakts, ka (teleskopa) cena, svars un izmēri ar pieaugošo atvēršanu ļoti ātri pieaug
Linzes vai spogulis?
Pamatīga atšķirība starp tālredzeniem rodas, kad tiek izskatītas optiskās komponentes, kas veido attēlu. Ja objektīvs sastāv tikai no lēcām, tad šo sauc par lēcutes tālredzi jeb refraktoru. Ja objektīvā tiek izmantoti tikai spoguļi, tad tas ir spoguļtālredzētājs jeb reflektors. Ja attēlu izveido gan spoguļi, gan lēcas, tad par to runā kā par kadiodioptisku sistēmu.
1. Lēcutes tālredzis (refraktors)
Refraktors vislabāk atbilst tam, ko nezinātājs iedomājas par tālredzi: Tā tubusa priekšgalā ir objektīvs no vismaz divām lēcām, kamēr aizmugurē kamera tiek pieslēgta bez papildu optiskajiem elementiem. Lēcuteleskops ir stipri vienkāršota formas fiksētas fokusa teleobjektīva versija. Tomēr teleobjektīvi ir sarežģītāk konstruēti, tāpēc to būvlūzums ir īsāks nekā efektīvā fokusa attālums. Refraktoriem tas nav raksturīgs, tāpēc būvlūzums aptuveni atbilst faktiskajam fokusa attālumam.
Refraktora shēmatiska attēlojums. Zvaigžņu gaismas krīt no kreisās puses, sasniedz stikla lēcu objektīvu un tiek koncentrēta uz kameras sensoru vienā degunpunktā.
Refraktori cieš no hromātiskās aberrācijas, parādības, kad gaisma lēnā notrūkstas atkarībā no tās viļņu garuma.
Broņ 5 collu atverumu, integrētai attēla lauku taisnošanas lēcai. Atlikušais krāsu defekts izpaudīsies kā zilas alas ap spilgtajām zvaigznēm. Cenas ziņā: 480 eiro.
Ahromātisks refraktors | |
Tipiskie atverumi | 3 līdz 6 collas |
Tipiskie atveru līdzekļi | 1:5 līdz 1:11 |
Ražotāji (piemēri) | Vixen, Meade, Bresser, Skywatcher |
Cenrādis (aptuveni) | 150 līdz 900 eiro |
Vrā piemērpilnākais refraktora veids ir apohromāts, kurā lielā mērā trīs linsu objektīvs nodrošina pilnīgu hromātiskās aberrācijas izslēgšanu vai vismaz tās ļoti lielu samazinājumu, tā ka praksē tā neuztrauc. Bezmaksas gaisa zonas no formu lāstekas un ūdens līkšana. Kaut gan apohromāta un atbilstošais ģeogrāfiskās platuma apohromātisks bieži nepakļaujas rūpnieciskajai normai, tāpēc tirgū var būt ierīces, kas, lai arī nes mīna nosaukumu apohromāts, praksē tomēr parāda skaidri manāmu hromātisko aberrācijas paliekas.
Schematisks apohromāta attēlojums: Triju lēcu objektīvs ir spējīgs praktiski visus viļņu garumus apvienot vienā kopējā degunpunkta– tā rezultātā attēls be kārem krāsu kļūdām. Vienu lēcu ir jāizgatavo no dārga speciālas stikla šķirnes, lai tas izdotos būt.
Šis galvenokārt krāsu attēlojošais apokromāts ir 90 milimetri. Ražotājs ir William Optics, tā cena pārsniedz 800 eiro.
Objektīva skatiens atklāj augstvērtīgu pārklājumu, jo lēcas ir gandrīz nemanāmas. Fokusa attālums ir 621 milimetrs, atvēruma attiecība ir 1:6,9.
LZOS ražotāja apokromāti ir vieni no labāk koriģētajiem refraktoriem pasaulē. Redzams objektīvs ar 115 milimetru atvēršanu (4,5 collas) un 805 milimetru fokusa attālumu (atvēruma attiecība 1:7). Kopā ar cauruli un okulāru ir jāiegulda vairāk nekā 3000 eiro.
Divi Astro-Physics apokromāti: Baltais teleskops ir 6,1 collu refraktors (155 milimetru atvērums) ar atvēruma attiecību 1:7, bet mazākais, uzmontētais teleskops - apokromāts ar 4,1 collas atvērumu un atvēruma attiecību 1:6 (fokusa attālums 630 milimetri). Redzams, kā divu collu atvēruma atšķirības ietekmē izmēru un svaru.
Refraktori ar vairāk nekā 7 collu atvēršanu ir gandrīz nepārvietojami. Lielais ierīci nākamajā attēlā ir 10 collu apokromāts ar atvēruma attiecību 1:14, bet mazākais uzmontētais ierīci ir 5,1 collu apokromāts ar atvēruma attiecību 1:8. Šie ierīces ir pastāvīgi uzstādīti Welzheim novērojumu kupolā.
Apokromātiskais refraktors (Apo) | |
Tipiski atvērumi | 2,5 līdz 8 collas |
Tipiskas atvēruma attiecības | 1:5 līdz 1:8 |
Ražotāji (piemēri) | LZOS, Astro-Physics, Takahashi, TEC, William Optics |
Cenu diapazons (apmēram) | 800 līdz 25 000 eiro |
Starp akromātu un apokromātu ir jāierindo pusapokromāti jeb ED-, semi- vai pusapokromāti, kuros, izmantojot parasti divu lēcu objektīvu, tiek panākta redzami labāka krāsu korekcija nekā ar akromātu, nesasniedzot īstu apokromāta perfekciju.
Tas ir iespējams, izmantojot īpašo stiklu vienai no divām lēcām. No cenas viedokļa šīs ierīces ir diezgan interesantas, un dažu modeļu fotogrāfiskais sniegums ir ievērības cienīgs.
Pusapokromāti bieži tiek papildināti ar "ED" papildinājumu. Krāsu aberācijas korekcija ir ievērojami labāka nekā akromātiem, nesasniedzot īsto apokromāta perfekciju. Cenu un veiktspējas attiecība var tikt nosaukta par līdzsvarotu un pievilcīgu. Šī ierīce ar 80 milimetru atvēršanu un 600 milimetru fokusa attālumu jau ir pieejama no 350 eiro:
Šim ED refraktoram ir 100 milimetru atvērums (4 collas) un 900 milimetru fokusa attālums (atvēruma attiecība 1:9). Tā cena ir apmēram 700 eiro.
Skatīt (neiestrādājamo) Šī augšā redzamā ED-60/800 refraktora objektīvu:
Pa kreisi attēls ar Oriona miglu, ko parāda akromāts. Skaidri redzami zilie rāmi ap gaismas punktiem kā krāsu aberācijas rezultāts. Pusapokromāts (ED, labajā attēlā) ievērojami samazina šo attēlojuma kļūdu:
Pusapokromātiskais jeb ED refraktors | |
Tipiski atvērumi | 2,5 līdz 5 collas |
Tipiskas atvēruma attiecības | 1:5 līdz 1:7,5 |
Ražotāji (piemēri) | Skywatcher, William Optics, Meade, Astro-Professional, Teleskop-Service |
Cenu diapazons (apmēram) | 260 līdz 1 500 eiro |
Refraktora priekšrocības un trūkumi ir šādi:
- Vienkārša lietošana
- Optikas regulēšana reti vai nekad nav nepieciešama
- Ātra gatavība lietošanai bez ilgas atdzišanas laika
- Apgaismojuma fotogrāfēšanas labā izvēle (sk. Pamācību Nr. 6)
- Nedaudz jutīgs pret sānu iekļūstošo izkliedēto gaismu
- Nav šķēršļu starp gaismas ceļu, izmantojot aizmugurējo spoguli (sk. arī Spoguļteleskopi)
- Augsta caurlaidība bez būtiska gaismas zuduma sakarā ar izkliedi un atspīdumu
- Zvaigžņu attēlojums bez “stariem”
- (Teorētiski) labākā attēlojuma veiktspēja pie dota atvēruma (apokromāts)
- Izmēri un svars no sešiem collu atvērumiem sarežģī lietošanu
- Akromātu krāsu aberācija
- Augsta apokromātu cena
- Atvērumi no 7 collām praktiski ir piemēroti tikai zvaigžņu novērošanas ierīcēm
2. Spoguļteleskops (Reflektors)
Spoguļteleskopa objektīvs sastāv no hohlspiegela, kuru pirmsskata tiek nokļauts holkugveida stikla vai stikla keramikas materiālā un pēc tam tiek aprīkots ar atstarojošu virsmu. Pēc precīzākas pārbaudes izrādās, ka atkarībā no būvējuma tipa virsma viegli atšķiras no sfēriskā holkugļa virsmas.
Lai gan hohlspiegela fokusēšanās punkts atrodas gaismas ceļā, kamera (vismaz amatierteleskopiem) nevar tikt uzstādīta tieši tur, jo tā bloķētu pārāk lielu daļu no iekrītošās gaismas. Tāpēc reflektori ir aprīkoti ar otro spoguli, tā saukto fang- vai sekundārā spoguli. Tas ir novietots pirms fokusēšanās punkta un novirza galvenā spoguļa bultiņoto gaismu no tubusa ārā, kur tā tad tiek apvienota fokusēšanās punktā un uz tā var tikt uzstādīta kamera.
Ņemot vērā, ka fangspogulis atrodas pašā gaismas ceļā, to turas ar kājām, tā saukto "fangspoguļa zaru", kas savukārt ir nostiprināti iekšējā tubusa sienā. Fangspogulis ar "zaru" gaismas ceļā ir neizbēgams ļaunums, kura sekas tiks pārrunātas turpmāk.
Svarīgi ir tas, ka fangspogulis uz bildes nav redzams, ne kā skaidra, ne kā neskaidra siluets. Atkarībā no diametra tomēr tas nomā unikālo gaismas plūsmas daļu, kas izraisa gaismas zudumu. Tomēr tas ir ierobežots: Pat spogulis, kura lineārais diametrs ir 30 procenti no galvenā spoguļa diametra, nodoms tikai deviņus procentus no ienākošās gaismas.
Fangspoguļa otrs ietekme ir vispārējās attēla kontrasta samazināšana, kas izpaužas jo lielāks fangspoguļa diametrs. Fotogrāfiski šī ietekme ir neiespaidīga, vismaz gadījumā, kad jāveic vizuāla planētu novērošana ar to jau tā kontrastmīlīgajiem detaļām. Fangspoguļa zari savukārt atstāj redzamus pēdas bildēs, radot “starus” ap gaismu punktiem.
Vēlmiņa ir dubultoti attēlota, kur otrais attēls ir pagriezts par 180 grādiem attiecībā pret pirmo. Tādēļ četrzirnu zvaigzne norada uz četrām stiepēm ar gaišiem strēlēm, bet trim stiebrām - uz sešām.
Refraktors ataino zvaigznes bez "staru" (pa kreisi). Savukārt Newtona atstarotāja fangspiegel-stiepas, izmantojot zvaigžņu gaismas līkumi, rada staru attēlu (pa labi).
Spoguļteleskopi ir vispārīgi bez hromatiskās aberācijas, jo gaismas atstarošana notiek neatkarīgi no tā viļņa garuma.
Trīs bieži sastopamas spoguļteleskopu šķirnes tiks turpmāk aprakstītas.
2.1 Newtona atstarotājs
Mazākas šī tipa ierīces ir ar lētu, sfēriski slīpētu galveno spoguli, bet lielākas ir ar parabolisko spoguli, kura forma atšķiras no bumbas formas, lai uzlabotu attēla kvalitāti. Pirms sasniedzot fokusa punktu, eliptisks, bet plakans vidējais spogulis novirza gaismu par 90 grādiem caur caurumu roku sienā. Tas nozīmē, ka acu stāvoklis jeb kameras pozīcija atrodas teleskopa sānos, kas sākumā var šķist nedaudz negaidīta konfigurācija. ņemot vērā to, ka šāda tipa tālvērojumos ir tikai viens virsmas šķērslis, tos var salīdzinoši lēti izgatavot.
Fotogrāfijas nolūkiem modeliem ar lielu fangspiegeli ir labāk piemēroti nekā tie ar mazu, lai apgaismotu arī lielākus uzņēmēju sensorus līdz pat attēlu stūriem. Tad runā par fotooptimizētiem Newtona teleskopiem vai vienkārši par "foto-Newton". Newtoniem var izgatavot ar lielu atvērumu un "ātriem" atvēruma attiecībām, tomēr dzīvot ārpus optiskās ass sistēmas dēļ rāda attēla kļūdu Coma, kas izpaužas ar stellu deformāciju attēla malā. Papildinošu līdzekli nodrošina papildu lēcu sistēma pārvietojamajā aizšuvumā, saukta par Coma korektoru.
Newtona atstarotāja schematiskā attēlojums: No kreisās ienākošā gaismu vispirms satiek šķidro spoguli, to sarecē un pirms sasniegt fokusa punktu, tiek iznovākts caur 45 grādiem pagriezts fangspogulis ar plakanu virsmu, kas izvada gaismu ārā no tubusa.
Ielūkojums Newtona atstarotājā atrodas tāļāk priekšējā galā (sarkans bult.).
Skats Newtona atstarotāja atvērumā. Redzams, ka fangspogulis ir piekārts pie četrām plānām stiebrām. Tālāk aizmugurē ir galvenais spogulis. Uz augšu pa labi izrāvās okulārs.
Fotogrāfiski optimizēta Vixen Newtona atstarotāja versija. Atkal okulārs, pie kura piestiprināta kamera, ir atzīmēts ar sarkanu bultiņu. Šai ierīcei ir 8 collas (200 milimetru) atvērums un 800 milimetru fokusēšanas attālums, kas sniedz "ātru" attēlu attiecības 1:4. Šis teleskops bez stendes izmaksā apmēram 1100 eiro.
Vixen-Foto-Newtona atstarotāja atvērums atspoguļo to, ka fangspogulis ir salīdzinoši liels diametrā, lai apgaismotu arī lielākus uzņemšanas sensorus. Stiepas, pie kurām piesaistīts fangspogulis, ir diezgan resnas, bet arī pietiekami stabili.
Ļoti vienkārši montējama Newtona atstarotāja versija ir pazīstama kā "Dobsona teleskops". Tomēr šādu ierīču fotogrāfiskiem nolūkiem tiek atstumtas.
Par vizuālajiem nolūkiem ļoti populāri ir t.i. "Dobson" teleskopi. Šie ir ļoti vienkārši montēti Newtona atstarotāji, kas tomēr, ņemot vērā montējumu, nav piemēroti ilgstošiem astrofoto uzņemšanas mirkļiem.
Newtona atstarotājs | |
Tipiskie atvērumi | 6 līdz 12 collas (vizuāli arī būtiski vairāk) |
Tipiskās atvēruma attiecības | 1:4 līdz 1:6 |
Ražotāji (piemēri) | Vixen, Skywatcher, GSO, Orion UK, Bresser |
Cenas diapazons (aptuveni) | 280 līdz 1,500 eiro |
2.2 Cassegrain atstarotājs
Arī šajā tipā galvenais spogulis ir parabolisks. Taču fangspogulis nav plakans kā Newtona gadījumā, bet konveks-hiperbolisks (tātad optiski efektīvs) un ierīkots tā, lai atstarotu staru plūsmu atpakaļ pret galveno spoguli. Galvenais spogulis ir caururbts centrā, tāpēc okulārs vai kamera tiek piestiprināta aizmugurē tuba gala. Ielūkošanas pozīcija tādējādi atbilst refraktoram.
Cassegrain atstarotāja schematisks attēlojums: Galvenais spogulis (pa labi) fokusē ienākošo gaismu uz sekundāro spoguli (pa kreisi). Šis atstaro to caur galvenā spoguļa centrālo caurumu, kur tas beidzot ārpus tubusa tiek sapludināts fokusā punktā.
Okulāra izvelkams elements Cassegrain atstarotājam, pie kura var pieslēgt arī kameru, atrodas uz atstarotāja videni vērstajā aizmugurē (sarkanā bultiņa), tāpat kā refraktoram:
Cassegrain atstarotāji tagad ir reti sastopami. Viņu atveidea ir izliekta un parāda attēla kļūdas ārpus optiskās ass, ieskaitot Coma. Tikai ar atbilstošu korektoru no saskaņota lēcām sistēmas šo kļūdu ir iespējams samazināt tik tālu, lai tās rezultātā veidojas fotografiski lietotns tālvērojums ar pietiekami lielu attēla lauku digitālā spoguļkameras sensora formātā.
Kāsegrēna atstarotājs (daļēji modificēts, pazīstams arī kā Klēcvova-Kāsegrēna) | |
Tipiskas atvēršanas lielumi | 4 līdz 12 collas |
Tipiski atvēršanas attiecības | 1:9 līdz 1:13 |
Ražotāji (piemēri) | Vixen, TAL |
Cena (aptuveni) | 260 līdz 14 800 eiro |
2.3 Ričeja-Chretena atstarotāja
Tas ir ļoti līdzīgs Kāsegrēna atstarotājam, bet izmanto divas hiperboliskas spoguļformas, vienu galvenajam un vienu fangspoguļam. Tādējādi Kāsegrēnu koma tiek novērsta, taču attēla lauka izliekumu nevar novērst, kas joprojām jācīnās ar lēcu korektora palīdzību. Taču šis izbūves veids nodrošina labu attēla kvalitāti pat storiem sensoriem līdz pat stūriem. Tā var būt viena no iemesliem, kāpēc daudzi pasaulē lielākie teleskopi uz Zemes un Hubble kosmosa teleskops ir veidoti kā Ričeja-Chretena atstarotāji.
Šādas kompromisa veida instrumenti, kas izstrādāti galvenokārt fotogrāfijai, dažreiz tiek saukti arī par astrogrāfiem. Lielākā daļa Ričeja-Chretena atstarotāju tiek ražoti tikai ar relativi lielām atvēršanām un ir diezgan dārgi. Tāpēc tie paliek ambiciozajiem amatieriem.
Ričeja-Chretena atstarotāja shēmatiskā attēlojums: staru ceļš ir absolūti identisks Kāsegrēna atstarotājam; atšķiras tikai divi spoguļi ar nedaudz atšķirīgu virsmas formu, tādējādi labāk koriģējot attēla kļūdas ārpus optiskās ass:
Ričeja-Chretena atstarotājs ar 20 collu (50 centimetru) atvēršanu ir gandrīz profesionāls ierīce. Tikai teleskops no RCOS, ASV, bez montāžas maksā 46000 eiro.
Ričeja-Chretena atstarotājs (RC) | |
Tipiskas atvēršanas lielumi | 6 līdz 16 collas |
Tipiskas atvēršanas attiecības | 1:8 līdz 1:9 |
Ražotāji (piemēri) | GSO, Astro-Systeme Austria, RCOS ASV |
Cena (aptuveni) | 900 līdz 25 000 eiro |
Reflektora priekšrocības un trūkumi var tikt apkopoti šādi:
- Lielas atvēršanas ar relatīvi zemām iegādes izmaksām (Njūtona)
- Nav hromātiska abberācija
- Gadījuma veidā pieejamas gaismas versijas (Njūtona)
- Vidus termiskie uzplaušanas laiki pateicoties uz priekšu atvērtai caurulei
- Ļoti augsta attēlveidošanas kvalitāte lieliem sensoriem (Ričeja-Chretena ar attēla lauka izliekumu lēcu)
- Konstrukcijas garums noteikti īsāks par efektīvo fokusa attālumu (Kāsegrēna, Ričeja-Chretena)
- Dļ PRietušais netīrums uz galvenā spoguļa var nokļūt
- Spoguļu ražojums (kolidēšana) jāveic periodiski
- Gaisma un kontrasta zudums sekundārā spoguļa staru ceļā
- Gaisma zudums sakarā ar spoguļu ierobežoto atspīdēšanas spēju
- Par ierobežoti piemērots saules novērojumiem
- Par ierobežoti piemērots zemes apstākļu novērojumiem dienā (piem., putni)
- Stariņu veidošanās apgaismotajiem zvaigznēm fangspoguļa stieņu dēļ
Trīs skrūves pāri (katrs viens spiediena un vilšanas skrūve) ļauj galvenā spoguļa feinīii iestatīšanu Njūtona reflektorā. Attēlā ir attēlota caurules aizmugure.
3. Katadioptriskais sistēmas
Katadioptriskie teleskopi attēla veidošanai izmanto spoguļus un lēcas, taču tie pamatojas uz iepriekš aprakstītajiem Njūtona un Kāsegrēna atstarotājiem. Ideja pievienot papildu lēcaskaņu priekšgala, t.i., ieejas pupillas jomā, ir saistīta ar vēlmi uzlabot attēla kvalitāti ārpus optiskās ass, bieži vien kombinācijā ar vienkāršākas un lētāk ražojamas galvenā spoguļa virsmai. Izmantotā lēcaskaņa rada rezultējošu hromātisku garuma kļūdu, taču – salīdzinot ar akromātiska refraktora hromatisko kļūdu – tā ir minimāla un praksē gandrīz nepamanāma. Ja izmantotā lēca ir plāna un asfēriski saliecina, to sauc par „Šmidta-plāti“ un teleskopa nosaukums ir ar „Šmidta-“ priekšstata zīmi. Ja lēca ir samērā bieza un sfēriski izgatavota menisku elementa, tiek saukts par „Maksutova teleskops“.
Lēca vienlaikus kalpo kā sekundārā spoguļa fiksācijas iespēja, tāpēc fangspoguļa turēšana var tikt atcelta, un arī gaišu zvaigžņu gadījumā neveidojas staru:
3.1. Šmida-Kāsegrēna
Izbūve lielā mērā atbilst Kāsegrēna atstarotājam, papildinot ar asfērisko Šmidta-plāti. Tas atļauj galvenajam spogulim būt sfēriskai formai, kas ir lētāk izgatavojama. Vienslaicīgi tiek samazināta coma, nodrošinot potenciāli labu attēla veidošanas veiktspēju. Diemžēl asfēriskā Šmidta-plāta ražošana rada problēmas. Nav vienmēr iespējams panākt vēlamo precizitāti, tādējādi dažu Šmida-Kāsegrēna teleskopu efektīvā veiktspēja paliek zemāka par cerēto. Tomēr šis teleskopa tips ilgu laiku bija ļoti populārs amatieru vidū, jo ļauj izmantot relatīvi lielas atvēršanas un garenas distances ar teleskopa mērenām dimensijām. Daudzu modeļu papildu problēma ir tā, ka lielu digitālo spoguļkameru sensoru apgaismojums neizdodas - spēcīgas vignetēšanas veidā tumšos attēla malos.
Šmida-Kāsegrēna teleskopa shēmas attēlojums: Atšķirībā no Kāsegrēna atstarotāja, priekšā ir priekšpuse, kas saukta par Šmida-plāti. Tā ir asfēriski veidota un ļauj izmantot lētus spoguļus un labot attēla kļūdas ārpus optiskās ass.
Celestron ir zināmākais Schmidt-Cassegrain teleskopu ražotājs. Šī modelis uz attēla ir ar 8 collu (200 milimetri) objektīva diametru un 2000 milimetru degvielas attālumu, tātad ar 1:10 diafragmu. Salīdzinoši lielais fangspogulis ir piestiprināts pie Schmidt-plates, tādēļ stieņu nebūs vajadzīgas. Pateicoties pārklātajai Schmidt-platei, galvenais spogulis ir redzams. Tubus bez montāžas maksā aptuveni 1150 eiro.
Šajā teleskopā ir iespējama tikai fangspoguļa pielāgošana. Pēc centrālās seguma noņemšanas parādās atbilstošie regulēšanas skrūves.
Schmidt-Cassegrain (SC) | |
Tipiski objektīva diametri | no 6 līdz 14 collām |
Tipiskas diafragmas attiecības | 1:10 |
Ražotāji (piemēri) | Celestron |
Cenas diapazons (aptuveni) | no 600 līdz 6 500 eiro |
3.2 Maksutov-Cassegrain
Būtībā tas ir tāds pats kā Schmidt-Cassegrain, tikai šeit, nevis Schmidt-plate, tiek izmantota meniskuslēca. Visas virsmas ir sfēriskas, tādēļ tās var ražot lēti un ar augstu precizitāti. Sekundārais spogulis sastāv no reflektējošā slāņa, kas uzklāts uz meniskuslēcas aizmugures. Optiskais princips nodrošina augstu attēlošanas kvalitāti un to parasti izmanto ļoti kompaktos, mazos teleskopos, kā arī dažos fotoobjektīvos. Līdz ar objektīva palielināšanos Maksutov-Cassegrain teleskops kļūst diezgan smags sakarā ar biezo meniskuslēcu.
Sakarā ar parasti "lēnajām" diafragmas attiecībām jāveic garas ekspozīcijas gaismas vājumu dēļ, lai iegūtu labus rezultātus, skatoties uz tāliem kosmosa objektiem. Maksutov-Cassegrain priekšrocības ir īpaši izteiktas, fotografējot Mēnesi un planētas.
Maksutov-Cassegrain teleskopa shēmatiska attēlojums: Gaismas ceļš atbilst Schmidt-Cassegrain teleskopam, bet tiek izmantota sfēriski slīpota meniskuslēca, uz kuras aizmugures ir uzklāts fangspogulis.
Šis viegli pārnēsājamais Maksutov-Cassegrain teleskops no Meade ir ar 5 collu (precīzi 127 milimetriem) objektīva diametru un 1800 milimetru degvielas attālumu, tātad ar 1:15 diafragmu, kas norāda uz gaismu vājo raksturu. Šāda optika īpaši labi piemērota Mēneša un planētu vērošanai. Diemžēl šis teleskops ir pieejams tikai komplektā ar dakšveida montāžu; tā cena ir 900 eiro.
Maksutov-Cassegrain (MC) | |
Tipiski objektīva diametri | no 3,5 līdz 12 collām |
Tipiskas diafragmas attiecības | 1:10 līdz 1:15 |
Ražotāji (piemēri) | Meade, Intes Micro, Skywatcher |
Cenas diapazons (aptuveni) | no 150 līdz 20 000 eiro |
3.3. Schmidt-Newton
Ārēji tas ir būtiski līdzīgs kā Newton reflektoram, tikai teleskopa ieejas atverē ir pielikts korektors. Daudz no tā, kas tika teikts par Schmidt-Cassegrain, attiecas arī uz Schmidt-Newton. Korektora lēce ļauj izmantot sfērisku galveno spoguli un samazina radušos komu. Tomēr arī problēmas pilna Schmidt-plates ražošana var ietekmēt kopējo veiktspēju šajā sistēmā. Pieejami arī gaismas spēcīgi, ātri objektīvi.
Schmidt-Newton teleskopa shēmatiska attēlojums: Atšķirībā no Newton reflektora šajā teleskopā ir Schmidt-plate kā priekšlēce. Šī atkal kalpo kā fiksēšanas iespēja fangspogulim, tāpēc var iztikt bez stieņiem.
Šis Schmidt-Newton teleskops no Meade ir ar 8 collu (200 milimetriem) objektīva diametru un 810 milimetru degvielas attālumu, no kura iegūst "ātru" 1:4 diafragmu. Labi redzama Schmidt-korektora lēce, kurā centrā piestiprināts fangspogulis. Šāda teleskopa cena ir aptuveni 715 eiro.
Schmidt-Newton (SN) | |
Tipiski objektīva diametri | no 6 līdz 10 collām |
Tipiskas diafragmas attiecības | 1:4 |
Ražotāji (piemēri) | Meade |
Cenas diapazons (aptuveni) | no 500 līdz 1 500 eiro |
3.4 Maksutov-Newton
Maksutov-Newton teleskopa shēmatiska attēlojums: Meniskuslēce kalpo kā priekšlēce, visos citos aspektos tas būtiski sakrīt ar Schmidt-Newton teleskopu.
Šis Maksutov-Newton teleskops no Intes Micro ir ar septiņu collu (180 milimetriem) objektīva diametru un 1080 milimetru degvielas attālumu (1:6 diafragma). Skatīties var no sāniem un augšpusē (sarkans bultiņa). Attēlā redzamajam ierīcē ar augstu optiku cena ir ap 1800 eiro.
Apakšā iepazīstinātā Maksutow-Newtons meniskuslēca vidū nesatur ļoti mazu uztveršanas spoguli, kas lineāri veido tikai 18 procentus no kopējā diametra. Pēc pasūtījuma ierīce var tikt pasūtīta ar diafragmu 1:8, tad uztveršanas spogulis vēl mazāks (13 procenti no atvēruma). Šie mazi uztveršanas spoguļi, lai gan nodrošina izcilu attēla kontrastu, nemazina sensora pie digitālās spoguļkameras ar "Crop-Factor" izmantošanu. Tādēļ tie ir speciālisti attēlu uzņemšanai detalu ziņā par mēnesi un planētām.
Gandrīz kā parasts Newtona reflektors izskatās šis Bresser Maksutow-Newton, kura uztveršanas spogulis gaisā šķiet „lekt”. jo ļoti efektīvā meniskuslēcas atstarojuma izmantošana gandrīz nomāc visus gaismas atstarojumus. Skatiens ir tipiski no sāniem (sarkans bultas norāde). Ierīcei ir aptuveni 6 collas atvērums (152 milimetri) un 740 milimetru izšķirtspēja, kas atbilst atvēruma attiecībai 1:5. Cena ir aptuveni 1000 eiro.
Bresser Maksutow-Newtons uztveršanas spogulis ir ievērojami lielāks nekā Intes Micro modeļa savējais. Tomēr tie nodrošina izgaismošanu APS-C formātu sensoriem (digitālās spoguļkameras ar 1,6x Crop-Factor).
Maksutow-Newton (MN) | |
Tipiski atvērumi | 5 līdz 14 collas |
Tipiskās atvēruma attiecības | 1:4 līdz 1:8 |
Ražotāji (piemēri) | Intes Micro, Bresser |
Cenas apgabals (apmēram) | 950 līdz 20 000 eiro |
Variācijas
Papildus aprakstītajiem būvējumiem pastāv vēl daudz dažādas modifikācijas, kas jāuzskata par eksotiskām. Daži no tām sola, ka, viegli modificējot galvenā un/vai uztveršanas spoguļa vai korektora lēcas virsmas formu, attēlojuma kvalitāte var tikt uzlabota salīdzinājumā ar „paraugu“. Piemēram, Meade „Advanced Coma-Free“ tālskopes, kuru attēlojums ir uzlabots salīdzinājumā ar Schmidt-Cassegrain.
Skats no priekšpuses uz "Advanced Coma-Free" teleskopu. Priekšējā lēcu virsma ir ļoti augsta kvalitāte, jo tā gandrīz izslēdz visus atstarojumus - uztveršanas spogulis šķiet gaisā lekam. Redzamas arī uztveršanas spoguļa regulēšanas skrūves un galvenais spogulis turpmākajā galā tubā. Uztveršanas spoguļa lineārais diametrs ir lepni 38% no atvēruma. Tas atļauj 14 procentus ieejas zīmoga laukuma - abas lietas ir pieņemamas fotogrāfiskā lietojumā.
Meade „Advanced Coma-Free“ teleskops | |
Tipiski atvērumi | 8 līdz 16 collas |
Tipiskās atvēruma attiecības | 1:8 līdz 1:10 |
Ražotājs | Meade |
Cenas apgabals (apmēram) | 1400 līdz 15 000 eiro |
Katadioptrisku teleskopu priekšrocības un trūkumi apzīmējumos:
- Slēgts sistēma, tāpēc galvenajam spogulim ir mazāk iespēju netīrāt
- Gandrīz nav hromātiskas aberācijas
- Būvgarums būtiski ir īsāks par efektīvo dedzināšanas attālumu (izņemot Schmidt-Newton un Maksutow-Newton)
- Nav staru veidošanas ap gaismīgajiem zvaigznēm, jo nav uztveršanas spoguļu stiebriņu
- Augsta attēla kvalitāte ar rūpīgu izgatavošanu
- Ilgi izkūšanas laiki (piemēram, pēc transportēšanas no apsildītas mājas uz brīvo gaisu)
- Spoguļu regulēšana (kollimācija) no laika uz laiku nepieciešama
- Gaismas un kontrasta zudums no sekundāraja spoguļa gaismas ceļā
- Gaismas zudums no spoguļu ierobežotas atstarojuma pakāpes
- Ierobežota izmantošana saules novērošanai
- Ierobežota izmantošana zemeslodes novērošanai dienā (piemēram, putni)
- Lielais priekšējais lēcas paklājs ir jūtīgs pret miglu
- Lielais svars (īpaši Maksutow iekārtas)
Nākamajā tabulā ir svarīgākās sistēmas un to piemērotība astrofotogrāfijai, divi refraktori, divi reflektori un divi katadioptriski sistēmas. Tā kā vienam teleskopam vislabāk neizmantojams visos gadījumos, tālāk norādīto tabulu sadala pēc dažādiem astronomiskajiem motīviem.
Achromats | Apokromāts | Newtona | Riči-Krīṭena | Šmits-Kasegrains | Maksutow-Kasegrains | |
Planētas | - | + | + | + | + | ++ |
Mēness | + | ++ | ++ | ++ | ++ | ++ |
Saule | + | ++ | o | o | o | o |
Saule h-Alfa gaismā | + | ++ | - | - | - | - |
Lielie Deep-Sky objekti | o | ++ | + | ++ | - | - |
Mazie Deep-Sky objekti | - | + | + | ++ | + | ++ |
Dienasgaismas uzņemumi | o | + | - | - | o | o |
Ieteikums
Fakti ir viena lieta, viedokļi ir cita lieta. Tāpēc no savas subjektīvās perspektīvas es nevēlos nepaturēt konkrētu ieteikumu.
Sākotnējiem astrofotogrāfijas entuziastiem, kuri ir aprīkoti ar digitālo spoguļkameru un vēlas veikt ilgas ekspozīcijas uzņēmumus no gaismas vājām debess objektu, es ieteiktu nelielu, apohromātisku refraktoru, kura fokusa attālums jāietilpst starp 400 un 600 milimetriem. Tādējādi problēmas ar precīzu izsekošanu eksponēšanas laikā paliek ierobežotas, tomēr joprojām pieejama daudzums pievilcīgu objektu (zvaigžņu pulki, gāzes mākoņi, galaktikas). Šāda ierīce ir kompakta un ļoti viegli lietojama, ja objektīva atvērums nav lielāks par četrām collām. Nepieciešamā montāža (sk. "Astro- un debess fotogrāfijas" sērijas 9. pamācību) attiecībā uz svaru un cenu ir arī pieņemama. Ja rodas budžeta problēma, pusapohromāts vai ED refraktors var būt piemērota alternatīva. Jebkurā gadījumā, pirms pirkuma veikšanas, jums jāpārliecinās, vai izvēlētajam modeļam ir darboties spējīgs attēla lauka izlīdzinātājs.
Ar Barlow lēcu var pagarināt šāda refraktora efektīvo fokusa attālumu, kas ļauj veikt detalizētus Mēness uzņēmumus. Turklāt ar šādu teleskopu jums būs iespējams veikt arī Saules fotoattēlus balto un H-alfa gaismu (sk. "Astro- un debess fotogrāfijas" sērijas 6. pamācību).
Ja nākotnē, ar iegūto pieredzi, tiek plānotas lielākas fokusa attālumi (no 1000 līdz 1500 milimetriem), ir sarežģītāk sniegt konkrētus ieteikumus. Dzīvajām debess objektiem ar ilgām ekspozīcijas laikām piemērots ir Newtona reflektors ar koma korektoru, Schmidta-Newtona vai Maksutova-Kasegrēna teleskops, ja jums nav nepieciešamības ievērojami ieguldīt naudu un kā galīgo risinājumu vēlaties iegādāties lielu apohromātisku refraktoru (līdz sešiem vai septiņiem collu atvērumam) vai Rīčijė-Krēšena reflektoru.
Ja jums galvenokārt ir interese par planētu uzņēmumiem un Mēness detaluzņēmumiem, jāizmanto gari un ļoti gari fokusa attālumi, bet, iespējams, jūs vēlēsieties darboties ar web- vai video kameru (sk. "Astro- un debess fotogrāfijas" sērijas 14. pamācību) vietā digitālajai spoguļkamerai. Tad vairs nav nepieciešama liela, izgaismota attēla lauka prasība un izvēles iespējas kļūst daudz plašākas. Par piemērotiem variantiem tiek uzskatāmi Schmidta-Kasegrēns, Maksutova-Kasegrēns, Maksutova-Newtona un gari fokusa Newtona reflektors, katrs ar atvērumu no astoņiem līdz četrpadsmit collām.
Pateicība
Uzņēmumam Fernrohrland, Feldbahai (www.fernrohrland.de), es izsaku pateicību. Tur es drīkstēju uzņemt daudzumam šajā pamācībā iekļautu teleskopu attēlus un ilgās sarunās diskutēt par aktuālo tirgus situāciju, bez kuras šī pamācība nebūtu pilnīga.
Visas norādītās cenas ir aptuvenās vērtības, kas attiecās uz aprīli 2009. gadā.