Часть 13 - Какие телескопы подходят для астрофотографии

Выбрать телескоп из богатого ассортимента, который соответствует собственным потребностям при имеющемся бюджете, не является легкой задачей.

Часть 13: Какие телескопы подходят для астрофотографии

Тот, кто интересуется астрономией в общем и астрофотографией в частности, рано или поздно испытает желание иметь собственный телескоп. Хотя визуальные наблюдения вполне возможны уже обычным глазом или биноклем, и даже впечатляющие астрофотографии могут создаваться без телескопа (см. части 1–4 этого цикла обучающих материалов), но только телескоп дает доступ к бесчисленным малым и/или тусклым небесным объектам.

Предложение телескопов огромно и сначала кажется необъятным, обещания рекламы звучат громко. Поэтому это руководство будет заниматься вопросом, какие телескопы подходят для астрофотографии и могут быть рекомендованы. Чтобы сразу сказать: не существует "лучшего" телескопа для всех целей. Предлагаемые конструкции и оптические системы имеют свои специфические достоинства и недостатки, некоторые из них можно использовать довольно неплохо для широкого диапазона применений, другие - специалисты и раскрывают свои преимущества только при наблюдении определенных объектов. И даже большой, мощный телескоп может оказаться неправильным выбором, если его размер и вес приводят к тому, что он редко используется из-за излишней сложности в управлении и транспортировке.

Общее замечание: к телескопу для целей астрофотографии необходимо предъявлять гораздо более высокие требования по сравнению с устройством для визуального наблюдения небес. В то время как для чистого наблюдения даже телескопы в низком ценовом сегменте могут подойти, фотографирование требует выбора более качественных, но также более дорогих моделей.

Вот выборочный список важных моментов:

• Качество изображения

На оптической оси каждый телескоп с точной оптикой обеспечивает приемлемое качество изображения. Для визуальных целей этого достаточно, но для фотосъемки важно, чтобы звезды были четко изображены и за пределами оптической оси - желательно до углов кадра. Чем больше матрица в использованной камере, тем сложнее выполнить это условие.

• Освещенное поле

Большинство телескопов не способны осветить "полнокадровый сенсор" размером 24x36 миллиметров без виньетирования, что приводит к появлению темных углов на каждом кадре. Даже с сенсором "APS-C" (обрезка в 1,6 раза, 15x22 миллиметра) некоторые телескопы все еще показывают недостатки в этой дисциплине.

• Окулярный выдвижной механизм

При использовании цифровой зеркальной камеры (DSLR) необходим выдвижной механизм окуляра с диаметром не менее двух дюймов. Важно также качество механической конструкции окулярного выдвижного механизма. Он должен быть достаточно надежным, чтобы после подключения тяжелой DSLR (по сравнению с окуляром) не возникало наклона. Для точной и чувствительной фокусировки рекомендуется использовать понижающий механизм фокусировки.

Надежный 2-дюймовый окулярный выдвижной механизм с понижающим механизмом фокусировки: Большое черное колесо служит для грубой фокусировки, золотое колесо с десятикратным понижением позволяет выполнить точную настройку.

Этот окулярный выдвижной механизм от Meade также обладает пониженным механизмом фокусировки. В области синего кольца есть также возможность поворачивать его вокруг оптической оси для наилучшего кадрирования.

Этот 1,25-дюймовый окулярный выдвижной механизм слишком мал для подключения цифровой зеркальной камеры. Хромовое покрытие скрывает тот факт, что он полностью изготовлен из пластика и не отвечает требованиям по стабильности для фотосъемки.





• Термическая стабильность

Обычно в течение ночи температура постепенно понижается. В зависимости от используемых материалов для тубуса и окулярного выдвижного механизма это может привести к смещению фокуса, и потребуется частая перефокусировка. Большее удовольствие приносит прибор, при котором повторное настройка фокуса во время снижения температуры не требуется или требуется редко.

• Коррекция поля изображения

Большинство оптических систем аматорских телескопов страдают от поля изображения, т.е. плоскости фокуса не является плоскостью, а полусферой. Это неизбежно приводит к частичным размытиям на фотографиях в зависимости от точки фокусировки. Чем больше матрица, тем больше проблем. Решением этой проблемы служит особо для оптической системы "подобранная" линза для коррекции поля изображения, но она не доступна для всех телескопов.

• Отношение диафрагмы

Отношение диафрагмы определяется делением фокусного расстояния на фризовую диафрагму передней линзы или главного зеркала. Результатом является число, которое соответствует диафрагме фотообъектива. Чем меньше число, тем быстрее телескоп. Высокая светосила означает краткие выдержки, что является большим преимуществом при фотографировании тусклых объектов Deep-Sky. Из-за коротких выдержек оптики с высокой светосилой также называются "быстрыми", а те, у которых низкая светосила, - "медленными".

• Ошибки изображения (аберрации)

Фотографически используются только те телескопы, у которых аберрации изображения настолько малы, что на фотографиях их либо не видно совсем, либо видно с трудом.

Кроме того, способность к разрешению и способность собирать как можно больше света зависят исключительно от свободного диаметра объектива телескопа (линзы или зеркала), который астрономы называют апертура и измеряют в дюймах (1 дюйм = 2,54 см). Однако для фотографии более важно отношение диафрагмы, то есть диафрагма, так как от нее зависит конечное время экспозиции. Однако: Если вы хотите использовать длинные фокусные расстояния с "быстрым" отношением диафрагмы, автоматически получается также большая апертура.

На данном этапе важно отметить, что цены, вес и размеры телескопа резко увеличиваются с увеличением апертуры.





Рост веса и цены в зависимости от диафрагмы телескопа. Диаграмма основана на серии приборов ACF от Meade, но практически применима к любым другим телескопам. Абсолютные цены и веса в этой диаграмме не учитываются и были опущены.

Помимо этих требований, важными при выборе телескопа являются, конечно же, индивидуальные желания и предпочтения. В частности, фокусное расстояние совместно с форматом матрицы определяют эффективный угол зрения. В то время как обширные небесные объекты, такие как галактика Андромеды или туманность Ориона, могут быть засняты на заполнение кадра уже при 500-миллиметровом фокусном расстоянии, более мелкие объекты, такие как, например, Туманность Кольцо или планета, требуют значительно большего фокусного расстояния.

Линзы или зеркала?

Основное различие между телескопами возникает при рассмотрении оптических компонентов, формирующих изображение. Если объектив состоит только из линз, то это называется линзовым телескопом или рефрактором. Если в качестве объектива используются только зеркала, то это зеркальный телескоп или рефлектор. Если как зеркала, так и линзы формируют изображение, то это называется катадиоптрической системой.

1. Линзовый телескоп (рефрактор)

Рефрактор наиболее похож на то, что непрофессионал представляет себе под телескопом: в передней части тубуса находится объектив из как минимум двух линз, в то время как в задней части камера подключается без дополнительных оптических элементов. Линзовый телескоп представляет собой значительно упрощенную форму телеобъектива с фиксированным фокусным расстоянием. Телеобъективы имеют более сложную конструкцию, поэтому их длина короче, чем фокусное расстояние. В случае с рефрактором это не так, поэтому длина соответствует фактическому фокусному расстоянию.

Схематичное изображение рефрактора. Свет от звезд падает слева, попадает на объектив из стеклянных линз и фокусируется на сенсоре камеры в одной точке.





Рефракторы страдают от проблемы хроматической аберрации, которая является главным дефектом цветовой волны, возникающим из-за того, что свет в линзах преломляется с разной интенсивностью в зависимости от длины волны.



Схематичное изображение хроматической аберрации: Линза одновременно действует как призма и разделяет свет на составные части. Для каждой длины волны (=цвета) имеется своя фокусная точка.



Таким образом, линза одновременно выступает и как призма, и разбивает свет на его спектральные составляющие. В результате у однолинзового объектива нет настоящей фокусной точки, а цвета синий, зеленый и красный сходятся в разных фокусных точках; всего это создает "фокусную линию". Эффективное фокусное расстояние для красного света при этом длиннее, чем для синего света. Такой объектив, называемый хроматическим, является непригодным для визуального наблюдения и фотографии из-за сильно выраженных цветных ореолов вокруг звезд. Хроматы можно встретить, по существу, только в «игрушечных» телескопах.

Улучшение достигается за счет объектива из двух линз, слепленных из различных стекол. Таким образом, можно соединить по меньшей мере две из трех главных длин волн в одной фокальной точке. Но фокусное положение третьей (обычно синего света) до сих пор отличается, и даже при лучшей фокусировке яркие звезды могут на фотографиях искажаться синими ободками. Подобные телескопы называются ахроматическими или фрейнгоферовскими телескопами и предлагаются по относительно невысокой цене. Они не подходят для фотографии из-за оставшейся цветовой ошибки или подходят с ограничениями. Чем больше светопроницаемый объектив рефрактора, тем большее влияние оказывает хроматическая аберрация.



Схематичное изображение ахромата: Две линзы из различных стекол комбинируются так, что по меньшей мере две главные длины волн (здесь красный и зеленый) объединяются в общей фокальной точке, в то время как синий свет по-прежнему имеет другое положение фокуса.

Ахроматический рефрактор от Bresser с диаметром отверстия 5 дюймов и встроенной линзой коррекции плоскости изображения является значительным прибором. Оставшаяся цветовая ошибка проявится в виде синих ободков вокруг ярких звезд. Стоимость: 480 евро.

После снятия крышки телескопа объектив этого рефрактора показывает три пары регулировочных винтов (по одному тянущему и одному надавливающему). Это позволяет позиционировать объектив так, чтобы оптическая ось соответствовала центральной линии тубуса. На практике подобная настройка будет редко нужна. Зеленоватое покрытие линз избегает больших потерь света из-за отражения.

Наиболее совершенной формой рефрактора является апохромат, в котором трехлинзовый объектив обеспечивает полное устранение хроматической аберрации или по крайней мере значительно уменьшает ее до такого уровня, что она уже не играет практически никакой роли. Одна из линз изготовлена из экзотического и дорогого стекла, благодаря чему удается объединить три длины волн в одной общей фокальной точке. Получается полностью безупречное по цвету изображение без раздражающих цветных краев у края ярких объектов. К сожалению, термины апохромат и соответствующее прилагательное апохроматический не подпадают под индустриальный стандарт, поэтому на рынке могут быть устройства, которые хоть и называются апохроматом, но на практике все же имеют заметный остаточный эффект хроматической аберрации.



Схематичное изображение апохромата: Трехлинзовый (обычно) объектив способен практически объединить все длины волн в общей фокальной точке - результатом является фотография без видимых цветных искажений. Для этого одна из линз должна быть изготовлена из дорогого специального стекла.

Этот главным образом приводящий цвета апохромат имеет 90 мм. Производитель - William Optics, его цена превышает 800 евро.

Взгляд на объектив показывает высокое качество покрытия, так как линзы практически не видны. Фокусное расстояние составляет 621 мм, светосила 1:6,9.

Апохроматы от производителя LZOS считаются одними из лучших скорректированных рефракторов в мире. Здесь изображен объектив с диаметром 115 мм (4,5 дюйма) и фокусным расстоянием 805 мм (диафрагма 1:7). Вместе с тубусом и выдвижным окуляром на них приходится отвести более 3000 евро.

Два апохромата от Astro-Physics: Белый телескоп - 6,1-дюймовый рефрактор (диаметр 155 мм) с отношением фокусного расстояния 1:7, а меньший, установленный наверху, телескоп - апохромат с диаметром 4,1 дюйма при диафрагме 1:6 (фокусное расстояние 630 мм). Явно видно, какие различия по размеру и весу делает два дюйма диаметра.

Рефракторы с диаметром более 7 дюймов уже практически невозможно переносить. Большое устройство на следующем фото - 10-дюймовый апохромат с диафрагмой 1:14, меньшее установленное наверху устройство - 5,1-дюймовый апохромат с диафрагмой 1:8. Они надежно закреплены в куполе астрономической обсерватории Вельцхайм.

Между ахроматом и апохроматом следует отнести полуапохроматы, где с помощью обычно двухлинзового объектива достигается заметно лучшая коррекция цветных аберраций по сравнению с ахроматом, но без достижения совершенства настоящего апохромата.

Это возможно благодаря использованию специального стекла для одной из двух линз. Ценообразование этих устройств вполне интересно, и фотографические возможности некоторых моделей также впечатляют.

Полуапохроматы часто обозначают с добавлением "ED". Коррекция хроматической аберрации значительно лучше, чем у ахроматов, но без достижения совершенства настоящего апохромата. Соотношение цена-качество можно назвать сбалансированным и привлекательным. Это устройство с диаметром 80 мм и фокусным расстоянием 600 мм доступно по цене от 350 евро:

У этого рефрактора ED диаметром 100 мм (4 дюйма) и фокусным расстоянием 900 мм (отношение фокусного расстояния 1:9) цена около 700 евро.

Взгляд на (нерегулируемый) объектив показанного выше рефрактора ED-60/800:

Слева снимок Орионского тумана с ахроматом. Явно видны синие оболочки вокруг ярких звезд как следствие хроматической аберрации. Полуапохромат (ED, правое изображение) значительно снижает эту ошибку изображения:

Преимущества и недостатки рефрактора находятся в следующих областях:

• Простое использование
• Регулировка оптики редко или никогда не требуется
• Быстрая готовность к использованию без длительного времени остывания
• Лучший выбор для фотографирования солнца (см. Учебник №6)
• Не чувствителен к боковому падающему свету
• Отсутствие препятствий в оптическом пути из-за побегающего зеркала (см. также зеркальные телескопы)
• Высокая передача без значительных потерь света из-за рассеивания и отражения
• Изображение звезд без "лучей"
• (Теоретически) лучшая возможная оптическая производительность при данном диаметре (апохромат)
  
  
• Размер и вес от шести дюймов диаметром усложняют обращение
• Хроматическая аберрация у ахроматов
• Высокая цена апохроматов
• Диаметры от 7 дюймов практически нереальны для передвижения
  
  

2. Зеркальный телескоп (рефлектор)

Объектив зеркального телескопа состоит из полого зеркала, которое грубо говоря шлифуется в форме полусферы из стекла или стеклокерамики, а затем покрывается отражающей поверхностью. При более точном рассмотрении оказывается, что в зависимости от типа конструкции поверхность немного отличается от поверхности сферической полусферы.

Поскольку фокусное расстояние полого зеркала лежит на лучевом пути, камера (по крайней мере, в телескопах любительского класса) не может быть установлена непосредственно там, потому что она заблокирует слишком большую часть падающего света. Поэтому у рефлекторов есть второе зеркало, так называемое фанг- или вторичное зеркало. Оно установлено перед фокусным расстоянием и направляет собранный свет главного зеркала вне трубы, где тогда он соединяется в фокусе и на него можно установить камеру.

Поскольку второе зеркало находится посередине лучевого пути, его необходимо удерживать с помощью тонких прутьев, так называемой "паутины фанг-спигеля", которая в свою очередь крепится к внутренней стенке трубы. Фанг-зеркало вместе с "паутиной" в лучевом пути является необходимым злом, последствия которого будут обсуждены далее.

Важным является тот факт, что фанг-зеркало на фотографии не отображается, ни как четкое, ни как нечеткое силуэтное изображение. В зависимости от диаметра, однако, оно затеняет часть падающего пучка лучей, что приводит к потере яркости. Однако это остается в пределах разумного: даже фанг-зеркало, линейный диаметр которого составляет 30 процентов от диаметра главного зеркала, затеняет своей площадью только девять процентов падающего света.

Второе влияние фанг-зеркала - это снижение общего контраста изображения, которое более заметно, чем больше диаметр фанг-зеркала. Фотографически этот эффект незначителен, кроме того, при визуальном наблюдении планет с их уже малоконтрастными деталями это имеет значение. Тем не менее стержни фанг-зеркала оставляют видимые следы на фотографиях в виде "лучей" вокруг ярких звезд.

Форма стремянки дублируется, причем вторая картинка сдвигается на 180 градусов по отношению к первой. Таким образом, четырехлучевой паук создает четыре луча на ярких звездах, а три стойки дают шесть.



Рефрактор отображает звезды без "лучей" (слева). Стойки фангспигеля Ньютона, напротив, за счет дифракции света звезд создают изображение лучей (справа).



Зеркальные телескопы в целом свободны от хроматической аберрации, потому что отражение света происходит независимо от его длины волны.

Ниже будут представлены три распространенных типа зеркальных телескопов.

2.1 Ньютона-рефлектор

Устройства этого типа меньшего размера обычно имеют дешевое сферически слегаемое главное зеркало, а более крупные - параболическое зеркало, форма которого отличается от формы сферы для улучшения качества изображения. Перед достижением фокуса эллиптическое, но плоскопараллельное вторичное зеркало отклоняет свет под прямым углом на 90 градусов через отверстие в стенке тубуса. Это означает, что позиция обзора или позиция камеры находится на боковом переднем конце телескопической трубы, что является изначально несколько необычной конфигурацией. Поскольку в телескопах этого типа только одна поверхность оптически активна, их можно относительно дешево производить.

Для фотографии модели с большим фангспигелем лучше подходят, чем те, у которых он меньше, чтобы также освещать большие датчики изображения до углов кадра. Тогда также говорят о фотооптимизированных телескопах Ньютона или просто о «Фото-Ньютоне». Ньютоны могут быть выпущены с большими отверстиями и «быстрыми» диафрагмами, однако по своей сути они систематически, в стороне от оптической оси, показывают ошибку изображения Кома, которая проявляется в виде звезд, похожих на кометы, на краю изображения. Помогает коррекция Комы дополнительной линзовой системой в окулярном выдвижном механизме, так называемым Кома-корректором.



Схематическое изображение Ньютона-рефлектора: Падающий свет слева сначала попадает на полый зеркальный сегмент, затем собирается им и перед достижением фокуса отклоняется из трубы плоскопараллельным фангспигелем, наклоненным под углом 45 градусов.

Обзор при использовании Ньютона-рефлектора находится по бокам на переднем конце телескопа (красная стрелка).

Взгляд в отверстие Ньютона-рефлектора. Виден фангспигель, который подвешен на четырех тонких стрелах. Сзади можно только догадываться главное зеркало. Наверху справа торчит окулярный выдвижной механизм.

Фотографически оптимизированный Ньютона-рефлектор фирмы Vixen. Опять же, окулярный выдвижной механизм, на который крепится камера, обозначен красной стрелкой. У этого устройства 8 дюймов (200 мм) диаметр входного отверстия и 800 мм фокусное расстояние, что дает «быстрое» отношение длины фокусного расстояния к диаметру 1:4. Этот телескоп стоит около 1100 евро без подставки.

Взгляд в отверстие фото-Ньютона-рефлектора Vixen показывает, что фангспигель имеет относительно большой диаметр, чтобы также освещать большие датчики изображения. Стойки, на которых подвешен фангспигель, довольно толстые, но и соответственно прочные.

Очень простая по сборке версия Ньютон-рефлектора известна как телескоп «Добсона». Однако из-за установки такие устройства не подходят для фотографических целей.



Визуально «Добсон»-телескопы пользовались большой популярностью. Это очень простые сборки Ньютона-рефлекторов, но из-за конструкции они не подходят для съемки длинноэкспозиционных астрофотографий.

2.2 Кассегрен-рефлектор

В случае этого типа главное зеркало имеет параболическую форму. Фанг-зеркало, однако, не является, как в Ньютоне, плоским, а конвексно-гиперболическим (также оптически эффективным) и расположено так, что оно отражает пучок лучей в сторону главного зеркала. Оно просверлено посередине, поэтому окуляр или камера крепятся к заднему концу трубы. Позиция обзора соответствует той, которая у рефрактора.



Схематическое изображение Кассегрен-рефлектора: Главное зеркало (справа) собирает падающий свет на вторичное зеркало (слева), которое отражает его через центральное отверстие главного зеркала, где он, наконец, собирается за пределами трубы в фокусе.

Окулярный выдвижной механизм Кассегрен-рефлектора, к которому также можно подключить камеру, находится сзади в направлении обзора телескопа (красная стрелка), как в случае с рефрактором:





Кассегрен-рефлекторы сейчас представлены только в редких случаях. Их поле изображения искривлено и показывает ошибки изображения в стороне от оптической оси, в том числе Кому. Только с соответствующим корректором из согласованной линзовой системы эти ошибки можно значительно уменьшить, чтобы создать фотографически пригодный телескоп с достаточно большим полем изображения для формата датчика цифровой зеркальной камеры.

2.3. Ритчей-Кретьеновский рефлектор

Он очень похож на Кассегреновский рефлектор, но использует две гиперболические формы зеркал - одно для главного и одно для вторичного зеркал. Благодаря этому можно устранить кому у Кассегренов, но не искажение поля зрения, которое все еще должно быть скорректировано линзовым корректором. Однако этот тип конструкции обеспечивает хорошее качество изображения даже в углах для крупных матриц. Это может быть причиной того, что многие самые крупные земные телескопы и космический телескоп Хаббла выполнены в виде Ритчей-Кретьеновских рефлекторов.

Такие аппараты, созданные так компромиссно для фотографических целей, иногда называются астрографами. Многие рефлекторы Ритчей-Кретьена производятся только с относительно большими диаметрами и являются довольно дорогими. Поэтому они доступны только амбициозным любителям.

Схематическое изображение Ритчей-Кретьеновского рефлектора: Оптический путь абсолютно идентичен Кассегреновскому рефлектору; отличие только в том, что оба зеркала имеют немного отличную форму поверхности, что позволяет лучше корректировать искажения изображения за пределами оптической оси:

Ритчей-Кретьеновский рефлектор с диаметром 20 дюймов (50 сантиметров) - это уже почти профессиональное оборудование. Только телескоп от RCOS, США, стоит 46000 евро без монтажа.

Достоинства и недостатки рефлекторов можно свести к следующему:

• Большие диаметры при относительно низкой стоимости (Ньютона)
• Отсутствие хроматической аберрации
• Доступны некоторые светосильные версии (Ньютона)
• Средние времена остывания благодаря передней открытой трубке
• Очень высокое качество изображения для больших матриц (Ритчей-Кретьена с линзой для коррекции искажений поля)
• Длина значительно короче, чем фокусное расстояние (Кассегрен, Ритчей-Кретьен)
  
  
• Через открытую трубку на главное зеркало может попасть грязь
• Регулировка зеркал (коллимация) время от времени необходима
• Потери света и контраста из-за вторичного зеркала на оптическом пути
• Потери света из-за ограниченной степени отражения зеркал
• Частично подходит для наблюдений за солнцем
• Частично подходит для земных наблюдений днем (например, птиц)
• Образование зайчиков вокруг ярких звезд из-за крепления вторичного зеркала
  
  
  
  Три пары винтов (по одной для давления и тяги) позволяют точно настраивать главное зеркало рефлектора Ньютона. На изображении задняя сторона трубки.
  
  
  
  

Еще тремя винтами можно привести вторичное зеркало рефлектора Ньютона в оптимальное положение. Настройка оптики телескопа Ньютона - не ведеро, но требует определенных навыков.

3. Катадиоптрическая система

Катадиоптрические телескопы используют зеркала и линзы для формирования изображения, но основаны на описанных выше зеркальных телескопах Ньютона и Кассегрена. За идеей добавить дополнительный линзовый элемент в передней части, т.е. в области входной зрачка, стоит стремление к улучшению качества изображения вне оптической оси, часто совмещенное с более простой и, следовательно, более дешевой формой поверхности главного зеркала. Использованный линзовый элемент вызывает хроматическую длинную ошибку, которая, однако, - по сравнению с акроматическим рефрактором - минимальна и практически незаметна. Если использованная линза тонкая и имеет асферическое шлифование, она также называется "Шмидтова пластина", а телескоп обозначается приставкой "Шмидт-". Если же линза относительно толстая и сферически сделана, то говорят о "Максутов-телескопе".

Линза одновременно служит креплениями для вторичного зеркала, поэтому не требуется держатель для фангспигеля, и не возникают лучи на ярких звездах.

3.1. Шмидт-Кассегрен

Конструкция грубо соответствует Кассегреновскому рефлектору, дополненному асферической Шмидт-пластиной. Это позволяет сделать главное зеркало с круглой (сферической) формой, что делает его дешевле в производстве. В то же время кохма уменьшается, что по теории приводит к хорошей изображающей способности. К сожалению, изготовление асферической Шмидт-пластины проблематично. Не всегда удается добиться требуемой точности, поэтому эффективная производительность некоторых телескопов Шмидт-Кассегрена оказывается ниже ожидаемого. Тем не менее этот тип телескопов долгое время был очень популярен среди аматоров, поскольку позволял реализовать относительно крупные диаметры и фокусные расстояния при умеренных размерах телескопа. Еще одной проблемой множества моделей является то, что освещение больших матриц цифровых зеркальных камер не удается - сильная виньетирование в виде темных углов изображения.

Celestron является самым известным производителем телескопов Смита-Кассегрена. Модель, изображенная здесь, имеет диаметр объектива 8 дюймов (200 миллиметров) и фокусное расстояние 2000 миллиметров, соответственно, диафрагма 1:10. Довольно большое зеркало Хауза закреплено на плите Смита, что делает ненужными опорные стержни. Благодаря защищенной пластине Смита можно видеть главное зеркало. Тело без крепления можно купить за около 1150 евро.

На этом телескопе можно отрегулировать только зеркало Хауза. После удаления центрального покрывала появляются соответствующие регулировочные винты.

3.2 Максутов-Кассегрен

В принципе он аналогичен Смиту-Кассегрену, за исключением того, что вместо пластины Смита используется мениск. Все поверхности сферические, поэтому их можно изготовить дешево и с высокой точностью. Вторичное зеркало состоит из поверхности на обратной стороне мениска, покрытой отражающим слоем. Оптический принцип обеспечивает высокое качество изображения и находит применение в особенности в очень компактных, небольших телескопах, а также в некоторых объективах для фотокамер. С увеличением диаметра максутов-кассегрен-телескопа из-за толстого мениска он становится достаточно тяжелым.

Из-за обычно «медленных» диафрагм объекты тусклого неба требуют длительной экспозиции. Преимущества максутов-кассегрена особенно ценны для фотографии луны и планет.



Схематическое изображение максутов-кассегрен-телескопа: Оптический ход аналогичен системе Смита-Кассегрена, только вместо пластины Смита используется сферически отшлифованный мениск, на обратной стороне которого нанесено вторичное отражающее зеркало.

Этот небольшой максутов-кассегрен-телескоп от Meade имеет 5-дюймовый диаметр объектива (точнее 127 миллиметров) и фокусное расстояние 1800 миллиметров, поэтому он довольно тусклый с диафрагмой 1:15. Луна и планеты являются особенно подходящими объектами для такой оптики. К сожалению, этот телескоп продаётся только со вилочным креплением; цена составляет 900 евро.

При взгляде спереди на максутов-кассегрен-телескоп можно увидеть защищенный мениск, на обратной стороне которого нанесено вторичное отражающее зеркало, хорошо видимое здесь как отражающий, светлый диск.

3.3. Смита-Ньютон

Оптический ход в значительной степени соответствует тому же, что и у Ньютона-рефлектора, только в области входного отверстия телескопа установлена корректирующая линза. Многое, сказанное о Смите-Кассегрене, относится и к Смите-Ньютону. Корректирующая линза позволяет использовать сферическое первичное зеркало и снижает появление комы. Однако также не простое изготовление пластины Смита может оказать влияние на общую производительность этой системы. Доступны светлые, быстрые оптики.



Схематическое изображение Смита-Ньютон-телескопа: В отличие от Ньютона-рефлектора, в этом телескопе используется пластина Смита в качестве передней линзы. Она служит креплением для вторичного зеркала, так что опорные бруски не нужны.

Этот смит-ньютон-телескоп от Meade имеет диаметр объектива 8 дюймов (200 миллиметров) и фокусное расстояние 810 миллиметров, что дает «быструю» диафрагму 1:4. Хорошо видна корректирующая линза Смита, в центре которой закреплено вторичное зеркало. Цена такого телескопа составляет около 715 евро.

3.4 Максутов-Ньютон

Снова Ньютон-рефлектор выступает как основа, дополненная мениском во входном отверстии для коррекции аберраций сферического первичного зеркала. В торговле преимущественно имеются приборы с очень небольшим вторичным зеркалом. Они идеально подходят для высокоразрешающих снимков луны и планет, в то время как из-за размера вторичного зеркала они не способны осветить объектив цифровой зеркальной камеры без виньетирования.



Схематическое изображение максутов-ньютон-телескопа: Мениск служит передней линзой, в прочем в значительной степени это телескоп аналогичен Смиту-Ньютону.

Этот максутов-ньютон-телескоп от Intes Micro имеет семидюймовый диаметр объектива (180 миллиметров) и фокусное расстояние 1080 миллиметров (диафрагма 1:6). Взгляд осуществляется сбоку и сверху (красная стрелка). Стоимость представленного оборудования с высококачественной оптикой составляет около 1800 евро.

Линза мениска нижеследующего Максутова-Ньютона имеет по центру очень маленькое зеркало; оно линейно составляет только 18 процентов всего диаметра. При желании можно заказать устройство с диафрагмой 1:8, в этом случае зеркало будет еще меньше (13 процентов от общего отверстия). Эти небольшие зеркала обеспечивают отличный контраст изображений, но они не освещают даже датчик зеркального цифрового фотоаппарата с "фактором кадрирования". Поэтому они предназначены для специализированных съемок поверхности Луны и планет.

Этот Максутов-Ньютон от Bresser выглядит почти как обычный Ньютона-рефлектор, у которого зеркало кажется летающим в воздухе, потому что очень эффективное покрытие линзы мениска блокирует почти все отражения света. Обзор осуществляется сбоку (красная стрелка) – типично для Ньютона. Этому устройству свойственно отверстие примерно 6 дюймов (152 мм) и фокусное расстояние 740 мм, что соответствует диафрагме 1:5. Стоимость составляет приблизительно 1000 евро.

Зеркало фокусировки на Maksutow-Newton от Bresser значительно больше, чем у модели от Intes Micro. Однако такое увеличенное зеркало позволяет освещать датчики в формате APS-C (цифровой зеркальный фотоаппарат с кадрированием в 1,6 раза).

Варианты

Помимо описанных форм существует еще множество вариаций, которые можно считать экзотическими. Многие из них обещают значительное улучшение качества изображения путем легкой модификации формы переднего и/или фокусного зеркал и/или корректирующей линзы по сравнению с "оригиналом".

Примером являются телескопы "Advanced Coma-Free" от Meade, чье качество изображения удалось улучшить по сравнению с Шмидт-Кассегреновскими телескопами.

Относительно недавни есть на рынке телескопы от Meade, называемые производителем "Advanced Coma-Free". Благодаря этому улучшению Meade больше не производит Шмидт-Кассегреновские телескопы. Представлена модель с диаметром отверстия 8 дюймов (200 мм). Фокусное расстояние составляет 2000 мм (диафрагма 1:10). Желательно начать с моделей с меньшим фокусным расстоянием, так как точная настройка такого телескопа при длительных выдержках является непростой задачей. Труба без крепления обойдется примерно в 1380 евро.

Взгляд спереди на телескоп "Advanced Coma-Free". Покрытие передней линзы очень высокого качества, так как оно почти полностью блокирует все отражения – зеркало фокусировки кажется летающим в воздухе. Видны также регулировочные винты зеркала фокусировки и главное зеркало на заднем плане трубы. Линейный диаметр зеркала фокусировки составляет 38% от диаметра отверстия. Оно затемняет 14 процентов площади зрачка входного отверстия – оба параметра при фотографическом использовании приемлемы.

Преимущества и недостатки катадиоптрических телескопов в ключевых фактах:

• Закрытая система, поэтому низкая вероятность загрязнения главного зеркала
• Практически отсутствие хроматической аберрации
• Длина значительно короче эффективного фокусного расстояния (за исключением Шмидт-Ньютона и Максутов-Ньютона)
• Отсутствие лучеобразования вокруг ярких звезд, поскольку нет стоек к зеркалу фокусировки
• Высокое качество изображения при тщательной отделке
  
  
• Длительное время для остывания (например, после транспортировки из подогретой квартиры на улицу)
• Регулировка зеркал (коллимация) время от времени необходима
• Потери света и контраста из-за вторичного зеркала на пути луча
• Потери света из-за ограниченной светопропускающей способности зеркал
• Ограниченное использование для наблюдения за Солнцем
• Ограниченное использование для наблюдения на земле в дневное время (например, птицы)
• Большое переднее линзовое стекло подвержено запотеванию
• Большой вес (особенно устройства Максутова)
  
  
  
  Во следующей таблице приведены основные системы и их пригодность для астрофотографии, по два рефрактора, рефлектора и катадиоптрических системы. Поскольку ни один тип телескопа не одинаково хорош для всех приложений, в таблице представлено деление по различным астрономическим объектам.

Рекомендация

Факты - одно, мнения - другое. Поэтому я хочу поделиться с вами конкретным рекомендациям с субъективной точки зрения.

Для тех, кто только начинает заниматься астрофотографией, обладающих цифровой зеркальной камерой и желающих делать длительные экспозиции тусклых небесных объектов, я бы порекомендовал маленький апохроматический рефрактор с фокусным расстоянием от 400 до 600 миллиметров. Это позволит уменьшить проблему точной синхронизации во время экспозиции, при этом на расстоянии будет целый ряд интересных объектов (скопления звезд, туманности, галактики). Такое устройство является компактным и легким в эксплуатации, если апертура не превышает четырех дюймов. Требуемое крепление (см. Учебник № 9 серии "Астрофотография и небесная фотография") также останется в пределах разумного по весу и цене. В случае проблем с бюджетом можно рассмотреть использование полуапохромата или ED-рефрактора в качестве альтернативы. В любом случае, перед покупкой убедитесь, что для выбранной модели доступно работоспособное полярное линзовое покрытие.

С помощью барлоу-линзы можно увеличить эффективное фокусное расстояние такого рефрактора, что позволит делать детальные снимки Луны. Кроме того, вы сможете сделать фотографии Солнца в белом свете или свете H-альфа с помощью такого телескопа (см. Учебник № 6 серии "Астрофотография и небесная фотография").

Если в будущем, при накоплении опыта, вам понадобятся более длинные фокусные расстояния (от 1000 до 1500 миллиметров), то станет сложнее давать конкретные рекомендации. Для небесных объектов с длительными экспозициями подойдут Ньютоновский рефлектор с корректором комы, Шмидт-Ньютон или кассегреновское телескоп в качестве вариантов, если вы не готовы потратить большие суммы и предпочли бы для этого крупный апохроматический рефрактор (до шести или семи дюймов апертуры) или рефлектор Ритчи-Шретена.

Если вас больше интересуют съемки планет и детальные снимки Луны, вам придется использовать более длинные фокусные расстояния, и тогда, возможно, вам понравится работать скорее с веб- или видеокамерой (см. Учебник № 14 серии "Астрофотография и небесная фотография"), а не с цифровой зеркальной камерой. Тогда не понадобится большое, хорошо освещенное поле зрения, и выбор будет более широким. В этом случае подойдут Шмидт-Кассегрен, Максутов-Кассегрен, Максутов-Ньютон и длиннофокусный Ньютонов рефлектор с апертурами от восьми до четырнадцати дюймов.

Благодарность

Мои благодарности компании Fernrohrland, Фельбах (www.fernrohrland.de). Там мне было разрешено использовать множество изображений телескопов, представленных в этом учебнике, и обсудить текущую ситуацию на рынке в длительных беседах, без которых этот учебник не был бы полным.

Все указанные цены являются ориентировочными на апрель 2009 года.