Časť 13 - Ktoré ďalekohľady sú vhodné pre astrofotografiu

Vyberať z bohatej ponuky modelov ďalekohľadov ten, ktorý vyhovuje vlastným potrebám a zároveň sa zmestí do rozpočtu, nie je jednoduchý úkol.

Časť 13: Ktoré ďalekohľady sú vhodné pre astrofotografiu

Človek, ktorý má záujem o astronómiu všeobecne a najmä o astrofotografiu, časom pocíti túžbu po vlastnom ďalekohľade. Aj keď vizuálne pozorovania môžu byť úspešné už aj s obyčajným okom alebo ďalekohľadom a impozantné astrofotografie možno vytvoriť aj bez ďalekohľadu (pozri časti 1 až 4 tejto sady online kurzov), len s pomocou ďalekohľadu je možné získať prístup k nespočetným menším a/alebo slabším nebeským objektom.

Ponuka ďalekohľadov je obrovská a na začiatku takmer neprehľadná, sľuby reklám sú veľké. Tento návod by sa preto mal zamerať na otázku, ktoré ďalekohľady sú vhodné a môžu byť odporúčané pre astrofotografiu. Na úvod treba spomenúť, že „najlepší“ ďalekohľad pre všetky účely neexistuje. Ponúkané typy a optické systémy majú svoje špecifické výhody a nevýhody, niektoré sú použiteľné pre široké spektrum aplikácií, iné sú špecialistami a ukážu svoje prednosti len pri pozorovaní konkrétnych objektov. Dokonca aj veľký, výkonný ďalekohľad môže byť nesprávnou voľbou, ak jeho veľkosť a váha prispievajú k tomu, že sa používa zriedka kvôli náročnosti na ovládanie a prepravu.

Všeobecne treba poznamenať, že ďalekohľad určený na astrofotografické účely musí spĺňať výrazne vyššie požiadavky než zariadenie na vizuálne pozorovanie oblohy. Zatiaľčo pri čistom prezeraní sa ďalekohľady v nižšom cenovom segmente môžu, pre fotografiu platí len voľba lepších, ale aj drahších modelov.

Tu je výber bodov, ktoré sú dôležité:

• Kvalita obrazu

Na optickom zákryte poskytuje každý ďalekohľad s presnou optikou akceptovate kvalitu obrazu. Tento je postačujúci pre vizuálne účely, ale pre fotografiu je dôležité, aby boli hviezdy ostro zobrazené aj mimo optického zákrytu – najlepšie až do rohov obrazu. Čím väčší je snímač v použitom fotoaparáte, tým ťažšie je splniť toto požiadavku.

• Rozsvietené pole

Väčšina ďalekohľadov nedokáže bez vinietného efektu rozsvietiť „full-frame" senzor veľkosti 24x36 mm; pri každom snímku sa objavia tmavé rohy. Aj u senzorov v „APS-C formáte“ (crop 1,6-násobok, 15x22 mm) preukazujú niektoré ďalekohľady určité nedostatky v tejto disciplíne.

• Okulárny vývod

Pri použití digitálneho zrkadlovkového fotoaparátu (DSLR) musí byť prítomný okulárny vývod s minimálnym priemerom dvoch palcov. Dôležitá je aj mechanická konštrukcia okulárneho vývodu. Musí byť dostatočne stabilný, takže po pripojení ťažkého DSLR (v porovnaní s okulárom) nedochádza k náklonom. Na presnú a jemnú zaostrovaciu je výhodné mať prevodový mechanizmus zaostrovania.

Stabilný 2-palcový okulárny vývod s prevodovým mechanizmom zaostrovania: Veľké čierne koleso slúži na hrubé zaostrovanie, zlaté je desaťnásobne prevodové a umožňuje presné nastavenie.

Tento okulárny vývod od značky Meade tiež ponúka prevodový mechanizmus pri zaostrovaní. V oblasti modrého krúžku existuje možnosť jeho otáčania okolo optického zákrytu na nastavenie najlepšieho záberu.

Tento 1,25-palcový okulárny vývod je príliš malý na pripojenie digitálneho zrkadlovkového fotoaparátu. Chromovaný povrch zakrýva skutočnosť, že je úplne vyrobený z plastu a nemôže plniť požiadavky na stabilitu potrebnú pre fotografovanie.





• Stabilita teploty

Počas noci sa bežne teplota postupne zníži. V závislosti od materiálov použitých na tubus a okulárny vývod sa môže meniť fokusový bod a môže byť potrebné opakované zaostrovanie. Väčšiu radosť poskytuje zariadenie, pri ktorom opakované zaostrovanie kvôli klesajúcej teplote nie je potrebné alebo je menej časté.

• Vyrovnanie obrazu

Väčšina optických systémov amatérskych ďalekohľadov trpí obrazovým zakrivením, teda rovinaostrosť nie je rovinou, ale pologuliou. To nevyhnutne vedie k čiastočným rozmazaniam na fotografiách v závislosti od toho, na ktorý bod sa zaostrovalo. Čím väčší je snímač, tým je to problematickejšie. Pomocou špeciálnej vyhotovenej obrazovej roviny pre daný optický systém sa situácia dá riešiť, ale nie je dostupná pre všetky ďalekohľady.

• Pomer otvorenia

Pomer otvorenia je výsledkom delenia ohniskovej vzdialenosti objektívnej šošovky alebo hlavného zrkadla voľnou objektívnou otvorením. Výsledkom je číslo, ktoré je identické s clonou fotoobjektívu. Čím menšie je číslo, tým svetelnejšie je ďalekohľad. Vysoká svetelnosť znamená krátke časy expozície, čo je veľkou výhodou pri fotografovaní slabého svetla Deep-Sky objektov. Kvôli krátkym časom expozície sa svetelné optiky označujú ako „rýchle“, tie s nižšou svetelnosťou ako „pomalé“.

• Optické chyby (aberrácie)

Fotograficky použiteľné sú len ďalekohľady, ktorých obrazové chyby (aberrácie) sú také malé, že nie sú na fotografiách viditeľné alebo sú viditeľné len s obtiažami.

Rozlišovacia schopnosť a schopnosť zazbierať čo najviac svetla závisia výlučne len od voľného priemeru objektívu ďalekohľadu (šošovka alebo zrkadlo), ktorý je astronommi označovaný ako „apertura“ a udáva sa v palcoch (1 palec = 2,54 centimetra). Pre fotografiu je však dôležitejšie pomer otvorenia, čiže clona, pretože od neho závisí výsledný čas expozície. Samozrejme: Ak sa chcú mať dlhšie ohniskové vzdialenosti s „rýchlym“ pomerom otvorenia, automaticky sa môžu objaviť aj veľké apertúry.

Určite treba poznamenať aj to, že cena, hmotnosť a rozmery ďalekohľadu sa s rastúcou apertúrou veľmi rýchlo zväčšujú.





Vývoj hmotnosti a ceny v závislosti od apertúry ďalekohľadu. Graf je založený na sérii zariadení ACF od značky Meade, ale trend je prakticky prenosný na všetky ostatné ďalekohľady. Absolútne ceny a hmotnosti sa v tejto tabuľke neuvádzajú a boli vynechané.

Okrem týchto požiadaviek je samozrejme aj individuálne prianie a preferencie dôležité pri výbere ďalekohľadu. Názovne rozhoduje ohnisková vzdialenosť v kombinácii so senzorovým formátom o efektívnej obrazovej oblasti. Zatiaľčo rozsiahle nebeské objekty ako galaxia v Andromede alebo Mléčna dráha môžu byť už s 500 milimetrovou ohniskovou vzdialenosťou naplnené celkovými formátmi, menšie objekty ako napríklad Ring nebula alebo planéta žadujú výrazne dlhšie ohniskové vzdialenosti.

Šošovky alebo zrkadlá?

Základný rozdiel v ďalekohľadoch spočíva v optických komponentoch, ktoré vytvárajú obraz. Ak je objektív tvorený iba šošovkami, hovoríme o ďalekohľade so šošovkami alebo refraktorom. Ak sú objektívom výlučne zrkadlá, jedná sa o teleskop so zrkadlom a reflektorom. Ak obraz vytvárajú zrkadlá aj šošovky, hovoríme o katadioptrickom systéme.

1. Ďalekohľad so šošovkami (Refraktor)

Refraktor najviac zodpovedá tomu, čo si laik predstavuje pod pojmom ďalekohľad: Na prednej strane tubusu sa nachádza objektív zložený z aspoň dvoch šošoviek, zatiaľ čo na zadnej strane je pripojený fotoaparát bez ďalších optických prvkov. Šošovkový ďalekohľad je teda veľmi zjednodušenou formou teleobjektívu s pevnou ohniskovou vzdialenosťou. Teleobjektívy sú však oveľa komplexnejšie skonštruované, čo zaisťuje, že ich dĺžka je kratšia ako efektívna ohnisková vzdialenosť. V prípade refraktorov to neplatí, pretože ich dĺžka sa približne rovná skutočnej ohniskovej vzdialenosti.

Schematická reprezentácia refraktora. Svetské svetlo vstupuje zľava, narazí na objektív z kryštalických šošoviek a tie ho koncentrujú na snímači fotoaparátu v ohniskovom bode.





Refraktory trpia problémom chromatickej aberácie, čo je chyba vo farebnom rozostrení, ktorá vzniká tým, že svetlo je v šošovkách lomené s rôznou intenzitou v závislosti na vlnovej dĺžke.



Schematická reprezentácia chromatickej aberácie: Šošovka zároveň funguje ako prizma a rozkladá svetlo na jeho základné farby. Pre každú vlnovú dĺžku (=farbu) vzniká iný ohniskový bod.



Šošovka teda zároveň funguje ako prizma, ktorá rozkladá svetlo na jeho spektrálne zložky. Následkom je, že jednolôžkový objektív nemá skutočný ohniskový bod, ale kombinuje farby modrej, zelenej a červenej v rôzne umiestnených ohniskových bodoch; celkovo vzniká „ohnisková čiara.“ Efektívna ohnisková vzdialenosť pre červené svetlo je v tomto prípade dlhšia ako pre modré svetlo. Takýto objektív, označovaný ako chromát, je preto pre vizuálne pozorovanie aj fotografie jednoducho nepoužiteľný, pretože kvalita obrazu je neprípustne nízka v dôsledku výrazných farebných halier okolo hviezd. Chromáty sa preto nachádzajú skôr v „hračkových“ ďalekohľadoch.

Vylepšenie sa dosiahne pomocou objektívu tvoreného dvoma šošovkami z rôznych druhov skla. Tým sa dokážu spojiť aspoň dve z troch hlavných vlnových dĺžok v jednom ohniskovom bode. Fokusácia tretieho (v praxi zvyčajne modrého svetla) je stále odlišná, takže aj pri dobrej fokusácii sa na fotografiách objavia rušivé modré lúče okolo jasných hviezd. Ďalekohľady tohto typu sú označované ako achromáty alebo fraunhoferske teleskopy a sú relatívne cenovo dostupné. Pre fotografické účely sa kvôli zostávajúcej farebnej chybe nehodia alebo len veľmi obmedzene. Čím je objektív refraktora svetelnejší, tým väčšie je ovplyvnenie chromatickej aberácie.



Schematická reprezentácia achromátu: Dve šošovky z rôznych druhov skla sú kombinované tak, aby aspoň dve hlavné vlnové dĺžky (tu červená a zelená) boli koncentrované v jednom spoločnom ohniskovom bode, zatiaľ čo modré svetlo stále má odlišnú fokusovú polohu.

Achromatický refraktor od spoločnosti Bresser s otvorením 5 palcov a integrovaným lichobjektorom je už veľkým nástrojom. Zostávajúca farebná chyba sa prejaví vo forme modrých halier okolo jasných hviezd. Cena: 480 eur.

Objektív tohto refraktora ukazuje po odobratí vrchnej krytky tri páry justážnych skrutiek (každá ťahacia a tlačná skrutka). Tým sa dá objektív zamerať tak, aby optická os súhlasila s centrálnou osou tubusu. V praxi však takéto nastavenie zriedka bude potrebné. Zelenkasté odlesky na šošovkách minimalizujú veľké svetelné straty v dôsledku odrazu.

Najdokonalejšou formou refraktora je Apochromát, kde zvyčajne trojlôžkový objektív zabezpečuje úplné vylúčenie chromatickej aberácie alebo ju aspoň takým spôsobom redukuje, že v praxi nehraje žiadnu úlohu. Jedna zo šošoviek je vyrobená z exotického a drahého skla, čo umožňuje zlúčiť tri vlnové dĺžky v jedinom ohniskovom bode. Vznikne úplne farebne čistý obraz bez rušivých farebných záriviek na okraji svetlých objektov. Bohužiaľ označenia Apochromát a príslušné prídavné meno apochromatický nie sú a neštandardizované, takže na trhu sú prístroje, ktoré síce nesú označenie Apochromát, ale v praxi majú viditeľný zostatok chromatickej aberácie.



Schematická reprezentácia apochromátu: Trojlôžkový objektív je schopný zlúčiť prakticky všetky vlnové dĺžky v jedinom ohniskovom bode - výsledkom je fotografia bez viditeľnej farebnej chyby. Jedna zo šošoviek musí byť vyrobená z drahého špeciálneho skla.

Tento takmer farebne čistý apochromát má 90 milimetrov. Výrobca je William Optics, jeho cena presahuje 800 eur.

Pohľad na objektív odhaľuje vysokú úroveň povlakov, pretože šošovky sú takmer neviditeľné. Ohnisková vzdialenosť je 621 milimetrov, pomer otvoru 1:6,9.

Apochromy od výrobcu LZOS patria medzi najlepšie skorigované refraktory na svete. Tu je zobrazený objektív s otvorením 115 mm (4,5 palca) a ohniskovou vzdialenosťou 805 mm (svetelná hodnota 1:7). S tubusom a výsuvným okulárom môže byť cena viac ako 3000 eur.

Dva apochromáty od Astro-Physics: Biely ďalekohľad je refraktor s priemerom 6,1 palca (155 mm otvor) s pomerom otvoru 1:7, menší teleskop s ním spojený je apochromát s otvorením 4,1 palca pri svetelnej hodnote 1:6 (ohnisková vzdialenosť 630 mm). Jasne je vidieť, aký rozdiel robí dva palce otvoru vzhľadom na veľkosť a hmotnosť.

Refraktory s otvorením väčším ako 7 palcov sú takmer neprenosné. Veľké zariadenie na nasledujúcom obrázku je 10-palcový apochromát svetelnej hodnoty 1:14, menšie pripojené zariadenie je 5,1-palcový apochromát s pomerom otvoru 1:8. Sú pevne namontované v klenbe hviezdárne Welzheim.

Medzi achromatom a apochromatom patria pol-apochromáty, ktoré dosahujú viditeľne lepšiu farebnú korekciu ako achromaty, no nesiahajú na úroveň dokonalosti skutočného apochromatu.

Toto je možné vďaka použitiu špeciálneho skla pre jednu zo šošoviek. Cena týchto zariadení je celkom zaujímavá a aj fotografické vlastnosti určitých modelov sú pozoruhodné.

Pol-apochromáty často nesú doplnkový názov „ED“. Korigovanie chromatickej aberácie je výrazne lepšie ako u achromatov, avšak nedosahuje dokonalosti skutočného apochromatu. Pomer ceny a výkonu možno označiť za vyvážený a atraktívny. Toto zariadenie s otvorením 80 mm a ohniskovou vzdialenosťou 600 mm je dostupné už od 350 eur:

Tento ED refraktor má 100 mm otvor (4 palce) a ohniskovú vzdialenosť 900 mm (pomer otvoru 1:9). Jeho cena je približne 700 eur.

Pohľad na (najustiteľný) objektív ED-60/800 refraktora zobrazeného vyššie:

Naľavo je záber Orionovej hviezdy s achromatom. Jasne sú viditeľné modré ohraničenia okolo jasných hviezd ako dôsledok chromatickej aberácie. Pol-apochromát (ED, právobokový obrázok) výrazne znižuje tento optický problém:

Výhody a nevýhody refraktoru sú nasledovné:

• Jednoduchá manipulácia
• Nastavenie optiky zriedkavo alebo nikdy nie je potrebné
• Rýchle nasadenie bez dlhej doby vybývania
• Najlepšia voľba pre fotografovanie Slnka (pozri tutoriál č. 6)
• Nevraživý voči bočne vnikajúcemu odlesku
• Žiadna obštrukcia v optickom zaťažení pomocou zrkadla (pozri tiež zrkadlové ďalekohľady)
• Vysoká transmisia bez významnej straty svetla v dôsledku rozptylu a odrazu
• Obraz hviezd bez „lúčov“
• (Teoreticky) najlepší možný obrazový výkon pri danom otvorení (Apochromat)
  
  
• Z dôvodu veľkosti a hmotnosti od 6 palcov otvorenie značne komplikuje manipuláciu
• Chromatická aberácia u achromatov
• Vysoká cena apochromatov
• Otvorenia od 7 palcov už nie sú prakticky použiteľné ako observatórne zariadenie
  
  

2. Zrkadlový ďalekohľad (reflektor)

Objektív zrkadlového ďalekohľadu pozostáva z dutého zrkadla, ktoré je hrubosťou v podstate guľovité a vybrúsené do sklenenej alebo sklo-keramickej hmoty a potom je opatrené reflektujúcou povrchovou úpravou. Pri presnejšom pohľade sa ukazuje, že v závislosti od typu konštrukcie sa povrch trochu líši od povrchu guľovitého dutého zrkadla.

Keďže ohnisko dutého zrkadla leží v optickom toku, kamera (aspoň v ďalekohľadoch triedy amatérov) nemôže byť priamo pripojená, pretože by zablokovala príliš veľkú časť dopadajúceho svetla. Z tohto dôvodu majú reflektory druhé zrkadlo, tzv. fangové alebo sekundárne zrkadlo. Je umiestnené pred ohniskom a odkláňa sústredené svetlo hlavného zrkadla z tubusu von, kde je potom v ohnisku zjednotené a môže byť pripojená kamera.

Keďže fangové zrkadlo zaberá miesto priamo v optickej osi, musí byť udržiavané nosníkmi, „pavučinou fangového zrkadla“, ktorá je na stene tubusu upevnená. Fangové zrkadlo spolu so „pavučinou“ v optickom toku je teda nevyhnuté zlo, ktorého následky sa majú rozobrať ďalej.

Dôležité je najprv skutočnosť, že fangové zrkadlo nie je na fotke zjavné, ani ako ostrá ani ako rozmazaná silueta. V závislosti od priemeru však čiastočne zatieniť časť dopadajúceho svetelného lúča, čo má za následok stratu jasu. Tá však zostáva v medziach: Aj fangové zrkadlo, ktoré tvorí 30 percent hlavne zrkadla, zatieniť svojou plochou len deväť percent dopadajúceho svetla.

Druhým dopadom fangového zrkadla je zníženie kontrastu obrazu, ktorý je čím väčší priemer fangového zrkadla. Fotograficky je toto ovplyvnenie zanedbateľné, ak vôbec, je významné len pri vizuálnej pozorovateľnosti planét s ich už aj kontrastnými detailmi. Nosníky fangového zrkadla však zanechávajú na fotografiách viditeľné stopy vo forme „lúčov“ okolo jasných hviezd.

Forma vzpierania je zdvojená, pričom druhý obrázok je posunutý o 180 stupňov oproti prvému. So svojimi štyrmi ramenami vytvára štvorramenný pavúk štyri lúče na svetlých hviezdach, zatiaľ čo tri vzpierajúce sa záklony produkujú šesť.



Refraktor zobrazuje hviezdy bez „lúčov“ (vľavo). Naopak pomocou vzpier na fangzrkadle odlišujú Newtonove reflektory obraz lúčov vďaka difúzii svetla hviezdami (vpravo).



Čo sa týka zrkadlových ďalekohľadov, sú vo všeobecnosti bez chromatickej aberácie, pretože odrážanie svetla prebieha nezávisle od jeho vlnovej dĺžky.

O nasledujúcich troch bežných typoch zrkadlových ďalekohľadov bude podrobnejšie hovorené.

2.1 Newtonov reflektor

Menšie zariadenia tohto druhu majú lacný, sférický hlavný zrkadlo, zatiaľ čo väčšie majú parabolické zrkadlo, ktoré sa odlišuje od guľovitého tvaru, aby sa zlepšila kvalita obrazu. Pred dosiahnutím ohniska svetlo o 90 stupňov odkláňa eliptický, ale plochý sekundárny zrkadlo okolo diery v stene tubusu. To znamená, že pozícia pre pozorovanie alebo pozícia fotoaparátu sa nachádza na bočnom prednom konci tubusu ďalekohľadu, čo je na začiatku trochu neobvyklá konfigurácia. Keďže v ďalekohľadoch tohto typu je opticky účinná len jedna povrchová úprava, je ich možné relatívne lacno vyrábať.

Pre fotografiu sú modely s veľkým fangzrkadlom lepšie vhodné ako tie s malým, aby svietili aj väčšie snímače v krajných oblastiach obrázka. Hovorí sa o nich aj ako fotooptimalizované Newtonove ďalekohľady alebo jednoducho „foto-Newton“. Newtonové ďalekohľady môžu byť vyrobené s veľkým otvorením a „rýchlym“ svetelným pomerom, avšak sú sistemicky ovplyvnené chybou obrazu Koma, ktorá sa prejavuje kometárne deformovanými hviezdami na okraji obrazu. Na vyriešenie tohto problému sa používa dodatočný optický systém v okulárnom vývode, tzv. komakorektor.



Schematické zobrazenie Newtonovho reflektoru: Svetlo prichádza zľava, najprv dopadá na konkávne zrkadlo, je naň odrážané a pred dosiahnutím ohniska je o 45 stupňov odchýlené fangzrkadlom s rovnou plochou z tubusu.

Podľa Newtonovho reflektoru je pozorovacie miesto umiestnené bočne na prednom konci ďalekohľadu (červená šípka).

Pohľad do otvoru Newtonovho reflektoru. Viditeľné sú fangzrkadlo zavesené na štyroch tenkých vzpierach. Hlboko vzadu je možné tušiť hlavné zrkadlo. Nahor sa vystiera okulárny vývod.

Fotograficky optimalizovaný Newtonov reflektor od spoločnosti Vixen. Opäť je označení okulárny vývod, na ktorý sa pripevňuje fotoaparát, červenou šípkou. Toto zariadenie má 8 palcov (200 milimetrov) otvorenie a 800 milimetrov ohniskovú vzdialenosť, čo zodpovedá „rýchlemu“ pomeru 1: 4. Ďalekohľad bez montáže stojí približne 1100 eur.

Pohľad do otvoru Vixen-Foto-Newton-Reflektoru ukazuje, že fangzrkadlo má pomerne veľký priemer, aby osvetľovalo aj väčšie snímače. Vzpierky, na ktorých je fangzrkadlo zavesené, sú pomerne hrubé, ale dostatočne stabilné.

Veľmi jednoducho zostavená verzia Newtonovho reflektoru je známa ako „Dobsonov teleskop“. Vzhľadom na typ montáže sa však takéto zariadenia nevhodné pre fotografické účely.



Pre vizuálne účely sú veľmi obľúbené tzv. „Dobson“-teleskopy. Sú to veľmi jednoducho zostavené Newtonove reflektory, ktoré však kvôli montáži nie sú vhodné pre dlhé expozície astrofotografií.

2.2 Cassegrain-Reflektor

U tohto typu je hlavné zrkadlo parabolicky tvarované. Fangzrkadlo však nie je, ako pri Newtonovi, rovinné, ale konvexno-hyperbolické (a teda opticky účinné) a je usporiadané tak, že zväzok lúčov sa odráža smerom k hlavnému zrkadlu. To je uprostred priehlbiny, takže okulár alebo kamera je pripojená na zadnom konci tubusu. Pozícia pozorovania je teda rovnaká ako u refraktora.



Schematické zobrazenie Cassegrainovho reflektora: Hlavné zrkadlo (vpravo) smeruje dopadajúce svetlo na sekundárne zrkadlo (vľavo), ktoré ho odráža cez centrálnu dieru hlavného zrkadla, kde sa nakoniec mimo tubusu zhromažďuje v ohnisku.

Okulárny vývod u Cassegrainovho reflektoru, na ktorý je možné pripojiť aj kameru, sa nachádza na zadnej strane v smere pohľadu ďalekohľadu (červená šípka), rovnako ako u refraktora:





Cassegrainove reflektory sa dnes vyskytujú len zriedkavo v ponuke. Ich oblasti vzoru sú zakrivené a preukazujú mimo osi optické chyby, vrátane Koma. Tieto chyby možno znížiť len súladným korektorom z linseného systému na dostatočne veľké pole pre senzorový formát digitálneho zrkadlovkového fotoaparátu.

2.3 Ritchey-Chrétienov-reflektor

Veľmi podobný Cassegrainov-reflektoru používa dva hyperbolické typy zrkadiel, jeden pre hlavné zrkadlo a druhý pre fangové zrkadlo. Tým je možné odstrániť komu Cassegrainov, no nie obrazové pole, ktoré stále musí byť opravené šošovkou. Tento druh často poskytuje dobrú obrazovú kvalitu až do rohov aj pre väčšie zobrazovacie senzory. To môže byť jeden z dôvodov, prečo veľké teleskopy na Zemi a aj priestorový teleskop Hubble sú vykonané ako Ritchey-Chrétienov-reflektory.

Teleskopy určené pre fotografovanie majú občas označenie astrograf. Ritchey-Chrétienov-reflektory sa zvyknú vyrábať len s relatívne veľkým priemerom a sú dosť drahé. Preto sú určené pre ambicióznych amatérov.

Schéma Ritchey-Chrétienov-reflektora: Svetelný lúč sa zhoduje s Cassegrainovým-reflektorom, len oba zrkadlá majú trochu odlišný tvar povrchov, čím sa obrazové chyby mimo optické osy lepšie korigujú:

Ritchey-Chrétienov-reflektor s priemerom 20 palcov (50 centimetrov) je považovaný už za profesionálne zariadenie. Cena teleskopu od RCOS, USA, bez montáže je 46 000 eur.

Výhody a nevýhody reflektorov možno zhrnúť nasledovne:

• Veľké priemery pri relatívne nízkych nákladoch (Newton)
• Žiadna chromatická aberácia
• Dostupné s čiastočne vysokým svetelným výkonom (Newton)
• Stredné časy na vychladenie vďaka otvorenému prednému tubusu
• Veľmi vysoká kvalita obrazu pre veľké zobrazovacie senzory (Ritchey-Chrétien s korekčnou šošovkou)
• Veľkosť teleskopu je podstatne kratšia ako jeho efektívna ohnisková vzdialenosť (Cassegrain, Ritchey-Chrétien)
  
  
• Častice sa môžu dostávať na hlavné zrkadlo v dôsledku otvoreného tubusu
• Nastavenie zrkadiel (kollimácia) je čas od času nutné
• Strata svetla a kontrastu kvôli sekundárnemu zrkadlu v optickom lúči
• Strata svetla kvôli obmedzenému reflexnému indexu zrkadiel
• Iba obmedzene vhodné na pozorovanie Slnka
• Iba obmedzene vhodné pre pozorovanie na zemi vo dne (napr. vtáky)
• Vznik lúčov okolo svetlých hviezd sekundárnym zrkadlom
  
  
  
  Tri páry skrutiek (jedna stláčacia a jedna vytahovacia) umožňujú precízne nastavenie hlavného zrkadla u Newtonovho reflektora. Obrázok ukazuje zadnú stranu tubusu.
  
  
  
  

S tromi ďalšími skrutkami sa dá fangové zrkadlo Newtonovho reflektora dostat na optimálnu pozíciu. Nastavenie optiky u Newtonovho teleskopu nie je zložité, no je potrebné sa to naučiť.

3. Katadioptrický systém

Katadioptrické teleskopy používajú zrkadlá a šošovky na tvorbu obrazu, no sú založené na vyššie popísaných Newtonových a Cassegrainových reflektoroch. Jedným z cieľov je vylepšenie kvality obrazu mimo optických osí, často v kombinácii s jednoduchším a teda lacnejším tvarom hlavného zrkadla. Použitý šošovkový prvok prináša určitú chromatickú chybu, ktorá je však minimálna v porovnaní s achromatickým refraktorom a v praxi ju ťažko spozorujeme. Ak je použitý šošovkový prvek tenký a sféricky broušený, nazýva sa aj „Schmidt-Platte“ a teleskop je označený predponou „Schmidt-“. Ak je šošovka pomerne hrubá a sfericky tvarovaná, hovoríme o „Maksutowom-teleskope“.

Šošovka slúži zároveň aj ako upevnenie pre sekundárne zrkadlo, čo umožňuje odstránenie držiaka fangového zrkadla a žiarenie pri jasných hviezdach.

3.1. Schmidt-Cassegrain

Stavba hrubo zodpovedá Cassegrainovmu-reflektoru, doplnená o asférickú Schmidt-Platte. Toto umožňuje guľovitú (sférickú) formu hlavného zrkadla, ktoré je tak lacnejšie na výrobu. Zároveň sa redukuje komo, čím by sa teoreticky malo dosiahnuť dobré zobrazovacie výkony. Bohužiaľ, výroba asférickej Schmidt-Platte môže byť problematická. Nie vždy sa to podarí s požadovanou presnosťou, čo spôsobuje, že efektívny výkon mnohých Schmidt-Cassegrainovských teleskopov zaostáva za očakávaniami. Napriek tomu bol tento typ teleskopu dlho obľúbený u amatérov, pretože umožňoval relatívne veľké priemery aj ohniskové vzdialenosti pri stredných rozmeroch teleskopu. Ďalším problémom je, že osvietenie veľkých senzorov digitálnych zrkadloviek sa nepodarí - silné vinetovanie v tvare tmavých okrajov obrazu kazí zobrazenie.



Schéma Schmidt-Cassegraina: Na rozdiel od Cassegrainovho-reflektoru existuje predná šošovka nazývaná Schmidt-Platte. Má asférický tvar a umožňuje lacnejšie zrkadlá a korekciu obrazových chýb mimo optických osí.

Celestron je najznámejší výrobca Schmidt-Cassegrain teleskopov. Model zobrazený tu má otvor 8 palcov (200 milimetrov) a ohniskovú vzdialenosť 2000 milimetrov, teda clona 1:10. Dosť veľké zrkadlo je upevnené na Schmidtovej platni, čo znamená, že zvody nie sú potrebné. Vďaka kvalitnému spracovaniu Schmidtovej platne je možné vidieť hlavné zrkadlo. Tubus bez montáže je dostupný za približne 1150 eur.

Nastaviteľné na tomto teleskope je len zrkadlo. Po odstránení centrálného krytu sa ukážu príslušné nastavovacie skrutky.

3.2 Maksutow-Cassegrain

V podstate sa podobá na Schmidt-Cassegrain, ibaže namiesto Schmidtovej platne sa používa menisková šošovka. Všetky povrchy sú sférické, takže sa dajú vyrábať lacno a s vysokou presnosťou. Sekundárne zrkadlo sa skladá z povrchu meniskovej šošovky s reflektujúcim náterom na zadnej strane. Optický princíp umožňuje vysokú kvalitu obrazu a najmä nachádza uplatnenie v kompaktných menších teleskopoch a v niektorých fotoobjektívoch. S nárastom otvoru je Maksutow-Cassegrain teleskop kvôli hrubej meniskovej šošovke dosť ťažký.

Pretože majú zvyčajne „pomalé“ clonové čísla, je potrebné dlho osvetľovať slabé deep-sky objekty. Výhody Maksutow-Cassegrain sa prejavujú hlavne pri fotografovaní mesačného a planétneho povrchu.



Schematické zobrazenie Maksutow-Cassegrain teleskopu: Svetelnej lúč sa zhoduje so Schmidt-Cassegrain, len miesto Schmidtovej platne sa používa sféricky brúsená menisková šošovka, na ktorej zadnej strane je nanesené zrkadlo.

Tento manipulovateľný Maksutow-Cassegrain teleskop od značky Meade má otvor 5 palcov (presne 127 milimetrov) a ohniskovú vzdialenosť 1800 milimetrov, čo znamená clonové číslo 1:15, je dosť slabý na svetlo. Mesiac a planéty sú vhodné ciele pre takúto optiku. Bohužiaľ tento teleskop je dostupný iba s vidlicovou montážou za cenu 900 eur.

Pohľad zpredu na Maksutow-Cassegrain teleskop ukazuje sférickú meniskovú šošovku, na ktorej zadnej strane je nanesené zrkadlo, ktoré je zreteľné ako odrazivý, svetlý disk.

3.3. Schmidt-Newton

Svetelný lúč v podstate zodpovedá Newtonovmu reflektor, ibaže v oblasti vstupného otvoru teleskopu je umiestnená korekčná šošovka. Veľa vecí, ktoré boli povedané o Schmidt-Cassegrain, platí aj pre Schmidt-Newton. Korekčná šošovka umožňuje použitie sférickej hlavnej zrkadla a redukuje sa vyskytujúca sa koma. Výroba Schmidtovej platne tiež môže ovplyvniť celkový výkon. Sú k dispozícii rýchle svetelné optiky.



Schematické zobrazenie Schmidt-Newton teleskopu: Na rozdiel od Newtonovho reflektora tento teleskop obsahuje Schmidtovu platňu ako prednú čočku. Tá slúži ako upevnenie pre zrkadlo a možnosť eliminácie záberových prútikov.

Tento Schmidt-Newton teleskop od značky Meade má otvor 8 palcov (200 milimetrov) a ohniskovú vzdialenosť 810 milimetrov, čo znamená „rýchle“ clonové číslo 1:4. Korekčnú šošovku Schmidt je ľahko rozpoznateľná, na ktorej strednej časti je umiestnené zrkadlo. Cena za takýto teleskop je približne 715 eur.

3.4 Maksutov-Newton

Znova slúži Newtonov reflektor ako základ, doplnený o meniskovú šošovku vstupného otvoru na korekciu obrazových chýb sférickej hlavnej zrkadla. Na trhu sú dostupné najmä zariadenia s veľmi malým zrkadlom. Ideálne sú pre vysoce rozlíšené snímky mesačnej a planétnej plochy, zatiaľ čo kvôli veľkosti zrkadla nie sú schopné dostatočne osvetliť snímač digitálneho zrkadlového fotoaparátu bez vinetovania.



Schematické zobrazenie Maksutov-Newton teleskopu: Menisková šošovka slúži ako predná čočka, inak zodpovedá v podstate Schmidt-Newton teleskopu.

Tento Maksutov-Newton teleskop od značky Intes Micro má sedem palcov otvor (180 milimetrov) a 1080 milimetrov ohniskovú vzdialenosť (clona 1:6). Pohľad je z boku a zhora (červená šípka). Zobrazené zariadenie s prvotriednou optikou stojí približne 1800 eur.

Ľudíková čočka nízko predstaveného Maksutowa-Newtons nesie vo svojom strede veľmi malý držiak zrkadiel, ktorý tvorí lineárne len 18 percent celkového priemeru. Voliteľne je možné objednať zariadenie s clonou 1:8, potom je držiak zrkadiel ešte menší (13 percent otvoru). Tieto malé držiaky zrkadiel síce zaisťujú vynikajúci kontrast obrazu, ale sami neosvetľujú snímač digitálneho zrkadlovky s „crop faktorom“. Sú však špecializované na detailné zábery Mesiaca a planét.

Tento Maksutow-Newton od Bressera pôsobí takmer ako bežný Newtonovský reflektor, jeho držiak zrkadiel vzduchom zdá sa, že visí, pretože veľmi účinná vrstva na ľudíkovej čočke potláča takmer všetky svetelné odlesky. Pohľad je – typický pre Newtona – z boku (červená šípka). Zariadenie má asi 6 palcov otvorenie (152 milimetrov) a ohniskovú vzdialenosť 740 milimetrov, čo zodpovedá pomeru otvorenia 1:5. Cena je približne 1000 eur.

Držiak zrkadiel u Bresser-Maksutow-Newtons je významne väčší ako u modelu od Intes Micro. Avšak to umožňuje osvetlenie snímačov vo formáte APS-C (digitálna zrkadlovka s 1,6-násobným „crop faktorom“).

Varianty

Okrem popísaných foriem existuje mnoho exotických úprav, ktoré sa musia považovať za špeciality. Mnohé z nich sľubujú jemnou modifikáciou tvaru povrchu hlavného a / alebo držiaka zrkadla a / alebo korekčnej čočky v porovnaní s „predlohou“ ešte lepšiu zobrazovaciu kvalitu.

Jedným príkladom sú teleskopy „Advanced Coma-Free“ od Meade, ktoré mohli zlepšiť zobrazovaciu kvalitu oproti Schmidt-Cassegrainu.

Na trhu sú relatívne nové teleskopy od Meade, ktoré výrobca nazýva „Advanced Coma-Free“ teleskopy. Vďaka tejto modifikácii Meade už nemá v programe žiadne Schmidt-Cassegrainovské teleskopy. Zobrazený je model s 8-palcovým otvorením (200 milimetrov). Ohnisková vzdialenosť je 2000 milimetrov (clona 1:10). Pri vstupovaní je dobré začať s menšou ohniskovou vzdialenosťou, pretože presné nasledovanie takéhoto teleskopu pri dlhých expozičných časoch nie je jednoduchou úlohou. Za skrinku bez montáže sa musí zaplatiť asi 1380 eur.

Pohľad zpredu do Advanced Coma-Free teleskopu. Vrstva na prednej čočke je veľmi kvalitná, pretože vypne takmer všetky reflexie – držiak zrkadla sa zdá, že visí vo vzduchu. Vidieť sú aj nastavovacie skrutky držiaka zrkadiel a hlavné zrkadlo vzadu v skrini. Lineárny priemer držiaka zrkadiel tvorí pýchu 38% otvoru. Tieni 14 percent plochy vstupnej bodky – oboje je v fotografickom nasadení prijateľné.

Výhody a nevýhody katadioptrických teleskopov v štichových:

• Vyrovnávajúci sa systém, preto malé riziko znečistenia hlavného zrkadla
• Témze žiadna chromatická aberácia
• Strohá dĺžka konštrukcie výrazne kratšia ako efektívna ohnisková vzdialenosť (okrem Schmidt-Newton a Maksutow-Newton)
• Žiadne lúče okolo svetlých hviezd, pretože neexistujú žiadne tyče držiaka zrkadiel
• Vysoká kvalita zobrazovania pri starostlivej výrobe
  
  
• Dlhé časy vychladzovania (napríklad po prenose z vyhriatej izby von)
• Nastavenie zrkadiel (kolimácia) čas od času nevyhnutné
• Strata svetla a kontrastu z dôvodu sekundárneho zrkadla v optickej dráhe
• Strata svetla v dôsledku obmedzeného odrazivosti zrkadiel
• Pre sledovanie Slnka obmedzene vhodné
• Pre pozorovanie na zemi cez deň (napríklad vtáci) obmedzene vhodné
• Veľká predná čočka náchylná k kalení
• Veľká hmotnosť (najmä Maksutowovské zariadenia)
  
  
  
  V nasledujúcej tabuľke sú uvedené najdôležitejšie systémy a ich vhodnosť pre astrofotografiu, dva refraktory, reflektory a katadioptrické systémy. Keďže žiadny typ teleskopu nie je rovnako vhodný pre všetky aplikácie, tabuľka je rozdelená podľa rôznych astronomických motívov.

Odporúčanie

Fakty sú jedna vec, názory sú iná. Preto by som sa z mojej subjektívnej perspektívy nechcel vyhýbať konkrétnemu odporúčaniu.

Pre nováčikov v astrofotografii, ktorí sú vybavení digitálnym zrkadlovkou a chcú robiť dlhé expozície slabého svetelného objektu, by som odporučil malý apochromatický refraktor, ktorého ohnisková vzdialenosť by mala byť medzi 400 a 600 milimetrov. Tým sa problémy s presným sledovaním počas expozície minimalizujú, pričom stále je k dispozícii celá škála atraktívnych motívov (hviezdokupy, plynné mlhoviny, galaxie). Tento zariadenie je kompaktné a absolútne ľahké na ovládanie, ak priemer otvoru nepresahuje štyri palce. Potrebný montáž (pozri návod č. 9 zo série "Astrofotografia a obloha") sa pohybuje v rámci hmotnosti a ceny. Ak vznikne problém s rozpočtom, môže byť polapochromatický alebo ED-refraktor prijateľnou alternatívou. V každom prípade by ste mali pred kúpou zistiť, či je pre váš vybraný model k dispozícii funkčná spravujúca šošovka.

Pomocou Barlowovej šošovky je možné predĺžiť efektívnu ohniskovú vzdialenosť takého refraktora, čo umožňuje detailné snímky mesiaca. Okrem toho vám tento teleskop otvára cestu pre fotenie Slnka vo viditeľnom svetle alebo v H-alfa svetle (pozri návod č. 6 zo série "Astrofotografia a obloha").

Ak s nabytými skúsenosťami budú neskôr použité dlhé ohniskové vzdialenosti (1000 až 1500 mm), je ťažšie vyjadriť konkrétne odporúčania. Pre objekty v ďialke so zdlženými časmi expozície sa hodí Newtonov reflektor s komakorrátorom, Schmidt-Newtonov alebo Maksutow-Cassegrainov teleskop, ak nechcete naozaj hlboko siahnuť do peňaženky a chcete si kúpiť veľký apochromatický refraktor (až do šiestich alebo siedmich palcov) alebo Ritchey-Chrétienov reflektor ako ultimátny riešenie.

Ak máte predovšetkým záujem o snímky planét a detaily mesiaca, musíte použiť dlhé ohniskové vzdialenosti, pravdepodobne ale budete chcieť pracovať radšej s webkamerou alebo videokamerou (pozri návod č. 14 zo série "Astrofotografia a obloha") namiesto digitálneho zrkadlovka. Potom odpadá požiadavka na veľké, osvetlené obrazové pole a možnosti voľby sa stanú bohatšími. Do úvahy prichádza Schmidt-Cassegrain, Maksutow-Cassegrain, Maksutow-Newton a dlhohorzontálny Newtonov reflektor, každý s priemerom otvoru od ôsmich do štrnástich palcov.

Podakovanie

Firme Fernrohrland, Fellbach (www.fernrohrland.de) patrí moja vďaka. Tam som mal možnosť zachytiť množstvo teleskopických obrázkov zahrnutých v tomto návode a pri dlhých rozhovoroch diskutovať o aktuálnej trhovej situácii, bez ktorej by tento návod nebol kompletný.

Všetky uvedené ceny sú orientačné hodnoty platné k aprílu 2009.