Del 13 - Katera teleskopa so primerna za astrofotografijo

Iskanje primernega teleskopa iz bogate ponudbe, ki ustreza lastnim potrebam in razpoložljivemu proračunu, ni lahka naloga.

Del 13: Kateri teleskopi so primerni za astrofotografijo

Tisti, ki jih zanima astronomija nasploh in še posebej astrofotografija, bodo prej ali slej začutili željo po lastnem teleskopu. Čeprav je možno opravljati vizualna opazovanja že s prostim očesom ali z daljnogledom ter tudi impresivne astrofotografije lahko nastanejo brez teleskopa (glejte dele 1 do 4 te serije vaj), pa pristopi šele s teleskopom omogočajo dostop do številnih manjših in/ali manj svetlih nebesnih teles.

Ponudba teleskopov je ogromna in sprva precej nepregledna, obljube v oglasih so velikopotezne. Ta vodič se zato osredotoča na vprašanje, kateri teleskopi so primerni za astrofotografijo in kateri se priporočajo. Najprej naj povemo: univerzalnega "najboljšega" teleskopa ni. Ponujene oblike gradnje in optični sistemi imajo vsaki svoje specifične prednosti in slabosti, nekateri so primerni za širok spekter uporabe, drugi so specializirani in izkažejo svoje prednosti le pri opazovanju določenih objektov. In tudi velik, zmogljiv teleskop lahko postane napačna izbira, če njegova velikost in teža prispevata k temu, da se redko uporablja, ker je ravnanje in prevoz preveč naporno in težavno.

Splošno velja, da je za teleskop namenjen za astrofotografske namene potrebno postaviti bistveno višje zahteve kot za napravo za vizualno opazovanje neba. Medtem ko se za preprosto gledanje lahko uporabijo tudi teleskopi v nižjem cenovnem razredu, za fotografiranje je potrebno izbrati boljše, vendar tudi dražje modele.

Tukaj je nekaj pomembnih točk:

• Kvaliteta slike

Na optični osi vsak teleskop z natančno optiko zagotavlja sprejemljivo kakovost slike. Za vizualne namene je to dovolj, za fotografijo pa je pomembno, da so zvezde ostre tudi izven optične osi - po možnosti do robov slike. Večji kot je slikovni senzor v uporabljeni kameri, težje je izpolniti to zahtevo.

• Osvetljeno polje

Večina teleskopov ni sposobnih osvetliti "polnega formata senzorja" velikosti 24x36 milimetrov brez vinjetiranja; pri vsaki sliki se pojavijo temne robove. Tudi pri senzorjih v "APS-C formatu" (povečava 1,6-krat, 15x22 milimetrov) nekateri teleskopi še vedno kažejo slabosti v tej disciplini.

• Izvleček očesnega lečnika

Pri uporabi digitalnega fotoaparata z enooko zrcalno refleksno kamero (DSLR) mora biti na voljo izvleček očesnega lečnika s premerom najmanj dva palca. Pomembna je tudi mehanska zasnova izvleka očesnega lečnika. Ta mora biti dovolj stabilen, da se po priključitvi težke DSLR (v primerjavi z očesnim lečnikom) ne pojavijo nagibi. Za natančno in občutljivo usmerjanje je koristno, če ima mehanizem fokusiranja potrebno prestavno razmerje.

Stabilni očesni lečnik s premerom dveh palcev z zobato prestavo za fokusiranje: Veliko črno kolo omogoča grobo ostrenje, zlato kolo ima desetkratno prestavno razmerje in omogoča natančno nastavitev.

Ta očesni lečnik podjetja Meade prav tako nudi zobato prestavo pri fokusiranju. Na območju modrega obroča je dodatno mogoče vrteti okoli optične osi, da se doseže najboljši vidni kot.

Ta očesni lečnik s premerom 1,25 palca je premajhen, da bi nanj priključili digitalno enooko zrcalno refleksno kamero. Kromirana površina prikriva dejstvo, da je popolnoma izdelan iz plastike in ne izpolnjuje fotografskih zahtev glede stabilnosti.





• Temperaturna stabilnost

Običajno temperatura med nočjo postopoma pade. Glede na uporabljene materiale za ohišje in očesni lečnik se lahko fokusna točka premakne, kar zahteva pogosto ponovno fokusiranje. Naprava, kjer ni potrebno stalno prilagajanje ostrine kljub padanju temperature, prinaša več zadovoljstva.

• Ravnost slike

Večina optičnih sistemov amaterskih teleskopov trpi zaradi ukrivljenosti slike, kar pomeni, da ravnina ostrenja ni ravnina, ampak polkrožna oblika. To neposredno vodi do delnih zamegljenosti na fotografijah, odvisno od tega, na katero točko je osredotočeno. Večji kot je senzor fotografije, težje je. Za rešitev te težave poskrbi posebej "izračunan" lečen sistem za ravnost slike, ki pa ni na voljo za vsa teleskopska očesna leča.

• Razmerje odprtosti

Razmerje odprtosti je doseženo, ko se goriščna razdalja deli s prostim premerom leče ali glavna zrcala. Rezultat je številka, ki ustreza zaslonu fotoaparata. Manjša kot je številka, svetlejši je teleskop. Visoka svetlost pomeni kratke čase osvetlitve, kar je velika prednost pri fotografiranju šibkih objektov v globokem vesolju. Zaradi kratkih časov osvetlitve so svetle optike imenovane "hitre", tisti z manjšo svetlostjo pa "počasni".

• Slikovne napake (aberracije)

Za fotografijo so uporabne le teleskope, katerih slikovne napake (aberracije) so tako majhne, da jih ni ali jih je težko opaziti na fotografijah.

Ločljivost in sposobnost zbiranja veliko svetlobe je odvisna izključno od prostega premera teleskopskega objektiva (leče ali zrcala), ki ga astronomi radi imenujejo odprtost in ga navajajo v palcih (1 palca = 2,54 centimetra). Za fotografijo pa je pomembno razmerje odprtosti, torej zaslon, saj od njega odvisen rezultat časa osvetlitve. Seveda: Če želite doseči dolge žariščne razdalje s "hitrim" razmerjem odprtosti, seveda privede do velikih odprtin avtomatsko.

Na tem mestu je treba nedvomno ugotoviti, da cena, teža in dimenzije teleskopa z naraščajočo odprtostjo hitro naraščajo.





Razvoj teže in cene v odvisnosti od odprtosti teleskopskega sistema. Graf temelji na seriji naprav ACF podjetja Meade, vendar je trend praktično prenosljiv na vse druge teleskope. Absolutne cene in teže v tej predstavitvi niso pomembne in so bile izpuščene.

Poleg teh zahtev so seveda pomembne tudi individualne želje in preference pri izbiri teleskopa. Zlasti skupna razdalja v kombinaciji s formatom senzorja določa efektiven slikovni kot. Medtem ko se lahko razširjeni nebesni objekti, kot sta galaksija Andromeda ali meglica Orion, že zajamejo s 500-milimetrsko goriščno razdaljo, manjši objekti, kot je npr. obročna meglica ali planet, zahtevajo precej večjo goriščno razdaljo.

Leče ali ogledala?

Temeljna razlika pri daljnogledih se kaže, ko opazujemo optične komponente, ki tvorijo sliko. Če je objektiv sestavljen samo iz leč, gre za lečni daljnogled ali Refraktor. Če same ogledalo služi kot objektiv, gre za zrcalni teleskop ali Reflektor. Če sliki prispevajo tako ogledala kot tudi leče, govorimo o katadioptričnem sistemu.

1. Lečni daljnogled (Refraktor)

Refraktor je najbližji tistemu, kar si laik predstavlja pod teleskopom: na sprednjem delu tubusa je objektiv iz vsaj dveh leč, medtem ko se na zadnjem koncu fotoaparat poveže brez dodatnih optičnih elementov. Lečni daljnogled je torej močno poenostavljena oblika fiksnega teleobjektiva. Teleobjektivi so sicer bolj kompleksno zgrajeni, zato je njihova dolžina krajša od efektivne goriščne razdalje. Pri refraktorjih ni tako, zato se dolžina enaka približno efektivni goriščni razdalji.

Shematični prikaz refraktorja. Zvezdniška svetloba vstopa z leve, zadene na objektiv iz steklenih leč in se na njih osredotoči na senzorju fotoaparata v eni točki gorišča.





Refraktorji trpijo zaradi težave kromatske aberacije, napake v barvnih dolžinah, ki nastane, ker je svetloba v lečah različno močno lomljena glede na valovno dolžino.



Shematični prikaz barvne aberacije: ena leča deluje kot prizma in razcepi svetlobo na svoje sestavne dele. Za vsako valovno dolžino (=barvo) nastane drugačen goriščni krog.



Leča torej deluje hkrati kot prizma in razcepi svetlobo na svoje spektralne komponente. Posledica tega je, da eno-lečni objektiv nima pravega gorišča, temveč povezuje barve modro, zeleno in rdečo v različne središčne točke; skupno je "fokusna linija". Efektivna goriščna razdalja za rdečo svetlobo je pri tem daljša kot za modro svetlobo. Tak objektiv, imenovan Kromat, je zato tako za vizualno opazovanje kot za fotografijo preprosto neuporaben, ker je kakovost slike zaradi izrazitih barvnih halojev okoli zvezd neprimerna. Kromate lahko najdemo le v "igračarskih teleskopih."

Izboljšanje dosežemo z objektivom iz dveh leč, izdelanih iz različnih stekel. S tem lahko vsaj dve od treh glavnih valovnih dolžin združimo v eni goriščni točki. Fokusna ravnina tretje (v praksi pogosto modre svetlobe) je še vedno različna, zato pri svetlih zvezdah kljub najboljši osredotočenosti prihaja do motečih modrih obročev na fotografijah. Teleskopi tega tipa so znani kot Ahromat ali Fraunhoferjevi daljnogledi in so relativno poceni. Zaradi preostale barvne napake se ne ali le delno primerjajo za fotografske namene. Bolj kot je lečni refraktor svetel, večji je vpliv kromatične aberacije.



Shematični prikaz Ahromata: Dve leči iz različnih vrst stekla sta tako kombinirani, da se združita vsaj dve glavni valovni dolžini (tukaj rdeča in zelena) v skupno središčno točko, medtem ko modra svetloba še vedno kaže drugo fokusno ravnino.

Ahromatski refraktor podjetja Bresser z odprtino 5 palcev in vgrajeno lečo za izravnavo polja slike je že ogromen instrument. Preostala barvna napaka se bo pojavila kot modri obroči okrog svetlih zvezd. Cena: 480 evrov.

Objektiv tega refraktorja pri odstranitvi ročaja za prilagajanje ponuja tri pare z vijaki za nastavitev (po en par vlečnih in potisnih vijakov). S tem je mogoče objektiv postaviti tako, da se optična os ujema z osrednjo navpičnico tubusa. V praksi je takšno prilagajanje zelo redko potrebno. Zeleno sijoča prevleka leč zmanjšuje velike izgube svetlobe zaradi odboja.

Najpopolnejša oblika refraktorja je Apokromat, pri katerem večinoma trojna leča v celoti odpravi kromatično aberacijo ali jo vsaj tako močno zmanjša, da praktično ni več v praksi. Ena od leč je izdelana iz eksotičnega in dragocenega stekla, zato je mogoče tri valovne dolžine združiti v eno samo goriščno točko. Rezultat je popolnoma čist sliki brez motečih barvnih robov ob robovih svetlih objektov. Na žalost oznake Apokromat in ustrezni pridevnik apokromatski niso podvrženi industrijskemu standardu, zato so lahko naprave v trgovini, ki sicer nosijo oznako Apokromat, v praksi še vedno kažejo vidne ostanke kromatične aberacije.



Shematični prikaz Apokromata: En (pogosto) trojen objektiv je zmožen združiti praktično vse valovne dolžine v eno skupno goriščno točko - rezultat je fotografija brez vidne napake v barvah. Ena od leč mora biti izdelana iz dragocenega specialnega stekla.

Ta večinoma barvno natančno reproducirajoči apokromat ima premer 90 milimetrov. Proizvajalec je William Optics, cena pa presega 800 evrov.

Pogled na objektiv jasno pokaže visokokakovostno prevleko, saj so leče skoraj neopazne. Goriščna razdalja je 621 milimetrov, razmerje odprtine pa 1:6,9.

Apokromati proizvajalca LZOS sodijo med najbolj korekcijsko natančne refraktorje na svetu. Tu je prikazan objektiv z odprtino 115 milimetrov (4,5 palcev) in goriščno razdaljo 805 milimetrov (razmerje odprtine 1:7). Za to je treba načrtovati več kot 3000 evrov, vključno s tubusom in izvlekom za okular.

Dva apokromata podjetja Astro-Physics: Beli teleskop je 6,1-palčni refraktor (odprtina 155 milimetrov) z razmerjem odprtine 1:7, manjši teleskop, nameščen na vrhu, je apokromat z odprtino 4,1 palca pri razmerju odprtine 1:6 (goriščna razdalja 630 milimetrov). Jasno je razvidno, kakšna razlika v velikosti in teži je, če imamo dva palca več odprtine.

Refraktorji z odprtino več kot 7 palcev so skorajda nepremični. Velika naprava na spodnji sliki je 10-palčni apokromat z razmerjem odprtine 1:14, na vrhu pa manjša naprava, 5,1-palčni apokromat z razmerjem odprtine 1:8. Oba sta trdno pritrjena v kupoli zvezdarne Welzheim.

Med akromatom in apokromatom so možne polapokromatične ali ED leče, pri katerih se z dvema lečama doseže zaznavno boljša barvna korekcija kot pri akromatu, vendar se še vedno ne doseže popolnost pravega apokromata.

Možno je z uporabo posebnega stekla za eno izmed dveh leč. Cenovno so te naprave povsem zanimive, tudi fotografska zmogljivost nekaterih modelov je impresivna.

Polapokromatične leče pogosto nosijo dodaten pripis "ED". Korekcija kromatske aberacije je občutno boljša kot pri akromatih, ne da bi dosegli popolnost pravega apokromata. Razmerje med ceno in zmogljivostjo je mogoče opisati kot uravnoteženo in privlačno. Ta naprava z odprtino 80 milimetrov in goriščno razdaljo 600 milimetrov je že na voljo za 350 evrov:

Ta ED-refraktor ima odprtino 100 milimetrov (4 palce) in goriščno razdaljo 900 milimetrov (razmerje odprtine 1:9). Cena je približno 700 evrov.

Pogled na (neprilagodljiv) objektiv zgoraj prikazanega ED-refraktorja 60/800:

Na levi posnetek Orionove meglice s akromatom. Jasno so vidne modre obroče okoli svetlih zvezd, kar je posledica kromatske aberacije. Polapokromat (ED, desna slika) bistveno zmanjša to slikovno napako:

Prednosti in slabosti refraktorjev se kažejo na naslednjih področjih:

• Enostavna uporaba
• Redko ali nikoli ni potrebno nastavljanje optike
• Hitra pripravljenost brez dolgega ohlajanja
• Najboljša izbira za fotografiranje Sonca (glejte Vodič št. 6)
• Odpornost proti stranskemu vpadajočemu svetlobi
• Brez ovire v snopu zaradi opazovalnega zrcala (glejte tudi zrcalne teleskope)
• Visok prenos brez bistvenih izgub svetlobe zaradi sipanja in odboja
• Slikanje zvezd brez "žarkov"
• (Teoretično) najboljša možna slikovna zmogljivost pri dani odprtini (apokromat)
  
  
• Velikost in teža po odprtini več kot šest palcev otežujeta uporabo
• Kromatska aberacija akromatov
• Visoka cena apokromatov
• Odprtine večje od 7 palcev so smiselne le kot naprave za observatorij
  
  

2. Ogledaloobrsni teleskop (reflektor)

Objektiv ogledaloobrsnega teleskopa je sestavljen iz votlega zrcalca, ki je približno hemiesfernega očesa in brušen iz stekla ali steklokeramike, nato pa prevlečen z reflektivno površino. Pri natančnejšem pogledu se pokaže, da se površina glede na vrsto gradnje rahlo razlikuje od površine sferičnega votlega zrcala.

Ker je gorišče votlega zrcala v snopu žarkov, fotoaparata (vsaj pri teleskopih amaterskega razreda) ni mogoče neposredno namestiti tja, saj bi blokiral prevelik del vpadajoče svetlobe. Zato reflektorji vsebujejo drugo zrcalo, imenovano sekundarno zrkalo ali pašni zrcalo. To je nameščeno pred goriščem in usmerja osredotočeno svetlobo glavnega zrcala iz tubusa, kjer se zbere v gorišču in kamor fotoaparat nato pritrdimo.

Ker ima pašno zrcalo svoje mesto v sredini snopa, mora biti pritrjeno s prečkami, imenovanimi "pašna zrcalna pajčevina", ki so pritrjene na notranjo steno tubusa. Pašno zrkalo skupaj s "pajčevino" v snopu žarkov predstavlja potrebno zlo, katerega posledice bomo razpravljali v nadaljevanju.

Pomembno je, da pašno zrkalo ni prepoznavno prikazano na sliki, bodisi kot oster ali zamegljen obris. Odvisno od premera, vendar delno zasenči vpadajoče snop žarkov, kar prinese izgubo svetlobe. Vendar je ta izguba zanemarljiva: Tudi pašno zrkalo, katerega linearni premer predstavlja 30 odstotkov premera glavnega zrcala, zasenči le devet odstotkov vpadajoče svetlobe.

Drugi učinek pašnega zrkla je zmanjšanje splošnega kontrasta slike, ki je tem močnejši, večji je premer pašnega zrkla. Fotografsko je ta vpliv zanemarljiv, edino pri vizualnem opazovanju planetov s svojimi že tako kontrastnimi podrobnostmi je pomemben. Pašna zrklena pajcevina pusti na fotografijah vidne sledi v obliki "žarkov" okoli svetlih zvezd.

Oblika diagonale je dvojno reproducirana, pri čemer je druga slika premaknjena za 180 stopinj glede na prvo. Štiriročna pajek ustvari štiri žarke svetlih zvezd, trije nosilci pa šest.



Refraktor zvezde prikaže brez "žarkov" (levo). Pajkov nosilec zrcalnega reflektorja Newton pa z upogibanjem svetlobe zvezd ustvari sliko žarkov (desno).



Žametni teleskopi so načeloma brez kromatične aberacije, saj se odboj svetlobe zgodi neodvisno od njene valovne dolžine.

Predstavljamo tri pogoste vrste zrcalnih teleskopov.

2.1 Newtonov reflektor

Manjše naprave tega tipa imajo cenovno ugodno, sferično brušeno glavno zrcalo, nekoliko večje pa parabolno zrcalo, katerega oblika se razlikuje od kroglaste, da se izboljša kakovost slike. Pred doseženjem goriščne razdalje eliptično, a plosko vzporedno sekundarno zrcalo svetlobo preusmeri za 90 stopinj skozi luknjo v steni tubusa. To pomeni, da se položaj ogleda oziroma položaj kamere nahaja na bočnem sprednjem koncu teleskopskega tubusa, kar je sprva nekoliko nenavadna konfiguracija. Ker je optično učinkovita le ena površina pri teleskopih tega tipa, se lahko relativno poceni izdelajo.

Za fotografiranje so modeli z velikim lovilnim zrcalom bolj primerni od tistih z majhnim, da tudi večje senzorje osvetlijo v vogalih slike. Govorimo o fotooptimiziranih Newtonovih teleskopih ali preprosto o "foto-Newtonu". Newtoni se lahko izdelajo z veliko odprtino in "hitrimi" odprtinskimi razmerji, vendar kažejo sistemske napake stran od optične osi, kot je Koma, ki se kaže kot kometasto oblikovane zvezde na robu slike. Dodaten sistem leč v izvleku očesnega leča, imenovan koma korektor, pomaga odpraviti te napake.



Shematski prikaz Newtonovega reflektorja: Vpadlo svetlobo najprej naleti na votlo ogledalo, skozi katerega se združi in pred dosego goriščne razdalje usmeri iz tubusa z vodoravnim fangspieglovom, nagnjenim pod kotom 45 stopinj.

Vstop pri Newtonovem reflektorju je na bočnem prednjem koncu teleskopa (rdeča puščica).

Pogled skozi odprtino Newtonovega reflektorja. Viden je fangspiegel, ki visi na štirih tankih nosilcih. V ozadju je glavno zrcalo še komaj vidno. V desno zgoraj izstopa iz očesnega izvleka.

Fotografsko optimiziran Newtonov reflektor podjetja Vixen. Ponovno je očesni izvlek, na katerem je pritrjena kamera, označen z rdečo puščico. Ta naprava ima 8 palcev (200 milimetrov) odprtino in 800 milimetrov goriščno razdaljo, kar pomeni odprtinsko razmerje "hitro" 1:4. Teleskop brez montaže stane približno 1100 evrov.

Pogled skozi odprtino Vixenovega foto-Newton reflektorja kaže, da ima fangspiegel relativno velik premer, da osvetljuje tudi večje lovilne senzorje. Strebe, na katerih visi fangspiegel, so precej debeli, vendar tudi ustrezno stabilni.

Za zelo enostavno sestavljeno različico Newtonovega reflektorja se uporablja ime "Dobsonov teleskop". Zaradi montaže takšne naprave niso primerne za fotografiranje.



Za vizualne namene so tako imenovani "Dobsonovi" teleskopi zelo priljubljeni. To so zelo enostavno sestavljeni Newtonovi reflektorji, vendar zaradi montaže niso primerni za dolgotrajno osvetlitev astrofotografij.

2.2 Cassegrainov reflektor

Tudi pri tem tipu je glavno zrcalo parabolno oblikovano. Vendar pa je nosilec drugačen od Newtona, ne raven, ampak konveksno-hiperbolni (torej optično učinkovit) in postavljen tako, da usmeri snop žarkov proti glavnemu zrcalu. To je na sredini prebodeno, tako da je okular ali kamera pritrjena na zadnjem koncu tubusa. Položaj ogleda je tako enak položaju refraktorja.



Shematski prikaz Cassegrainovega reflektorja: Glavno zrcalo (desno) združi vpadlo svetlobo na sekundarno zrcalo (levo). To jo odrazi skozi centralno odprtino glavnega zrcala, kjer se končno zunaj tubusa združi v eni točki.

Očesni izvlek pri Cassegrainovem reflektorju, na katerega je pritrjena tudi kamera, se nahaja na zadnji strani v smeri pogleda teleskopa (rdeča puščica), kot pri refraktorju:





Cassegrainovi reflektorji so še vedno na voljo le redko. Njihovo polje slike je ukrivljeno in kaže napake pri posnetkih stran od optične osi, med drugimi Koma. Le s ustreznim korektorjem iz usklajenega lečnega sistema je mogoče te napake zmanjšati dovolj, da nastane uporaben teleskop za fotografiranje z dovolj velikim poljem slike za format senzorja digitalnega fotoaparata z enook in zrcalnorefleksnega tipa.

2.3 Ritchey-Chrétien-Reflektor

Zelo močno spominja na Cassegrain-Reflektor, vendar uporablja dve hiperbolični obliki zrcal, eno za glavno in eno za sekundarno zrcalo. S tem se odpravi kom pri Cassegrainih, vendar ne more odpraviti ukrivljenosti slikovnega polja, ki jo je še vedno treba odpraviti s korektorjem iz leč. Kljub temu ta tip gradnje zagotavlja dobro kakovost slike tudi v kotih večjih slikovnih senzorjev. To je morda razlog, zakaj je veliko največjih teleskopov na Zemlji, pa tudi Hubbleov vesoljski teleskop, postavljenih kot Ritchey-Chrétien reflektorji.

Takšni instrumenti, ki so zelo prilagojeni za fotografske namene, se občasno imenujejo tudi astrografi. Veliko Ritchey-Chrétien reflektorjev je izdelanih samo z relativno veliko odprtino in so precej dragi. Zato so rezervirani za ambiciozne amaterje.

Shematski prikaz Ritchey-Chrétien-Reflektorja: Pot svetlobe je popolnoma enaka kot pri Cassegrain-Reflektorju; le dve zrcali imata nekoliko različno obliko površine, kar omogoča boljšo korekcijo slike izven optične osi:

Ritchey-Chrétien-Reflektor s 20 palci (50 centimetrov) odprtine je že skoraj profesionalna naprava. Samo teleskop od RCOS, ZDA, brez montaže stane 46000 evrov.

Prednosti in slabosti reflektorja lahko povzamemo takole:

• Velike odprtine pri relativno nizkih stroških nakupa (Newton)
• Brez kromatične aberacije
• Nekateri različici so na voljo z visoko svetilnostjo (Newton)
• Povprečni časi hlajenja zaradi tubusa, ki je odprt spredaj
• Zelo visoka kakovost slike za velike slikovne senzorje (Ritchey-Chrétien z lečo za ravnovesje slikovnega polja)
• Daljšina je bistveno krajša od efektivne goriščne razdalje (Cassegrain, Ritchey-Chrétien)
  
  
• Zaradi odprtega tubusa lahko pride do umazanije na glavno zrcalo
• Nastavitev zrcal (kolimacija) je občasno potrebna
• Izguba svetlobe in kontrasta zaradi sekundarnega zrcala v poti žarkov
• Izguba svetlobe zaradi omejenega odboja zrcal
• Omejena uporaba za opazovanje Sonca
• Omejena uporaba za opazovanje zemeljskih objektov čez dan (npr. ptice)
• Izsevki okrog svetlih zvezd zaradi nosilcev sekundarnega zrcala
  
  
  
  Tri para vijakov (po ena vijak za pritisk in vlečeni vijak) omogočajo fino nastavitev glavnega zrcala pri Newtonovem reflektorju. Slika prikazuje zadnjo stran tubusa.
  
  
  
  

Z dodatnimi tremi vijaki je mogoče sekundarno zrcalo Newtonovega reflektorja pravilno pozicionirati. Nastavitev optike Newtonovega teleskopa ni čarovnija, vendar se je treba je naučiti.

3. Katadioptrični sistem

Katadioptrični teleskopi za sliko uporabljajo zrcala in leče, vendar temeljijo na prej opisanih Newtonovih in Cassegrainovih reflektorjih. Za idejo, da se dodaja dodatni element leče na sprednjem delu, torej v območju vhodne zenice, je želja po izboljšanju kakovosti slike izven optične osi, pogosto v kombinaciji z bolj preprosto in cenovno ugodno obliko glavnega zrkala. Uporabljena leča povzroča kromatsko aberacijo, ki pa je v primerjavi z akrhomatskim refraktorjem minimalna in v praksi skorajda neopazna. Če je dodana leča tanka in asferično brušena, se imenuje "Schmidt-Platte" in teleskop označimo z "Schmidt-" na začetku. Če pa je leča relativno debela in sfernega žarenja, govorimo o "Maksutow-Teleskopu".

Leča obenem služi tudi kot pritrdilno mesto za sekundarno zrcalo, tako da držalo za sekundarno zrcalo ni potrebno in ne pride do žarkov pri svetlih zvezdah.

3.1. Schmidt-Cassegrain

Zgradba grobo ustreza Cassegrain-Reflektorju, dopolnjenemu z asferično Schmidt-Platto. Ta omogoča kroglasto (sfrično) obliko glavnega zrkala, ki je posledično cenejše za izdelavo. Hkrati se zmanjša kom, kar po teoriji zagotavlja dobro sliko. Žal je izdelava asferične Schmidt-Platte problematična. S točno določeno natančnostjo to ni vedno mogoče, zato se učinkovita zmogljivost nekaterih Schmidt-Cassegrain teleskopov ne ujema z pričakovanji. Kljub temu je bil ta tip teleskopa dolgo časa priljubljen med amaterji, ker omogoča relativno velike odprtine in goriščne razdalje pri zmernih dimenzijah teleskopa. Težava mnogih modelov je tudi ta, da nimajo pravilne osvetlitve velikih senzorjev digitalnih enookih kamer - močne vignete v obliki temnih robov slik oslabijo sliko.



Shematski prikaz Schmidt-Cassegrain teleskopa: V nasprotju s Cassegrain-Reflektorjem ima sprednje steklo, ki se imenuje Schmidt-Platte. Ta je asferično oblikovana in omogoča cenejša zrcala ter korekcijo slikovnih napak izven optične osi.

Celestron je najbolj znan proizvajalec Schmidt-Cassegrain teleskopov. Model, prikazan tukaj, ima 8-palčno (200 milimetrov) odprtino in 2000 milimetrov goriščne razdalje, kar pomeni zaslonko 1:10. Precej veliko glavno ogledalo je pritrjeno na Schmidt-ovo ploščo, zaradi česar so podporni nosilci nepotrebni. Zaradi prevlečene Schmidt-ove plošče je mogoče videti glavno ogledalo. Brez montaže je cev na voljo za približno 1.150 evrov.

Nastavljivo na tem teleskopu je le glavno ogledalo. Ko se odstrani srednji pokrov, se pojavijo ustrezni nastavitveni vijaki.

3.2 Maksutow-Cassegrain

V osnovi je enak Schmidt-Cassegrainu, le da namesto Schmidt-ove plošče uporablja meniskusno lečo. Vse površine so sfernega tipa, zato jih je mogoče izdelati poceni in z visoko natančnostjo. Sekundarno ogledalo je sestavljeno iz površine na zadnji strani meniskusne leče, ki je prevlečena s reflektivnim slojem. Optično načelo omogoča visoko kakovost slike in se pogosto uporablja v zelo kompaktnih, manjših teleskopih ter v nekaterih fotoobjektivih. Z večanjem odprtine postane Maksutow-Cassegrain teleskop zaradi debele meniskusne leče precej težek.

Zaradi večinoma "počasnih" razmerij odprtine je treba slabo osvetljene objekte v globokem vesolju dolgo izpostaviti. Prednosti Maksutow-Cassegraina se izkažejo zlasti pri fotografiranju Lune in planetov.



Sematski prikaz teleskopa Maksutow-Cassegrain: Pot svetlobe ustreza poti pri teleskopu Schmidt-Cassegrain, le da namesto Schmidt-ove plošče uporablja sfernega tipa brušeno meniskusno lečo, na kateri je na hrbtni strani naneseno sekundarno ogledalo.

To ročno Maksutow-Cassegrain teleskop Meade ima 5-palčno odprtino (natančno 127 milimetrov) in 1800 milimetrov goriščne razdalje, zato je precej slabo osvetljen z razmerjem odprtine 1:15. Luna in planeti so zelo primerni cilji za takšno optiko. Na žalost je ta teleskop na voljo samo z vilico za montažo; cena je potem 900 evrov.

Pogled od spredaj na Maksutow-Cassegrain teleskop razkriva prevlečeno meniskusno lečo, na kateri je na hrbtni strani naneseno sekundarno ogledalo, ki je dobro vidno kot reflektirajoča, svetla plošča.

3.3 Schmidt-Newton

V bistvu je struktura enaka Newtonovemu reflektorju, le da je na območju vhodne odprtine teleskopa postavljena korekcijska leča. Veliko, kar je bilo rečeno o Schmidt-Cassegrainu, velja tudi za Schmidt-Newton. Korekcijska leča omogoča uporabo sfernega glavnega ogledala in zmanjšuje pojav kome. Toda tudi problematična izdelava Schmidt-ove plošče lahko pri tem sistemu vpliva na skupno uspešnost. Na voljo so svetle, hitre optike.



Sematski prikaz teleskopa Schmidt-Newton: Za razliko od Newtonovega reflektorja to teleskop ima Schmidt-ovo ploščo kot sprednjo lečo. Ta pa služi kot možnost pritrditve sekundarnega ogledala, tako da nosilci niso več potrebni.

Ta Schmidt-Newton teleskop Meade ima 8-palčno odprtino (200 milimetrov) in 810 milimetrov goriščne razdalje, kar pomeni "hitro" razmerje odprtine 1:4. Dobro je vidna Schmidt-Korektor leča, na sredini katere je pritrjen sekundarni ogledalo. Cena takega teleskopa je približno 715 evrov.

3.4 Maksutov-Newton

Ponovno služi kot izhodišče Newtonov reflektor, dopolnjen z meniskusno lečo v vhodni odprtini za popravek slikovnih napak sfernega glavnega ogledala. Na trgu so predvsem naprave z zelo majhnim sekundarnim ogledalom. Te so idealne za visoko ločljive posnetke Lune in planetov, medtem ko zaradi velikosti sekundarnega ogledalo niso primerne za enakomerno osvetlitev tipala digitalnega fotoaparata brez vinjetiranja.



Sematski prikaz teleskopa Maksutov-Newton: Meniskusna leča deluje kot sprednja leča, v glavnem pa je podoben teleskopu Schmidt-Newton.

Ta Maksutov-Newton teleskop Intes Micro ima sedem palcev odprtine (180 milimetrov) in 1080 milimetrov goriščne razdalje (z razmerjem odprtine 1:6). Pogled je bočno in zgoraj (rdeča puščica). Približno 1800 evrov stane prikazana naprava s prvorazredno optiko.

Leča meniskusa spodaj predstavljenega Maksutow-Newtons nosi na sredini zelo majhno zrcalo za zajemanje svetlobe, ki linearno predstavlja le 18 odstotkov celotnega premera. Izbirno je napravo mogoče naročiti tudi z zaslonko 1:8, v tem primeru je zrcalo za zajemanje svetlobe še manjše (13 odstotkov odprtine). Ta majhna zrcala za zajemanje svetlobe sicer poskrbijo za odličen kontrast slike, vendar ne osvetlijo senzorja digitalnega fotoaparata s "crop-faktorjem". Zato so specializirani za podrobne posnetke lune in planetov.

Sko...

Zrcalo za zajemanje svetlobe Bresser-Maksutow-Newtons je precej večje kot pri modelu Intes Micro. Vendar s tem uspe osvetlitev senzorjev v formatu APS-C (digitalni zrcalnorefleksni fotoaparat z 1,6-kratnim crop-faktorjem).

Varianten

Poleg opisanih oblik obstaja še veliko odstopanj, ki se štejejo za eksote. Veliko obljubljajo z lahkotno spremembo oblike površinskih zrcal za odboj svetlobe in/ali korekcijske leče, kar bi še dodatno izboljšalo slikovno kakovost v primerjavi z "vzorčnim" teleskopom.

En primer so teleskopi "Advanced Coma-Free" podjetja Meade, katerih slikovna kakovost je bila izboljšana v primerjavi s teleskopi Schmidt-Cassegrain.

Razmeroma novi na trgu so teleskopi podjetja Meade, imenovani "Advanced Coma-Free" teleskopi. Zaradi te nadgradnje Meade nima več teleskopov Schmidt-Cassegrain v programu. Prikazan je model z 8-palčno odprtino (200 milimetrov). Goriščna razdalja znaša 2000 milimetrov (1:10). Priporočljivo je začeti z manjšo goriščno razdaljo, saj je natančno sledenje takemu teleskopu pri dolgih ekspozicijah zahtevna naloga. Za tubus brez montaže je treba odšteti približno 1380 evrov.

Pogled od spredaj v teleskop Advanced Coma-Free. Premaz prednje leče je zelo kakovosten, saj izklopi skoraj vse odboje - zrcalo za zajemanje svetlobe se zdi, da plava v zraku. Vidne so tudi vijaki za prilagajanje zrcal za zajemanje svetlobe in glavnega zrcala bolj zadaj v tubusu. Linearen premer zrcala za zajemanje svetlobe znaša vrednih 38 % odprtine. Prekrije 14 odstotkov površine učence - oboje je sprejemljivo za fotografsko uporabo.

Prednosti in slabosti katadioptričnih teleskopov v ključnih točkah:

• Zaprta naprava, zato zelo nizka nevarnost umazanije za glavno zrcalo
• Praktično nobena kromatična aberacija
• Dolžina izdelka je precej krajša od efektivne goriščne razdalje (razen Schmidt-Newton in Maksutow-Newton)
• Brez štrline okoli svetlih zvezd, saj ni palic za zrcala za zajemanje svetlobe
• Visoka kakovost slike pri skrbni izdelavi
  
  
• Dolge čase hlajenja (npr. po prevozu iz ogrevane stanovanjske enote na prosto)
• Prilagajanje zrcal (kolinacija) je od časa do časa potrebno
• Izguba svetlobe in kontrasta zaradi sekundarnega zrcala v optični poti
• Izguba svetlobe zaradi omejenega odsevnega faktorja zrcal
• Za opazovanje sonca je uporaba omejena
• Za opazovanje zemeljskih objektov podnevi (npr. ptice) je uporaba omejena
• Velika sprednja leča je občutljiva na rosa
• Velika teža (zlasti pri napravah Maksutow)
  
  
  
  V spodnji tabeli so najpomembnejši sistemi in njihova ustreznost za astrofotografijo našteti, dva refraktorja, reflektorja in katadioptrična sistema. Ker noben tip teleskopa ni enako dober za vse uporabe, vsebuje tabela razdelitev po različnih astron...

  	Ahromat	Apohromat	Newton	Ritchey-Chrétien	Schmidt-Cassegrain	Maksutow-Cassegrain
  Planeti	-	+	+	+	+	++
  Luna	+	++	++	++	++	++
  Sonce	+	++	o	o	o	o
  Sonce v H-Alfa svetlobi	+	++	-	-	-	-
  Veliki globoki vesoljski objekti	o	++	+	++	-	-
  Mali globoki vesoljski objekti	-	+	+	++	+	++
  Dnevni posnetki	o	+	-	-	o	o

  Priporočilo

  Podatki so eno, mnenja pa drugo. Zato želim po svojem subjektivnem pogledu izraziti konkrektno priporočilo.
  
  Za začetnike v astrofotografiji, opremljene z digitalnim enookim fotoaparatom in željne dolge osvetlitve svetlobno šibkih nebesnih teles, bi priporočal majhen apokromatski refraktor, katerega goriščna razdalja bi morala biti med 400 in 600 milimetri. S tem se težave natančnega sledenja med osvetlitvijo omejijo, vendar se ob tem še vedno odpre cela vrsta privlačnih motivov (zvezdne kopice, meglice, galaksije) v dosegu. Takšna naprava je kompaktna in zelo enostavna za upravljanje, če je premer odprtine največ štiri palce. Potrebna montaža (glejte vodič št. 9 iz serije "Astro- in nebesnofotografija") se glede teže in cene prav tako drži okvirjev. Če imate težave z proračunom, je polapokromat ali ED refraktor lahko uporabna alternativa. V vsakem primeru bi morali pred nakupom preveriti, ali za izbrani model obstaja delujoča leča za izenačevanje polja slike.
  
  Z Barlow lečo je mogoče povečati efektivno goriščno razdaljo takšnega refraktorja, kar omogoča podrobne posnetke lune. Poleg tega vam omogoča pot za fotografiranje sonca v belem svetlobi ali H-alfa svetlobi s takšnim teleskopom (glejte vodič št. 6 iz serije "Astro- in nebesnofotografija").
  
  Če bodo v prihodnosti, z zbranim izkušnjami, potrebne daljše goriščne razdalje (1000 do 1500 milimetrov), je težje podati konkretne nasvete. Za objekte v globoki nebesni prostor z dolgimi osvetlitvami je primeren Newtonov reflektor s komacorektorjem, Schmidt-Newtonov ali Maksutow-Cassegrainov teleskop, če ne želite resno poseči v žep in si želite kot končno rešitev nabaviti velik apokromatski refraktor (do šest ali sedem palcev odprtine) ali Ritchey-Chrétien reflektor.
  
  Če vas bolj zanimajo posnetki planetov in podrobne slike lune, boste morali uporabiti dolgo in najdaljšo goriščno razdaljo, vendar morda raje delali z spletno kamero ali video kamero (glejte vodič št. 14 iz serije "Astro- in nebesnofotografija") namesto z digitalnim enookim fotoaparatom. Tako odpade zahteva po velikem, osvetljenem polju in možnosti izbire postanejo bogatejše. V tem primeru so primerni Schmidt-Cassegrain, Maksutow-Cassegrain, Maksutow-Newton in dolgofokalni Newtonov reflektor, vsak z odprtinami od osem do štirinajst palcev.
  
  

  Zahvala

  Hvala podjetju Fernrohrland, Fellbach (www.fernrohrland.de). Tam sem lahko posnel številne teleskopske slike vključene v tem vodiču in v dolgih pogovorih razpravljal o trenutni tržni situaciji, brez katerega ta vodič ne bi bil popoln.
  
  Vse navedene cene so okvirne vrednosti od aprila 2009.