Teleskopas

Straipsnis iš Vikipedijos, laisvosios enciklopedijos.

Kitos reikšmės – Teleskopas (reikšmės).

Keko teleskopas Mauna Kea observatorijoje, JAV, Havajai

Teleskopas – prietaisas dangaus kūnų ir reiškinių stebėjimui pasirinktoje spektro dalyje. Teleskopo paskirtis – surinkti kuo daugiau dangaus šviesulių šviesos, o jeigu stebima vizualiai – padidinti kampą, kuriuo matomas stebimas objektas, ir šitaip padidinti skiriamąją akies gebą.

Pirmasis astronomijai teleskopą 1610 m. panaudojo italų astronomas Galilėjas Galilėjus.

Teleskopais paprastai vadinami optiniai teleskopai, nors yra ir ne tik matomą spektrą stebinčių teleskopų, pvz., radijo teleskopai. Optiniai teleskopai skirstomi į du pagrindinius tipus – refraktorius ir reflektorius. Yra dar keletas kitokių tipų teleskopų.

[taisyti] Refraktorius

Teleskopas su 50 cm refraktoriumi

Refraktoriuje šviesos spinduliai lūžta praėję pro stiklinių lęšių sistemas. Kiekviename refraktoriuje yra mažiausiai du iškilieji lęšiai – objektyvas ir okuliaras. Objektyvas surenka šviesą, sklindančią iš dangaus šviesulio, ir sudaro apverstą jo atvaizdą objektyvo židinio plokštumoje. Šį atvaizdą galima nufotografuoti židinio plokštumoje padėjus šviesai jautrią plokštelę. Norint tą vaizdą apžiūrėti, reikia už židinio pastatyti kitą glaudžiamąjį (iškilų) lęšį – okuliarą, kurio židinio nuotolis daug trumpesnis negu objektyvo. Okuliaro ir objektyvo židiniai turi sutapti – tik tada bus matomas ryškus vaizdas. Refraktoriaus objektyvo skersmens ir židinio nuotolio santykis vadinamas teleskopo šviesingumu. Teleskopai, kurių šviesingumas yra nuo 1 iki ¹/₃, vadinami šviesingaisiais, o kurių šviesingumas nuo ¹/₈ iki ¹/₂₀, – mažo šviesingumo.

Teleskopo didinimą ω apibūdina objektyvo ir okuliaro židinių nuotolių f ir f‘ santykis:

$\omega=\frac{f}{f'}$ .

Jei objektyvo židinio nuotolis f=3 m, tai norint gauti 100 kartų didesnį atvaizdą, reikia pasirinkti okuliarą, kurio židinio nuotolis 30 mm. Iš to seka, kad teleskopo didinimas nepriklauso nuo objektyvo skersmens, o tik šviesos surinkimo geba – kuo jis didesnis, tuo daugiau surenka šviesos.

Kadangi pavieniais lęšiais dėl chromatinės aberacijos gaunamas spalvotas atvaizdas (įvairių spalvų, t.y. nevienodo bangų ilgio, spinduliai lūžta skirtingai ir susikerta ne toje pačioje židinio plokštumoje), tai teleskopų objektyvai ir okuliarai dažniausiai gaminami iš 3-5 įvairios formos lęšių, kurie panaikina vienas kito aberacijas. Taip pat, norint išvengti chromatinių aberacijų, stengiamasi naudoti sudėtinius objektyvus iš kronstiklo (mažesnio optinio tankio) ir flinstiklo (didesnio optinio tankio).

Didžiausias pasaulyje refraktorius nuo 1897 m. veikia Jorko observatorijoje (JAV). Jo skersmuo 102 cm. Didesnius refraktorius pagaminti labai sunku.

[taisyti] Reflektorius

Reflektoriuose šviesą surenka ne lęšis, o įgaubtas paraboloidinis veidrodis, padengtas plonu aliuminio sluoksniu, vienodai gerai atspindinčiu visų bangų ilgių šviesą ir surenkančiu ją pirminio židinio plokštumoje. Židinio plokštumoje gautas atvaizdas gali būti fotografuojamas arba apžiūrimas pro okuliarą. Norint gauti gerą atvaizdą, veidrodžio paviršius neturi nukrypti nuo parabolės formos daugiau negu ¹/₁₀ bangos ilgio, t.y. 40-60 nm.

Niutono židinio teleskopo schema

[taisyti] Niutono židinio sistema

Kadangi reflektoriaus pirminio židinio plokštuma yra dangaus pusėje nuo veidrodžio, stebėtojas, norintis stebėti vaizdą per okuliarą turi užlipti į viršų ir įkišti galvą į vamzdį, užstodamas iš dangaus objekto į teleskopą sklindančią šviesą. Norint to išvengti, sukurtos kelios reflektorių sistemos. Paprasčiausia yra vadinamojo Niutono židinio sistema. Ją pirmasis pritaikė Izaokas Niutonas. Atsispindėjusiame nuo parabolinio veidrodžio šviesos pluošte 45° kampu dedamas mažas plokščias veidrodis, kuris nukreipia šviesą į teleskopo vamzdžio šoną.

Kasegreno zidinio teleskopo schema

[taisyti] Kasegreno židinio sistema

Daug patogesnė yra Kasegreno židinio sistema. Joje, vietoj pakreipto plokščio veidrodžio, statmenai šviesos pluoštui dedamas iškilasis hiperbolinis veidrodis, kuris atlieka dvi funkcijas:

nukreipia šviesą atgal į didįjį veidrodį,
pailgina židinio nuotolį, t.y. sumažina teleskopo šviesingumą.

Šviesos pluoštas sklinda pro skylę didžiojo veidrodžio centre ir susirenka židinio plokštumoje tuoj už veidrodžio. Vamzdžio gale patogu tvirtinti bet kokį stebėjimo prietaisą.

Kude židinio teleskopo schema

[taisyti] Kude židinio sistema

Dar viena reflektoriaus sistema yra vadinama Kude židiniu. Jame be Kasegreno veidrodžio, dar montuojamas plokščias veidrodis, nukreipiantis šviesos pluoštą į skylę, esančią teleskopo korpuso šone. Teleskopų su Kude židiniu labai mažas šviesingumas (¹/₃₀-¹/₄₀).

[taisyti] Didieji pasaulio teleskopai

Didieji pasaulio teleskopai yra unikalūs didelio tikslumo mechaniniai, optiniai ir elektroniniai prietaisai. Juos projektuojant ir gaminant, susiduriama su techninėmis problemomis. Dešimčių ir net šimtų tonų masės teleskopai turi būti nukreipiami į dangaus objektus 1" tikslumu. Teleskopas suprojektuojamas ir pagaminamas per keletą metų. Didžiausi teleskopai kainuoja daugiau nei 100 mln. JAV dolerių. Didesnius kaip 8 m skersmens teleskopų veidrodžius sunku pagaminti, todėl jie sudaromi iš mažesnių.

Didžiausi veikiantys pasaulio teleskopai
Observatorijos ir teleskopo pavadinimas	Veidrodžio skersmuo	Aukštis virš jūros lygio, m	Pastatymo metai
Keko (Keck) teleskopai Mauna Kea observatorijoje Havajų salose, JAV. 2 identiški teleskopai „Keck 1“ ir „Keck 2“	10 m	4200	1992 („Keck 1“) 1996 („Keck 2“)
Labai didelis teleskopas (Very Large Telescope) – 4 teleskopų reflektorių sistema Čilėje, Atakamos dykumoje	8,2 m kiekvienas	2635	2005-2006
Rusijos Specialiosios astrofizikos observatorijos teleskopas Šiaurės Kaukaze	6 m	2070	1975
Heilo (Hale) teleskopas Maunt Palomaro (Mount Palomar) observatorijoje Kalifornijoje, JAV	5 m	1700	1949
Daugiaveidrodinis teleskopas Maunt Hopkinso (Mount Hopkins) observatorijoje Arizonoje, JAV	4,5 m	2600	1979
Didžiosios Britanijos teleskopas La Palma saloje, Kanarų salose	4,2 m	2370	1987
Mejolo (Mayall) teleskopas Kit Pyko (Kitt Peek) observatorijoje Arizonoje, JAV	4,0 m	2090	1973
4 m skersmens reflektorius Amerikos šalių observatorijoje Cero Tolole (Cerro Tololo), Čilėje	4,0 m	2500	1976
Anglijos ir Australijos teleskopas Saiding Springso (Siding Springs) observatorijoje, Australija	3,9 m	1200	1974
Britanijos teleskopas Mauna Kea observatorijoje Havajų salose, JAV	3,8 m	4200	1978
3,7 m reflektorius Vakarų Europos šalių (Belgijos, Danijos, Italijos, Nyderlandų, Prancūzijos, Švedijos, Šveicarijos, Vokietijos) pietų pusrutulio observatorijoje La Siloje, Čilėje	3,7 m	2450	1976
3,6 m naujosios technologijos teleskopas Vakarų Europos šalių pietų pusrutulio observatorijoje La Siloje, Čilėje	3,6 m	2450	1989
Kanados ir Prancūzijos teleskopas Mauna Kea observatorijoje Havajų salose, JAV	3,6 m	4200	1979
Vokietijos teleskopas Kalar Alto observatorijoje, Ispanijoje	3,6 m	2200	1984

Didžiausias pasaulyje veikiantis (1993 m. duomenimis) 10 m skersmens teleskopas yra Mauna Kea observatorijoje, Havajų salose. Jo veidrodis sudarytas iš 36 šešiakampių veidrodžių, sudėtų kaip bičių korys.

Didžiausias Lietuvoje ir Šiaurės Europoje yra Molėtų observatorijos 165 cm skermens Ričio ir Kretjeno sistemos reflektorius.