Многие из нас просто обожают смотреть на звездное небо, любуясь его потрясающей и манящей красотой. Конечно, большинство из людей, неравнодушных к звездам – это просто романтики или любители лежать в поле, вдыхать запах свежей травы и считать вместе с любимым человеком белые точки на густой черной поверхности.
Но есть и другая категория любителей неба. Эти личности, как правило, являются учеными, которые любуются небесным сводом не с помощью собственных глаз или через очки, а используют специальные зеркальные телескопы, чтобы не только наслаждаться красотой небесных светил, но и заниматься научной деятельностью, вычисляя необходимые расстояния и добывая столь важную для человечества информацию.
Оптические приборы не только вот уже несколько тысячелетий являются лучшими помощниками человека в деле изучения далеких планет, но и попросту незаменимы в быту, так как многие люди используют телескопы, бинокли и лупы для различных целей, не отдавая себя отчета в изначальном научном предназначении этих предметов. Кто из нас не разводил костер при помощи лупы? А кто смотрел в перевернутый бинокль? Все так делали, что еще раз доказывает жизненную необходимость людей в линзах и увеличительных стеклах.
Что такое?
Телескоп – или, по-научному, рефлектор – это специальное оптическое устройство, в основе которого лежит принцип сбора световых частиц зеркальной пластиной. Самый первый зеркальный телескоп был изобретен знаменитым английским математиком Исааком Ньютоном.
Да, после него еще много различных умных людей предлагали свои версии «дальнозоркой трубы». Но именно прямая линза Ньютона стала стандартом практически для всех мощных оптических приборов. Особенно для применяемых в науке и военной отрасли. Разработка английского гения позволила раз и навсегда избавиться от хроматической аберрации – основного и доставляющего большие неудобства недостатка всех телескопов того времени.
Как оптический прибор, зеркальный телескоп считается родственником подзорной трубы и имеет похожую конструкцию, отличаясь, однако, размером и качеством линз.
История оптики
Тяга человечества к наблюдению далеких от глаза предметов или явлений возникла задолго до появления больших зеркальных телескопов. Научное путешествие линзы возникло в тот самый момент, когда человек впервые посмотрел на мир через кусочек слюды, наклонив его под верным углом так, что минерал смог немного приблизить горизонт.
С тех пор человечество неустанно искало способы достижения подобного эффекта. Люди активно изобретали рамки, держатели, шлифовали слюду, пробовали работать с кварцем.
С появлением стекла опыты по изобретению «приближающего изображение устройства» продолжились, так как в дело пошли различные бракованные куски материала, так или иначе искажающие через себя пространство.
Прошло много лет, прежде чем человечество смогло сконструировать первый зеркальный телескоп. Однако важно помнить, что вся отрасль оптических приборов началась с крошечного кусочка слюды.
С момента открытия человеком состава стекла он перестал нуждаться в слюде и кварце как в заменителях или аналогах этого чудесного вещества. Первыми оптическими приборами, созданными человеком, были довольно простые конструкции вроде лупы или монокля, т. е., кусок стекла, искусно вставленный в железную оправу.
Англия
В области математики и физики эта северная страна практически всегда на пути своего научного развития опережала всю планету на столетия, если не на тысячи лет прогресса. Весь мир пользуется оптическими приборами благодаря появлению в 1668 году зеркального телескопа Ньютона. Гений из Туманного Альбиона предложил свое видение «дальнозоркой трубы», применяя всего две прямых линзы. Главное зеркало является светоприемником, подставляя себя под прямые лучи от какого-либо освещения, а затем передавая собранный в один поток пучок света на небольшое плоское диагональное зеркало, которое расположено вблизи основного фокуса. В задачи этого фрагмента одностороннего стекла входит отклонение света за пределы корпуса зеркального телескопа-рефлектора. В этом месте происходит взаимодействие окуляра и изображения, которое попадает в него, будучи отраженным от второстепенного диагонального стекла, и фотографируется. Тип встраиваемого зеркала напрямую зависит от диаметра трубы – в кожух с большой вместимостью можно легко вставить параболическое стекло, а в более малую трубку поместится и сферическое.
Система Грегори
Однако не только первооткрыватель силы притяжения может считаться изобретателем телескопа, так как сам факт того, что на предметы можно смотреть сквозь стекло, был изучен задолго до рождения Ньютона, то на вопрос, кто изобрел зеркальный телескоп, существует немало ответов.
Например, земляк Ньютона, Джеймс Грегори в 1663 году предложил свое видение «дальнозоркой трубы», снабдив ее сразу тремя стеклами. Схема предложенной версии была описана ученым в книге Optica Promota, содержащей также и другие замечательные идеи по применению стекол в быту.
Устройство первого зеркального телескопа Грегори довольно простое на первый взгляд. В его основе лежит вогнутое параболическое зеркало, которое собирает разрозненные пучки света, объединяет их и направляет на вогнутое эллиптическое зеркало меньшего размера.
Небольшое зеркало, в свою очередь, отправляет свет назад – в центральное отверстие большого стекла, которое защищает окуляр. Фокусное расстояние зеркального телескопа Грегори существенно больше, чем у Ньютоновской модели, за счет чего глаз смотрящего видит прямое ровное изображение, а не перевернутое на 180 градусов, как в предыдущей модели.
Идея Кассегрена
Похожую систему предложил в 1672 году Лоран Кассегрен. В основу его разработки также легли два зеркала разного диаметра. Однако Лоран предпочел работать с прямым отображением света, сведя всю конструкцию к передаче световых пучков между двумя стеклами.
Отличительной особенностью его телескопа стал тот факт, что вторичное зеркало было существенно больше главного. Спустя двести лет, именно эту идею возьмет за основу знаменитый советский оптик Д. Д. Маскутов, который заложит фундаментальные основы российской науки об оптических приборах, а также изобретет основную модель телескопа, которая станет базовой для всех приборов, имеющих отношение к приближению изображения в Советском Союзе.
Следующие системы, подобные разработке Ричи – Кретьена являются всего лишь дополненными и исправленными версиями идей Кассегрена.
Новаторство Ломоносова
Исключение составляет лишь оптическая теория Гершеля, которую в свое время существенно усовершенствовал гениальный русский энциклопедист – Михаил Ломоносов. Сущность идеи заключается в том, что основное стекло было заменено на вогнутое зеркало.
Для чего нужен телескоп?
Всем известно, что приборы для изучения небесной глади, в основном, используют астрономы и другие ученые, которые, на основании полученных данных, делают выводы, глобально влияющие на различные отрасли науки. От астрономии зависят такие дисциплины, как: география, геодезия, биология, биофизика и многие другие. Даже обычный прогноз погоды составить практически невозможно. Не получив своевременно данные о расположении небесных светил относительно солнца.
Телескоп нужен для того, чтобы непосредственно вблизи наблюдать различные предметы и явления, которые могут оказаться судьбоносно важными для науки и для человечества в целом. Приборы разных размеров, обладающие существенно различающимися характеристиками, используются как для обычного обозревания ночного неба, так и для проникновения в тайны далеких туманностей и галактик.
Самые большие приборы
В настоящее время существует огромное количество различных технологических устройств, которые позволяют исследовать звездное небо. Большинство из них просто невероятных размеров и занимают огромную площадь. Например, самый крупный телескоп Советского Союза – «БТА» – долгое время считался крупнейшим в мире, так как имел диаметр главного зеркала целых шесть метров!
В 2005 году был построен еще больший по размерам исследователь небесных светил – прибор под названием «Большой бинокулярный телескоп». Он отличается тем, что его зеркало цельное, т. е. состоит из одного куска стекла.
В этом же году в Южно-Африканской республике был воздвигнут «Большой южноафриканский телескоп», главное зеркало которого состояло из девяноста одного огромного одинакового шестиугольника.
Устройство прибора
Оптический зеркальный телескоп имеет довольно простое строение. Любой школьник может самостоятельно создать похожее устройство, имея лишь одну или две линзы и полую картонную трубку. Разумеется, настоящие мощные приборы делаются не из стекла и бумаги, однако по похожему принципу.
Прибор представляет собой закрытую систему, в основе которой лежит твердая полая трубка, со вставленными в нее с обоих концов линзами различного типа и структуры. Задняя плоскость первого стекла совмещена с передней плоскостью второго, что дает эффект приближения изображения, на самом деле находящегося далеко от наблюдателя.
Отзывы
Как выбрать хороший телескоп? На этот вопрос легко ответить, если знать, как именно покупатель будет его использовать. Если человеку просто интересно увидеть звездное небо чуть ближе, то подойдет любая бюджетная модель для новичков. Если желающий приобрести прибор - астроном, пусть и любитель, но все же астроном, то стоит задуматься о приобретении более дорогого аналога.
В случае когда будущему владельцу телескопа дорога наука и исследования, стоит признать, что необходим профессиональный прибор, который стоит весьма дорого. Нет каких-то определенных советов по выбору телескопа, нужно лишь четко понимать, для чего вы его выбираете!
