Ясній вночі, коли небо темніше воронячого крила, а зірки ніби димлять яскравістю, кого з нас не відвідувала думка: «От би поглянути на це в телескоп!» Людина здавна мріяв подорожувати по небу, прагнув дізнатися, так чи безмежно виткане з міріад зірок полотно. Результатом століть самовідданої дослідницької праці став сьогоднішній рівень розвитку астрономічних дисциплін.

Завдяки технічному прогресу, до середини XX століття стало можливим масове виробництво якісної і доступної оптики. Це призвело до становлення аматорської астрономії і лавиноподібного зростання залученості населення. Сьогодні, коли більшість телескопного брендів перенесло виробництво в КНР, купити недорогий оптичний прилад вже не проблема.

Однак новачкам буває складно вибрати перший телескоп: найчастіше вони відносяться до задачі ... занадто відповідально!
Головна помилка при виборі телескопа - намагатися відразу підібрати модель на все життя, аргументуючи тим, що «телескоп - задоволення не дешеве, не будеш же кожен рік купувати новий». Підхід Завжди-Вибирай-Краще в разі з телескопом загрожує зайвими витратами і появою в комірчині ще однієї коробки, яку і викинути шкода, і зберігати ніде. Все тому, що професійна астрономічна оптика вузько спеціалізована (тобто малопридатна для вирішення широкого кола завдань) і вимагає навичок поводження, яких у новачка просто бути не може.

Як бути? Наслідувати приклад більшості з тих, хто зберіг інтерес до астрономії на все життя. Дайте відповідь на три прості запитання:

• Хто (тільки дорослі, з дітьми) і з якою майданчика буде спостерігати в телескоп
• Чи готові ви до виїздів в пошуках чистого неба, чи є відповідний транспорт
• Чи буде час на вивчення основ астрономії

Виходячи з результату купите добротний, не надто габарити телескоп, з яким спробуєте планетарні і дип-скай спостереження, розгляньте поверхню Місяця на різних збільшеннях і зробите кілька фото на камеру смартфона. Потім, коли буде ясно, що вам більше до душі, можна вибрати модель серйозніше і важче, а попередню - продати або залишити в якості портативного телескопа. Не варто переживати, що оптика впаде в ціні: за умови обережного поводження і збереження аксесуарів телескоп б / у коштує ненабагато дешевше нового. Особливо, якщо ви погодитеся провести для майбутнього господаря майстер-клас зі складання та використання!

Про характеристики оптики і типах монтування ми докладно поговоримо далі. Після прочитання ви зможете сприймати на слух астролюбітельскій сленг і навіть дізнаєтеся, чи може швидкий ньютон бути добом ☺

Збільшення телескопа: так воно важливо?

На відміну від біноклів, для яких збільшення - базовий параметр, телескопи взагалі не мають збільшення як такого. Точніше, воно підраховується для кожного використовуваного окуляра по формулі

Тобто рефрактор з фокусом 1000 мм + окуляр 4 мм забезпечать робочу кратність 250x: багато це чи мало для телескопа? Для аматорського рефрактора, та й взагалі для оптики аматорського рівня це, чесно кажучи, занадто багато.

Ви самі побачите, що на збільшенні до 100х картинка виглядає контрастніше, краще видно деталі і ширше сектор огляду. До того ж на невеликих кратностях зручніше вести спостереження за рахунок того, що не потрібно «втискати» оком в окуляр. Як правило, чим більше фокус (і менше збільшення) окуляра, тим більше винос вихідної зіниці - відстань, на яке можна відсунутися від очної лінзи окуляра.

Найбільше з комфортних для роботи збільшень визначається апертурою телескопа. Апаратура (D) - це просто діаметр об'єктива телескопа в міліметрах. Максимальне корисне збільшення приблизно дорівнює 2D , тобто для моделі з апертурою 120 мм воно складе 240x. Чи є сенс підбирати окуляр, який реалізує таку кратність? Так, але тільки в розрахунку на дослідження найближчих планет - Марса, Венери, Юпітера. При цьому оглядові спостереження і вивчення слабосветящіхся протяжних об'єктів будуть неможливими через малого поля зору і низькою світлосили телескопа.

У ексклюзивного телескопа доктора Ерхарда Хенссгена з Бранденбурга апертура перевищує 1 м:
теоретично, максимальна корисна кратність такої оптики - 2000x! Більше фото на cruxis.com/scope/scope1070.htm

Мінімальна корисне збільшення = D / 6 , для телескопа з апертурою 120 мм воно дорівнює 20x. Таке збільшення ще називають равнозрачковим: сенс в тому, що на менших кратностях вихідне вічко телескопа буде більше, ніж діаметр людського зіниці, і частина зібраного об'єктивом світла буде витрачена даремно. Застосування телескопа на до-равнозрачкових кратностях недоцільно: краще скористатися астрономічним біноклем або підзорної трубою. Інтуїтивно це зрозуміло і без підрахунків, так що при виборі телескопа на даний параметр рідко звертають увагу.

Схеми зі статті Wikipedia

Але заглиблюватися в цю науку новачкові не обов'язково: в комплект будь-якого пристойного телескопа входять 2-3 відповідних окуляра для початку досліджень.

Світлосила, Відносний отвір

Поняття ці тісно пов'язані, і відповідні величини відрізняються лише коефіцієнтом. Для простоти будемо вважати, що це одне і те ж. Отже, діаметром Відносного Отвори , або Світлосилою , називають відношення апертури до фокусної відстані.

Наприклад, згаданий рефрактор 120 мм / 1000 мм має светосилу 1 / 8.3 одиниць. Узагальнено, по діаметру відносного отвору (ГО) телескопи поділяють на:

• більше 1/6 - «швидкі» (кращий вибір для астрофото);
• від 1/6 до 1/8 - светосильние, оглядові (для вивчення протяжних об'єктів);
• 1/8 до 1/10 - універсали (повинні комплектуватися набором разнофокусних окулярів);
• менше 1/10 - довгофокусні (для дослідження віддалених / компактних об'єктів).

Епітет «швидкий» прийшов в астрономічний лексикон з астрофотографії: там він означає можливість знімати побудоване оптикою зображення на коротких витримках. Іншими словами, чим більше світла збере об'єктив, тим менше часу знадобиться на експонування кадру. Та й при візуальних спостереженнях в светосильний телескоп ви розглянете більше деталей, ніж на тому ж збільшенні в довгофокусний.

Закономірність така : чим більше відносний отвір приладу (менше знаменник дробу 1 / **), тим більше тьмяні об'єкти він зможе розгледіти на темному тлі і збільшити без втрати контрасту. Приклад: рефрактор з параметрами 120/1000 мм має більш «пильне око», ніж аналогічна модель 90/900 мм (OO = 1/10 <1 / 8.3).

Вид на один і той же сузір'я через телескопи з апертурою 50 мм (зліва) і 150 мм (праворуч):
в крупноапертурних видно подвійні і тьмяні зірки

Ви можете задуматися: «Наскільки важливим фактором вибору є якість оптики?» Відповідь - одним з основних. Від типу оптичної системи, сорти скла і кривизни оптичних поверхонь залежить, чи буде сформована зображення схильне аберація - оптичних спотворень.

Заглиблюватися в тему аберацій тут немає резону: опису коми, дисторсии тощо. Нічого не скажуть людині, яка жодного разу не дивився в телескоп. Та й якщо ви усвідомлюєте, що райдужна облямівка навколо побудованої бюджетним рефрактором картинки - це хроматизм, чи зміниться загальне враження від перегляду? Але щоб попередити розчарування, в розділі про типах оптичних систем будуть вказані аберації, якими «хворіють» різні конструкції, і способи їх виправлення.

   

Сферична аберація, кома і два види астигматизму (в порядку проходження)
Приклади спотворень в астрофотографії можна подивитися на eckop.com/aberrations

Катадіоптрік, рефлектор або рефрактор - що краще?

Рефрактор

Найзвичніший для новачка тип телескопа, що нагадує підзорну трубу. Об'єктив рефрактора являє собою систему лінз, що збирають і концентрують світло. Лінзові телескопи відомі з часів Галілея: ось вже більше 4-х століть оптична схема рефракторов вдосконалюється конструкторами-винахідниками з метою позбавити її від видимих ​​аберацій.

Завдяки застосуванню в об'єктивах 2-5-лінзових склеєних з використанням ED-скла дійсно вдається скорегувати хроматичні і, певною мірою, сферичні аберації. Рефрактори ахромати (двохлінзові) і апохромат (поліпшені ахромати) коштують значно дорожче звичайних, проте якість побудованого зображення виправдовує вкладення коштів.

Серед загальних переваг рефракторних телескопів відзначимо:

• надійність конструкції, простоту обслуговування і настройки;
• герметичність труби, мало впливав температури і вологості на якість картинки;
• застосовність для планетарних спостережень;
• можливість використання для наземного перегляду (з доп. аксесуарами).

Лінзові телескопи відмінно підходять для вивчення поверхні Місяця, спостережень за планетами і подвійними зірками. Із загальних недоліків підвиду варто виділити наступні:

• велика маса і габарити в порівнянні з рефлекторами і катадіоптрікамі;
• велика вартість за 1 см ² апертури, якщо говорити про прилади класу Ахромат і вище;
• практична складність і дорожнеча виготовлення крупноапертурних моделей;
• не цілком підходять для перегляду неяскравих галактик і туманностей.

Прожектор

Об'єктив такого телескопа складається з пари дзеркал - головного (сферичного, параболічного або гіперболічного) і вторинного (плоского діагонального, еліптичного або гіперболічного). Основне дзеркало збирає зоряний світло і направляє його на вторинне, яке відображає промені в сторону окуляра, що розміщується зазвичай на бічній поверхні труби. Розташуванням вторинного дзеркала можна домогтися того, що фокусна відстань об'єктива буде більше, ніж у одного тільки головного дзеркала. А значить, при скромній довжині труби рефлектор буде працювати на солідних кратностях.

Перша і найбільш поширена на сьогоднішній день модель дзеркального телескопа - рефлектор Ньютона; також зустрічаються системи Кассегрена і Річі-Кретьєна.

У плані дизайну оптичної труби рефлектори можуть відрізнятися разюче: порівняйте звичайний суцільний тубус і каркасну flex-систему. Але на оптичних характеристиках ця особливість не позначається.

Віддати перевагу дзеркальному телескопу варто, якщо для вас важливі такі переваги:

• невелика довжина, скромний вагу (за рахунок порожнистої конструкції);
• відсутність хроматичних спотворень;
• найдоступніша ціна за одиницю апертури;
• можливість придбати ультра-крупноапертурних екземпляр (до 500 мм в діаметрі);
• зручність застосування для фотографування астрономічних об'єктів;
• пристосованість для спостереження розсіяних зоряних скупчень, туманностей і ін. слабких об'єктів глибокого космосу.

При цьому слід врахувати і недоліки рефлекторів:

• необхідність періодичного чищення відкритих оптичних поверхонь;
• відносно довгий час термостабілізації;
• на краях поля помітна кома (можна докупити і встановити коректор коми);
• непридатність для наземних спостережень.

Катадіоптричний

Телескопи з комбінованою, дзеркально-линзовой оптичною системою втілюють в собі основні переваги лінзових і дзеркальних телескопів. Спроби побудувати прилад з такими властивостями велися ще з початку 19-го століття, а через сторіччя, в 1930 р, був створений перший отримав визнання катадіоптрік - телескоп системи Шмідта-Кассегрена.

З тих пір схема неодноразово удосконалювалася, і сьогоднішні Шмидт-Кассегрен вільні від сферичної аберації, астигматизму, коми і кривизни поля.

Ще одна поширена катадіоптричні схема - конфігурація Максутова-Кассегрена. За рівнем корекції спотворень такі телескопи наближаються до телескопів Шмідта-Кассегрена, однак для позбавлення від сферичних аберацій їх доводиться робити довгофокусними, з відносним отвором 1 / 12-1 / 15.

Про катадіоптріках на основі схеми Касегрена варто сказати наступне:

• вони компактні і портативні, при рівному фокусній відстані можуть бути вдвічі коротше рефракторов;
• мають велике поле зору (особливо Шмидт-Кассегрен);
• відмінно підходять для спостереження діпскай-об'єктів, адаптовані для астрофото;
• в закритій трубі оптичні поверхні захищені від забруднень, мінімізовано вплив на якість картинки проточного повітря.

Але разом з достоїнствами катадіоптричні телескопи успадкували від «батьків» і деякі недоліки:

• відносно велика фокусна відстань, не цілком підходять для оглядових спостережень на малій кратності;
• практично неможливо отримати крупноапертурних прилад, тим більше за розумною ціною;
• вимагають тривалого часу на термостабілізації.

До того ж коштують такі телескопи істотно дорожче лінзових і дзеркальних окремо. Так, вони формують зображення чудової якості, але все ж на краю поля зору не виключені прояви хроматизму.

Монтування для обраного телескопа: яка підійде?

Основні типи монтувань, використовуваних в аматорській астрономії - альт-азимутальна (Alt-Az) і екваторіальна (EQ) . Кожна з них має свої підтипи і сферу застосування, при цьому будь-яка може бути доповнена автоматизованою системою управління (наприклад, GoTo). Чи варто купувати телескоп з автонаведеніе - кожен вирішує для себе. Комусь цікаво самому визначати на небі розташування обраного об'єкта, користуючись атласами та оптичним шукачем. Кому-то легше поставити ім'я зірки, натиснути кнопку на пульті і надати приладу свободу дій. Обладнаний монтуванням GoTo телескоп не тільки сфокусується на об'єкті, але і буде утримувати його в поле зору стільки, скільки буде потрібно для спостережень.

 

Однак електроніка, ПО і пульти з кнопочками завжди коштують грошей, і іноді чималих: ціна «розумної» монтування може досягати 2000 $ (залежить від бренду). Можливо, ці кошти раціональніше вкласти в саму оптику, вибравши об'єктив вищого класу. З іншого боку, за допомогою GoTo навіть молодше покоління астрономів зможе управлятися з телескопом без допомоги дорослих. Вік користувача в цьому випадку значення не має: якщо дитина вміє користуватися смартфоном, то і з системою самонаведення впорається.

Азимутна

Альт-азимутальная (Alt-Az), або просто азимутальне монтування - найлегша і недорога опора телескопа. Встановлюється на триногий штатив, рідше на одну ногу-колону; допускає управління по вертикальній і горизонтальній осі (по висоті і азимуту). Для більш плавного наведення на потрібну точку небосхилу азимутальні монтування обладнають приводами тонких рухів.

Найпростіші «азімуталкі» мають вилковим конструкцію і ручку тонких рухів по азимуту, але можуть і зовсім не мати механізму точного наведення. Ті, що дорожче, оснащені двома ручками тонкої наводки або спеціальними фрикційними муфтами для передачі обертального руху: за рахунок фрикційних наведення телескопа здійснюється легкими поштовхами оптичної труби.

 

У зображених вище монтування складно побачити спорідненість: опора може підтримувати трубу знизу, збоку (на «ластівчин хвіст») або охоплювати кільцями. Як би там не було, основою класифікації монтувань є не дизайн, а спосіб наведення труби.

Попередньо встановлений азимутальне монтування не вимагає, управління нею інтуїтивно зрозуміло: новачки освоюють його без сторонньої допомоги. У плюси даного виду монтувань варто також зарахувати їх застосовність для наземних спостережень: на азімуталкі встановлюють потужні підзорні труби і телескопи з обертаючою системою. недоліки :

1. Вкрай важко вивчення об'єктів, розташованих близько до зеніту.
2. Компенсація власного обертання Землі не передбачена: для цього довелося б повертати трубу відразу навколо двох осей з різними (і постійно змінюваними) швидкостями.
3. Слідство п.2 - непридатність для астрофотографії на великих витримках і тривалого перегляду: з плином часу об'єкти будуть міняти положення на небі.

Астролюбітелі вважають азимутальні опори кращим вибором для спостережень на невеликих кратностях. Такі монтування частіше вважають за краще власники рефракторов-універсалів або среднефокусних катадіоптріков. Хоча стандартні альт-азимутальні монтування накладають обмеження на вагу труби, існують і вантажопідйомні їх різновиди (наприклад, м. Добсона).

монтування Добсона

На ділі це всього лише різновид альт-азимутальної монтування, адаптована до використання з телескопами великий апертури. Умільці можуть виготовити її самостійно і нерідко роблять це, встановлюючи крупноапертурних рефлектори у дворі приватного будинку або на дачі.

Так ось, «добамі» по-свійськи називають телескопи на монтуванні Добсона, найчастіше рефлектори Ньютона: окулярна трубка у них вмонтована в верхню частину труби, дивитися в такий телескоп на низькій монтуванні зручно стоячи.

Зате лінзові і катадіоптричні телескопи на фанерному підставі розміщувати не варто: їм більше підійде висока тринога з будь-механічної або автоматизованої монтуванням.

Екваторіальна

Найбільш практична, але вимагає настройки і навичок поводження монтування. З її допомогою можна вручну або з допомогою годинникового механізму відстежити об'єкт на небі, обертаючи прилад навколо однієї лише осі. Через складність механічної системи EQ-монтування дорожче, ніж азимутальні того ж класу; до того ж вони зазвичай масивніше.

Екваторіальна монтування має дві осі обертання - земну вісь і пряму в площині екватора (звідси і назва). Ось монтування, спрямовану вздовж осі світу, називають полярною, або віссю прямого сходження , а іншу, перпендикулярну їй - віссю відміни . Складні двоскладного обертання знадобляться для первинного наведення телескопа на обрану точку.

Як і азимутальні, екваторіальні монтування мають багато підвидів і зовні дуже різняться. В аматорській середовищі найбільш популярні монтування німецького типу і вилочні екваторіальна , а для гігантських дослідних телескопів частіше використовують т.зв. англійську . Порівняйте несиметричну німецьку монтировку (зліва) і полегшену вилковим (праворуч):

Зі сказаного зрозуміло, що монтування EQ необхідні тим, хто захоплюється фотографією або вивченням глибин космосу на високих кратностях.

Загальні поради щодо вибору телескопа

Заключний розділ не буде занадто довгим. Якщо ви прочитали попередні, то вже знаєте, яким буде ваш перший телескоп. Якщо немає - ось кілька гранично спрощених рад.

1. Подумайте про транспортування до місця спостереження. Тим, хто не має авто, доведеться економити на вазі конструкції (мається на увазі телескоп з монтуванням, штативом, окулярами та ін.) Це означає, що ваша монтування - будь-яка азимутальная або екваторіальна вилочні, труба - компактний дзеркально-лінзовий телескоп або рефрактор з фокусною відстанню до 900 мм.
2. Жителям котеджних селищ з прибудинкових ділянкою можна рекомендувати крупноапертурних рефлектор на монтуванні Добсона. У теплу пору року при сухій погоді він буде спокійно стояти в садовій альтанці або під навісом.
3. Мешканці верхніх поверхів міських висоток часто шукають телескоп для спостережень з балкона. Їм варто віддати перевагу катадіоптрік або рефрактор з відносним отвором не більш 1/10, можна на невисокому настільному штативі.

4. Тим, хто мріяв робити пам'ятні знімки галактик необхідний яскравий рефлектор (підійде ньютоніан) або катадіоптрік (Шмидт-Кассегрен) із середнім фокусною відстанню. Монтування - тільки екваторіальна.
5. Визначтеся, чи так необхідна система самонаведення і супроводу небесних об'єктів. Можливо, азарт першовідкривача не дозволить вам користуватися автонавігації. Якщо ж вирішите брати, зверніть увагу на високі вилочні монтування з потужними зубами.
6. У подарунок юним астролюбітелям (якщо не плануєте супроводжувати спостереження) краще вибирати комп'ютеризовані або моторизовані телескопи. З іншого боку, для сімейних переглядів підійдуть і ручні монтування з механізмами тонких рухів.
7. Не слухайте порад, якщо вони стверджують те, з чим ви не згодні! Зрештою, телескоп - це не просто колекція технічних характеристик. Купівля телескопа -перший крок назустріч мрії, початок непростого, але захоплюючого подорожі по просторах Всесвіту.