Журнал «Вокруг Света» №07 за 2007 год - Вокруг Света

Системы телескопов

Главный параметр телескопа — диаметр объектива. От него зависят разрешение (видимость мелких деталей) и проницающая сила (предельная видимая звездная величина). Часто в магазинах вместо диаметра указывают увеличение, но оно зависит от выбора окуляра, которые у большинства телескопов сменные. По конструкции телескопы делятся на рефракторы (с линзовыми объективами), рефлекторы (с зеркальными объективами) и катадиоптрические системы, объединяющие линзы и зеркала.

  Рефракторы. Закрытая труба делает их более надежными, но с увеличением диаметра объектива они очень быстро дорожают и вдобавок растут в длине. Поэтому рефракторы диаметром более 125 мм у любителей встречаются редко. В рефлекторах свет собирает вогнутое зеркало, установленное в глубине трубы. Оно формирует изображение перед собой, и, чтобы не заслонять головой главное зеркало, собранный пучок света надо вывести за пределы трубы. 

  В рефлекторе системы Ньютона для этого служит диагональное зеркало. Окуляр крепят на верхнем конце трубы. В небольших (до 150 мм) телескопах системы Ньютона главное зеркало обычно имеет простую в изготовлении сферическую форму, что делает их недорогими. В рефлекторе Кассегрена выпуклое вторичное зеркало выводит собранный свет наружу через отверстие в центре главного зеркала. У «кассегренов» короткая труба, и с ними удобнее обращаться, но расплачиваться за это приходится более сложной оптикой: главное зеркало имеет форму параболоида, а вторичное — гиперболоида. Такие зеркала полируются только вручную, и телескоп получается дорогим. И у «ньютонов», и у «кассегренов» труба оставляется открытой, и обращаться с ними надо очень аккуратно, избегая попадания на зеркала влаги и пыли.

  В 1941 году выдающийся советский оптик Дмитрий Дмитриевич Максутов (1896—1964) изобрел катадиоптрическую систему, объединившую преимущества всех перечисленных типов телескопов. Внешне телескоп Максутова похож на «кассегрен», но оба зеркала в нем имеют сферическую форму, а возникающие из-за этого искажения устраняет специально подобранный корректирующий мениск (выпукло-вогнутая линза) на переднем конце трубы. Оптика у «максутова» получается дешевой, почти как у «ньютона», труба короткой, как у «кассегрена», и при этом закрытой, как у рефрактора. Правда, изготовить мениск в кустарных условиях крайне сложно, но в промышленных условиях проблем не возникает. Именно телескопы системы Максутова (наряду с другой катадиоптрической системой Шмидта — Кассегрена) являются на сегодня самыми популярными любительскими инструментами в мире.

И все же — телескоп

С приобретением телескопа вы превращаетесь из «кандидата» в полноправного любителя астрономии. В советское время это было непросто и любителям приходилось строить телескопы самостоятельно. Все начиналось с поиска толстого стекла для главного зеркала. Тут в цене были судовые иллюминаторы. Причем их требовалось сразу два — один становился зеркалом, другой — шлифовальником к нему. Ненамного проще было достать абразивные и полирующие порошки разных номеров — в свободную торговлю они не поставлялись. Успешно решив задачи снабжения, любитель приступал к кропотливому, порой многомесячному, процессу шлифовки и полировки вогнутого главного зеркала телескопа. Его поверхность не должна отклоняться от расчетной больше чем на 0,04 микрона — 40 нанометров. Чтобы достичь такой «нанотехнологической» точности, приходилось сооружать испытательную оптическую скамью. Готовое зеркало предстояло серебрить, а значит, добывать реактивы и осваивать химические процессы. И вот зеркало готово! Но создание телескопа с этого только начинается. Любителю предстоит изготовить трубу и монтировку телескопа, снабдить его вторичным зеркалом и окулярами, установить электропривод и адаптер для фотокамеры — все эти «мелочи» отнимали месяцы, если не годы. С таким количеством препятствий до конца пути доходили лишь единицы, причем часто те, кому само создание тонкого научного прибора нравилось больше, чем его использование. Так формировалась особая «телескопостроительная» ветвь любительской астрономии. Нередко удачливый телескопостроитель, едва опробовав новый инструмент, приступал к изготовлению еще более совершенного телескопа.

На Западе все начиналось сходным образом, но там телескопостроители быстро перешли к изготовлению инструментов на заказ. И уже в 1960—1970-х годах появились компании, специализирующиеся на изготовлении любительских телескопов и аксессуаров к ним. В числе самых известных производителей можно назвать Meade и Celestron. Они первыми внедрили систему автоматического наведения на небесные объекты (так называемая система GoTo). Любителю нужно только установить телескоп на штативе, навестись на пару ярких звезд, а дальше система сама производит привязку системы координат и готова в считанные секунды найти на небе любой объект из встроенной базы данных. Некоторые наблюдатели даже жалуются, что такой сервис убивает всю романтику ночных наблюдений. Вместо долгого поиска едва заметной туманности среди тысяч звезд вы получаете ее готовенькую прямо в центре поля зрения. Но романтики всегда могут отключить систему GoTo, а большинство любителей лишь благодаря ей получили возможность увидеть труднодоступные объекты на небе, а не на экране компьютера.

Монтировки телескопов

Начинающие любители часто недооценивают важность удобного и надежного крепления телескопа. Вести наблюдения с неустойчивым инструментом — настоящее мучение. Подзорной трубе хватит хорошего фотоштатива, но серьезные инструменты требуют специальной монтировки, которая позволит вращать телескоп по двум осям, фиксировать его и плавно корректировать направление при поиске нужного объекта.

В азимутальной монтировке (рис. 1) оси расположены вертикально и горизонтально. Это упрощает конструкцию, но следить за объектом на небе приходится, поворачивая телескоп одновременно по двум осям. Компьютер легко справляется с такой задачей, при этом изображение в поле зрения медленно поворачивается. Глазу это незаметно, но вот для астрофотографии требуется специальный деротатор, который компенсирует вращение картинки.

В экваториальной монтировке (рис. 2) одна из осей (полярная) наклонена параллельно оси вращения Земли (а значит, и неба). Для слежения за объектом достаточно равномерно поворачивать телескоп вокруг этой оси. С этим легко справляется небольшой электродвигатель, совершенно необходимый для астрофотографии: без него звезды на телескопических снимках смазываются буквально за доли секунды. Простейшая экваториальная монтировка — немецкая, обычно ее используют для рефракторов и небольших «ньютонов». Ее недостаток — необходимость противовеса.

Вилочная монтировка (рис. 3) может быть как азимутальной, так и экваториальной. Она компактнее и надежнее немецкой, но годится только для телескопов с короткой трубой, которую можно поместить между консолями «вилки». Как правило, это катадиоптрические модели. Самые большие любительские телескопы-«ньютоны» часто ставят на предельно упрощенную азимутальную вилочную монтировку. Она подходит для них, поскольку большой вес главного зеркала сильно смещает центр тяжести телескопа. Такие инструменты называют «добсонами» (рис. 4) в честь выдающегося американского телескопостроителя Джона Добсона.

 

  

Январь 1989 года. Астроном Джон Добсон (на лестнице) установил свой телескоп на углу улицы (Сан-Франциско, США), чтобы любой желающий мог понаблюдать за звездами

Астроклубы

Компьютерные планетарии и самонаводящиеся телескопы кардинально изменили само лицо любительской астрономии. Раньше это было редкое, можно сказать, экзотическое увлечение. Теперь телескоп стал символом достатка и определенной утонченности интеллектуальных интересов. Многие родители покупают инструмент просто как полезную для ребенка образовательную игрушку. Тут-то и возникает вопрос: что и как в него наблюдать. Если не подумать об этом заранее, то благородный прибор скорее всего послужит лишь для разглядывания соседских окон.

На помощь приходят клубы любителей астрономии, где всегда готовы дать совет начинающему, а многие опытные любители видят в этом свою миссию. Наиболее развито любительское движение в США , где клубы есть в любом крупном городе. Россия пока заметно отстает: например, нет клуба любителей астрономии в Санкт-Петербурге , городе с очень серьезной традицией астрономических исследований.