Телескоп

Телескоп (от древнегреческих «далеко» и «смотрю») — прибор, с помощью которого можно наблюдать за предметами, находящимися очень далеко, при помощи анализа зафиксированного электромагнитного излучения (например, видимого света).

Телескоп

Существуют телескопы для всех диапазонов электромагнитного излучения: оптические, радиотелескопы, рентгеновские, гамма-телескопы.

Из чего состоит телескоп?

Упрощенно телескоп представляет собой крупную подзорную трубу с большой степенью увеличения. Труба включает набор тщательно изготовленных увеличительных линз.

Обязательными элементами конструкции телескопа являются прочная опора, обеспечивающая неподвижность во время наблюдения, и система точного наведения на небесный объект.

Рабочий инструмент любого телескопа — линза. Линзой (от лат. lens — «чечевица») называется круглая деталь из прозрачного материала (стекла или пластика) с полированными поверхностями сферического профиля. Сферическая поверхность линзы фокусирует солнечные лучи, концентрирует их в один поток. Это значит, что линза способна увеличивать изображение.

Механизм работы линзы
Механизм работы линзы

Инженеры-оптики научились изготавливать линзы самых различных форм (линзы 1, 2, 3, 4 — собирающие; 5, 6, 7, 8 — рассеивающие). В нашу задачу не входит описание свойств линз каждой из форм. Достаточно сказать, что эффективность телескопа достигается, в том числе и сложнейшим чередованием внутри его корпуса линз разных форм и размеров.

Линзы различных форм

Рефрактор и рефлектор

Телескоп Галилея 1609 г. относился к виду оптики, называемой телескопами-рефракторами. Работа этих приборов основана на явлении рефракции (преломления света). Примерно через 60 лет после Галилея, в конце 1668 г. английский физик и астроном Исаак Ньютон создал оптический телескоп, использующий в качестве фокусирующего элемента зеркало. Его назвали телескопом-рефлектором (рефлексия — отражение света). Телескоп-рефрактор состоит из двух линз, которые преломляют световые лучи: большой на входе (объектива) и маленькой для глаза (окуляра). Объектив создает значительно уменьшенное изображение удаленного объекта наблюдения. Телескоп-рефлектор оснащается зеркалом, расположенным на «дне» трубы. Рефлектор значительно отличается от рефрактора тем, что не имеет цельной трубы.

Оптический гигант Яна Гевелия

Крупнейший для своего времени телескоп (50 м в длину!) соорудил польский астроном Ян Гевелий. Правда, телескоп не имел трубы, а состоял из набора рамок, образующих оптический канал от объектива к окуляру. Рамки подвешивались на мачте при помощи системы канатов и блоков, которой управляла команда моряков, знакомых с обслуживанием корабельного такелажа.

Телескоп Яна Гевелия

В чем разница конструкций?

Изготовление рефракторов (9) затруднено тем, что качественно обработать линзу, особенно большую, очень трудно. Производство вогнутых зеркал, лежащих в основе конструкции рефлекторов (10), намного проще, чем линз для рефракторов. У рефлекторов, как правило, выше четкость изображения, меньше искажений.

Телескоп-рефрактор

Как работает рефрактор?

В телескопе-рефракторе объектив (11) создает значительно уменьшенное изображение (12) удаленного объекта наблюдения (13). Затем это изображение рассматривается в окуляр (14), как через лупу. В некоторых модификациях окуляр расположен не на оси трубы, а перпендикулярно ей (15), тогда изображение от объектива передается в окуляр через преломляющую линзу (16).

Телескоп-рефрактор

Рекордсмен-рефрактор

Самый большой в мире на настоящий момент телескоп-рефрактор расположен в Йеркской обсерватории Чикагского университета (США), линза его объектива имеет диаметр 1,02 м. Это позволяет рассмотреть даже самые отдаленные объекты Солнечной системы. Йеркская обсерватория была основана в 1897 г., телескоп в ней установлен тогда же.

Йеркская обсерватория
Йеркская обсерватория

Как работает рефлектор?

В телескопе-рефлекторе вогнутое зеркало (17) собирает световые лучи (18) в концентрированный пушок. Затем этот пучок с помощью вспомогательных линз и зеркал (19) направляется в окуляр (20). Как и в случае с рефракторами, некоторые рефлекторы имеют конструкцию с перпендикулярным окуляром (21) и дополнительной преломляющей линзой (22).

Телескоп-рефлектор

Рекордсмен-рефлектор

Телескопы - рефлекторы во много раз больше рефракторов. Под большим куполом обсерватории Роке-де-лос-Мучачос (Канарские острова) помещен рефлектор с самым крупным зеркалом в мире — Большой Канарский телескоп. Он построен в 2007 г. Его зеркало имеет диаметр 10,4 м — в 10 раз больше, чем линза крупнейшего рефрактора!

Обсерватория Роке-де-лос-Мучачос (Канарские острова)

Космические телескопы

Существенным препятствием для исследования далеких космических миров с помощью телескопов всех типов является земная атмосфера. Она серьезно искажает видимую в телескоп картину. Чтобы убрать эту преграду, инженеры разработали следующий прием — перенесли телескоп в космос. Благодаря отсутствию влияния атмосферы эффективность космического телескопа в 7—10 раз больше, чем у аналогичного земного.

Идея космического телескопа проста но описанию, но сложна для исполнения. Необходимо вывести на околоземную орбиту корабль или ракету, которая доставит в космос телескоп. К примеру, телескоп «Хаб6л» был привезен на свою орбиту в транспортном отсеке космического челнока «Дискавери» 24 апреля 1990 г.