Iako reflektirajući teleskopi proizvode druge vrste optičkih aberacija, ovo je dizajn koji može postići ciljeve velikog promjera. Gotovo svi glavni teleskopi koji se koriste u astronomskim istraživanjima su takvi. Reflektirajući teleskopi dolaze u različitim dizajnima i mogu koristiti dodatne optičke elemente za poboljšanje kvalitete slike ili postavljanje slike u mehanički povoljniji položaj.
Karakteristike reflektirajućih teleskopa
Ideja da se zakrivljena zrcala ponašaju poput leća seže barem do Alphazenove rasprave o optici iz 11. stoljeća, djela koje je kružilo u latinskim prijevodima u ranoj modernoj Europi. Ubrzo nakon što je Galileo izumio refrakcijski teleskop, Giovanni Francesco Sagredo i drugi, inspirirani svojim poznavanjem principa zakrivljenih zrcala, raspravljali su o ideji konstruiranja teleskopa pomoću zrcala ukao alat za snimanje. Izvještava se da je Bolognese Cesare Caravaggi izgradio prvi reflektirajući teleskop oko 1626. godine. Talijanski profesor Niccolo Zucci je u kasnijem radu napisao da je eksperimentirao s konkavnim brončanim zrcalom 1616., ali je rekao da ono nije dalo zadovoljavajuću sliku.
Povijest stvaranja
Potencijalne prednosti korištenja paraboličkih zrcala, prvenstveno smanjenje sferne aberacije bez kromatske aberacije, dovele su do mnogih predloženih dizajna budućih teleskopa. Najznačajniji je bio James Gregory, koji je 1663. objavio inovativni dizajn za "reflektirajući" teleskop. Bilo je potrebno deset godina (1673.) prije nego što je eksperimentalni znanstvenik Robert Hooke mogao izgraditi ovu vrstu teleskopa, koji je postao poznat kao Gregorijanski teleskop.
Isaac Newton je općenito bio zaslužan za izgradnju prvog reflektirajuće-refrakcijskog teleskopa 1668. godine. Koristio je sferično metalno primarno zrcalo i malo dijagonalno u optičkoj konfiguraciji, nazvano Newtonov teleskop.
Daljnji razvoj
Unatoč teoretskim prednostima dizajna reflektora, složenost dizajna i loša izvedba metalnih zrcala korištenih u to vrijeme značili su da im je trebalo više od 100 godina da postanu popularni. Mnogi od napretka u reflektirajućim teleskopima uključivali su poboljšanja u proizvodnji paraboličkih zrcala u 18. stoljeću.stoljeća, staklena zrcala presvučena srebrom u 19. stoljeću, izdržljivi aluminijski premazi u 20. stoljeću, segmentirana zrcala za veće promjere i aktivna optika za kompenzaciju gravitacijske deformacije. Inovacija sredine 20. stoljeća bili su katadioptički teleskopi poput Schmidtove kamere, koji koriste i sferično zrcalo i leću (koja se nazivaju korektornom pločom) kao primarnim optičkim elementima, uglavnom korištenim za snimanje velikih razmjera bez sfernih aberacija.
Krajem 20. stoljeća, razvoj prilagodljive optike i uspješnog snimanja radi prevladavanja problema povezanih s promatranjem i refleksijom teleskopa je sveprisutan na svemirskim teleskopima i mnogim vrstama alata za snimanje svemirskih letjelica.
Zakrivljeno primarno zrcalo glavni je optički element teleskopa i stvara sliku u žarišnoj ravnini. Udaljenost od zrcala do žarišne ravnine naziva se žarišna duljina. Ovdje se može postaviti digitalni senzor za snimanje slike ili se može dodati dodatno ogledalo za promjenu optičkih karakteristika i/ili preusmjeravanje svjetlosti na film, digitalni senzor ili okular za vizualno promatranje.
Detaljan opis
Primarno ogledalo u većini modernih teleskopa sastoji se od čvrstog staklenog cilindra čija je prednja površina brušena do sfernog ili paraboličnog oblika. Tanki sloj aluminija se evakuira na leću, formirajućireflektirajuće zrcalo prve površine.
Neki teleskopi koriste primarna zrcala koja su drugačije izrađena. Otopljeno staklo rotira kako bi njegova površina bila paraboloidna, hladi se i skrućuje. Rezultirajući oblik zrcala približava se željenom paraboloidnom obliku, koji zahtijeva minimalno brušenje i poliranje kako bi se postigla točna brojka.
Kvaliteta slike
Reflektorski teleskopi, kao i svaki drugi optički sustav, ne stvaraju "idealne" slike. Potreba za fotografiranjem objekata na udaljenostima do beskonačnosti, za njihovim promatranjem na različitim valnim duljinama svjetlosti i da se zahtijeva neki način gledanja slike koju primarno zrcalo proizvodi znači da uvijek postoji neki kompromis u optičkom dizajnu reflektirajućeg teleskopa.
Budući da primarno zrcalo fokusira svjetlost na zajedničku točku ispred vlastite reflektirajuće površine, gotovo svi dizajni reflektirajućih teleskopa imaju sekundarno zrcalo, držač filma ili detektor u blizini ove žarišne točke, djelomično sprječavajući svjetlost da dosegne primarnu ogledalo. To ne samo da rezultira određenim smanjenjem količine svjetlosti koju sustav prikuplja, već također rezultira gubitkom kontrasta na slici zbog efekata prepreke difrakcije, kao i difrakcijskih šiljaka uzrokovanih većinom sekundarnih potpornih struktura.
Upotreba zrcala izbjegava kromatsku aberaciju,ali stvaraju druge vrste aberacija. Jednostavno sferno zrcalo ne može prenijeti svjetlost od udaljenog objekta do zajedničkog fokusa, jer se refleksija svjetlosnih zraka koja udara u zrcalo na njegovom rubu ne konvergira s onima koje se reflektiraju od središta zrcala, što je nedostatak koji se naziva sferna aberacija. Kako bi se izbjegao ovaj problem, najnapredniji dizajni reflektirajućih teleskopa koriste parabolična zrcala koja mogu dovesti svu svjetlost u zajednički fokus.
Gregorijanski teleskop
Gregorijanski teleskop opisao je škotski astronom i matematičar James Gregory u svojoj knjizi Optica Promota iz 1663. kao korištenje konkavnog sekundarnog zrcala koje reflektira sliku kroz rupu u primarnom zrcalu. Time se stvara okomita slika korisna za zemaljska promatranja. Postoji nekoliko velikih modernih teleskopa koji koriste gregorijansku konfiguraciju.
Newtonov reflektorski teleskop
Newtonov aparat bio je prvi uspješni reflektirajući teleskop, koji je izgradio Isaac 1668. Obično ima paraboloidnu primarnu, ali pri žarišnim omjerima od f/8 ili više, sferičnu primarnu, što može biti dovoljno za visoku vizualnu razlučivost. Ravni sekundar reflektira svjetlost u žarišnoj ravnini sa strane vrha cijevi teleskopa. Ovo je jedan od najjednostavnijih i najjeftinijih dizajna za danu veličinu sirovog materijala i uobičajen je među hobistima. Put zraka reflektirajućih teleskopa bio je prvirazrađeno precizno na Newtonovom uzorku.
Cassegrain aparat
Teleskop Cassegrain (ponekad nazvan "klasični Cassegrain") prvi je put konstruiran 1672. godine, a pripisuje se Laurentu Cassegrainu. Ima paraboličku primarnu i hiperboličku sekundarnu koja reflektira svjetlost natrag i dolje kroz rupu u primarnoj.
Dizajn Dall-Kirkham Cassegrain teleskopa stvorio je Horace Dall 1928. godine, a ime je dobio u članku objavljenom u Scientific American 1930. nakon rasprave između astronoma amatera Allana Kirkhama i Alberta G. Ingallsa, (tadašnji urednik časopisa). Koristi konkavnu eliptičnu primarnu i konveksnu sekundarnu. Iako je ovaj sustav lakši za mljevenje nego klasični Cassegrain ili Ritchey-Chrétien sustav, nije prikladan za komu izvan osi. Zakrivljenost polja je zapravo manja od one kod klasičnog Cassegraina. Danas se ovaj dizajn koristi u mnogim primjenama ovih prekrasnih uređaja. Ali zamjenjuju ga elektronički kolege. Ipak, upravo se ova vrsta aparata smatra najvećim reflektirajućim teleskopom.
