กล้องโทรทรรศน์: มันคืออะไร? มีไว้เพื่ออะไร? และอื่น ๆ

บทความนี้จะนำเสนอข้อมูลเกี่ยวกับเครื่องมือที่ใช้ในการเห็นภาพวัตถุที่อยู่ห่างไกลยากแก่การมองเห็นด้วยตาเปล่า เรียกว่า กล้องโทรทรรศน์. ซึ่งเราสามารถเห็นประเภทที่มีอยู่ ลักษณะของพวกเขา วิธีที่พวกเขาประดิษฐ์มันและอื่น ๆ อีกมากมาย

กล้องโทรทรรศน์คืออะไร?

เป็นเครื่องมือออปติคัลที่ใช้ในการมองเห็นองค์ประกอบบางอย่างที่อยู่ห่างไกลในรายละเอียด ซึ่งไม่สามารถสังเกตได้ด้วยตาเท่านั้น เมื่อได้รับพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น แสง

เป็นเครื่องมือพื้นฐานในด้านดาราศาสตร์ด้วยวิวัฒนาการและการปรับปรุงเครื่องมือทำให้สามารถเข้าใจจักรวาลได้ดีขึ้น

สิ่งประดิษฐ์ที่ยิ่งใหญ่

ประวัติศาสตร์บอกว่าเครื่องมือนี้เป็นสิ่งประดิษฐ์ของ Hans Lipperdhey ซึ่งเป็นผู้ผลิตแว่นตาชาวเยอรมันและ Galileo Galilei ในปี 1608

ในงานวิจัยบางชิ้นที่ดำเนินการไม่นานมานี้โดยนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ชื่อ Nick Pelling ที่ตีพิมพ์ในนิตยสาร British Origin History Today สิ่งประดิษฐ์นี้มอบให้กับ Juan Roget จากเมือง Girona ในปี ค.ศ. 1590 ตามการวิจัยที่ได้รับการลอกเลียนแบบโดย Zacharias Janssen เมื่อวันที่ 17 ตุลาคม ค.ศ. 1608 (เป็นภายหลังการยื่นของลิปเพอร์ชีย์) ที่ต้องการจดสิทธิบัตร

วันก่อนวันที่ 14 ตุลาคม จาค็อบ เมทิอุสพยายามจดสิทธิบัตร ทั้งหมดนี้ดึงดูดความสนใจของ Nick Pelling ผู้ซึ่งอาศัยคำถามหลายอย่างของJosé María Simón de Guileuma (1886-1965) ซึ่งบ่งบอกว่าผู้เขียนที่แท้จริงคือ Juan Roget

ในประเทศต่าง ๆ มีการกล่าวอย่างผิด ๆ ว่านักประดิษฐ์คือ Christiaan Huygens ชาวดัตช์ซึ่งเกิดในอีกหลายปีต่อมา

เมื่อกาลิเลโอ กาลิเลอีรู้เกี่ยวกับสิ่งประดิษฐ์นี้ เขาต้องการสร้างมันขึ้นมา ในปี ค.ศ. 1609 เขาได้นำเสนอกล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์เครื่องแรกที่ได้รับการจดทะเบียน กาลิเลโอได้รับการขอบคุณสำหรับการค้นพบหลายครั้งในด้านดาราศาสตร์ หนึ่งในสิ่งที่สำคัญที่สุดคือสิ่งที่เขาทำเมื่อวันที่ 7 มกราคม ค.ศ. 1610 เมื่อเขานึกภาพดวงจันทร์ทั้งสี่ของดาวพฤหัสบดีหมุนรอบใน วงโคจร รอบโลก

นับตั้งแต่มีการประดิษฐ์ขึ้น พวกเขาเรียกมันว่า "เลนส์สายลับ" นักคณิตศาสตร์จากกรีซตั้งชื่อให้ว่า Giovanni Demisiani เป็น "กล้องโทรทรรศน์เมื่อวันที่ 14 เมษายน ค.ศ. 1611 ที่รับประทานอาหารในเมืองโรมที่พวกเขาให้เกียรติกาลิเลอี แขกทุกคนได้รับเกียรติที่ได้เห็นดาวเทียมของดาวพฤหัสบดีผ่านเครื่องมือที่นักดาราศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ถืออยู่

หมู่ ประเภทของกล้องโทรทรรศน์ พวกเขาคือ:

• ตัวหักเหแสง: ใครใช้แว่น.
• ตัวสะท้อนแสง: พวกเขาใช้กระจกทรงเว้ามาแทนที่เลนส์ใกล้วัตถุ
• ตัวสะท้อนแสง: มีกระจกเว้าและเลนส์แก้ไขที่ยึดติดกับกระจกรอง

กล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสง มันถูกคิดค้นโดยไอแซก นิวตันในปี 1688 และมันเป็นความก้าวหน้าอย่างมากในแง่ของกล้องโทรทรรศน์ในสมัยนั้น เมื่อมันปรับปรุงข้อผิดพลาดของสีที่แสดงลักษณะของกล้องโทรทรรศน์การหักเหของแสงได้อย่างง่ายดาย

ต้องยอมรับว่าผ่านเครื่องมือนี้ กาลิเลโอ กาลิเลอีสามารถเห็นดาวพฤหัสบดี ดาวบริวาร ดวงจันทร์ และดวงดาวเป็นครั้งแรกด้วยเครื่องมือนี้ ชายคนนี้สามารถไขข้อสงสัยต่างๆ เกี่ยวกับเทห์ฟากฟ้าที่พบในจักรวาลได้

คุณสมบัติของกล้องโทรทรรศน์

ปัจจัยที่มีความสำคัญอย่างยิ่งในเครื่องมือนี้คือเส้นผ่านศูนย์กลางที่มี "เลนส์ใกล้วัตถุ"

เครื่องมือที่ใช้โดยมือสมัครเล่นคือเครื่องมือที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 76 ถึง 150 มม. เลนส์ของพวกมันรองรับการสังเกตการณ์ดาวเคราะห์และองค์ประกอบต่างๆ ที่พบในจักรวาล (เนบิวลา กระจุก และกาแลคซีอื่นๆ)

เลนส์ที่มีขนาดใหญ่กว่า (เส้นผ่านศูนย์กลาง 200 มม.) สามารถสังเกตได้จากดาวเทียมชั้นดี ลักษณะบางอย่างของดาวเคราะห์ เนบิวลา กระจุกจำนวนมาก และดาราจักรสว่าง

ลักษณะเฉพาะ อุปกรณ์เสริมและพารามิเตอร์ต่างๆ ที่กล้องโทรทรรศน์ต้องมีเพื่อการใช้งานที่เหมาะสมที่สุด:

• ระยะโฟกัส: คือระยะทางที่จุดโฟกัสของกล้องโทรทรรศน์มี เรียกว่าเส้นทางที่ไปจากเลนส์หลักไปยังโฟกัสหรือตรงกลางที่วางเลนส์ตาไว้
• เส้นผ่านศูนย์กลางวัตถุประสงค์: การวัดกระจกหลักหรือเลนส์ของอุปกรณ์
• เกี่ยวกับตา: เครื่องมือวัดขนาดเล็กเป็นจุดสนใจของกล้องโทรทรรศน์ ช่วยให้ปรับแต่งภาพได้
• เลนส์บาร์โลว์: เลนส์ที่คูณโฟกัสด้วยสองหรือสามเมื่อสังเกตวัตถุในอวกาศ
• กรอง: เป็นเครื่องประดับชิ้นเล็กๆ ที่มีฟังก์ชันปิดบังภาพดาวหรือวัตถุเรืองแสง ทุกอย่างขึ้นอยู่กับสีและวัสดุ ทำให้ภาพมีการปรับปรุง ตำแหน่งในกล้องดูดาวอยู่หน้าช่องมองภาพ อันที่ใช้บ่อยเรียกว่า ดวงจันทร์ (เขียว - ฟ้า ทำให้ปรับปรุงในทางตรงกันข้ามเมื่อสังเกตดาวเทียมมูน) อีกอันคือ ดวงสุริยะ อันหนึ่งมีกำลังลด แสงของดวงอาทิตย์เพื่อให้สายตาของผู้สังเกตไม่ได้รับบาดเจ็บ
• อัตราส่วนโฟกัส: คือผลหารระหว่าง “เส้นทางโฟกัส” (มม.) กับเส้นผ่านศูนย์กลาง (มม.) (f/อัตราส่วน)”.

• ขนาดจำกัด: เป็นความสามารถที่ในทางทฤษฎีสามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องปริทรรศน์ในบริบทที่ดี ในการคำนวณมีสูตร: โดยที่ "D" คือระยะทางที่วัดเป็นเซนติเมตรจากกระจกหรือกระจกของอุปกรณ์

  ม.(จำกัด) = 6,8 + 5log(D)

• เพิ่มขึ้น: คือจำนวนครั้งที่รูปภาพถูกขยายบนอุปกรณ์เหล่านี้ มันคือความเท่าเทียมกันของอัตราส่วนของความยาวโฟกัสของกล้องโทรทรรศน์และทางยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้ตา (DF/df) ตัวอย่างเช่น เมื่ออยู่ในกล้องโทรทรรศน์ที่มีความต่างทางโฟกัส (1000 มม.) เลนส์ใกล้ตา (10 มม.) df ซึ่งจะให้กำลังขยาย (100) ซึ่งสามารถอ่านได้เป็น 100XXX
• ขาตั้งกล้อง: ขาเหล่านี้เป็นขาโลหะทั่วไปสามขาที่ใช้เป็นฐานและช่วยให้กล้องโทรทรรศน์มีความมั่นคง
• ที่ใส่ช่องมองภาพ: สถานที่ที่มีการวางระบบออปติคัล ซึ่งทำซ้ำหรือคูณภาพ เช่น ภาพของภาพถ่าย

เมาท์

ต่อไปนี้ จะอธิบายเกี่ยวกับเมาท์หลายตัวที่รองรับการจับภาพ

ภูเขาอัลทาซิมัท

ภูเขาของ "กล้องโทรทรรศน์ที่ง่ายที่สุดคือภูเขา Altitude-Azimuth หรือ Altazimuth คล้ายกับกล้องสำรวจ ส่วนหนึ่งหมุนในระนาบแนวนอนหรือราบ ส่วนอีกส่วนหนึ่งให้ตัวเลือกในการเอียงในที่เดียวกันกับที่หมุน ซึ่งจะเปลี่ยนระนาบแนวตั้งหรือระดับความสูง

ภูเขา Dobsonian

มันคือ "ภูเขาอัลทาซูมุทัล" ที่ได้รับความนิยมอย่างมากในด้านต้นทุนที่ต่ำและง่ายต่อการสร้าง

เส้นศูนย์สูตร

เมื่อใช้ "ภูเขาอัลตาซิมุท" มีปัญหา มันคือการปรับแกนเพื่อแก้ไขการหมุนของดาวเคราะห์ ตอนนี้มันถูกปรับปรุงให้ทันสมัยด้วยการรองรับของคอมพิวเตอร์ รูปภาพจะหมุนในอัตราที่ผันแปรได้ ทุกอย่างเป็นไปตามสัดส่วนกับมุมที่ตำแหน่งของดาวมีกับขั้วท้องฟ้า

สิ่งนี้เรียกว่าการหมุนภาคสนาม ซึ่งเป็นสิ่งที่ทำให้การเมานต์อัลตาซูมุธัลไม่สะดวกเล็กน้อยในการจับภาพของการเปิดรับแสงขนาดใหญ่ด้วยอุปกรณ์ขนาดเล็กเหล่านี้

เพื่อแก้ปัญหานี้ด้วยกล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็ก ภูเขาต้องโค้งงอเพื่อให้ฐานราก "ราบ" อยู่ในตำแหน่งที่คล้ายคลึงกับฐานการหมุนของดาวเคราะห์ นี่คือการสนับสนุนเส้นศูนย์สูตร

มีเขาเส้นศูนย์สูตรหลายแบบ แบบหลักคือแบบเยอรมันและแบบทางแยก

พาหนะอื่นๆ

กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่และทันสมัยใช้เมาท์อัลตาซิมัท ซึ่งขับเคลื่อนด้วยคอมพิวเตอร์ เมื่อถ่ายภาพที่มีระยะเวลานาน หรือเพื่อหมุนเครื่องมือ หลายๆ แห่งจะมีเครื่องหมุนภาพที่มีอัตราผันแปรในรูปภาพของรูม่านตาของอุปกรณ์

เนื่องจากมีตัวยึดที่ธรรมดามากด้วย พวกมันจึงเหนือกว่าแท่นยึด altazimuth ในความเรียบง่าย ซึ่งปกติแล้วสำหรับอุปกรณ์ระดับมืออาชีพ หลายคนคือ:

• เส้นทางเมริเดียนเส้นทางหนึ่งสำหรับระดับความสูงที่ไม่มีอะไรมากไปกว่านั้น
• แบบตายตัวที่มีกระจกแบนราบเพื่อสังเกตดวงอาทิตย์
• ข้อต่อแบบลูกหมากได้ถูกยกเลิกไปแล้วและไม่ได้มีประโยชน์อะไรมากนักสำหรับวงการดาราศาสตร์

ประเภทของกล้องโทรทรรศน์

คำอธิบายของประเภทของกล้องโทรทรรศน์และคำตอบของ¿กล้องโทรทรรศน์คืออะไรสำหรับ?,ซื้อกล้องโทรทรรศน์อะไร?

รุ่นทนไฟ

กล้องปริทรรศน์ประเภทนี้จะจับภาพองค์ประกอบที่อยู่ห่างไกลออกไปมาก โดยใช้การโฟกัสที่กึ่งกลาง โดยใช้ผลึกที่เกิดขึ้นพร้อมกันและความสว่างจะได้รับการแก้ไข

การเปลี่ยนแปลงความส่องสว่างในกระจกเลนส์ทำให้เกิดรังสีที่คล้ายคลึงกัน ซึ่งเกิดจากองค์ประกอบที่อยู่ไกล (อาจอยู่ที่ระยะอนันต์) มาบรรจบกันที่ "จุดระนาบโฟกัส" เดียวกัน ด้วยสิ่งนี้ คุณจะเห็นองค์ประกอบที่อยู่ไกลและสว่างมาก

รุ่นสะท้อนแสง

Isaac Newton เป็นผู้คิดค้นช่องมองภาพประเภทนี้ในศตวรรษที่ XNUMX

ประเภท "Newtonian" เป็นกล้องโทรทรรศน์ที่ไม่ใช้เลนส์แต่ใช้กระจกเพื่อจับภาพแสงและสะท้อนแสง กล้องปริทรรศน์ประเภทนี้ประกอบด้วยกระจกสองบาน อันหนึ่งอยู่ที่ปลายท่อ (อันหลัก) ที่จับรังสีที่ส่งไปยังกระจกรองและจากนั้นจะถูกส่งไปยังเลนส์ใกล้ตา

ข้อดีของ "กล้องปริทรรศน์ของนิวตัน" ที่เกี่ยวข้องกับการหักเหของแสง คือไม่มีข้อผิดพลาดของสีที่มีน้ำหนักน้อยกว่าสำหรับเส้นทางแสงเดียวกัน

ตัวหักเหแสงมีคุณภาพต่ำ (เนื่องจากกระจกทรงกลม) ความจำเป็นที่กระจกสำรองเพื่อส่องตรงแสงไปยังเลนส์จะส่งผลต่อความแตกต่างของภาพได้ไม่ดี

ข้อดีที่มีความสำคัญสูงสามารถเรียกได้ว่าเป็นเลิศ นวัตกรรมและราคา รีเฟลกเตอร์ของ Newtonian มีคุณภาพปานกลางถึงสูง สร้างได้ง่ายกว่า และมีงบประมาณต่ำกว่าการหักเหของแสงที่มีคุณภาพและนวัตกรรมที่เทียบเท่ากัน

แบบจำลอง catadioptric

เป็นเครื่องมือในการสังเกตจากระยะไกล สมบูรณ์มาก ใช้กระจกแบบเดียวกับที่ใช้เลนส์

มีหลากหลายรุ่น ในกรณีนี้ เราจะพูดถึงระบบชมิดท์-คาสเซอเกรน ความส่องสว่างถูกนำผ่านท่อโดยใช้กระจกปรับแสง ซึ่งจะเดินทางไปยังส่วนท้ายของท่อ ซึ่งภาพจะปรากฏในกระจก และกลับไปที่ "ปาก" ของท่อ

แล้วไปสะท้อนในกระจกอีกบานหนึ่งแล้วผ่านลงไปที่ก้นท่อ ผ่านการเจาะรูที่มีกระจกหลักอยู่และทะลุผ่านไปยังกระจกซึ่งอยู่ด้านหลัง

ข้อดีของเครื่องมือนี้คือขนาด เล็กเมื่อเทียบกับเส้นทางโฟกัส

โมเดล Cassegrain

เป็นแบบจำลองที่มีสามคริสตัลเพื่อสะท้อน

อันแรกตั้งอยู่ที่ด้านหลังของเครื่อง มันมักจะมีรูปพาราโบลาเว้า ซึ่งเป็นที่ที่แสงทั้งหมดที่มาจากจุดที่เรียกว่าโฟกัสมารวมตัวกัน อาจเป็นเส้นทางโฟกัสที่ยาวที่สุดของเครื่องมือ

กระจกบานที่สองที่ให้แสงสะท้อนนั้นโค้ง อยู่ด้านหน้าของเครื่องดนตรี รูปร่างของมันคือไฮเปอร์โบลิก และหน้าที่ของมันคือการแสดงภาพอีกครั้งโดยชี้ไปที่กระจกที่ให้แสงสะท้อนที่ด้านหลังหรือส่วนหลัก โดยที่ ภาพจะปรากฏชัดในผลึกที่สามที่ส่งการสะท้อนกลับ ซึ่งมีความโน้มเอียง (45 °) เคลื่อนแสงไปทางส่วนบนของท่อในตำแหน่งที่วางวัตถุประสงค์

อุปกรณ์นี้มีรุ่นที่ได้รับการปรับปรุง โดยในคริสตัลที่สามเหล่านี้อยู่ถัดจากคริสตัลหลัก ซึ่งพบการเจาะรูที่จุดกึ่งกลางที่ให้แสงสว่าง โฟกัสมีตำแหน่งที่ด้านนอกของกล้องซึ่งอยู่ระหว่างคริสตัลทั้งสองที่ด้านหลังของตัวกล้อง

กล้องโทรทรรศน์ที่รู้จักกันดีที่สุด

• กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล. มันโคจรรอบส่วนภายนอกของสภาพแวดล้อมของดาวเคราะห์โลก ด้วยวิธีนี้ ภาพที่ถ่ายได้มีความชัดเจนมากขึ้น ด้วยวิธีนี้เครื่องมือนี้จึงทำงานอย่างถาวรที่จุดสิ้นสุดของ "การเลี้ยวเบน" และมักใช้งานในอินฟราเรดหรืออัลตราไวโอเลต
• กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มาก (VLT): สำหรับปี พ.ศ. 2004 กล้องปริทรรศน์ที่ใหญ่ที่สุดประกอบด้วยกล้องปริทรรศน์ที่มีรัศมี (8 ม.) แต่ละอันรวมสี่อัน ตั้งอยู่ใน "หอดูดาวยุโรปตอนใต้" การก่อสร้างดำเนินการทางตอนเหนือของภูมิภาคชิลี มันสามารถทำงานของเครื่องดนตรีอิสระสี่ชิ้นหรือสามารถทำงานร่วมกันโดยผสมผสานกับผลึกทั้งสี่ที่ให้การสะท้อน
• กล้องโทรทรรศน์นกขมิ้นใหญ่: มีกระจกที่มีกระจกบานใหญ่ที่สุดวัดได้ (10,4 เมตร) และประกอบด้วยเศษส่วนที่เล็กกว่า 36 ตัว
• กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่อย่างท่วมท้น: พวกเขาเรียกมันว่า OWL มันเป็นหนึ่งในโครงการที่ใหญ่ที่สุด มีคริสตัลที่สะท้อนแสงได้ยาวประมาณ 100 ม. และถูกแทนที่ด้วยกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากของยุโรป "E-ELT" ด้วยขนาด (39,6 ม.)

• กล้องโทรทรรศน์เฮล: มันถูกสร้างขึ้นบน Mount Palomar มีกระจกสะท้อนแสงยาว (5 ม.) ครั้งหนึ่งมีอันดับหนึ่งในด้านขนาด แก้วเดียวที่ต้องสะท้อนแสงคือโบรอนซิลิเกต (Pyrex tm) การก่อสร้างนั้นซับซ้อนมาก
• กล้องโทรทรรศน์ Mount Wilson. เส้นผ่านศูนย์กลางของมันคือ (2,5 ม.) เอ็ดวินฮับเบิลใช้เพื่อแสดงให้เห็นว่ากาแลคซีมีอยู่จริงและเพื่อศึกษาการปล่อยสู่ดาวอังคารที่พวกเขาตั้งใจไว้
• กล้องโทรทรรศน์ที่หอดูดาว Yerkes: ตั้งอยู่ในรัฐวิสคอนซิน สหรัฐอเมริกา อุปกรณ์นี้มีการวัด (1 ม.) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ใหญ่ที่สุดในโลก
• กล้องโทรทรรศน์อวกาศ SOHO: มันคือ "coronograph" หน้าที่ของมันคือการวิเคราะห์ดวงอาทิตย์อย่างต่อเนื่องโดยตั้งอยู่ระหว่างโลกกับราชาสตาร์
• บริษัทเยอรมัน G. & S. Merz (Georg and Joseph Merz): ซึ่งทำงานภายใต้ชื่อต่างๆ ระหว่างปี (พ.ศ. 1793-1867) ได้อุทิศให้กับการสร้างกล้องโทรทรรศน์ อุปกรณ์ที่โดดเด่นที่สุดมีจำหน่ายในที่ต่างๆ ในโลก:
  • กล้องโทรทรรศน์หักเห (24 ซม.) ที่โรงเรียนโปลีเทคนิคแห่งชาติ The Astronomical Observatory of Quito
  • ตัวหักเหแสง (27.94 ซม.) ประกอบในปี 1845 ที่หอดูดาว Cincinnati
  • Refractor ขนาด 31.75 ซม. เปิดใช้งานตั้งแต่ปี 1858 ที่ Royal Observatory ใน Greenwich
  • Refractor (218 มม.) จากปี 1862 ตั้งอยู่ที่ Brera Astronomical Observatory