Hoci odrazové teleskopy vytvárajú iné typy optických aberácií, toto je dizajn, ktorý dokáže dosiahnuť ciele s veľkým priemerom. Takmer všetky veľké teleskopy používané v astronomickom výskume sú také. Zrkadlové teleskopy sa dodávajú v rôznych prevedeniach a môžu používať dodatočné optické prvky na zlepšenie kvality obrazu alebo umiestnenie obrazu do mechanicky výhodnej polohy.
Charakteristiky odrazových ďalekohľadov
Myšlienka, že zakrivené zrkadlá sa správajú ako šošovky, siaha prinajmenšom k pojednaniu Alphazen o optike z 11. storočia, dielu, ktoré sa v latinských prekladoch v ranej modernej Európe široko šírilo. Krátko po vynájdení refrakčného ďalekohľadu Galileom, Giovanni Francesco Sagredo a ďalší, inšpirovaní svojimi znalosťami princípov zakrivených zrkadiel, diskutovali o myšlienke zostrojiť ďalekohľad pomocou zrkadla v r.ako zobrazovací nástroj. Bolognese Cesare Caravaggi údajne zostrojil prvý zrkadlový ďalekohľad okolo roku 1626. Taliansky profesor Niccolo Zucci v neskoršej práci napísal, že v roku 1616 experimentoval s konkávnym bronzovým zrkadlom, ale povedal, že neposkytovalo uspokojivý obraz.
História stvorenia
Potenciálne výhody používania parabolických zrkadiel, predovšetkým zníženie sférickej aberácie bez chromatickej aberácie, viedli k mnohým navrhovaným dizajnom pre budúce teleskopy. Najpozoruhodnejší bol James Gregory, ktorý v roku 1663 publikoval inovatívny návrh „odrazového“teleskopu. Trvalo desať rokov (1673), kým experimentálny vedec Robert Hooke dokázal postaviť tento typ ďalekohľadu, ktorý sa stal známym ako Gregoriánsky teleskop.
Isaac Newton bol všeobecne považovaný za zostrojenie prvého odrazovo-refrakčného ďalekohľadu v roku 1668. Používalo sférické kovové primárne zrkadlo a malé diagonálne zrkadlo v optickej konfigurácii, nazývané Newtonov ďalekohľad.
Ďalší vývoj
Napriek teoretickým výhodám dizajnu reflektorov, zložitosť dizajnu a slabý výkon kovových zrkadiel používaných v tom čase znamenali, že trvalo viac ako 100 rokov, kým sa stali populárnymi. Mnohé z pokrokov v odrazových ďalekohľadoch zahŕňali zlepšenia vo výrobe parabolických zrkadiel v 18. storočí.storočia, strieborné sklenené zrkadlá v 19. storočí, odolné hliníkové povlaky v 20. storočí, segmentované zrkadlá poskytujúce väčšie priemery a aktívna optika na kompenzáciu gravitačnej deformácie. Inováciou v polovici 20. storočia boli katadioptické teleskopy, ako napríklad Schmidtova kamera, ktoré ako primárne optické prvky používajú sférické zrkadlo aj šošovku (nazývanú korektorová platňa), ktoré sa používajú hlavne na zobrazovanie vo veľkom meradle bez sférickej aberácie.
Na konci 20. storočia je vývoj adaptívnej optiky a úspešného zobrazovania na prekonanie problémov spojených s pozorovaním a odrazom ďalekohľadov všadeprítomný na vesmírnych teleskopoch a mnohých typoch zobrazovacích nástrojov kozmických lodí.
Krivočiare primárne zrkadlo je hlavným optickým prvkom ďalekohľadu a vytvára obraz v ohniskovej rovine. Vzdialenosť od zrkadla k ohniskovej rovine sa nazýva ohnisková vzdialenosť. Tu je možné umiestniť digitálny snímač na zaznamenávanie obrazu alebo pridať ďalšie zrkadlo na zmenu optických charakteristík a/alebo presmerovanie svetla na film, digitálny snímač alebo okulár na vizuálne pozorovanie.
Podrobný popis
Primárne zrkadlo vo väčšine moderných ďalekohľadov pozostáva z pevného skleneného valca, ktorého predná plocha je vybrúsená do guľového alebo parabolického tvaru. Tenká vrstva hliníka sa evakuuje na šošovku a vytvára sareflexné zrkadlo na prvom povrchu.
Niektoré teleskopy používajú primárne zrkadlá, ktoré sú vyrobené inak. Roztavené sklo sa otáča, aby bol jeho povrch paraboloidný, ochladzuje sa a tuhne. Výsledný tvar zrkadla sa približuje požadovanému tvaru paraboloidu, ktorý si vyžaduje minimálne brúsenie a leštenie na dosiahnutie presného tvaru.
Kvalita obrázka
Reflektorové teleskopy, ako každý iný optický systém, nevytvárajú "ideálne" obrazy. Potreba fotografovať objekty vo vzdialenostiach do nekonečna, prezerať si ich pri rôznych vlnových dĺžkach svetla a vyžadovať určitý spôsob zobrazenia obrazu, ktorý vytvára primárne zrkadlo, znamená, že v optickom dizajne odrazového ďalekohľadu vždy existuje určitý kompromis.
Pretože primárne zrkadlo sústreďuje svetlo na spoločný bod pred vlastným odrazovým povrchom, takmer všetky konštrukcie reflexných ďalekohľadov majú v blízkosti tohto ohniska sekundárne zrkadlo, držiak filmu alebo detektor, čo čiastočne bráni svetlu dostať sa k primárnemu zrkadlo. Výsledkom je nielen určité zníženie množstva svetla, ktoré systém zbiera, ale aj strata kontrastu v obraze v dôsledku difrakčných prekážkových efektov, ako aj difrakčných špičiek spôsobených väčšinou sekundárnych nosných štruktúr.
Používanie zrkadiel zabraňuje chromatickej aberácii,ale vytvárajú iné typy aberácií. Jednoduché sférické zrkadlo nedokáže preniesť svetlo zo vzdialeného objektu na spoločné ohnisko, pretože odraz svetelných lúčov dopadajúcich na zrkadlo na jeho okraji sa nezbieha s tými, ktoré sa odrážajú od stredu zrkadla, čo je vada nazývaná sférická aberácia. Aby sa predišlo tomuto problému, najpokročilejšie konštrukcie odrazových ďalekohľadov používajú parabolické zrkadlá, ktoré dokážu priviesť všetko svetlo do spoločného ohniska.
Gregoriánsky ďalekohľad
Gregoriánsky ďalekohľad opísal škótsky astronóm a matematik James Gregory vo svojej knihe Optica Promota z roku 1663 ako pomocou konkávneho sekundárneho zrkadla, ktoré odráža obraz cez otvor v primárnom zrkadle. To vytvára vertikálny obraz užitočný pre pozemské pozorovania. Existuje niekoľko veľkých moderných ďalekohľadov, ktoré používajú gregoriánsku konfiguráciu.
Newtonov reflektorový teleskop
Newtonov prístroj bol prvý úspešný odrazový ďalekohľad, ktorý postavil Isaac v roku 1668. Zvyčajne má primárny paraboloid, ale pri ohniskových pomeroch f/8 alebo viac sférický primárny prvok, ktorý môže postačovať na vysoké vizuálne rozlíšenie. Plochý sekundárny prvok odráža svetlo v ohniskovej rovine na strane hornej časti tubusu ďalekohľadu. Toto je jeden z najjednoduchších a najlacnejších návrhov pre danú veľkosť suroviny a je bežný medzi fanúšikmi. Prvá bola dráha lúčov odrazových ďalekohľadovvypracované presne na newtonovskej vzorke.
Cassegrain Apparatus
Cassegrainov ďalekohľad (niekedy nazývaný aj „klasický Cassegrain“) bol prvýkrát skonštruovaný v roku 1672, pripisovaný Laurentovi Cassegrainovi. Má parabolický primár a hyperbolický sekundárny, ktorý odráža svetlo späť a dole cez otvor v primáre.
Návrh ďalekohľadu Dall-Kirkham Cassegrain vytvoril Horace Dall v roku 1928 a bol pomenovaný v článku publikovanom v Scientific American v roku 1930 po diskusii medzi amatérskym astronómom Allanom Kirkhamom a Albertom G. Ingallsom, vtedajší redaktor časopisu). Používa konkávny eliptický primár a konvexný sekundárny. Aj keď sa tento systém ľahšie melie ako klasický systém Cassegrain alebo Ritchey-Chrétien, nie je vhodný pre mimoosovú kómu. Zakrivenie poľa je v skutočnosti menšie ako u klasického Cassegraina. Dnes sa tento dizajn používa v mnohých aplikáciách týchto úžasných zariadení. Nahrádzajú ho však elektronické náprotivky. Napriek tomu je tento typ prístroja považovaný za najväčší odrazový ďalekohľad.
