A csillagászati távcsövek típusai

A csillagászati távcsöveknek három fő típusát különböztethetjük meg, bár mindegyik ugyanazon az elven működik. Optikájuk egy fókuszpontba gyűjti össze a bejövő fényt. Mivel azonban ezt a feladatot más és más módon valósítják meg, mindhárom típusnak (és azok változatainak) megvannak az előnyei és hátrányai.

Sok amatőr csillagász több távcsővel is rendelkezik, mivel egyik sem tökéletes mindenféle megfigyelésre. A megfelelő távcső kiválasztása során tehát figyelembe kell venni saját igényeinket és lehetőségeinket, vagyis milyen célokra kívánjuk a teleszkópot használni, mennyire befolyásoló tényező az ár (és ezen keresztül a minőség), a hordozhatóság, megjelenés.

• Refraktor, vagy lencsés távcső
• Reflektor, vagy tükrös, vagy Newton távcső
• Katadioptrikus ("összetett rendszerű") távcső (pl. MC, SC, stb.)

A csillagászati távcsövek méretét két számmal szokták jellemezni, függetlenül annak típusától. Egy 200/1000-es távcső esetén az első szám az optika átmérőjére utal mm-ben, míg a második érték annak fókusztávolságára, szintén milliméterben.

Lencsés távcső

A refraktorok testesítik meg a távcsövekről alkotott hagyományos képet. Leképzésük a fénytörésen alapszik: az objektív lencse a párhuzamosan érkező fénysugarakat megtöri és a lencse mögött a fókuszpontban egyesíti őket. A képet az okuláron keresztül, felnagyítva szemlélhetjük. A refraktorok átmérője általában 5-15 cm, fényerejük leggyakrabban f/8 - f/15 közötti.

A lencsés távcsövek leggyakrabban két "altípusra" oszthatóak: akromatikus és apokromatikus változatokra, bár köztük nincs éles határ. A különbség - nagyon leegyszerűsítve - az, hogy az akromátok színeznek, az apokromátok gyakorlatilag nem. Az akromatikus objektívek ugyanis a különböző hullámhosszú fénysugarakat más és más mértékben törik meg, így tulajdonképpen nem egyetlen közös fókuszpontot kapunk. Az okulárban ezt úgy látjuk, hogy a távcső színez, vagyis hamis színeket (pirosas-kékes-lilás) mutatnak a fényesebb objektumok körül. Kisebb fényerő mellett (f/15 környékén) a színi hiba szinte a látható mérték alá csökken. Az akromatikus lencsék színezésének mértéke a felhasznált üveganyag és a fényerő függvényében eltérő lehet. Az, hogy ez a hiba mennyire zavaró, teljesen szubjektív. Van, akit a legkisebb színezés is zavar, mások boldogan élnek ezzel a "hibával". A refraktorok hátránya, hogy a távcsőtubus kényelmetlenül hosszúvá válik hosszú fókuszú műszerek esetében. A kisebb átmérőjű, rövidebb változataik azonban könnyen hordozható, nagy látómezejű műszerek. Az akromatikus refraktorok általában jó minőségű, éles, kontrasztos képet adnak, emiatt sok amatőr csillagász kedveli ezt a távcső típust.

A refraktorok előnyei:

• Megbízhatóak egyszerű felépítésüknek köszönhetően.
• Minimális karbantartást igényelnek.
• Nagyobb átmérőik kitűnőek a Hold, bolygók és kettőscsillagok megfigyelése során.
• Kitűnő képkontraszt érhető el a kitakarás nélküli fényútnak köszönhetően.
• Kis méretben földi célpontokra is előnyösek.

A refraktorok hátrányai:

• Azonos átmérő mellett az akromatikus - de különösen az apokromatikus lencsék - jóval drágábbak a többi rendszernél.
• Az átmérő és a fókusz növekedésével hatványozottabban nehezebbek, hosszabbak, körülményesebben szállíthatóak, mint az azonos átmérőjű Newton vagy Cassegrain távcsövek.
• A költségek és a technológia kis és közepes méretek előállítását teszi lehetővé.
• A kis átmérő miatt kevéssé alkalmasak halvány mély-ég objektumok megfigyelésére.
• Az akromatikus lencsék színi hibával (kromatikus aberrációval, CA) terheltek.

Tükrös távcső

Az amatőrcsillagászok által használt távcsövek egyik igen elterjedt típusa a tükrös távcső, vagy reflektor. A reflektorok képalkotása, mint ahogy nevük is sejteti, tükrök általi fényvisszaverődésen alapul. Erre a célra nagyon precízen csiszolt és tükröző réteggel bevont üvegkorongokat használnak. A refraktoroktól eltérően az objektív nem a távcső elején elhelyezkedő lencse, hanem a távcsőtubus végében található tükör, melynek főtükör a neve. A főtükörről visszavert fénysugarakat egy másik kisebb, a távcső elejében található tükör, a segédtükör fogja fel, majd innen a fényt az okulár felé tereli, ahol a megfigyelő a kialakult képet szemlélheti.

Newton távcsövek

A Newton-távcső a legelterjedtebb, legkedveltebb amatőr műszer, főtükre egy igen pontosan megmunkált "homorú" tükör. A róla visszaverődő fénysugarak a fókuszpontban egyesülnek. Itt helyezkedik el a 45 fokos szögben megdöntött, sík felületű segédtükör, ami a fénysugarakat derékszögben eltéríti és a távcsőtubus falán lévő nyíláson át az okulárhoz irányítja. Ez az elrendezés általában kényelmes betekintést tesz lehetővé. A Newton reflektorok fényereje legtöbbször f/4 és f/8 közötti, átmérőjük 10 cm-től az amatőr viszonylatban már óriásnak számító 50-70 cm-t is elérheti. Míg a kisebb, 10-15 cm-es Newton reflektorok viszonylag könnyen hordozható műszerek (főleg nagyobb fényerő esetén, hiszen akkor kisebb a tubushossz is), addig a nagyobb, 20 cm feletti távcsövek már meglehetősen súlyosak, nehézkesek tudnak lenni. Nem véletlen, hogy az igazán nagy Newton reflektorokat szinte kizárólag a könnyű, egyszerű Dobson típusú mechanikára helyezik fel.

Előnyök:

• Adott átmérő mellett a legolcsóbb rendszerek, hiszen a tükrök előállítása viszonylag egyszerű és olcsó.
• 1000 mm-es fókusztávolságig viszonylag kompakt és hordozható rendszerek.
• Kitűnőek a halvány, nagy kiterjedésű mély-ég objektumok megfigyelésére, mivel jellemzőjük a nagy átmérő és a tág látómező.
• A lencsés távcsövektől eltérően színezésmentes a leképezésük.

Hátrányok:

• Némi fény- és kontrasztveszteség figyelhető meg a központi kitakarásnak köszönhetően.
• A maximális teljesítmény érdekében az optikai elemeiket időnként be kell állítani (jusztírozás vagy kollimáció).
• Földi célpontokra nem igazán alkalmasak, mivel fordított állású képet adnak.
• Korlátozott fókusz-állítási lehetőségük miatt mind fotózás, mind vizuális megfigyelés során bizonyos kiegészítők nem használhatók.
• A látómező szélén jelentős hibával terheltek, különösen nagy fényerő esetén.
• Használatuk kényelmetlen lehet amiatt, hogy az okulárkihuzat időnként a tubus "alá", időnként "fölé" kerül.

Cassegrain távcső

A "hagyományos" Cassegrain rendszerek kevéssé elterjedtek az amatőrök körében. Mai modern változatuk, a Schmidt- és Makszutov-Cassegrain távcsövek azonban idehaza is egyre nagyobb teret nyernek, így ott foglalkozunk bővebben ezzel a típussal.

Katadioptrikus távcső

A katadioptrikus távcső alapvetően tükrös távcső, ám a fényútban valahol egy lencse is található, mely a lehető legkisebbre csökkenti a főtükör optikai hibáit. Alapvető optikai rendszerük épülhet a Cassegrain vagy Newton távcsövekre, és megkülönböztethetjük őket aszerint, hogy hol, milyen korrekciós lencse helyezkedik el.

Schmidt- és Makszutov-Cassegrain távcsövek

Bár amatőrcsillagász körökben messze nem olyan elterjedtek, mint a Newton-reflektorok, mégis rendelkeznek olyan előnyös tulajdonságokkal, amelyek miatt rájuk eshet a választás. A legnagyobb erényük talán a hosszú fókusz megvalósítása rövid tubusban. A hosszú effektív fókusztávolság nem a főtükörnek köszönhető (ami paraboloid felületű, mint a Newton reflektorok esetében), mert annak fényereje általában f/2 körül van. A Cassegrain távcsövek segédtükre az, ami felelős a hosszú fókusz kialakításáért. A főtükörről visszaverődő fénysugarakat egy domború felületűre megcsiszolt segédtükör nyújtja meg és a főtükör furatán (a főtükör közepén lévő lyuk) keresztül a mögötte elhelyezkedő okulárhoz irányítja. A Cassegrain távcsövek fényereje f/10 - f/15 körüli. Az "összehajtogatott" fényútnak köszönhetően a tubus rendkívül rövid, kompakt és könnyen hordozható. Egy 1250 mm fókuszú távcső tényleges hossza mindössze 250 mm is lehet.

A kompakt tubus adta előny mellett sajnos gyenge pontjai is vannak ennek a típusnak. A főtükör nagy fényereje miatt a segédtükörnek kellően nagy méretűnek kell lennie és közel kell lennie a főtükörhöz ahhoz, hogy a róla érkező meredek fénykúpot teljesen be tudja fogni. Ezt a kép minősége szenvedi meg. A nagy központi kitakarás (a főtükör átmérőjének 30%-40%-a) miatt általában a távcsőben látott kép kevésbé lesz kontrasztos, valamint fényveszteséggel is számolni kell, vagyis a távcső határmagnitúdója elmarad attól, amit az apertúrája (átmérője) alapján elvárhatnánk. Az optikai felületek pontos megmunkálása, a modern tükröződéscsökkentő bevonatok, illetve a nagyobb átmérő azonban ellensúlyozza ezeket a tulajdonságot. A Cassegrain elrendezés a jusztírozás pontatlanságaira is nagyon érzékeny.

Schmidt-Cassegrain távcsövekben a tubus elején egy (látszólag) "sík", MC rendszerek esetében egy "görbült felületű" korrekciós lencsét találunk, mely - azonkívül, hogy korrigálja az optikai hibákat - a segédtükröt is tartja.

SC és MC távcsövek előnyei:

• Legjobb általános célú távcsövek, igen kedvezőek ár / teljesítmény / minőség / hordozhatóság szempontjából.
• Kitűnően használhatóak mind mély-ég, mind bolygó felvételek elkészítésére.
• Rengeteg kiegészítő kapható hozzájuk.
• Kitűnően használhatóak földi célpontokra is. (különösen a rövidebb fókuszúak)
• Legtöbbjük kompakt méretének köszönhetően könnyen szállítható.
• Használatuk kényelmes a rövid tubushossznak és a szinte mindig kézreálló okulárkihuzatnak köszönhetően.
• A legjobb "közelfókusszal" rendelkeznek.
• A rövid tubushossz miatt egy adott mechanikán stabilabban használható, mint a többi távcsőtípus.
• A zárt tubus miatt a belsejük tovább marad tiszta.

SC és MC távcsövek hátrányai:

• A Newton távcsöveknél drágábbak.
• Némi fény- és kontrasztveszteség figyelhető meg a központi kitakarásnak köszönhetően.
• Lassabban veszik át a környezet hőmérsékletét.
• A viszonylag kis látómezejük miatt a legnagyobb kiterjedésű ködök, nyílthalmazok nem férnek be egyszerre.
• A korrekciós lencse hajlamos a párásodásra.
• A maximális teljesítmény érdekében az optikai elemeiket időnként be kell állítani (jusztírozás vagy kollimáció).
• Egyes esetekben ún. image-shift tapasztalható (fókuszáláskori irányváltáskor az objektum 1-2'-et elmozdul).

Schmidt- és Makszutov-Newton rendszerek

A SN és MN rendszerek alapvetően Newton távcsövek. A SC távcsövekhez hasonlóan a tubus elején egy gyakorlatilag "sík", MC rendszerek esetében egy "görbült" korrekciós lencsét találunk, melynek feladata a főtükör optikai hibáinak minimális szintre csökkentése és a segédtükör megtartása. Ebből következően ezek a távcsövek a hagyományos Newton távcsöveknél jobb minőségű képet adnak.

Korrekciós lencse természetesen nem csak a tubus elején helyezkedhet el, hanem akár közvetlenül a segédtükör előtt vagy mögött is. Mivel ezek a rendszerek kevéssé elterjedtek, itt nem foglalkozunk velük.