Typy astronomických ďalekohľadov

Astronomické ďalekohľady môžeme rozdeliť na tri hlavné typy, hoci všetky fungujú na rovnakom princípe. Ich optika zhromažďuje prichádzajúce svetlo do jedného ohniska. Keďže však tento úkon riešia rôznymi spôsobmi, každý z týchto typov (a ich variantov) má svoje výhody aj nevýhody.

Mnohí amatérski astronómovia vlastnia viac ďalekohľadov, pretože žiaden z nich nie je ideálny na všetky typy pozorovaní. Pri výbere správneho ďalekohľadu je preto potrebné zohľadniť svoje vlastné potreby a možnosti, teda na aké účely chceme teleskop používať, ako dôležitá je cena (a tým aj kvalita), prenosnosť a vzhľad.

• Refraktor, teda šošovkový ďalekohľad
• Reflektor, teda zrkadlový alebo Newtonov ďalekohľad
• Katadioptrický („zložený“) ďalekohľad (napr. MC, SC a pod. /

Šošovkový ďalekohľad (refraktor)

Refraktory predstavujú klasickú predstavu o ďalekohľadoch. Ich zobrazenie je založené na lome svetla: objektívna šošovka láme rovnobežne prichádzajúce svetelné lúče a sústreďuje ich za šošovkou do ohniska. Obraz potom pozorujeme cez okulár, ktorý ho zväčšuje. Refraktory majú zvyčajne priemer 5–15 cm a ich svetelnosť sa najčastejšie pohybuje medzi f/8 a f/15.

Šošovkové ďalekohľady (refraktory) sa najčastejšie delia na dva „podtypy“: achromatické a apochromatické modely, hoci medzi nimi neexistuje úplne ostrá hranica.
Rozdiel medzi nimi – veľmi zjednodušene povedané – spočíva v tom, že achromáty vykazujú farebnú vadu, zatiaľ čo apochromáty takmer vôbec. Achromatické objektívy totiž lámu svetelné lúče rôznych vlnových dĺžok rozdielne, a tak sa nezbiehajú do jedného presného ohniska. V okulári to vidíme ako „farebný lem“ okolo jasnejších objektov – falošné farby v odtieňoch červenej, modrej alebo fialovej. Pri nižšej svetelnosti (okolo f/15) je však chromatická aberácia takmer neviditeľná. Miera tohto efektu závisí od použitého skla a svetelnosti objektívu. To, ako veľmi je táto chyba rušivá, je úplne subjektívne – niektorým vadí aj mierne zafarbenie, iným to vôbec neprekáža.

Nevýhodou refraktorov je, že pri dlhšej ohniskovej vzdialenosti sa tubus stáva nepohodlne dlhým. Ich menšie, kratšie verzie sú však ľahko prenosné a ponúkajú široké zorné pole. Achromatické refraktory pritom zvyčajne poskytujú kvalitný, ostrý a kontrastný obraz, a práve preto si ich mnohí amatérski astronómovia obľúbili.

Výhody refraktorov

• Sú spoľahlivé vďaka svojej jednoduchej konštrukcii.
• Vyžadujú minimálnu údržbu.
• Väčšie priemery sú vynikajúce na pozorovanie Mesiaca, planét a dvojhviezd.
• Vďaka neprerušenej svetelnej dráhe (bez centrálneho zatienenia) dosahujú výborný kontrast obrazu.
• V menších veľkostiach sú vhodné aj na pozemné pozorovania.
  

Nevýhody refratorov

• Pri rovnakom priemere sú achromatické – a najmä apochromatické – šošovky podstatne drahšie než iné systémy.
• S rastúcim priemerom a ohniskovou vzdialenosťou sa výrazne zväčšuje ich hmotnosť a dĺžka, čím sú ťažšie prepravovateľné než rovnako veľké Newtonove alebo Cassegrainove ďalekohľady.
• Výrobná náročnosť a náklady obmedzujú ich dostupnosť na menšie a stredne veľké priemery.
• Kvôli menšiemu priemeru sú menej vhodné na pozorovanie slabých deep-sky objektov.
• Achromatické šošovky trpia farebnou chybou (chromatickou aberáciou – CA).

Zrkadlový ďalekohľad (reflektor)

Medzi amatérskymi astronómami často používaným typom je zrkadlový ďalekohľad, teda reflektor. Ako už názov napovedá, reflektory vytvárajú obraz na základe odrazu svetla pomocou zrkadiel. Na tento účel sa používajú presne brúsené sklenené disky s odrazovou vrstvou.

Na rozdiel od refraktorov objektív netvorí šošovka umiestnená na prednom konci tubusu, ale zrkadlo (tzv. hlavné zrkadlo) umiestnené na jeho zadnom konci. Svetelné lúče, ktoré sa od tohto hlavného zrkadla odrazia, zachytí druhé, menšie zrkadlo (sekundárne zrkadlo) nachádzajúce sa v prednej časti tubusu. Toto zrkadlo potom svetlo odkloní do okulára, kde si pozorovateľ môže prezerať vytvorený obraz.

Newtonove ďalekohľady

Newtonov ďalekohľad je najrozšírenejší a najobľúbenejší amatérsky prístroj, jeho hlavné zrkadlo je veľmi presne opracované duté (konkávne) zrkadlo. Svetelné lúče odrazené z jeho povrchu sa spájajú v ohniskovom bode. Tu sa nachádza rovinné sekundárne zrkadlo, naklonené pod uhlom 45 stupňov, ktoré odkláňa svetelné lúče o 90 stupňov a vedie ich cez otvor v bočnej stene tubusu k okuláru. Toto usporiadanie zvyčajne umožňuje pohodlné pozorovanie. Svetelnosť Newtonových reflektorov sa najčastejšie pohybuje medzi f/4 a f/8, priemer dosahuje od 10 cm až po v amatérskych podmienkach už obrovských 50–70 cm. Zatiaľ čo menšie, 10–15 cm Newtonove reflektory sú relatívne ľahko prenosné prístroje (najmä pri väčšej svetelnosti, keďže vtedy je tubus kratší), väčšie, nad 20 cm ďalekohľady môžu byť už pomerne ťažké a neskladné. Nie je náhoda, že skutočne veľké Newtonove reflektory sa takmer výlučne montujú na jednoduché, ľahké Dobsonove montáže.

Výhody

• Na rozdiel od šošovkových ďalekohľadov poskytujú obraz bez chromatickej aberácie (bez farebného skreslenia).
• Pri danom priemere patria medzi najlacnejšie systémy, pretože výroba zrkadiel je relatívne jednoduchá a lacná.
• Sú vynikajúce na pozorovanie slabých, rozsiahlych deep-sky objektov vďaka veľkému priemeru a širokému zornému poľu.
• Do ohniskovej vzdialenosti približne 1000 mm sú relatívne kompaktné a prenosné.

Nevýhody

• Dochádza k istým stratám svetla a kontrastu v dôsledku centrálneho zatienenia.
• Pre dosiahnutie maximálneho výkonu je potrebné optické prvky občas nastaviť (justáž alebo kolimácia).
• Nie sú príliš vhodné na pozemné pozorovania, pretože zobrazujú obrázok otočený hore nohami.
• Obmedzené možnosti zaostrovania spôsobujú, že pri fotografovaní aj vizuálnom pozorovaní nie je možné použiť niektoré doplnky.
• Na okraji zorného poľa sa vyskytujú výrazné optické chyby, najmä pri vysokých svetelnostiach.
• Používanie môže byť nepríjemné, pretože okulárový výsuv sa niekedy nachádza pod tubusom, inokedy nad ním.
  

Cassegrainov ďalekohľad

Tradičné Cassegrainove systémy sú medzi amatérmi menej rozšírené. Ich moderné varianty, Schmidt- a Makszutov-Cassegrainove ďalekohľady, však u nás získavajú čoraz väčšiu obľubu, a preto sa im tu budeme venovať podrobnejšie.my sú medzi amatérmi menej rozšírené. Ich moderné varianty, Schmidt- a Makszutov-Cassegrainove ďalekohľady, však u nás získavajú čoraz väčšiu obľubu, a preto sa im tu budeme venovať podrobnejšie.

Katadioptrický ďalekohľad

Katadioptrický ďalekohľad je Katadioptrický ďalekohľad je v podstate zrkadlový ďalekohľad, v ktorom je však na svetelnej dráhe umiestnená aj šošovka, ktorá minimalizuje optické chyby hlavného zrkadla. Ich základný optický systém môže byť postavený na princípoch Cassegrainovho alebo Newtonovho ďalekohľadu, pričom ich rozlišujeme podľa toho, kde a aká korekčná šošovka je použitá.v podstate zrkadlový ďalekohľad, v ktorom je však na svetelnej dráhe umiestnená aj šošovka, ktorá minimalizuje optické chyby hlavného zrkadla. Ich základný optický systém môže byť postavený na princípoch Cassegrainovho alebo Newtonovho ďalekohľadu, pričom ich rozlišujeme podľa toho, kde a aká korekčná šošovka je použitá.

Schmidt- a Makszutov-Cassegrainove ďalekohľady

Hoci nie sú medzi amatérskymi astronómami také rozšírené ako Newtonove reflektory, Schmidt- a Makszutov-Cassegrainove ďalekohľady majú množstvo výhod, ktoré môžu ovplyvniť výber práve týchto prístrojov, Ich najväčšou prednosťou je pravdepodobne schopnosť dosiahnuť dlhé ohniskové vzdialenosti v krátkom tubuse. Dlhá efektívna ohnisková vzdialenosť nie je výsledkom hlavného zrkadla (ktoré má parabolický tvar podobne ako Newtonove reflektory a jeho svetelnosť je zvyčajne okolo f/2), ale sekundárneho zrkadla, ktoré túto ohniskovú vzdialenosť predlžuje. Svetelné lúče odrazené od hlavného zrkadla sú ďalej odklonené konvexným sekundárnym zrkadlom a následne vyvedené cez otvor v strede hlavného zrkadla k okuláru umiestnenému za ním. Svetelnosť týchto ďalekohľadov je približne f/10 – f/15. Vďaka „poskladanej“ svetelnej dráhe je tubus veľmi krátky, kompaktný a ľahko prenosný. Napríklad ďalekohľad s ohniskovou vzdialenosťou 1250 mm môže mať skutočnú dĺžku len približne 250 mm. Napriek výhodám kompaktnej konštrukcie majú tieto prístroje aj slabiny. Kvôli vysokej svetelnosti hlavného zrkadla musí byť sekundárne zrkadlo dostatočne veľké a blízko hlavného zrkadla, aby zachytilo strmý svetelný kužeľ. To znižuje kvalitu obrazu. Veľké centrálne zatienenie (30–40 % priemeru hlavného zrkadla) spôsobuje, že obraz je menej kontrastný a dochádza k strate svetla, takže maximálna pozorovateľná magnitúda zaostáva za teoretickou hodnotou podľa apertúry. Presné opracovanie optických plôch, moderné antireflexné vrstvy a väčšie priemery tieto nevýhody do značnej miery vyvažujú. Cassegrainova konštrukcia je však veľmi citlivá na nepresnosti v justáži optikHoci nie sú medzi amatérskymi astronómami také rozšírené ako Newtonove reflektory, Schmidt- a Makszutov-Cassegrainove ďalekohľady majú množstvo výhod, ktoré môžu ovplyvniť výber práve týchto prístrojov. Ich najväčšou prednosťou je pravdepodobne schopnosť dosiahnuť dlhé ohniskové vzdialenosti v krátkom tubuse. Dlhá efektívna ohnisková vzdialenosť nie je výsledkom hlavného zrkadla (ktoré má parabolický tvar podobne ako Newtonove reflektory a jeho svetelnosť je zvyčajne okolo f/2), ale sekundárneho zrkadla, ktoré túto ohniskovú vzdialenosť predlžuje. Svetelné lúče odrazené od hlavného zrkadla sú ďalej odklonené konvexným sekundárnym zrkadlom a následne vyvedené cez otvor v strede hlavného zrkadla k okuláru umiestnenému za ním. Svetelnosť týchto ďalekohľadov je približne f/10 – f/15. Vďaka „poskladanej“ svetelnej dráhe je tubus veľmi krátky, kompaktný a ľahko prenosný. Napríklad ďalekohľad s ohniskovou vzdialenosťou 1250 mm môže mať skutočnú dĺžku len približne 250 mm. Napriek výhodám kompaktnej konštrukcie majú tieto prístroje aj slabiny. Kvôli vysokej svetelnosti hlavného zrkadla musí byť sekundárne zrkadlo dostatočne veľké a blízko hlavného zrkadla, aby zachytilo strmý svetelný kužeľ. To znižuje kvalitu obrazu. Veľké centrálne zatienenie (30–40 % priemeru hlavného zrkadla) spôsobuje, že obraz je menej kontrastný a dochádza k strate svetla, takže maximálna pozorovateľná magnitúda zaostáva za teoretickou hodnotou podľa apertúry. Presné opracovanie optických plôch, moderné antireflexné vrstvy a väčšie priemery tieto nevýhody do značnej miery vyvažujú. Cassegrainova konštrukcia je však veľmi citlivá na nepresnosti v justáži optiky (kolimácii).y (kolimácii).

V Schmidt-Cassegrain ďalekohľadoch sa na prednom konci tubusu nachádza (zdánlivo) „plochá“ korekčná šošovka, zatiaľ čo pri Makszutov-Cassegrain systémoch ide o „zakrivenú“ korekčnú šošovku, ktorá okrem korekcie optických chýb zároveň drží aj sekundárne zrkadlo.

Výhody

• Najlepšie ďalekohľady na všeobecné použitie, s veľmi výhodným pomerom cena / výkon / kvalita / prenosnosť.
• Výborne sa hodia na fotografovanie deep-sky objektov aj planét.
• K dispozícii je množstvo príslušenstva.
• Skvele sa používajú aj na pozemné pozorovania (najmä modely s kratšou ohniskovou vzdialenosťou).
• Vďaka kompaktnej veľkosti sú ľahko prenosné.
• Používajú sa pohodlne vďaka krátkemu tubusu a okuláru, ktorý je takmer vždy ergonomicky umiestnený.
• Majú najlepší „blízky fokus“
• Vďaka krátkemu tubusu sú na danej montáži stabilnejšie ako iné typy ďalekohľadov.
• Vďaka uzavretému tubusu zostáva vnútro čistšie dlhší čas.

Nevýhody

• Sú drahšie ako Newtonove ďalekohľady.
• V dôsledku centrálneho zatienenia sa prejavujú určité straty svetla a kontrastu.
• Pomalšie sa prispôsobujú okolitej teplote.
• Vzhľadom na relatívne malé zorné pole sa do nich nezmestia najväčšie hmloviny a otvorené hviezdokopy naraz.
• Korekčná šošovka má sklony k zahmlievaniu.
• Pre dosiahnutie maximálneho výkonu je potrebné občas nastaviť optické prvky (justáž alebo kolimácia).
• V niektorých prípadoch sa objavuje tzv. image-shift (posun obrazu) – pri zaostrovaní sa objekt posunie o 1–2 oblúkové minúty.

Schmidt- a Makszutov-Newton systémy

SN a MN systémy sú v podstate Newtonove ďalekohľady. Podobne ako pri SC ďalekohľadoch sa na prednom konci tubusu nachádza prakticky „plochá“ korekčná šošovka, zatiaľ čo pri MC systémoch ide o „zakrivenú“ korekčnú šošovku, ktorej úlohou je minimalizovať optické chyby hlavného zrkadla a zároveň držať sekundárne zrkadlo. V dôsledku toho tieto ďalekohľady poskytujú lepšiu kvalitu obrazu ako klasické Newtonove ďalekohľady. Korekčná šošovka sa samozrejme nemusí nachádzať len na prednom konci tubusu, ale aj priamo pred alebo za sekundárnym zrkadlom. Keďže tieto systémy sú menej rozšírené, tu sa nimi ďalej nezaoberáme.