Ako si vybrať správny teleskop?

Vitajte v novej časti blogu od eshopu POZORUJ.eu, kde si povieme ako si vybrať správny teleskop presne podľa vašich preferencií a potrieb pozorovania. 

 

Ako si vybrať ten správny teleskop?

 

Hvezdárske ďalekohľady alebo teleskopy sa dajú rozdeliť hlavne podľa toho, ako zachytávajú prichádzajúce svetlo na tri základné: šošovkové – refraktory, zrkadlové a katadioptrické alebo zrkadlo-šošovkové teleskopy. Každá z týchto konštrukcií je má svoje plusy a mínusy. Pri výbere typu teleskopu je potrebné vziať do úvahy niekoľko zásadných faktorov: účel pozorovania, podmienky, preferencie, požiadavky na prenos / hmotnosť, cena a podobne. Pre uľahčenie výberu sme vám pripravili niekoľko hlavných charakteristík od najobľúbenejších typov teleskopov.

 

Refraktory (šošovkové teleskopy)

šosovkový teleskop

 

 

Reflektory (zrkadlové teleskopy)

Reflektor teleskop

 

Katadioptrické teleskopy (zrkadlo-šošovkové teleskopy)

Kadioteleskopy

 

Reflektorový - šošovkový teleskop

 

Šošovkové teleskopy (refraktory) sú prvým typom teleskopov, ktoré boli vyrobené. Objektív tohto typu teleskopu je dvoj vypuklá šošovka, ktorá zachytáva prichádzajúce svetlo. Funkcia šošovky je založená podľa vlastnosti konvexných šošoviek, ktoré takisto lámu prichádzajúce svetelné lúče a zhromažďujú ich v určitom bode – ohnisku. Práve z tohto dôvodu sa šošovkové teleskopy označujú aj ako refkraktory. (odvodené z latinského výrazu refract pre „lámať“).

 

V prvom Galileovom teleskope (1609) boli použité dve šošovky pre lom svetla, tie zachytávali, čo najväčšie množstvo hviezdneho svetla a umožnili tak ľudskému oku vidieť do tej doby neviditeľné hlbiny vesmíru.  Prvá šošovka (objektív) je zbiehavá, tá má za úlohu zachytávať svetlo z určitej vzdialenosti. Druhá šošovka v teleskope je rozbiehavá, čiže rozptyľuje svetlo do výsledného obrazu. Táto Galileová konštrukcia teleskopu prenáša vzpriamený, nedeformovaný obraz, ktorý však má nevýhodu vysokej chromatickej aberácie, tá výrazne zhoršuje kvalitu obrazu. Chromatická aberácia obrazu sa prejavuje, ako mierne rozmazaný obraz s klamným sfarbením okrajov a detailov pozorovaného objektu v teleskope.

GALILEO TELESKOP

Galileov prvý teleskop

 

Druhý vylepšený šošovkový model teleskopy sa nazýva Keplerov teleskop. Ten bol vynájdený približne v roku 1611. Konštrukcia bola mierne zložitejšia a používal konvexnú šošovku, ktorej predné ohnisko sa prekrýva so zadným ohniskom objektívu. Výsledný obraz v teleskope bol prevrátený, avšak pre astronomické pozorovanie to nie je významné. Výhodou je, že do ohniskového tubusu môžete vložiť meraciu mriežku. Táto konštrukcia, ktorú navrhol Keppler, mala na ďalší vývoj refraktorových teleskopov enormný vplyv. Aj táto konštrukcia malá vyššie spomenutú chromatickú aberáciu, jej účinok sa dal znížiť zvýšením ohniskovej vzdialenosti šošovky objektívu. Refraktorové šošovky vtedajšej doby so stredným priemerom šošoviek mali často niekoľko metrovú ohniskovú vzdialenosť. To v praxi znamená, že teleskop meral niekoľko metrov celej veľkosti.

 

Kepplerov teleskop

Kepplerov teleskop

 

S takými špecifickými vlastnosťami refraktorov dospel Isaac Newton k záveru, že chromatickú aberáciu, nie je možné odstrániť z tohto druhu teleskopov. V prvej polovici 18. storočia sa objavil achromatický refraktor, ktorý bol vyrobený špeciálne proti chromatickej aberácií.

Chromatická aberácia obrazu 

Chromatická aberácia obrazu v praxi

Z amatérskych prístrojov sú najčastejšie používané refraktory s dvoma šošovkami, ale existujú aj zložitejšie optické konštrukcie. Objektív achromatického refraktora sa väčšinou skladá z dvoch šošoviek vyrobených z dvoch odlišných druhov skiel: jedna šošovka je spojka a druhá rozptylka. Takáto stavba umožňuje výrazne znížiť sférické a chromatické odchýlky (skreslenie obrazu, ktoré je neoddeliteľnou súčasťou jedinej šošovky).

 Apochromatický teleskop

Apochromatický teleskop

 

Ďalší vývoj refraktorov viedol k vynálezu apochromatov, u ktorých je účinok chromatickej aberácie znížení na úplne minimum. Avšak je to za cenu použitia špeciálnych typov skla, ktoré sú často veľmi drahé, a to sa odráža na výslednej cene refraktorového teleskopu. Cena takýchto refraktorov niekoľkokrát vyššia ako u achromátov s rovnakou apertúrou.

Ako každá iná optická konštrukcia teleskopu, majú refraktory (šošovkové teleskopy) svoje výhody a nevýhody, vďaka ktorým sa viete rozhodnúť:

 

Výhody refraktorov:

✅ Relatívna jednoduchosť konštrukcie teleskopu, vďaka čomu máte jednoduchú obsluhu a spoľahlivosť
✅ Nevyžadujú špeciálne vybavenie pre komfortné pozorovanie
✅ Rýchla tepelná stabilizácia;
✅ Ideálna voľba na pozorovanie Mesiaca, planét, dvojhviezd, najmä v prípade veľkých hodnôt chromatickej apertúry;
✅ Neprítomnosť stredového tienenia zo sekundárneho alebo diagonálneho zrkadla zaisťuje maximálny kontrast obrazu;
✅ Dobré vykreslenie farieb v achromatickom prevedení a vynikajúce vykreslenie farieb v apochromatickom prevedení;
✅ Uzavretý tubus eliminuje prúdenie vzduchu, ktoré poškodzuje výsledný obraz, a chráni optiku pred prachom a kontamináciou;
✅ Objektív je vyrobený a nastavený a pevné daný, ako jediná jednotka a nevyžaduje užívateľské zásahy.

 

Nevýhody refraktorov:

❌Najvyššie náklady na jednotku opticky účinnej plochy objektívu v porovnaní s reflektorom alebo katadioptrickým teleskopom.
❌ Refraktory sú spravidla ťažšie a väčšie, ako reflektory a katadioptrické teleskopy s rovnakou apertúrou;
❌ Cena a veľké rozmery teleskopu limitujú maximálny priemer apertúry;
❌ Kvôli praktickým obmedzeniam apertúry je menej vhodný na pozorovanie malých a tmavých objektov hlbokého vesmíru.

 

Reflektory (zrkadlové teleskopy)

 

Zrkadlový teleskop alebo reflektor (z latisnkého „reflectio“- odraziť). Ide o teleskop s objektívom, ktorý sa skladá iba zo zrkadiel. Rovnako, ako vyššie spomenutá konvexná šošovka môže aj konvexné zrkadlo sústrediť dopadajúce svetlo do jedného bodu. Ak v tomto bode umiestnite okulár, objaví sa výsledný obraz.

 Zrkadlovy teleskop

Zrkadlový teleskop

 

Isaac Newton v roku 1667 začal pracovať na vývoji vlastného zrkadlového teleskopu. Pri vývoji použil na zachytávanie svetla hlavné kovové zrkadlo (sklenené zrkadlá so strieborným alebo hliníkovým povlakom sa objavili až neskôr) a malé ploché zrkadlo, ktoré zachytený optický lúč odkláňalo v pravom uhle a privádzalo do okulára na bočnej strane tubusu. Tak bolo možné zvládnuť chromatickú aberáciu, ktorá predtým bola problém. V tomto teleskope sa namiesto šošoviek používajú zrkadlá a tie odrážajú svetlo o rôznych vlnových dĺžkach rovnako, čím sa zachytáva zbytočná farebná nezrovnalosť. Hlavné zrkadlo Newtonovho reflektora môže byť parabolické alebo dokonca sférické, pokiaľ je jeho pomer opticky účinnej plochy pomerne malý. Výroba sférického zje oveľa jednoduchšia, čiže Newtonosvký reflektor so sférickým zrkadlom patrí medzi cenovo najdostupnejšie teleskopy, ktoré sú kvalitné a výsledný obraz je v skvelej kvalite.

 

Isaac Newton teleskop

Isaac Newton a jeho teleskop

 

Schéma navrhnutá v roku 19672 Laurentom Cassegrainom značne pripomína Gregoryho reflektor, ale má aj vlastnú štruktúru – hyperbolické konvexné sekundárne zrkadlo, a teda aj kompaktnejšiu veľkosť a menšie stredové ohnisko. Sériová výroba tradičného reflektora Cassegrain je technologický extrémne náročná. Veľmi zložité povrchy  - parabola, hyperbola. Tento teleskop nemá korekciu komy. Korektor kómy je znamená redukciu ohniska pre skvalitnené pozorovanie. Avšak rôzne modifikácie Cassegrainovho teleskopu sú dodnes obľúbené. Najmä pri teleskope Ritchey-Chrétien sa používajú hlavné a sekundárne hyperbolické zrkadlá, čo zaisťuje široké zorné pole bez chromatických aberácií a má mimoriadny význam pre astrofotografiu (známy Hubbleov vesmírny teleskop má konštrukciu tohto typu). Na základe Cassegrainovho teleskopu boli neskôr vyvinuté aj obľúbené a technologický jednoduché katadioptrické konštrukcie – Schmidt-Cassegrain a Maksutov-Cassegrain.

Cassegrain teleskop 

Cassegrainov teleskop

 

Keď si vyberáte teleskop, mali by ste vedieť, že pojem „reflektor“ dnes často označuje teleskop s Newtonovským dizajnom a konštrukciou. Aj keď má len malú sférickú odchýlku a je bez chromatizmu, stále ešte nie je bez všetkých aberácií. V blízkosti osi sa začína mierne objavovať kóma – aberácia spojená s nerovnomernosťou zväčšenia v rôznych prstencových zónach opticky účinnej plochy. Kóma značí, že obraz hviezdy nevyzerá ako kruh, ale, ako projekcia nejakého kužeľa – ostrá a jasná časť je bližšie k stredu zorného poľa. Kóma je priamo úmerná vzdialenosti od stredu zorného poľa a druhej mocnine priemeru šošovky objektívu. Na odstránenie kóma sa používajú špeciálne šošovkové korekčné členy, ktoré sa vkladajú pred okulár alebo fotoaparát.

Levenhuk Blitz 114  

Levenhuk Blitz 114 na Newtonovskom princípe

 

Medzi najdostupnejší druh reflektora stavebnicového formátu je Newtonov teleskop často označí na jednoduchej, kompaktnej a praktickej dobsonovskej montáži a stáva sa tak prenosným teleskopom s výhodnou cenou. Bližšie sa poďme pozrieť na výhody a nevýhody týchto teleskopov.

 

Výhody reflektorov:

✅ Najnižšie náklady na jednotku účinnej optickej plochy v porovnaní s refraktormi a katadioptrickými teleskopmi – veľké zrkadlá sa totiž vyrábajú ľahšie ako veľké šošovky.
✅ Relatívne kompaktné a prenositeľné (najmä reflektory typu Dobson). Môžete si ich takto jednoducho rozložiť na potrebnom mieste a pozorovať.
✅ Vďaka pomerne veľkej apertúre sú vynikajúce na pozorovanie tmavých objektov hlbokého vesmíru, rôznych galaxií, hmlovín, hviezdokôpov a iných.
✅ Prenášajú jasný obraz s malým skreslením, bez výraznej chromatickej aberácie, ktorá skresľuje výsledný obraz.

 

Nevýhody reflektorov:

❌ Stredové ohnisko a nadstavec sekundárneho zrkadla znižujú kontrast výsledného obrazu.
❌ Tepelná stabilizácia masívneho skleneného zrkadla trvá dlho.
❌ Otvorený tubus nie je prachotesný a je vystavený tepelnému prúdeniu vzduchu, ktoré poškodzuje obraz a v konečnom dôsledku z dlhodobého hľadiska aj teleskop.
❌ Čas od času sa zrkadlá musia pre nastaviť (je nutné vykonať zarovnanie alebo kolimáciu), pretože pri preprave a používaní sa ich nastavenie naruší.

 

Katadioptrické teleskopy (zrkadlo-šošovkové)

 

Tento typ teleskopov je mix medzi zrkadlovo-šošovkovými teleskopmi. Používajú sa na vytvorenie obrazu a korekciu šošovky aj zrkadla. Milovníci astronómie, často rozlišujú dva typy katadioptrických teleskopov s konštrukciami typu Cassegrain: Schmidt- Cassegrain a Maksutov-Cassegrain. Tieto druhy patria medzi najobľúbenejšie teleskopy.

Maksutov teleskop

Katadioptrický teleskop Levenhuk

 

Pri type teleskopu Schmidt Cassegram (Sch-C) je hlavné aj sekundárne zrkadlo obraz sférické. Sférická aberácia je korigovaná pomocou Schmidtovej korekčnej dosky umiestnenej cez celú opticky účinnú plochu v hornej časti tubusu. Táto dosku sa na prvý pohľad javí ako plochá, má ale zložitý povrch. Tento typ povrchu je však náročný na výrobu. Americké firmy Meade a Celestron túto výrobu náročných konštrukcií zvládli. Medzi zvyškovými aberáciami tejto konštrukcie sú najvýraznejšie zakrivenie poľa a kóma, ktorých korekcia vyžaduje použitie šošovkových korekčných členov, najmä pri robení fotografií. Hlavnými výhodami sú krátky tubus teleskopu a nižšia hmotnosť, ako pri Newtonovom reflektore s rovnakom farebnou apertúrov a ohniskovou vzdialenosťou. Avšak neobsahuje žiadne nástavce na pripevnenie sekundárneho zrkadla a uzavretý tubus zabraňuje prúdeniu vzduchu a chráni optiku pred poškodením a prachom

Schmidt - Cassegrain  

Schmidt-Cassegrainov teleskop 

Pri teleskopoch Schmidt-Cassegrain (Sch-C) je hlavné aj sekundárne zrkadlo sférické. Sférická aberácia je korigovaná pomocou Schmidtovej korekčnej dosky umiestnenej cez celú opticky účinnú plochu v hornej časti tubusu. Táto doska sa na prvý pohľad javí ako plochá, má ale zložitý povrch a práve vytváranie takého povrchu je hlavný problém pri výrobe teleskopov tejto konštrukcie. Avšak americké firmy Meade a Celestron výrobu konštrukcie Sch-C úspešne zvládli. Medzi zvyškovými aberáciami tejto konštrukcie sú najvýraznejšie zakrivenie poľa a kóma, ktorých korekcia vyžaduje použitie šošovkových korekčných členov, najmä pri robení fotografií. Hlavnými výhodami sú krátky tubus a nižšia hmotnosť ako pri Newtonovom reflektore s rovnakou apertúrou a ohniskovou vzdialenosťou. Súčasne neobsahuje žiadne nástavce na pripevnenie sekundárneho zrkadla a uzavretý tubus zabraňuje prúdeniu vzduchu a chráni optiku pred prachom.

Schmidt-Cassegrain teleskop

 

Teleskop typu Maksutov-Cassegrain (M-C) bol vyvinutý sovietským optikom Maksutovom, má podobné sférické zrkadlá. Na korekciu aberácií sa používa šošovkový korekčný člen s plnou opticky účinnou plochou – tzv. meniskus (konvexno-konkávna šošovka). Preto sú také teleskopy tiež nazývané meniskovými reflektormi. Ďalšími výhodami M-С sú uzavretý tubus a absencia nástavcov. Čo znamená, že teleskop je chránený voči poškodeniu a jeho obsluha je jednoduchá. Výberom vhodných parametrov, môžete tak opraviť takmer všetky absencie aberácie. Výnimkou je tzv. sférická aberácia vyššieho rádu, ale jej vplyv je malý. Táto konštrukcia je obľubená a jej výrobe sa venuje mnoho výrobcov. Sekundárne zrkadlo môže byť vytvorené ako samostatná jednotka mechanicky upevnená na menisku alebo ako reflexná hliníková vrstva nanesená v strede zadnej plochy menisku. Pri tomto je zaistená lepšia korekcia aberácií a v konečnom dôsledku aj nižšie výrobné náklady, hmotnosť.

 

Maksutov-Cassegrain teleskop

Maksutov-Cassegrain teleskop

 

Konštrukcia M-C je schopná lepšieho obrazu pri podobných parametroch ako konštrukcia Sch-C. Veľké M-C teleskopy však vyžadujú viac času na tepelnú stabilizáciu, pretože hrubý meniskus sa ochladzuje podstatne dlhšie ako Schmidtova doska. Okrem toho sú u M-C vyššie požiadavky na tuhosť upevnenia korekčných členov a celý teleskop je trocha ťažší. Konštrukcia M-C sa častejšie používa v prípade malých a stredných apertúr. Pri veľkých apertúrach sa používa konštrukcia Sch-C.

 

 

Existujú aj katadioptrické konštrukcie Schmidt-Newton a Maksutov-Newton, ktoré majú charakteristické rysy pôvodných konštrukcií a vynikajúcu korekciu chromatických aberácií. Rozmery týchto dvoch konštrukcií zostávajú „newtonovské“ (pomerne veľké). Majú celkovú vyššiu hmotnosť,  najmä pokiaľ ide o korekčný člen vo forme menisku. Medzi katadioptrické konštrukcie ďalej patria modely so šošovkovými korekčnými členmi inštalovanými pred sekundárnym zrkadlom (konštrukcia Klevtsova, „sférická konštrukcia Cassegrain“ atď.). Poďme sa spoločne pozrieť na najväčšie výhody a nevýhody katadioptrických teleskopov

 

Výhody katadioptrických teleskopov:

✅ Vysoký stupeň korekcie aberácií;
 Univerzálne použitie – sú skvelé na pozorovanie planét a Mesiaca i objektov hlbokého vesmíru.
✅ Pokiaľ je tubus uzavretý, minimalizuje tepelné prúdenie vzduchu a chráni pred prachom.
✅ Kompaktnejšie ako refraktory a reflektory, pričom apertura je rovnaká;
✅ Modely s veľkou apertúrou sú oveľa lacnejšie ako porovnateľné refraktory.

 

Nevýhody katadioptrických teleskopov: 

❌ Pomerne dlhá tepelná stabilizácia, najmä pri konštrukciách s korekčným členom na báze menisku;
❌ Vyššia cena ako u reflektorov s rovnakou apertúrou;
❌ Komplikovaný dizajn, ktorý sťažuje nastavenie prístroja bez odbornej pomoci.