3.1. A TÁVCSÖVEK FELÉPÍTÉSE, MŰKÖDÉSE, TÍPUSAI
(Budó-Mátrai, 1989; Kulin, 1980)
A távcsövek (teleszkópok) feladata távoli tárgyak látószögének
megnövelése. Aszerint, amint leképező rendszerük csak lencséket vagy pedig
tükröt is tartalmaz, lencsés távcsövek (refraktorok) és tükrös távcsövek
(reflektorok) különböztethetők meg.
Mivel megfelelő minőségű lencsét kb. 1 m-nél nagyobb átmérőjűre nemigen
lehet készíteni, tükrök viszont alumíniumnak üvegfelületre való
párologtatásával jóval nagyobb méretben is előállíthatók, az 1 m-nél nagyobb
objektívátmérőjű távcsövek mind tükrös távcsövek. Másrészt, a lencsés
távcsövek optimális átmérője kb. 1 m, mert ennél nagyobb méret esetén a
lencse vastagságából adódó fényveszteség meghaladja az átmérő növelése által
elért fénynyereséget. (A távcsöveknél alapvető fontosságú, hogy minél több
fényt gyűjtsenek be, hiszen így halványabb objektumok is megfigyelhetők.)
Ezen okok miatt manapság a tükrös távcsövek dominanciája igen jelentős; a
műholdakon elhelyezett távcsövek is mind tükrös távcsövek.
A tükrös távcsövek közös jellemzője, hogy objektívjük homorú tükör
(forgási paraboloid vagy hiperboloid), az okulár pedig gyűjtőlencse (ill. a
fotografikus távcsövekben az okulárnak nincs szerepe). A távcsövet alkotó
optikai elemek fajtája és elhelyezése (az ún. elrendezés) alapján többfajta
tükrös távcsövet különböztetünk meg. Ezek közül én csak azokat a típusokat
ismertetem, amelyek a jelenkori csillagászatban (a műholdakon) a
leggyakrabban használatosak.
3.1.1. Schmidt-távcső
A közönséges parabolatükörnél fellép a kóma elnevezésű optikai hiba. Ez a
hiba azt eredményezi, hogy az optikai tengelyen kívüli csillagok képe
torzul. Vizuális észlelésnél - ahol csak a kép közepének környezetében van
szükség jó leképezésre - a kóma kevésbé zavaró, mint fotografikus
felvételeknél, ahol a kép széléig terjedően van szükség éles csillagképekre.
B. Schmidt 1931-ben kómamentes távcsövet készített.
A fénysugarak először a tükör kétszeres gyújtótávolságában elhelyezett
korrekciós lemezen haladnak keresztül, és csak ezután jutnak a homorú
gömbtükörre. Az igen bonyolult görbületű korrekciós lemez szinte tökéletes,
kómától, asztigmatizmustól és szférikus aberrációtól mentes képet ad a
képsíkba elhelyezett (meggörbített) fotografikus lemezen vagy filmen. (Az
ilyen szerelésű távcsővel nem lehet közvetlenül vizuális megfigyeléseket
végezni.)
A Schmidt-távcsővel vagy válfajaival - pl. Maksutov távcsövében a
korrekciós lemez szerepét gömbi meniszkuszlencse tölti be - a nagy látótér
(akár 50º) mellett 1:1-nél is nagyobb relatív nyílás, tehát igen nagy
fényerő érhető el. (A relatív nyílás - más néven nyílásviszony - a tükör
átmérőjének és a fókusztávolságnak a hányadosa.) Az 1 : 0,3 nyílásviszonyú
szuper-Schmidt rendszerű távcső speciális célokra készült. A látómező
meghaladja az 50º-ot is; az ilyen távcsöveket nagy csillagmezők
átvizsgálására, meteorok, sarki fények, műholdak fényképezésére használják.
3.1.2. Cassegrain-szerelésű távcső
A Cassegrain-féle elrendezésben a középen átfúrt parabolikus főtükörről
reflektált sugarak a domború hiperbolikus segédtükörre esnek, és erről
visszaverődve hozzák létre az okulárral szemlélhető képet. Ily módon
aránylag kis csőhosszúság (ún. tubushossz) mellett nagy "effektív
gyújtótávolság" érhető el, mert a domború segédtükör a róla visszavert
sugarak konvergenciáját csökkenti ("fókusznyújtás").
A Cassegrain-távcsőhöz nagyon hasonló a Nasmyth-szerelésű távcső, de
ennek főtükrét nem fúrják ki középen, hanem egy síktükröt helyeznek el a fő-
és segédtükör közé, ami a távcső oldalán elhelyezett okulárra továbbítja a
fénysugarakat.
3.1.3. Ritchey-Chrétien-szerelésű távcső
A XX. században fejlesztették ki a Ritchey-Chrétien-szerelésű
teleszkópot, mely korunk legmodernebb csillagászati távcsöve; a légkörön
túli csillagászatban is ezt a típust alkalmazzák leggyakrabban.
Ennek a műszernek mindkét tükre forgási hiperboloid alakú, a főtükör
homorú, míg a segédtükör domború. A két tükör gyújtótávolságának viszonyát
úgy határozzák meg, hogy a primer fókuszpont előtt elhelyezett segédtükör a
főtükör közepén lévő nyíláson kivetíthesse az égitest összegyűjtött fényét.
(Mintha az előbbi ábrán a főtükröt hiperboloidra cserélnénk.) Ezzel az
elrendezéssel nagy fényerő és nagy (kb. 1 fok) korrigált látómező érhető el.
Ha a teljes látómezőt fotografálásra használják, akkor a kép szerkezetének
javítása érdekében még egy korrekciós lencsepárt is elhelyeznek a
fókuszfelület előtt.
A fénysugarak először a tükör kétszeres gyújtótávolságában elhelyezett
korrekciós lemezen haladnak keresztül, és csak ezután jutnak a homorú
gömbtükörre. Az igen bonyolult görbületű korrekciós lemez szinte tökéletes,
kómától, asztigmatizmustól és szférikus aberrációtól mentes képet ad a
képsíkba elhelyezett (meggörbített) fotografikus lemezen vagy filmen. (Az
ilyen szerelésű távcsővel nem lehet közvetlenül vizuális megfigyeléseket
végezni.)
A Schmidt-távcsővel vagy válfajaival - pl. Maksutov távcsövében a
korrekciós lemez szerepét gömbi meniszkuszlencse tölti be - a nagy látótér
(akár 50º) mellett 1:1-nél is nagyobb relatív nyílás, tehát igen nagy
fényerő érhető el. (A relatív nyílás - más néven nyílásviszony - a tükör
átmérőjének és a fókusztávolságnak a hányadosa.) Az 1 : 0,3 nyílásviszonyú
szuper-Schmidt rendszerű távcső speciális célokra készült. A látómező
meghaladja az 50º-ot is; az ilyen távcsöveket nagy csillagmezők
átvizsgálására, meteorok, sarki fények, műholdak fényképezésére használják.
3.1.2. Cassegrain-szerelésű távcső
A Cassegrain-féle elrendezésben a középen átfúrt parabolikus főtükörről
reflektált sugarak a domború hiperbolikus segédtükörre esnek, és erről
visszaverődve hozzák létre az okulárral szemlélhető képet. Ily módon
aránylag kis csőhosszúság (ún. tubushossz) mellett nagy "effektív
gyújtótávolság" érhető el, mert a domború segédtükör a róla visszavert
sugarak konvergenciáját csökkenti ("fókusznyújtás").
A Cassegrain-távcsőhöz nagyon hasonló a Nasmyth-szerelésű távcső, de
ennek főtükrét nem fúrják ki középen, hanem egy síktükröt helyeznek el a fő-
és segédtükör közé, ami a távcső oldalán elhelyezett okulárra továbbítja a
fénysugarakat.
3.1.3. Ritchey-Chrétien-szerelésű távcső
A XX. században fejlesztették ki a Ritchey-Chrétien-szerelésű
teleszkópot, mely korunk legmodernebb csillagászati távcsöve; a légkörön
túli csillagászatban is ezt a típust alkalmazzák leggyakrabban.
Ennek a műszernek mindkét tükre forgási hiperboloid alakú, a főtükör
homorú, míg a segédtükör domború. A két tükör gyújtótávolságának viszonyát
úgy határozzák meg, hogy a primer fókuszpont előtt elhelyezett segédtükör a
főtükör közepén lévő nyíláson kivetíthesse az égitest összegyűjtött fényét.
(Mintha az előbbi ábrán a főtükröt hiperboloidra cserélnénk.) Ezzel az
elrendezéssel nagy fényerő és nagy (kb. 1 fok) korrigált látómező érhető el.
Ha a teljes látómezőt fotografálásra használják, akkor a kép szerkezetének
javítása érdekében még egy korrekciós lencsepárt is elhelyeznek a
fókuszfelület előtt.