ملامح التلسكوبات العاكسة

من المعتاد استدعاء عاكس أي جهاز وظيفته الرئيسية هي عكس... وهكذا ، تم إنشاء تلسكوب عاكس باستخدام هذه الظاهرة البصرية. بدلاً من العدسة ، توجد مرآة مقعرة في هدف الجهاز ، والتي تعكس أشعة الضوء وتوجهها إلى العدسة لعرض أو تصوير صورة. دعونا ننظر في الخصائص المميزة الرئيسية للتلسكوب العاكس.

يختلف التلسكوب العاكس عن الأنواع الأخرى من التلسكوبات المنكسرة في أنه يتم تركيب مرآة مقعرة مصنوعة من المعدن أو الزجاج بدلاً من نظام العدسة. غالبًا ما تسمى هذه الأجهزة بالتلسكوبات "المرآة".

من السهل جدًا التمييز بين التلسكوب المنعكس والتلسكوب المقاوم للصهر ، حتى بدون خبرة في علم الفلك. مخطط الثانية بسيط للغاية. هذا أنبوب ، يعتمد قطره على قطر العدسة الشيئية الموجودة في النهاية التي تواجه الكائن المرصود. في الطرف الآخر من الأنبوب توجد عدسة عينية - عدسة ذات قطر أصغر ، يتم من خلالها إجراء المراقبة. يتم تحديد طول أنبوب هذا الجهاز من خلال البعد البؤري للعدسة وقوة المادة التي يمكن تصنيعها منها.

يبدو التلسكوب ذو المرآة المقعرة مختلفًا ، لأنه يحتوي على مبدأ تشغيل وهيكل مختلف تمامًا. في نهاية الأنبوب المواجه للسماء ، قد لا يحتوي هذا الجهاز بشكل عام على أي شيء ، لأن المرآة مثبتة في الطرف الآخر.لكن العدسة ، كقاعدة عامة ، تكون على الجانب في الجزء العلوي من الأنبوب. مسار الأشعة ، على عكس المنكسر ، يتم حظره بدرجة أو بأخرى بواسطة منشور أو مرآة مسطحة تقع على طول المحور المركزي للأنبوب ، حيث يتم جمع الضوء لينعكس في العدسة. لا يتطلب هيكل العاكس الاستخدام الإجباري للأنبوب ، وبالتالي فهو يخلو من تلك القيود التي تنشأ في المنكسرات.... جميع التلسكوبات الكبيرة الحديثة ، بما في ذلك التلسكوبات الفضائية ، يتم ترتيبها وفقًا للمخطط التالي: يتم استبدال الأنبوب الموجود بها بهيكل شبكي خفيف الوزن ، والغرض منه هو الاحتفاظ بجميع عناصر النظام البصري.

لقد نجح علماء الفلك الهواة في استخدام كلا النوعين من التلسكوبات ، ولكل منهما مزايا وعيوب ، ناتجة في إحدى الحالات عن انكسار تدفق الضوء الذي يمر عبر العدسة ، في الحالة الأخرى - بسبب انعكاسه من السطح ، والذي يمكن أن يكون مختلفًا الانحناءات. بالنسبة للملاحظات المتعلقة بالسفر وحركة الجهاز ، من الأفضل استخدام المنكسر ، تصميمه أقوى. يعد نقل العاكس أمرًا غير مرغوب فيه ، حيث يمكن أن يتسبب في إزاحة العناصر الهيكلية بالنسبة لخط الوسط ، وبعد ذلك سيكون من الضروري تعديل موضعها باستخدام البراغي - المحاذاة. يمكن وضع هذا التلسكوب في مرصد هواة.

يعد استخدام المرآة المقعرة كعدسة نتيجة بحث علمي يهدف إلى تقليل تشوه العدسة (الانحراف اللوني والكروي). تم إجراء البحث في هذا الاتجاه في العديد من البلدان الأوروبية ، وكان العلماء الإنجليز ناجحين بشكل خاص فيها. في عام 1663 ، كان جيمس جريجوري أول من اقترح استخدام مرآة مقعرة عاكسة بدلاً من العدسة الانكسارية (على ما يبدو ، اخترع أول تلسكوب عاكس) ، وفي عام 1673 جسد روبرت هوك الشهير النظام الموصوف لجهاز بصري.

ومع ذلك ، أنشأ إسحاق نيوتن العظيم لأول مرة تلسكوبًا يعمل بعدسة مرآة في عام 1668.

لم يكن مسار العاكسات سهلاً ؛ فقد أعطت أجهزة العدسة ، التي يتم تحسينها في نفس الوقت ، صورة أوضح وأكثر إشراقًا. قدم علماء أوروبا القارية (الألمان والفرنسيون والإيطاليون) مساهمة كبيرة في تنميتهم. يبدو أن العاكس سيبقى على مستوى جهاز تجريبي.

ذهب البحث في اتجاه تحسين طلاء وصناعة المرايا. بعد ذلك ، من أجل تقليل التشوهات ، تم إدخال ابتكارات مختلفة مرارًا وتكرارًا في النظام الذي اقترحه نيوتن ، مما أدى إلى ظهور مخططات مختلفة تمامًا من التلسكوبات العاكسة ، بما في ذلك الإصدارات المختلطة ، عند استخدام العدسات والمرايا في منتج واحد. أتاح ظهور مواد وتقنيات جديدة إمكانية إنشاء المزيد والمزيد من الأنظمة المثالية ، كما أن عدم الحاجة إلى أنبوب ضخم في تصميم التلسكوب جعل من الممكن مضاعفة كفاءته.

تشترك جميع العواكس في شيء واحد - استخدام مرآة مقعرة كعدسة... ولكن تم اقتراح المسار الإضافي للأشعة التي جمعتها المرآة لتوجيهه إلى العدسة بطرق مختلفة.

يعتبر نظام العاكس ، الذي طوره إسحاق نيوتن ، كلاسيكيًا. المرآة الرئيسية ليس بها ثقوب ويسهل تصنيعها نسبيًا. تعكس المرآة المسطحة الواقعة بالقرب من بؤرتها تدفق الضوء بشكل عمودي على خط المركز. تقع العدسة على الجانب.

مخطط تلسكوب نيوتن هو الأبسط في التنفيذ ويستخدم على نطاق واسع بين علماء الفلك الهواة الذين يصنعون معدات المراقبة الخاصة بهم. والشركات التي تنتج معدات لعلم الفلك الهواة تنتج مثل هذه الأجهزة بكميات كبيرة.

تبين أن مخطط التلسكوب المرآة المقترح في عام 1663 كان ناجحًا للغاية ، منذ ذلك الحين يعطي صورة مباشرة ويمكن استخدامها ليس فقط في الملاحظات الفلكية ، ولكن أيضًا في الظروف الأرضية. يتم عمل ثقب في وسط المرآة المقعرة ، ويتم توجيه الضوء المنعكس منها إلى الفتحة بواسطة مرآة ثانية مقعرة أيضًا ، ويتم وضع العدسة على طول الخط المركزي للتلسكوب ، مثل المنكسر أو التلسكوب العادي.

المخطط ، الذي طوره ونفذه لوران كاسيجرين في سبعينيات القرن الثامن عشر ، يشبه مخطط غريغوري. تحتوي المرآة المقعرة أيضًا على فتحة في الجزء المركزي. تختلف الأجهزة في شكل المرآة الثانية - فهي محدبة في النظام قيد الدراسة. تعد التلسكوبات التي تم إنشاؤها وفقًا لهذا المخطط ، والتي لها خصائص مشابهة لتلك الخاصة بأجهزة جريجوري ، أقصر بكثير. نظام Cassegrain ، الذي تم تحسينه بواسطة عالم الفلك السوفيتي دميتري ماكسوتوف ، يُستخدم الآن في جميع أنحاء العالم لإنشاء عاكسات هواة.

تعديل آخر لتلسكوب Cassegrain كان نظام Ritchie-Chretien الذي تم تطويره في عشرينيات القرن الماضي. بفضل الشكل المختلف للمرايا ، كان من الممكن الحصول على مجال رؤية أكبر ، والذي تبين أنه مناسب لمراقبة الأجسام المتحركة (الكويكبات ، المذنبات ، الكواكب). وأيضًا في هذا النظام كان من الممكن تقليل بعض التشوهات.

تم إجراء عدة محاولات لاستخدام مرآة مقعرة بدون عاكس يحجب التدفق الضوئي. في أوائل السبعينيات من القرن السابع عشر ، صمم ويليام هيرشل تلسكوبًا عاكسًا من هذا القبيل ، ولم تعترض العدسة العينية المرآة الرئيسية بأي شكل من الأشكال. جعل هذا من الممكن زيادة قوة الجهاز بشكل كبير ، لكنه تسبب في حدوث تشوهات قوية في شكل غيبوبة. في ستينيات القرن التاسع عشر ، تم تطوير وتنفيذ تصميم مماثل بواسطة M.V. Lomonosov. في الوقت الحاضر ، تُستخدم الأجهزة ذات المخطط البصري لإجراء عمليات رصد خاصة ؛ ولا تُستخدم على نطاق واسع في علم فلك الهواة ، نظرًا لتعقيد الجهاز وضبطه.

تم تطوير نظام ديتريش كورش في السبعينيات. يتميز بوجود ليس مرآتين ، بل ثلاث مرايا ، مما يسمح لك بتصحيح معظم التشوهات.

تُستخدم أجهزة هذا النظام على نطاق واسع لتصنيع أجهزة بصرية متنوعة - من المناظير والأناظير الأحادية إلى تلسكوبات الهواة. ميزتها الرئيسية هي تقليل طول الجهاز بشكل كبير مع الحفاظ على البعد البؤري. توضع المرايا بزاوية على المحور البصري دون أن تسد بعضها البعض.

أصبح نظام Cassegrain ، الذي تم تحسينه في بداية القرن العشرين بواسطة Bernhard Schmidt ، واسع الانتشار. هذا مخطط هجين ، بالإضافة إلى المرآة المقعرة ، يتم استخدام هدف العدسة.

في القرن العشرين ، تخلصت المقاريب العاكسة بحزم من المنكسرات من جميع المراصد الفلكية المهمة. إلى جانب تطور تقنيات التصنيع ، بدأ قطر المرايا المثبتة في التلسكوبات في النمو.

في عام 1917 ، أصبح أكبر عاكس في العالم هو المرصد في الولايات المتحدة (ولاية واشنطن) ، وبلغ قطر مرآته 100 بوصة (2.5 متر). بعد الحرب العالمية الثانية ، تم تصنيع جهاز بمرآة طولها 5 أمتار ، وتم تركيبه أيضًا في ولاية كاليفورنيا.

لا يزال أكبر تلسكوب سمت في العالم القديم هو تلسكوب السمت الكبير ، الذي تم إنشاؤه في الاتحاد السوفياتي في منتصف السبعينيات من القرن الماضي ، والذي تم تركيبه في جمهورية قراتشاي - تشيركيس على مرصد عالي الارتفاع.

تم تركيب أكبر تلسكوب حديث في العالم بمرآة صلبة في ولاية أريزونا بالولايات المتحدة الأمريكية. هذا هو تلسكوب ذو عينين كبير. مزودة بمرآتين متطابقتين بقطر 8.4 متر. الجهاز صُنع عام 2005.

أكبرها اليوم هي الأجهزة ذات المرايا الجاهزة: تلسكوب الكناري الكبير ، تلسكوب جنوب أفريقيا الكبير ، وتلسكوب هوبي إيبرلي (الولايات المتحدة الأمريكية).

استخدام التلسكوب المرآة ليس بهذه الصعوبة. ومع ذلك ، على عكس المنكسر ، فإن مثل هذا الجهاز يتطلب معالجة دقيقة للغاية. نظرًا لأن أنبوب العاكس مفتوح دائمًا ، يمكن أن يدخله الغبار. من خلال الاستقرار على سطح المرآة ، فإنه يقلل بشكل ملحوظ من انعكاسها.

يعد تحريك العاكس مشكلة أيضًا ، حيث تميل العناصر الهيكلية إلى التحرك تحت تأثير الاهتزازات. عادةً ما تنتهي عمليات التلاعب باستخدام التلسكوبات المرآة بتعديل شاق (محاذاة). يمكن ضبط التلسكوب باستخدام براغي الضبط ، والتي يتسبب دورانها في تحول المرآة ؛ ومن المستحيل القيام بذلك بسرعة دون خبرة مناسبة.