телескоп Ньютона

Сначала давайте разберёмся, что такое телескоп и зачем он вообще нужен. Мы смотрим на мир через замечательный орган зрения - глаз. Он приспособлен для рассматривания объектов расположенных на расстояниях от бесконечности до 25см при громадном диапазоне изменения освещённости. Но из-за компактности и универсальности нашего органа зрения существуют естественные ограничения его возможностей.

Например, человек даже с острым зрением не может различить деталей видимых под углом менее 1-2 минут дуги. То есть с наименьшего расстояния, где хрусталик глаза ещё может сфокусировать изображение на сетчатке (25см), мы можем различить предмет размером не менее 0.1мм.

Вторым главным ограничением нашего глаза является размер зрачка, то есть, то отверстие, через которое мы рассматриваем мир. Даже в полной темноте наш зрачок расширяется только до 6-8мм. Через такое отверстие проходит так мало света, что, возможно, разглядеть только звёзды до 6-й величины.

Вот мы и добрались до предназначения телескопа. Собрать побольше света и предоставить возможность рассмотреть объекты с более близкого расстояния, чем предоставляет наш глаз.

Первую проблему решает объектив, который собирает свет и строит в своей фокальной плоскости изображение. Вторую решает окуляр, который позволяет рассмотреть построенный объективом объект с близкого расстояния.

Всё было бы прекрасно, если бы не всевозможные искажения, связанные с отклонением хода лучей от идеальной схемы, которые носят название аберрации.

Рассмотрим основные аберрации.

Хроматическая аберрация - связана с тем, что свет разной длины волны проходя через линзу, отклоняется на разный угол, и соответственно фокусируется на разном расстоянии от объектива. Зеркальные объективы свободны от этой аберрации.

Сферическая аберрация - заключается в том, что при сферических поверхностях объектива свет от края фокусируется ближе, чем от центральной части объектива. Для устранения этой аберрации применяют параболическую поверхность главного зеркала.

Кома - этот вид аберрации связан с тем, что лучи падающие под углом к оптической оси телескопа дают изображения похожие на комету. То есть, смотря в телескоп, мы видим в центре поля зрения чёткие звездочки, а ближе к краю они превращаются в маленькие кометки с хвостом направленным к периферии. Исправляется кома либо уменьшением поля зрения, либо специальными корректорами комы - т. е. усложнением оптической конструкции.

Астигматизм - заключается в том, что изображение точки растягивается в черточку.

Дисторсия - это изменение масштаба изображения по мере удаления от оптической оси.

Теперь можно переходить к выбору типа телескопа. Телескопы делятся на два больших класса рефракторы - где объективом является набор линз, и рефлекторы где объективом является зеркало. При рассмотрении оптических схем телескопов, я остановился на схеме ньютона в принципе по двум причинам. Во первых - выбираем рефлектор с параболическим зеркалом по причине меньших аберраций. Во вторых - доступность в продаже готовых комплектов оптики. Самому изготовить качественную оптику в домашних условиях можно, но в основном зеркало получается сферическое. При этом покрытие доступно только серебряное, которое надо периодически заменять, так как серебро быстро темнеет. А купить можно параболическое главное зеркало с алюминиевым напылением и дополнительно защищённое плавленым кварцем. Я покупал в "ЛИ ОПТИКА" Выбор зеркал для разных оптических схем оказался хиленьким, в основном предлагают зеркала для изготовления ньютона, и только на Украине я нашёл комплект на кассегрена и естественно гораздо дороже. Так что остановился на параболическом зеркале для Ньютона 152мм с фокусным расстоянием 758мм. Почему 1/5 спросите? Так труба получается компактнее и опять же светосильная оптика даёт более яркие изображения, а аберрации компенсируются отчасти высоким качеством поверхности. Единственный существенный минус - необходимость более тщательной юстировки телескопа.

Итак, Ньютон.

Главное зеркало (1) расположено в конце открытой трубы. Свет со стороны открытого конца трубы попадает на главное зеркало вогнутой формы и собирается в фокальной плоскости. На пути сходящегося пучка света расположено плоское диагональное зеркало (2), которое поворачивает пучок света на 90 град и выводит фокальную плоскость за пределы трубы. Изображение в фокальной плоскости рассматривается через окуляр (3).

Чтобы начать изготовление телескопа необходимо произвести некоторые расчеты, чтобы выяснить взаимное расположение основных элементов телескопа. Можно поискать соответствующие формулы в книгах - например: "Телескопы для любителей астрономии" - автор Л.Л.Сикорук.

Кстати если у кого есть желание изготовить свою оптику, то у Сикорука всё подробненько расписано - дерзайте. Можно произвести графический расчёт, нарисовав телескоп в масштабе. При этом надо учитывать, что в фокальной плоскости строится изображение, а не одна точка. Но наиболее удобно использовать специальный  "калькулятор для расчёта телескопа системы Ньютона"

Теперь всё готово для изготовления.