CCD приемници и CCD приемници и тяхното приложение в тяхното приложение в

астрономиятаастрономията

н. с. I ст. д-р Бойко МиховИА-БАН

Телескопи: исторически бележки, характеристики, Телескопи: исторически бележки, характеристики, оптични системи, аберации, механика, съвременни оптични системи, аберации, механика, съвременни

телескопителескопи

ИСТОРИЧЕСКИ БЕЛЕЖКИ

# Телескоп (гр., терминът е въведен от G. Demisiani , 1611 г.) – далекоглед.

# Рефрактори, рефлектори и огледално-лещови телескопи. Обектив.

# Етапи в развитието на телескопите-рефрактори:

H. Lippershey, Z. Janssen и J. Metius (около 1608 г., Холандия) изобретяват почти едновременно т.н. перспектива – система от изпъкнала и вдлъбната лещи, приближаваща далечните предмети;

G. Galilei (1609-1610 г.) усъвършенства перспективата и я използва за наблюдение на небесните тела: начало на телескопичната астрономия;

J. Kepler предлага през 1611 г. рефрактор с две изпъкнали лещи имащ по-голямо полезрение в сравнение галилеевия, както и възможност за достъп до фокалната повърхност; основен недостатък на рефракторите е хроматичната аберация;

Телескопът на J. Hevelius с фокусно разстояние 45 м

Края на XVII в.: строеж на дългофокусни рефрактори за намаляване влиянието на т.н. хроматичната аберация (напр. G. Cassini – фокусно разстояние 11 м, J. Hevelius – фокусно разстояние 45 м); строеж на т.н. въздушни телескопи, т.е. телескопи без тръба (напр. C. & С. Huygens, диаметър – 22 см, фокусно разстояние – 64 м). Наблюдението с такива инструменти е било доста трудно.

Въздушният телескоп на C. & C. Huygensс фокусно разстояние 64 м и диаметър наобектива 22 см (1686 г.).

Ch. M. Hall конструира през 1733 г. първияахроматичен обектив; усъвършенстване натехнологията на производство (J. Dollond,1758 г.): тласък в развитието на рефракторитепрез XIX в.; през 1817 г. J. Fraunchofferпостроява първия рефрактор, доближаващсе по конструкция до съвременните.

102 см рефрактор на Йеркската обсерватория Края на XIX в.: А. Кларк и синове изработват през 1897 г. най-големия и до ден днешен телескоп-рефрактор – Йеркския, с диаметър на обектива 102 см. Втори по големина е Ликския рефрактор с диаметър на обектива 91 см. Пределът в размера на рефракторите е поставен от факта, че лещата се крепи само на обиколката си и се огъва от собствената си тежест; също така отливането на висококачествен стъклен блок с големи размери е сложна задача.

Телескопът на I. Newton от 1672 г. с диаметър на обектива 3.4 см и фокусно разстояние 15.9 см.

Първи конструкции на рефлектори през XVII в.: N. Zucchi (1616 г.), J. Gregory (1663 г.) , L. Cassegrain (1672 г.); първият рефлектор пригоден за наблюдения е построен от I. Newton (1668 г.). По това време огледалата се правят от медно-оловна сплав. J. Hadley (1722 г.) представя 15 см нютонов рефлектор, както и методите за неговото изработване; тласък в развитието на рефлекторите.

Телескопът на Lord Rosse

Първа половина на XIX в.: рефлекторите с метални огледала достигат своя предел: телескопът на Lord Rosse (1845 г.) е с диаметър на огледалото 184 см и фокусно разстояние 15.8 м; W. Lassel (1861 г.) - диаметър на огледалото 122 см и фокусно разстояние 12 м; W. Herschel (1889 г.) - диаметър на огледалото 124 см и фокусно разстояние 12 м.

K. von Steinheil, L. Foucault (1856-57 г.): посребряване на стъкло; нова ера в строенето на рефлектори;

L. Foucault (1873 г.): метод за контрол на повърхността на огледалата; D. Strong (1929 г.): алуминизация; Класически рефлектори (Cassegrain, паралактична монтировка): Lick 91 см (1895 г.),

Mount Wilson 150 см (1908 г.) и 254 см (1917 г.), Mount Palomar 508 см (1948 г.), САО 605 см (БТА, алт-азимутална монтировка!);

Трето поколение рефлектори (Ritchey-Chretien, паралактична): 3.6 м ESO, 3.5 м Calar Alto, 3.9 м ААТ, 4 м KPNO и CTIO, 2 м НАО Рожен.

Четвърто поколение рефлектори (тънки или сегментни огледала, активна оптика, алт-азимутална монтировка): VLT, NTT, SUBARU, GEMINI , KECK I, KECK II, GTC.

Mount Palomar 508 см рефлектор

ПАРАМЕТРИ НА ТЕЛЕСКОПИТЕ

Диаметър и фокусно разстояние

на обектива: D, F; Мащаб: 206265/F [arcsec/mm]; Относително отверстие: D/F; Разделителна способност: 1.22λ/D [rad]–

ъглов радиус на първия тъмен пръстен на

дифракционното изображение (диск на Ери

се нарича централния максимум); Увеличение: F/f, f – фокусно разстояние на

окуляра

ОПТИЧНИ СИСТЕМИ

B. Schmidt (1930 г.) създаваогледално-лещова системасвободна от сф. аберациия,кома и астигматизъм.

ОПТИЧЕСКИ АБЕРАЦИИ

Телескоп система Максутов (1941 г.)

МЕХАНИКАНАТЕЛЕСКОПИТЕ

СЪВРЕМЕННИ ТЕЛЕСКОПИ – KECK I & II

Keck II: вижда се сегментното огледало

VLT, ESO

10.4 м.Gran Telescopio Canarias

СПЕЦИАЛИЗИРАНИ ТЕЛЕСКОПИСлънчеви телескопи

Целостат – важен елемент от слънчевите телескопи.

Слънчевият телескоп McMath-Pierce:

Схема и практическа реализация на целостат

Изображение на слънчевата коронаполучено с коронографа на спътникаSOHO. Виждат се Плеядите и Меркурий,Сатурн, Юпитер и Венера (планетите саот ляво на дясно).

Tри планети обикалящи около звездата HR8799,намираща се на 120 светлинни години от нас заснети със звезден коронограф.

СПЕЦИАЛИЗИРАНИ ТЕЛЕСКОПИАстрометрични инструменти

СПЕЦИАЛИЗИРАНИ ТЕЛЕСКОПИБолидна и all-sky камери

СПЕЦИАЛИЗИРАНИ ТЕЛЕСКОПИСхема на бинокъл тип БПЦ

Стереоскопично зрение

АКТИВНА И АДАПТИВНА ОПТИКААктивна оптика на GTC

Системата от 150 управлявани механични системи (крикове) на телескопа VLT в Европейската южна обсерватория в Чили, които по сигнали от управляващия компютър, променят деформацията на главното огледало на телескопа, така че във всеки един момент да се поддържа неговата идеална форма.

Принцип на действиена адаптивната оптика

Когато в зрителното поле отсъствува достатъчно ярка опорна звезда се създава т.н.“изкуствена звезда”. За целта се използува лазер, работещ в непрекъснат режим и смощност от няколко W. Този лазер е настроен на честотата на резонансната линия D2 на Na.Лазерният лъч се фокусира в горните слоеве на атмосферата, на височина 30 km, къдетоима достатъчно Na. Създава се изкуствено ярко светещо петно с диаметър около 1m.

Българските телескопи

Рефракторът Grubb на университетскатаобсерватория, София (инсталиран 1897 г.).

Телескопът на д-р П. Берон.

2м Ritchey-Chretien телескопна НАО Рожен.

60 см Cassegrain, НАО Рожен(подобен има и в Белоградчишкатаобсерватория)

50/70 см Schmidt, НАО Рожен

НАО Рожен – кулата на 2 м телескоп