Κατηγορίες και τύποι τηλεσκοπίων

Τα τηλεσκόπια αποτελούνται από δύο μέρη:
α) την Στήριξη και
β) τον Οπτικό Σωλήνα

Οι οπτικοί σωλήνες των τηλεσκοπίων δεν είναι άλλο, παρά συλλέκτες φωτός. Για την συλλογή του φωτός, τα οπτικά τηλεσκόπια διαθέτουν οπτικά στοιχεία όπως φακούς, κάτοπτρα, ή συνδυασμό και των δύο, τα οποία κατατάσσουν τα τηλεσκόπια σε τρεις μεγάλες κατηγορίες:

Α) Στα διοπτρικά τηλεσκόπια
ΥΠΕΡ:
1-Δίνουν είδωλα υψηλότερης αντίθεσης (συγκριτικά με τα κατοπτρικά ή καταδιοπτρικά ίδιας διαμέτρου).
2-Δεν απαιτείται περιοδική ευθυγράμμιση στα οπτικών τους.
3-Έχουν κλειστού τύπου οπτικό σωλήνα, όπου τα  οπτικά προστατεύονται από υγρασία και σκόνη.
4-Δεν έχουν κεντρική εμπόδιση.
ΚΑΤΑ:
1-Είναι πολύ ακριβότερα για διάμετρο άνω των 90mm.
2-Είναι ογκωδέστερα λόγω μήκους.
3-Υποφέρουν λίγο έως πολύ, από χρωματικά σφάλματα.
4-Δεν είναι κατάλληλα για αμυδρά ουράνια αντικείμενα (γαλαξίες, νεφελώματα).

Β) Στα κατοπτρικά τηλεσκόπια
ΥΠΕΡ:
1-Είναι πολύ φθηνότερα για διάμετρο άνω των 90mm.
2-Παρουσιάζουν σχετική ευκολία κατά την μεταφορά.
3-Είναι κατάλληλα για αμυδρά ουράνια αντικείμενα (γαλαξίες, νεφελώματα).
ΚΑΤΑ:
1-Έχουν κεντρική εμπόδιση.
2-Απαιτείται περιοδική ευθυγράμμιση στα οπτικών τους.
3-Έχουν ανοιχτού τύπου οπτικό σωλήνα όπου τα  οπτικά είναι εκτεθειμένα στην υγρασία και σκόνη.
4-Απαιτείται χρόνος για να έρθει το κάτοπτρο σε θερμική ισορροπία με το περιβάλλον.

Γ) Στα καταδιοπτρικά τηλεσκόπια
ΥΠΕΡ:
1-Είναι φθηνότερα για διάμετρο άνω των 90mm.
2-Παρουσιάζουν σχετική ευκολία κατά την μεταφορά.
3-Είναι κατάλληλα για αμυδρά ουράνια αντικείμενα (γαλαξίες, νεφελώματα).
4-Έχουν κλειστού τύπου οπτικό σωλήνα, όπου τα  οπτικά προστατεύονται από υγρασία και σκόνη.
ΚΑΤΑ:
1-Έχουν κεντρική εμπόδιση.
2-Απαιτείται περιοδική ευθυγράμμιση στα οπτικών τους.
3-Απαιτείται χρόνος για να έρθει το κάτοπτρο σε θερμική ισορροπία με το περιβάλλον.

Επί μέρους και σε συνάρτηση του οπτικού σχεδιασμού, τα τηλεσκόπια διακρίνονται ως εξής:

  1. Διοπτρικά αχρωματικά τηλεσκόπια
  2. Διοπτρικά αποχρωματικά τηλεσκόπια
  3. Κατοπτρικά τύπου Newtonian
  4. Κατοπτρικά τύπου Cassegrain
  5. Κατοπτρικά τύπου Ritchey-Chretien
  6. Καταδιοπτρικά τύπου Schmidt-Cassegrain
  7. Καταδιοπτρικά τύπου Maksutov-Cassegrain
  8. Καταδιοπτρικά τύπου Schmidt-Newtonian
  9. Καταδιοπτρικά τύπου Maksutov-Newtonian

1. Διοπτρικά αχρωματικά τηλεσκόπια

Η συλλογή του φωτός στα διοπτρικά τηλεσκόπια (επίσης ονομάζονται και διαθλαστικά), γίνεται από τον αντικειμενικό φακό που βρίσκεται στο μπροστινό μέρος του οπτικού σωλήνα. Το είδωλο εστιάζεται στο πίσω μέρος του σωλήνα όπου και μεγεθύνεται από το προσοφθάλμιο σύστημα. Ο αντικειμενικός φακός κάθε διοπτρικού αχρωματικού τηλεσκοπίου αποτελείται από δύο οπτικά στοιχεία κατασκευασμένα από διαφορετικό γυαλί, (στεφανύαλο και πυριτύαλο). Τα διοπτρικά αχρωματικά τηλεσκόπια μεγάλης διαμέτρου και μικρού εστιακού λόγου, αναλογικά, υποφέρουν περισσότερο από οπτικά σφάλματα όπως η χρωματική εκτροπή.*
*[Τα χρώματα που συνθέτουν το φως στο οπτικό μέρος του φάσματος, έχουν διαφορετικό μήκος κύματος. Έτσι, όταν το φως περνά μέσα από κάποιο φακό, εξαναγκάζει τα χρώματα που το αποτελούν να διαθλώνται υπό διαφορετική γωνία και να εστιάζονται ασύμμετρα. Επιπλέον οι φακοί δεν έχουν τον ίδιο δείκτη διάθλασης αφού δεν αποτελούνται από τα ίδια υλικά. Έτσι στα διοπτρικά αχρωματικά τηλεσκόπια, κατασκευάζουμε αντικειμενικούς φακούς που αποτελούνται από δύο οπτικά στοιχεία (στεφανύαλο και πυριτύαλο) με διαφορετικό δείκτη διάθλασης, ούτως  ώστε, να διορθώσουμε κάπως το οπτικό σφάλμα λόγω χρωματικής εκτροπής.]


2. Διοπτρικά αποχρωματικά τηλεσκόπια
Τα διοπτρικά αποχρωματικά τηλεσκόπια λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο, αυτό των αχρωματικών τηλεσκοπίων, με την διαφορά πως, ο αντικειμενικός φακός τους αποτελείται από δύο, ή τρία οπτικά στοιχεία πολύ χαμηλής διασποράς, που συντελούν στην πληρέστερη απαλοιφή του χρωματικού σφάλματος. Το κόστος κατασκευής των διοπτρικών αποχρωματικών τηλεσκοπίων άνω των 90mm είναι υψηλό, σε σύγκριση με αυτό των αχρωματικών, επειδή τα στοιχεία πολύ χαμηλής διασποράς κοστίζουν περισσότερο. Παρά ταύτα, η σύγχρονη τεχνολογία έχει παράγει οικονομικότερο κράμα γυαλιού με υπερβολικά μικρό δείκτη διάθλασης, που επεμβαίνει δραστικά στην μείωση της διασποράς των χρωμάτων. Μέσα σε άλλα, τέτοιο είναι και το γυαλί FPL-53 (fluoro-ED: Extra low Dispersion). Ο συγκεκριμένος τύπος γυαλιού πολύ χαμηλής διασποράς με φθόριο, έχει παραπλήσιο δείκτη διάθλασης με το κορυφαίο αλλά πάρα πολύ ακριβό CaF2: FLUORITE (φθορίδιο του Ασβεστίου ή Φθορίτης). Τέλος θα πρέπει να τονιστεί πως ο μικρός εστιακός λόγος και η μεγάλη διάμετρος ενός τηλεσκοπίου, συντελούν στην εντονότερη εμφάνιση του χρωματικού σφάλματος.
3. Κατοπτρικά τύπου NewtonianΣτα Νευτώνεια τηλεσκόπια το φως συλλέγεται από το κοίλο πρωτεύον κάτοπτρο παραβολοειδούς σχήματος που βρίσκεται στο πίσω μέρος του οπτικού σωλήνα και το είδωλο μεταφέρεται με ανάκλαση στο δευτερεύον επίπεδο κάτοπτρο, απ’ όπου εκτρέπεται προς τον προσοφθάλμιο φακό. Ο εστιαστής και το προσοφθάλμιο σύστημα βρίσκεται στο πλάι του οπτικού σωλήνα. Ο οπτικός σχεδιασμός δεν επιτρέπει την εμφάνιση χρωματικού σφάλματος και εξαλείφει πλήρως την σφαιρική εκτροπή. Τόσο η καμπυλότητα του πεδίου (αν και παραμένει σε χαμηλά επίπεδα) όσο και η κόμη, αν απαιτείται, διορθώνεται με επιπλέον οπτικό σύστημα (coma corrector-field flattener).4. Κατοπτρικά τύπου Cassegrain

Τα κατοπτρικά τηλεσκόπια Cassegrain είναι τηλεσκόπια με συνεπτυγμένη διάταξη οπτικών σε βραχύσωμο σωλήνα και  είναι εφοδιασμένα με δύο κάτοπτρα. Η συλλογή του φωτός γίνεται από το πρωτεύον κοίλο παραβολοειδές ή ελλειψοειδές κάτοπτρο που βρίσκεται στο πίσω μέρος του οπτικού σωλήνα και το είδωλο μεταφέρεται με ανάκλαση στο δευτερεύον κυρτό υπερβολοειδές ή σφαιροειδές κάτοπτρο, που βρίσκεται στο εμπρόσθιο μέρος του οπτικού σωλήνα. Αυτό με την σειρά του ανακλά το είδωλο προς την οπή του πρωτεύοντος κατόπτρου και κατ’ επέκταση στον προσοφθάλμιο φακό. Αυτή η διαδρομή του φωτός μας χαρίζει μεγάλο εστιακό μήκος σε μικρό οπτικό σωλήνα.

5. Κατοπτρικά τύπου Ritchey-Chretien

Τα κατοπτρικά τηλεσκόπια Ritchey-Chretien είναι τηλεσκόπια με συνεπτυγμένη διάταξη οπτικών σε βραχύσωμο σωλήνα και  είναι εφοδιασμένα με δύο κάτοπτρα. Η συλλογή του φωτός γίνεται από το πρωτεύον κοίλο υπερβολοειδές κάτοπτρο που βρίσκεται στο πίσω μέρος του οπτικού σωλήνα και το είδωλο μεταφέρεται με ανάκλαση στο δευτερεύον κυρτό υπερβολοειδές κάτοπτρο, που βρίσκεται στο εμπρόσθιο μέρος του οπτικού σωλήνα. Αυτό με την σειρά του ανακλά το είδωλο προς την οπή του πρωτεύοντος κατόπτρου και κατ’ επέκταση στον προσοφθάλμιο φακό. Αυτή η διαδρομή του φωτός μας χαρίζει μεγάλο εστιακό μήκος σε μικρό οπτικό σωλήνα. Επιπλέον ο οπτικός σχεδιασμός τους εξαλείφει πλήρως την σφαιρική εκτροπή και την κόμη. Ο αστιγματισμός παραμένει σε χαμηλά επίπεδα ενώ η υπερβολική καμπυλότητα του πεδίου, διορθώνεται με επιπλέον οπτικό σύστημα (field flattener).
Τα τηλεσκόπια Ritchey-Chretien έχουν υψηλό κόστος κατασκευής, κυρίως λόγω της δυσκολίας κατασκευής υπερβολοειδών κατόπτρων. Είναι ευρέως διαδεδομένα στα μεγάλα αστεροσκοπεία, τόσο επειδή η κατασκευή τους δεν απαιτεί φακούς μεγάλης διαμέτρου, όσο και της ιδιαίτερης ικανότητας που έχουν για παρατηρήσεις επαγγελματικού επιπέδου αφού εξαλείφει πλήρως οπτικά σφάλματα όπως η κόμη.

6. Καταδιοπτρικά τύπου Schmidt-Cassegrain

Τα καταδιοπτρικά τηλεσκόπια Schmidt-Cassegrain είναι τηλεσκόπια με συνεπτυγμένη διάταξη οπτικών σε βραχύσωμο σωλήνα και  είναι εφοδιασμένα με ένα διορθωτικό οπτικό στοιχείο ιδιόμορφου σχήματος και δύο κάτοπτρα. Η συλλογή του φωτός γίνεται από το πρωτεύον κοίλο σφαιροειδές κάτοπτρο, που βρίσκεται στο πίσω μέρος του οπτικού σωλήνα και το είδωλο μεταφέρεται με ανάκλαση στο δευτερεύον κυρτό μη σφαιροειδές κάτοπτρο που βρίσκεται στο εμπρόσθιο μέρος του οπτικού σωλήνα. Αυτό με την σειρά του ανακλά το είδωλο προς την οπή του πρωτεύοντος κατόπτρου και κατ’ επέκταση στον προσοφθάλμιο φακό. Αυτή η διαδρομή του φωτός μας χαρίζει μεγάλο εστιακό μήκος σε μικρό οπτικό σωλήνα.

7. Καταδιοπτρικά τύπου Maksutov-Cassegrain

Τα καταδιοπτρικά τηλεσκόπια Maksutov-Cassegrain είναι τηλεσκόπια με συνεπτυγμένη διάταξη οπτικών σε βραχύσωμο σωλήνα και  είναι εφοδιασμένα με ένα διορθωτικό οπτικό στοιχείο σχήματος μηνίσκου και δύο κάτοπτρα. Η συλλογή του φωτός γίνεται από το πρωτεύον κοίλο μη σφαιροειδές κάτοπτρο, που βρίσκεται στο πίσω μέρος του οπτικού σωλήνα και το είδωλο μεταφέρεται με ανάκλαση στο δευτερεύον κυρτό μη σφαιροειδές κάτοπτρο, που βρίσκεται στο εμπρόσθιο μέρος του οπτικού σωλήνα. Αυτό με την σειρά του ανακλά το είδωλο προς την οπή του πρωτεύοντος κατόπτρου και κατ’ επέκταση στον προσοφθάλμιο φακό. Αυτή η διαδρομή του φωτός μας χαρίζει μεγάλο εστιακό μήκος σε μικρό οπτικό σωλήνα.

8. Καταδιοπτρικά τύπου Schmidt-Newtonian

Τα καταδιοπτρικά τηλεσκόπια Schmidt-Newtonian διαθέτουν διορθωτικό οπτικό στοιχείο ιδιόμορφου σχήματος και δύο κάτοπτρα. Η συλλογή του φωτός γίνεται από το πρωτεύον κοίλο σφαιροειδές κάτοπτρο που βρίσκεται στο πίσω μέρος του οπτικού σωλήνα και το είδωλο μεταφέρεται με ανάκλαση στο δευτερεύον επίπεδο κάτοπτρο, που βρίσκεται στο εμπρόσθιο μέρος του οπτικού σωλήνα. Αυτό με την σειρά του ανακλά το είδωλο προς το πλάι του οπτικού σωλήνα και κατ’ επέκταση στον προσοφθάλμιο φακό.

9. Καταδιοπτρικά τύπου Maksutov-Newtonian

Τα καταδιοπτρικά τηλεσκόπια Maksutov-Newtonian διαθέτουν διορθωτικό οπτικό στοιχείο σχήματος μηνίσκου και δύο κάτοπτρα. Η συλλογή του φωτός γίνεται από το πρωτεύον κοίλο μη σφαιροειδές κάτοπτρο, που βρίσκεται στο πίσω μέρος του οπτικού σωλήνα και το είδωλο μεταφέρεται με ανάκλαση στο δευτερεύον επίπεδο κάτοπτρο που βρίσκεται στο εμπρόσθιο μέρος του οπτικού σωλήνα. Αυτό με την σειρά του ανακλά το είδωλο προς το πλάι του οπτικού σωλήνα και κατ’ επέκταση στον προσοφθάλμιο φακό.

Σύνταξη & Επιμέλεια κειμένου-Σκίτσα: Άρης Μυλωνάς