Refraktori

Refraktori su u početku imali veliku primenu u pomorkse svrhe, sve dok ih ubrzo nakon njihovog otkrića  Galileo Galilej nije uperio ka zvezdama. Teleskop koji je Galilej koristio  bio je, naspram današnjih teleskopa, veoma skroman teleskop. Ali uprkos tome, Galilej je uspeo da posmatra   faze Venere, i  četri Jupitereva meseca (koje danas u njegovu čast nazivamo Galilejevim mesecima), i da na osnovu tih posmatranja da prvu potvrdu Kopernikovog heliocentičkog sistema. Kakvo veličanstveno dostignuće uz pomoć tako male sprave.
Međutim, iako refraktori predtavljaju  fantastični izum oni nisu bez mane. Glavne mane refraktora su cena proizvodnje velikih sočiva, i hromatska aberacija. Naime, teleskop funkcioniše, kao što smo naveli na početku teksta, tako što skuplja mnogo veću količinu svetlosti nego što je to ljudsko oko u stanju da odradi. On tu svetlost sakuplja uz pomoć sočiva. Dobra analogija je sa skupljanjem kišnice. Da bi sakupili kišnicu potrebna nam je kofa u koju ćemo da je sakupimo. Što je kofa veća, više kišnice će da sakupi. Isto je i sa teleskopima, što je veće sočivo više svetlosti će da sakupi. Što više svetlosti sakupi slika če biti jasnija, videće se više detalja, moći će da podnese veća uvećanja, i da prikaže više tamnijih objekata. Međutim velika sočiva su teška, ona moraju biti besprekorno ispolirana i obrađena, sto ih čini veoma skupim. Cena sočiva raste eksponencijalno sa povećanjem njegovih dimenzija.

Hromatska aberacija je pojava da se svetlost ne prelama podjednako, već se različite svetlosne dužine (boje) fokusiraju  u različitoj tački. Ovo dovodi do toga da se, prilikom posmatranja, oko posmatranog objekta stvara svetlosni halo, ili duga. Danas se ovo delimično rešava tako što se koriste višestruka sočiva, izrađena od različitih tipova stakala, na ovaj način se hromatska aberacija smanjuje, ali ne eliminiše potpuno. Refraktori koji koriste ovaj metod redukcije hromatske aberacije se nazivaju ahromati. Ahromati su danas najzastupljeniji među refraktorima. Postoji i druga vrsta refraktora, apohromati, koji koriste sočiva izrađena od egzotičnih materijala, kao što su fluorit, i oni gotovo eliminišu hromatsku aberaciju. Međutim oni su višestruko skuplji od ahromata ekvivalentne veličine.

Reflektrori

Uvidevši ove nedostatke, Isak Njutn je 1668 godine konstruisao teleskop zasnovan na refleksiji. Dakle, umesto sočiva koristi se sistem ogledala. Ogledala su laksa za proizvodnju, a samim tim i znatno jeftinija, i ne pate od hromatske aberacije. Princip na kome ovaj tip teleskopa funkcioniše je sledeći.

Svetlost ulazi u cev teleskopa i pada na primarno ogledalo, koje se nalazi na kraju cevi. Primarno ogledalo je konkavno (oblika kao plitka činija koju koristimo u kuhinji). Zbog takvog oblika se svetlost, koja se od njega odbije, skoncentriše u žiži koja se nalazi ispred ogledala. Bilo bi prilično nepraktično kada bi posmatrač posmatrao sliku u žiži, jer bi svojom glavom zaklonio izvor svetlosti. Zbog toga je Njutn uveo drugo tzv. sekundarno ogledalo čija je uloga da skene snop svetlosti za 90 stepeni i usmeri ga okularu koji se nalazi na bočnom zidu teleskopa, i na taj način omogući posmatranje bez opstrukcija. Kao što svetlosna moć teleskopa kod refraktora zavisi od veličine sočiva, tako svetlosna moć reflektora zavisi od veličine primarnog ogledala. Što je primarno ogledalo veće to će više svetlosti moči da sakupi. Više svetlosti znači jasnija slika, više tamnijih objekata, sa više detalja.

Prednost reflektora (ili ti Njutnovih teleskopa, kako ih danas nazivamo u čast njihovom tvorcu) u odnosu na refraktore su, kao što smo već naveli, cena a samim tim i veća svetlosna moć (danas su astronomima amaterima dostupni reflektori koji imaju prečnik objektiva od  400mm pa čak i više, dok se refratkori veći od 150mm, zbog njihove cene, izuzetno retko sreću u praksi astronoma amatera), i nedostatak hromatske aberacije. Dok se prednosti refraktora u odnosu na reflektore ogledaju u boljem kontrastu slike (Njutnovi teleskopi i ako ne pate od hromatske aberacijie oni nisu imuni na druge opstrukcije, npr. opstrukcija koju stvara sekundarno ogledalo umanjuje kontrast slike, zatim usled otvorene cevi teleskopa dolazi do strujanje vazduha koji dodatno degradira sliku), lakoći korišćenja i održavanja (ogledala je na Njutnovim teleskopima potrebno često podešavati, tako da oni budu poravnati, tzv. kolimacija).

Katadioptici

Pored ova dva osnovna tipa, reflektora i refraktora, postoji i treći tip, Katadioptički tekeskopi. Oni za svoj rad koriste kombinaciju sočiva i ogledala. Dva najčešća tipa katadioptika su Schmidt-Cassegrain, Maksutov-Cassegrain. Oba ova teleskopa funkcionišu na isti način, jedina razlika je u sočivu na prednjoj strani teleskopa.

Ovi teleskopi rade na sledećem principu. Svetlost prolazi kroz  sočivo, pada na primarno ogledalo, odbija se do sekundarnog, koji opet refletkuje svetlost ka rupi u primarnom ogledalu, na čijem kraju se nalazi okular. Dakle osnovna prednost u odnosu na reflektore ogleda se u zatvorenoj optičkoj cevi, što smanjuje strujanje vazduha, i samim tim smanjuje degradaciju slike koja dolazi usled istog. Glavna mana mu je znatno viša cena.

Nakon što smo smo naveli osnovne tipove teleskopa, vreme je da se upoznamo sa nekim njihovim osnovnim karakteristikama.

Prečnik objektiva

Prva karektaristika, koju svaki ozbiljan proizvođač naglasuje, je prečnik objektiva. Kod refraktora prečnik objektiva je u stvari prečnik “velikog“ sočiva, kod reflektora je to prečnik primarnog ogledala. Prečnik objektiva određuje svetlosnu moć teleskopa. Kao što smo ranije naveli, što je veći objektiv to je telskop u stanju da sakupi više svetlosti, što više svetlosti sakupi više tamnih objekata će moći da prikaže, sa više detalja, i moći će da podnese veća uvećanja. Postoji miskonsepcija, među nedovoljno upućenima, da je uvećanje najbitnija karatkeristika teleskopa. Ovo je pogrešno iz više razloga. Prvo uvećanje nije samo po sebi odlika teleskopa. Uvećanje, kao što ćemo kasnije videti, zavisi od vrste upotrebljenog okulara. Dakle, različiti okulari proizvode različita uvećanja, pa tako jedan teleskop može uz upotrebu različitih okulara da proizvede različita uvećanja.  Druga stvar je u tome da je uvećanje funkcija svetlosne moći, i samo po sebi je beskorisno. Da bi uvećanje bilo korisno ono mora biti potpraćeno odgovarajućom svetlosnom moći, tj. prečniku objektiva. Naime, prilikom uvećavanja mi menjamo sjajnost objekta za njegovo uvećanje. Znači kad god neki objekat uveličamo mi to radimo na uštrb njegove sjajnosti. Dakle, ako je neki objekat i sam taman on neće  podneti velika uvećanja zbog toga što će iznad određenog stepena postati i suviše taman da bi se na njemu išta razaznalo. Teleskopi sa većim objektivima skupljaju više svetlosti, pa tamni objekti izgledaju svetliji, pa samim tim mogu da podnesu veće uvećanje. Zato kada naletite u nekoj robnoj kući na jeftini teleskop preko čije kutije je velikim slovima ispisano uvećanje od 600X znajte da to nije tačno. I da se takvi teleskopi genarlno zaobilaze.Da bi teleskop mogao da podnese toliko uvećanje potreban mu je izuzetno veliki objektiv, a takvi teleskopi koštaju iznad 1000evra.

Fokalna dužina

Sledeća važna karakteristika teleskopa je fokalna (ili kako se ponekad zove, žižna) dužina teleskopa. Fokalna dužina predstavlja dužinu između sočiva ili ogledala teleskopa i tačke u koju se svetlost sabira, tj. žiže. Žižnu daljinu ozbiljni proizvođači teleskopa uvek daju uz prečnik njegovog objektiva. To je najčešće u sledećem formatu ImeTeleskopa 150/1000, 150 je prečnik njegovog objektiva, u milimetrima, dok je 1000 njegova žižna dužina, takođe u milimetrima. Još jedan format koji se može sreti je ImeTeleskopa 8` f-5 , ovde 8` predstavlja prečnik objektiva izražen u inčima (jedan inč je 2.56cm), a f-5 predstavlja tzv. f broj teleskopa. F broj teleskopa se dobija kada se žižna daljina teleskopa, izražena u milimetrima, podeli sa prečnikom teleskopa, izraženim takođe u milimetrima. Npr. Ako imamo teleskop žižne daljine od 1000mm  prečnika objektiva od 200mm njegov f-broj bi bio 5, f-5. Generalno teleskopi sa manjim f-brojem pogodniji su za posmatranje objekata dubokog neba (magline, galaksije, zvezdana jata), dok su teleskopi većeg f-broja pogodniji za posmatranje planeta.

Sada kada smo naveli neke od osnovnih karakteristika teleskopa treba reći i nešto o dodacima koji mu omogućju da radi to što treba da radi. Krenimo od okulara.

Okulari

Okulari su sočiva kroz koja posmatramo sliku formiranu u žiži, i koji tu sliku uveličavaju. Okulari mogu da se menjaju, i po pravilu vlasnici teleskopa imaju nekoliko, koje kombinuju u zavisnosti od potreba. Osnove karakteristike okulara su njegova žižna dužina, vidno polje, i eye relief.

Žižnu daljinu okulara svi ozbiljni proizvođači daju. Ona najčešće ide od 3mm pa do 55mm. Žižna daljina nam daje informaciju o uvećanju okulara. Dakle, uvećanje koje neki okular proizvodi dobijamo tako što žižnu daljinu teleskopa podelimo sa žižnom daljinom teleskopa. Na primer okular dižne dužine od 10mm će na teleskopu čija je žižna dužina 1000mm dati uvećanje od 100X. Okular žižne daljine 5mm u istom teleskopu daće uvećanje od 200X. Dakle, što je žižna dužina okulara, za dati teleskop, manja to je uvećanje koje taj okular proizvodi veće. Važno je uočiti da će se uvećanje koje neki okular proizvodi razlikovati za  teleskope različitih žižnih dužina. Na primer okular od 10mm daje uveličanje od sto puta na teleskopu žižne daljine 1000mm, dok isti taj okular na teleskopu žižne daljine 650mm daje uvećanje od 65X.  Naravno, ne sme se smetnuti sa uma da gornju granicu upotrebljivog uvećanja određuje svetlosna moć teleskopa. Dakle, što je veći prečnik objektiva to će veće uvećanje moći da se upotrebi. Treba napomenuti da na upotrebljivost visokih uvećanja  utiče i kvalitet (uzburkanost) atmosfere. Za izuzetno velika uvećanja, od preko 300X, potrebna je i izuzetno mirna atmosfera.

Vidno polje je takođe veoma bitna karakteristika. Vidno polje predstavlja količinu neba koju vidimo kroz okular. Nebo (tehnički izraz je nebeska sfera) je podeljeno na stepene. Slično kao što je i krug podeljen na stepene, pun krug ima 360 stepeni, polu krug 180, i td. Isto tako, nebo zamisljamo kao polu-sferu iznad naših glava, i kao što polu krug delimo na 180stepeni, tako i polu sferu delimo na 180 stepeni. Prostor između dva suprotna horizonta(npr. između istočnog i zapadnog horizonta) zauzima 180 stepeni. Prostor između horizonta i zenita (zenit je tačka na nebeskoj sferi koja se nalazi tačno iznad posmatračeve glave) zauzima 90 stepeni. Pun Mesec zauzima 0.5 stepeni na  nebeskoj sferi. Jedan stepen je podeljen na 60 lučnih minuta, a jedan lučni minut podeljen je na 60 lučnih sekundi. Sada kada smo naučili nešto o jedinicama u kojima se vidno polje izražava, vratimo se vidnom polju okulara. Stvarno vidno polje okulara dobijamo kada prividno vidno polje podelimo sa uvećanjem koje okular na telekopu daje. Prividno vidno polje je podatak koji većina proizvođača daje u specifikacijama okulara. Dakle, ako okular žižne dužine 20mm i prividnog vidnog polja od 50stepeni stavimo na teleskop žižne dužine od 1000mm dobijamo stvarno vidno polje od jednog stepena. Ako na istom teleskopu upotrebimo okular istog prividnog polja ali žižne dužine od 10mm dobijamo stvarno vidno polje od 0.5 stepeni. Dakle, sa povećavanjem uvećanja vidno polje se smanjuje. Ovo je bitno stoga što pojedini objekti, interesantni astronomima amaterima, zauzimaju veliki prostor na nebu, pa je potrebno veliko vidno polje da bi se oni u celini sagledali. Na primer, zvezdano jato Plejade zauzima gotovo 2 stepena na nebu (110 lučnih minuta, da budemo precizni), pa je, ukoliko  koristimo neki od klasičnih okulara, koji imaju  prividno vidno polje od 50 do 60 stepeni, potrebno upotrebiti  okular sa što nižim uvećanjem da bi smo jato sagledali u celosti. Okulari koji imaju visoko prividno polje (veće od 70stepeni) su znatno skuplji od gore spomenutih klasičnih okulara.

Treća bitna karakteristika okulara je eye relief. Eye relief predstavlja najveću udaljenost na oko od okulara sa koje može da se vidi celo vidno polje. Ovo je bitno zbog udobnosti posmatranja, a posebno je bitno osobama koje imaju izražen astigmatizam pa zbog toga moraju nositi naočare prilikom posmatranja. Eye relief zavisi od žižne dužine okulara, što je žižna dužina manja smanjuje se i eye relief. Kod malih žižnih dužina on se spušta čak i do 3mm. Za posmatranje sa naočarima potreban je eye relief od minimum 17mm. Postoje i visoko kvalitetni okulari koji imaju konstantan eye relief (od oko 20mm) preko celog spektra žižnih dužina. Ne treba spomenuti da je i cena tih izuzetno kvalitetnih okulara izuzetno visoka.

Barlow sočiva

Barlow sočiva su sočiva koja se stavljaju ispred okulara i ona produžuju žižnu dužinu teleskopa. U zavisnosti od tipa ( barlow 2X, barlow2.5x, barlow3X..) žižna dužina se može produžiti 2 puta, 2.5 puta, 3 puta, i td. Znači ako određeni okular na vašem teleskopu daje uvećanje od 75X, ako ga upotrebite u kombinaciji sa barlow2X vi će te dobiti uvećanje od 150X. Na ovaj način se set okulara koje posedujete duplira. Još jedna pogodnost kod korišćenja barlow-a leži u tome što se eye relief ne smanjuje, dakle možete veća uvećanja dobiti korišćenjem okulara sa većom žižnom daljinom, i samim tim većim eye relief-om.

Uzevši sve ovo u obzir, vidimo da je Barlow sočivo must have za svakog astronoma amatera.

Montaža

Definitivno jedan od najbitnijih delova teleskopa. Možete imati teleskop sa prvoklasnom optikom, međutim ukoliko je montaža slaba, i slika nestabilna ništa nećete videti kroz okular.

Danas postoje dva tipa montaža to su Alt-Azimutalna i ekvatorijalna

Alt-Azimutalna je montaža kod koje se jedna osa pomera po vertikali (visini), a druga po horizontali (azimutu). One su veoma intuitivne i lake za korišćenje. Najrasprostranjeniji vid ove montaže je tzv Dobsonova montaža. Ona se najćešće koristi za montiranje većih Njutnovih teleskopa. Osnovne karakteristike su joj velika stabilnost, i niska cena. Mana im je otežano praćenje kretanja nebeskih objekata, pa zbog toga nisu pogodne za astro-fotografiju.

Drugi tip montaža je ekvatorijalna (EQ). Kod ove montaže jedna osa je usmerena ka severnom nebeskom polu (zvezdi Polaris, našem narodu poznatija kao Severnjača), pa kretanje teleskopa oko te ose prati kretanje nebeskih objekata. Dakle, glavna prednost ovih montaža je u praćenju objekata, što je veoma zgodno za posmatranje, a  neophodno za astro-fotografiju.

Treba reći da danas postoje i kompjuterizovane montaže, tzv. Go-To montaže, koje u sebi sadrže bazu podataka od nekoliko 1000 nebeskih objekata, i koje jednostavnim pritiskom na dugme usmeravaju teleskop ka odabranom objektu.

Šta reći za kraj, koji teleskop kupiti? Iskusni astronomi amateri će reći da je najbolji teleskop onaj koji će te najčešće da koristite. Možete da kupite nekog džina od 400mm/1800mm, međutim takav teleskop je prilično nezgodan za transport, i ukoliko bi vas njegova veličina ograničila na upotrebu od svega par puta godišnje, onda je bolje rešenje da uzmete neki teleskop skromnijih dimenzija (prečnika ogledala od 130 do 200mm) koji ćete moći često da koristite. Idealno bi bilo kada bi mogli da priuštite oba, jedan za svako dnevno korišćenje, a jedan za specijalne prilike.

Veliki pozdrav, i vedro nebo.
Autor: Igor Jošić

član Astronomskog društva Bor