Reflektor (teleskop)

Za drugu upotrebu, pogledajte stranicu Reflektor.

AZT-8 za vreme probnih posmatranja u julu 2006. godine

Reflektor je optički teleskop, koji pomoću sistema ogledala omogućava oku ili nekom drugom prijemniku da primi veću količinu svetlosti. On je optički instrument koji za posmatranje udaljenih objekata koristi deo elektromagnetnog spektra od oko 380 nm do 750 nm - vidljivu svetlost.

Pored reflektora, u osnovne tipove optičkih teleskopa spada i refraktor. Razlika između ova dva tipa teleskopa je u tome što reflektor za sakupljanje svetlosti koristi sistem ogledala, a refraktor koristi sistem soćiva. U poslednjim decenijama, za posmatranje neba sve se više koriste teleskopi katadioptrici, koji za formiranje slike koriste kombinaciju sočiva i ogledala.

Istorijat

Pomoćnih pored teleskopa Lembang u Holandiji

Sve do početka 17. veka nisu postojali uređaji koji bi pomogli oku da registruje zračenje udaljenih nebeskih tela. Nakon otkrića durbina 1580. godine u Holandiji i njegovog iskorišćenja za pomorske svrhe, Galilej je 1609. godine durbin primenio u astronomiji i započelo je novo razdoblje u astronomiji koje se naziva teleskopska era. Galilej je konstruisao prvi teleskop i to je bio teleskop refraktor. Njegov najbolji teleskop mogao je da poveća 30 puta. Objektiv je bilo ispupčeno sočivo prečnika 5 cm, okular je bilo izdubljeno sočivo, dok je dužina cevi bila 120 cm. On je njime uspeo da posmatra faze na Veneri i četiri Jupiterova meseca, i da na osnovu tih posmatranja da prvu potvrdu Kopernikovog heliocentričnog sistema.

Optika se tokom sedamnaestog veka razvila i eksperimentalno i teorijski. Kepler je 1611. godine konstruisao durbin sa oba ispupčena sočiva i po tom principu se i danas prave teleskopi refraktori. Prvi teleskop reflektor konstruisao je Isak Njutn krajem 1668. godine. Konstrukcija teleskopa reflektora je bila vrlo značajna, zato što su ovakvi teleskopi od samog početka pokazivali bolje rezultate od refraktora, koji i danas imaju veliki problem sa hromatskom aberacijom.

Njutnov prvi reflektor je imao prečnik otvora od 2,5 cm i ogledala napravljena od legure bakra i kalaja koja su maksimalno ispolirana reflektovala tek oko 60% svetlosti. Sa malim otvorom objektiva, dva ovakva ogledala i povećanjem oko 25 puta Njutnov originalni teleskop davao je bledu sliku. Pošto je koristio sferno ogledalo kao primarno ogledalo, nedostatak ovog teleskopa je bila sferna aberacija.

Građeni su teleskopi različitih veličina i konstrukcija, dok je jedini prijemnik zračenja i dalje bilo oko. Tako je bilo sve do pred kraj devetnaestog veka, kada je fotografska emulzija naneta na ploču ili film proširila frekventni opseg prijema na UV i IC oblast.

Način rada reflektora

Funkcije svakog optičkog teleskopa, pa i reflektora su:

• da uvećava količinu svetla posmatranog objekta

Reflektor količinu svetla od posmatranog objekta uvećava svojim objektivom, tj. ogledalom. Što je veći prečnik objektiva, to je uhvaćena veća količina svetla posmatranog objekta i detalja na njemu, što daje jasniju i verodostojniju sliku.

• da razdvaja bliske tačke na posmatranom objektu više nego što bi moglo samo oko posmatrača

Okular (sistem sočiva) prihvata od objektiva uvećanu količinu svetla posmatranog objekta i detalja na njemu, pa ih tako razdvojene uvećava i prosleđuje u posmatračevo oko. Tako se teleskopom razdvajaju bliske tačke na posmatranom objektu više nego što bi to moglo samo oko posmatrača.

• povećava vidni ugao pod kojim se vidi posmatrani objekat u odnosu na vidni ugao pod kojim vidi čovečje oko

Okular na slični način vrši i uvećanje vidnog ugla pod kojim se vidi posmatrani objekat u odnosu na vidni ugao pod kojim vidi čovečje oko.

Osnovni tipovi teleskopa reflektora

Optički teleskop je sistem koji se sastoji od objektiva i okulara. Dužina teleskopske cevi je određena tako da je zadnja fokalna ravan objektiva usklađena sa prednjom fokalnom ravni okulara. Umesto objektiva, u njegovu žižu se može postaviti fotoćelija, CCD kamera ili nekakav drugi detektor zračenja. Tada se ovakav objektiv teleskopa naziva fotoobjektiv. Teleskopi reflektori se dele na tipove reflektora u zavisnosti od toga kakav objektiv koriste.

Njutnov teleskop

Optička shema Njutnovog teleskopa

Pogled kroz tragač Njutnovog teleskopa.

Njutnov teleskop je tip reflektorskog teleskopa kod kojeg se svetlost od konkavnog primarnog paraboličnog ogledala odbija do malog dijagonalnog ravnog sekundarnog ogledala i prenosi do fokusa. Fokus se nalazi po strani tubusa (normalno na optičku osu teleskopa) pri vrhu teleskopa (na suprotnoj strani od primarnog ogledala).

Prvi ovakav tip teleskopa je konstruisao Isak Njutn 1668. i on se smatra prvim teleskopom reflektorom ikada napravljenim. Ovakav optički sistem je danas široko rasprostranjen među manjim teleskopima (sistem postaje nepraktičan kad žižina daljina postane velika, recimo veća od visine čoveka).

Pošto spada u najjednostavnije i najjeftinije teleskope, ovaj teleskop se i danas koristi, većinom za amaterska posmatranja teleskopima koje ljudi mogu i sami da naprave.

Gregorijev teleskop

Primarno ogledalo Gregorijevog teleskopa je konkavno parabolično ogledalo, a sekundarno ogledalo čini manje konkavno eliptično ogledalo.

Optička shema Gregorijevog teleskopa

Primarno ogledalo reflektuje svetlost na sekundarno, koja se odavde ponovo reflektuje na primarno, ali tačno u njegov centar u kojem je rupa i gde je postavljen okular. Za razliku od Njutnovog teleskopa, rastojanje među ogledalima je veće od žižine daljine i zbog toga ovde slika nije izokrenuta. Zahvaljujući velikoj žižinoj daljini, sekundarno ogledalo daje relativno veliko uvećanje.

Konstrukcija ovakvog teleskopa predložena je 1663. godine od strane škotskog astronoma i matematičara Džejmsa Gregorija u knjizi Optica Promota.

Danas ovakve sheme teleskopa koriste Teleskop napredne tehnologije u Vatikanu, Magelanovi teleskop, Magelanov gigantski teleskop, Veliki binokularni teleskop i drugi.

Kasegrenov teleskop

Optička shema Kasegrenovog teleskopa

Teleskop predstavlja varijantu teleskopa sa objektivom kojeg čini dvoogledalni sistem. Primarno ogledalo je konkavno (u prvoj konstrukciji teleskopa je bilo paraboloidno). Ono odbija zrake ka sekundarnom ogledalu, koje je obično hiperbolično.

Po Maksutovoj klasifikaciji teleskopa, ovaj teleskop spada u intrafokalne produžene teleskope, zbog toga što se sekundarno ogledalo nalazi između primarnog ogledala i njegovog fokusa i ukupna žižina daljina je veća nego žižina daljina primarnog ogledala.

Shema ovakvog teleskopa je bila predložena od strane francuskog sveštenika i optičara Lorena Kasegrena 1672. godine. Danas postoje mnogobrojni sistemi teleskopa koji se baziraju na Kasegrenovom teleskopu, a modifikacija Teleskop Maksuta-Kasegrena danas spada u najjrasprostranjeniju shemu teleskopa u svetu.

Teleskop Riči-Kretjan

Shema ovog teleskopa predstavlja poboljšanu verziju Kasegrenovog teleskopa. Primarno ogledalo nije paraboloidno, već je zamenjen sistemom od dva hiperbolična ogledala.

Teleskop u ovakvoj varijanti su kreirali Džordž Riči i Anri Kretjan početkom druge decenije prošlog veka. Danas skoro svi profesionalni teleskopi imaju ovakvu konstrukciju.

Troogledalni anastigmat

Troogledalni anastigmat je teleskop koji se sastoji od tri zakrivljena ogledala koja mogu izrazito smanjiti sve tri glavne vrste aberacije - sfernu aberaciju, komu i astigmatizam. Ovakav teleskop je 1935. godine predložio Moris Paul, a poboljšao ga je Beker i nastaje shema teleskopa poznata kao Paul-Bekerova shema, da bi se 1972. godine pojavilo još novih rešenja za eliminaciju aberacija koja objavljuje Korič.

Heršelov teleskop

Optička shema Heršelovog teleskopa

Primarno ogledalo ima oblik paraboloida, ali mu se žiža ne nalazi na glavnoj osi.

Teleskop je 1772. konstruisao nemačko-britanski astronom i matematičar Vilhelm Heršel, koji je radio i kao kraljev astronom. Teleskop je u svoje vreme važio za najveći teleskop na svetu. Heršel je ovim teleskopom, između ostalog, otkrio i planetu Uran. Smatra se da Heršel nije samostalno došao do ove konstrukcije, već da je desetak godina pre istu shemu konstruisao Mihail Lomonosov.

Tri najveća teleskopa reflektora danas

Pored što veće difrakcione moći, na kvalitet teleskopa utiče i veličina ogledala.

Veliki kanarski teleskop

Veliki kanarski teleskop

Veliki kanarski teleskop (Gran Telescopio Canarias - GTC), sa prečnikom ogledala od 10,40 m, najveći je teleskop reflektor na svetu (ako se posmatraju reflektori koji se sastoje samo od jednog teleskopskog sistema). Primarno ogledalo se sastoji od 36 heksagonalnih delova koji međusobno čine celinu i kojima u potpunosti koordiniše kontrolni sistem aktivne optike.

Planovi o GTC projektu i njegovoj izgradnji su započeti 1987. godine i uključili su preko hiljadu ljudi i stotine kompanija. Izgradnja teleskopa je započela 2002. godine. Teleskop je postavljen na ostrvu La Palma u Španiji, a projekat je finansirala država Španija (90%), Meksiko (5%) i Univerzitet Floride (5%). Preliminarna merenja su izvršena u julu 2007. godine, a teleskop je zvanično otvoren 24. jula 2009. godine pod inauguracijom španskog kranja Huana Karlosa I od Španije i tada je zvanično postao najveći teleskop reflektor na svetu.

Kek teleskopi

Primarno ogledalo Kek Teleskopa slikano od pozadi

Kek teleskop (Keck Telescope) se nalazi na Havajima, blizu vulkana Mauna Kea na visini od oko 4.000 m. Sastoji se od sva teleskopa i prečnik ogledala svakog od njih je 10 m. Primarno ogledalo se sastoji od 36 šestougaonih ogledala i ima i aktivnu i adaptivnu optiku.

Vrlo veliki teleskop

Vrlo veliki teleskop (Very Large Telescope - VLT) radi kao interferometar, a razdvojna moć mu je oko 1 mili-lučne sekunde. Sastoji se od 4 odvojena, međusobno povezana, optička teleskopa (Antu, Kueyen, Melipal, Yepun) na visini od 2.635 m u pustinji Atakama u Čileu. Svaki teleskop ima prečnik ogledala od 8,2 m, a 4 pomoćna pokretna teleskopa imaju prečnik ogledala 1,8 m.

Reflektor satelit

Skica teleskopa Habla

Teleskop Habl (Hubble Space Telescope - HST) poznat je reflektor koji kruži oko Zemlje na visini od 600 km i obiđe je za 96 minuta. Habl je lansiran 1990. godine, kao zajednički projekat NASA i ESA. Habl je teleskop - reflektor prečnika ogledala 2,4 m, a radi u ljubičastom, ultraljubičastom i infracrvenom spektru.

Nedostaci refraktora i njihovo smanjenje

Prvoklasan optički sistem je onaj čije su aberacije manje od difrakcije koja je neizbežna. Aberacije mogu biti geometrijske (sferna aberacija, koma i astigmatizam) i fizičke (hromatska aberacija).

Sferna aberacija se manifestuje time da žiže ivičnih i centralnih zraka ne leže u istoj ravni. Karakteristična je za sočiva koja nisu idealni paraboloidi.

Koma je aberacija kada se likovi formirani van optičke ose teleskopa iskrivljuju. Ova aberacija raste sa udaljavanjem od ose i određuje gornju granicu oblasti u kojoj su likovi odgovarajućeg kvaliteta.

Zbog hromatske aberacije, različite boje se fokusiraju u različitim tačkama.

Hromatska aberacija se sastoji u tome da se zraci različitih boja fokusiraju u različitim tačkama ose sočiva. Nastaje zbog zavisnosti indeksa prelamanja sočiva od talasne dužine upadnog zračenja. Da bi se ova aberacije eliminisala ili bar redukovala, refraktori imaju objektive koji se sastoje od sistema sočiva (ahromata) sačinjenih od različitih vrsta stakala sa pažljivo izabranim indeksom refrakcije (kron i flint stakla). U praksi se hromatska aberacija nikada potpuno ne eliminiše za sve talasne dužine, već se bira pogodan sistem sočiva koji redukuje aberaciju na minimum u spektralnom intervalu u kom želi da se posmatra.

U cilju smanjenja i otklanjanja nedostataka optičkih sistema, savremeni teleskopi su često kombinacija sočiva i ogledala (katadioptrički sistemi). Primeri su Maksutovljev teleskop koji svojim meniskom (izdubljenim sočivom) sa sfernom aberacijom kompenzuje sfernu aberaciju ogledala, teleskop Šmitova kamera koji korekcionom pločom od tankog stakla specijalnog profila postavljenom u centar krivine ogledala kompenzuje sfernu aberaciju ogledala, i drugi.

Vidi još

• Optički teleskop
• Njutnov teleskop
• Refraktor
• Teleskop
• Teleskop Habl
• Narodna opservatorija u Beogradu