On helppo arvata, että kaukoputki on optinen instrumentti, joka on suunniteltu tarkkailemaan taivaankappaleita. Sen päätehtävänä onkin kerätä kaukaisen kohteen lähettämää sähkömagneettista säteilyä ja ohjata se fokukseen, jossa muodostuu suurennettu kuva tai vahvistettu signaali. Tähän mennessä on olemassa monia erilaisia kaukoputkia – kodista, joita kuka tahansa voi ostaa, erittäin tarkkoihin kaukoputkiin, kuten Hubble, joka pystyy katsomaan miljoonia ja miljardeja valovuosia syvälle maailmankaikkeuteen …
Hieman historiaa
On yleisesti hyväksyttyä, että Galileo Galilei keksi ensimmäisen kaksilinsisen kaukoputken, joka ilmestyi vuonna 1609. Se ei kuitenkaan ole. Vuotta aiemmin hollantilainen Johann Lippershey halusi patentoida laitteensa, joka koostui putkeen työnnetyistä linsseistä ja jolle hän antoi nimen "spyglass", muttahylättiin suunnittelun yksinkertaisuuden vuoksi.
Jo aikaisemmin, 1500-luvun lopulla, tähtitieteilijä Thomas Digges yritti tarkkailla tähtiä koverien peilien ja linssien kautta. Totta, ideaa ei koskaan saatu loogiseen päätökseensä. Galileo sattui olemaan "oikeaan aikaan, oikeassa paikassa": osoittamalla Lippershey-putkea taivaalle hän löysi kraattereita ja vuoria kuun pinn alta ja monia muita mielenkiintoisia asioita. Siksi häntä pidetään ensimmäisenä tähtitieteilijänä, joka käytti kaukoputkea. Tästä syntyi taittuvien teleskooppien aikakausi.
Optisten laitteiden tyypit
Optiset teleskoopit voidaan jakaa tyyppeihin sen mukaan, mikä elementti kerää valoa peili-, linssi- ja peili-linssi (yhdistettyihin) laitteisiin. Jokaisella näistä tyypeistä on omat hyvät ja huonot puolensa, joten sopivaa järjestelmää valittaessa on otettava huomioon useita tekijöitä: havaintojen ehdot ja tavoitteet, mittojen, painon ja kuljetettavuuden vaatimukset, hinta ja niin edelleen. Yritetään ymmärtää tarkemmin, mikä kaukoputki on ja mitkä ovat sen suosituimpien tyyppien pääominaisuudet. Miltä kaukoputki sitten näyttää?
Refractor-linssiteleskoopit
Näissä kaukoputkessa käytetään linssejä zoomaukseen, jotka keräävät valoa kaarevuuden vuoksi. Kuten muissakin optisissa laitteissa (kamerat, mikroskoopit jne.), kaikki linssit kootaan yhdeksi laitteeksi - objektiiviksi.
Tällä hetkellä taiteteleskooppeja käyttävät pääasiassa amatöörit, koska ne on suunniteltu havainnointiinvain läheisille planeetoille ja Kuulle.
Arvollisuus:
- Suhteellisen yksinkertainen muotoilu, luotettava ja helppokäyttöinen.
- Ei vaadi erityistä huoltoa.
- Erinomainen värintoisto apokromaattisessa ja hyvä akromaattisessa.
- Erinomainen kaksoistähtien, planeettojen ja kuun tarkkailuun, erityisesti suurilla aukoilla.
- Nopea lämpöstabilointi.
- Linssi ei vaadi säätöä, koska valmistaja säätää sen valmistuksen aikana.
Epäkohdat:
- Katadioptriaan ja heijastimiin verrattuna niiden hinta linssin halkaisijayksikköä kohti on korkeampi.
- Käytännössä suurin aukon halkaisija on rajoitettu kustannuksiin ja tilavuuteen.
- Aukon rajoitusten vuoksi refraktorit eivät yleensä sovellu kaukaisten, himmeiden kohteiden tarkkailuun.
Peiliä heijastavat teleskoopit
Heijastava teleskooppi on optinen laite, jossa peili toimii valoa keräävänä linssinä. Pääpeili voi olla pieni (pallomainen) tai suuri (parabolinen).
Arvollisuus:
- Katadioptriikkaan ja refraktoriin verrattuna hinta aukon halkaisijan yksikköä kohti on alhaisempi.
- Kompakti ja helppo kuljettaa.
- Suhteellisen suuren aukon ansiosta ne toimivat erinomaisesti havainnoitaessa kaukaisia ja hämäriä kohteita: tähtijoukkoja, sumuja, galakseja.
- Ei kromaattista aberraatiota. Kuvat ovat kirkkaita ja niissä on vähän vääristymiä
Epäkohdat:
- Lämpöstabilointi vie aikaa massiivisen lasipeilin ansiosta.
- Kuva on hieman vääristynyt avoimen putken takia, suojaamaton lämpimiltä ilmavirroilta ja pölyltä.
- Säännöllinen peilien kohdistus vaaditaan, mikä voi kadota käytön tai kuljetuksen aikana.
Peililinssi tai katadioptrinen
Katadioptrinen kaukoputki on optinen laite, jossa erilaiset kuvan vääristymät minimoidaan, koska niissä käytetään peilejä yhdessä korjaavien linssien kanssa. Koska putken sisällä oleva valo heijastuu useita kertoja, tarkennus voi olla pitkä. Jotkut mallit pystyvät ottamaan kuvan. Jos käytät tähän tarkoitukseen katadioptrista kaukoputkea, valokuvat osoittautuvat melko hyvälaatuisiksi.
Arvollisuus:
- Korkean tason poikkeaman korjaus.
- Erinomainen sekä läheisten kohteiden, kuten Kuun, että syvässä avaruudessa olevien kohteiden tarkkailuun.
- Suljettu putki tarjoaa maksimaalisen suojan pölyltä ja lämpimiltä ilmavirroilta.
- Verrattuna heijastimiin ja refraktoriin, joilla on yhtäläinen aukko, suurin tiiviys säilyy.
- Refraktoriin verrattuna suurten aukkojen hinta on paljon alhaisempi.
Epäkohdat:
- Suhteellisen pitkä lämpöstabilointi.
- Tasainen aukko maksaa enemmän kuin heijastimet.
- Itsesäätö on vaikeaa suunnittelun monimutkaisuuden vuoksi.
Modernit avaruusteleskoopit
Kaukoputki on kulkenut pitkän matkan (1600-luvun spyglasseista automaattisiin avaruusjättiläisiin), ja se on avannut suuria mahdollisuuksia tähtitaivaan tutkimiseen. Mutta on monia tekijöitä, jotka estävät kaikkia, jopa tehokkaimpia maanpäällisiä teleskooppeja, tekemästä tutkimusta. Näihin voi kuulua sekä soihdutusta että turbulenssia sekä banaalimpia pilviä. Orbitaalisilla avaruusasemilla on tässä suhteessa v altava etu, koska ne pystyvät työskentelemään kellon ympäri kaikissa sääolosuhteissa lähettäen kuvia ilman pienintäkään ilmakehän vääristymää. Yksi tällainen asema on Hubble, avaruusteleskooppi. Sen optiikalla otetut valokuvat kuvaavat virheettömästi maailmankaikkeuden kaukaisimpia kohteita miljardien kilometrien päässä, minkä ansiosta tähtitieteilijät voivat löytää uusia tähtiä, planeettoja ja galakseja.
