A csillagászati távcsövek típusai

A csillagászati távcsöveknek három fő típusát különböztethetjük meg, noha mindegyik alapvetően egyféleképpen működik: egy fókuszpontba gyűjti össze a bejövő fényt. Mivel azonban ezt a feladatot más és más módon valósítják meg, mindhárom típusnak (és azok változatainak) megvannak az előnyei és hátrányai. Sok amatőr több csillagászati távcsővel is rendelkezik, mivel egyik sem tökéletes mindenfajta megfigyelési területre. A megfelelő távcső kiválasztása során tehát figyelembe kell venni saját igényeinket és lehetőségeinket, vagyis milyen célokra kívánjuk a teleszkópot használni, mennyire befolyásoló tényező az ár (és ezen keresztül a minőség), a hordozhatóság, megjelenés stb.

A csillagászati távcsövek típusai:

• refraktor (lencsés távcső)
• reflektor (tükrös távcső)
• katadioptrikus („összetett rendszerű”) távcső

A csillagászati távcsövek méretét két számmal szokták jellemezni, függetlenül annak típusától. Egy 200/1000-es távcső esetén az első szám annak átmérőjére utal mm-ben, míg a második érték annak fókusztávolságára, szintén milliméterben.

Lencsés távcső

A refraktorok testesítik meg a távcsövekről alkotott hagyományos képet. Leképzésük a fénytörésen alapszik: az objektív lencse a párhuzamosan érkező fénysugarakat megtöri és a lencse mögött a fókuszpontban egyesíti őket. A képet az okuláron keresztül, felnagyítva szemlélhetjük. A refraktorok átmérője általában 5-15 cm, fényerejük leggyakrabban f/8 – f/15 közötti.

A lencsés távcsövek leggyakrabban két „altípusra” oszthatóak: akromatikus és apokromatikus változatokra, bár köztük nincs éles határ. A különbség – nagyon leegyszerűsítve – az, hogy az akromátok színeznek, az apokromátok gyakorlatilag nem. Az akromatikus objektívek ugyanis a különböző hullámhosszú fénysugarakat más és más mértékben törik meg, így tulajdonképpen nem egyetlen közös fókuszpontot kapunk. Az okulárban ezt úgy látjuk, hogy a távcső színez, vagyis hamis színeket (pirosas-kékes-lilás) mutatnak a fényesebb objektumok körül. Kisebb fényerő mellett (f/15 környékén) a színi hiba szinte a látható mérték alá csökken. Az akromatikus lencsék színezésének mértéke a felhasznált üveganyag és a fényerő függvényében eltérő lehet. Az, hogy ez a hiba mennyire zavaró, teljesen szubjektív. Van, akit a legkisebb színezés is zavar, mások boldogan élnek ezzel a „hibával”. A refraktorok hátránya, hogy a távcsőtubus kényelmetlenül hosszúvá válik hosszú fókuszú műszerek esetében. A kisebb átmérőjű, rövidebb változataik azonban könnyen hordozható, nagy látómezejű műszerek. Az akromatikus refraktorok általában jó minőségű, éles, kontrasztos képet adnak, emiatt sok amatőr csillagász kedveli ezt a távcső típust.

A refraktorok előnyei:

• megbízhatóak egyszerű felépítésüknek köszönhetően
• minimális karbantartást igényelnek
• nagyobb átmérőik kitűnőek a Hold, bolygók és kettőscsillagok megfigyelése során
• kitűnő képkontraszt érhető el a kitakarás nélküli fényútnak köszönhetően
• kis méretben földi célpontokra is előnyösek

A refraktorok hátrányai:

• azonos átmérő mellett az akromatikus – de különösen az apokromatikus lencsék – jóval drágábbak a többi rendszernél
• az átmérő és a fókusz növekedésével hatványozottabban nehezebbek, hosszabbak, körülményesebben szállíthatóak, mint az azonos átmérőjű Newton vagy Cassegrain távcső
• a költségek és a technológia kis és közepes méretek előállítását teszi lehetővé
• a kis átmérő miatt kevéssé alkalmasak halvány mély-ég objektumok megfigyelésére
• az akromatikus lencsék színi hibával terheltek

Tükrös távcső

Az amatőrcsillagászok által használt távcsövek egyik igen elterjedt típusa a tükrös távcső, vagy reflektor. A reflektorok képalkotása, mint ahogy nevük is sejteti, tükrök általi fényvisszaverődésen alapul. Erre a célra nagyon precízen csiszolt és tükröző réteggel bevont üvegkorongokat használnak. A refraktoroktól eltérően az objektív nem a távcső elején elhelyezkedő lencse, hanem a távcsőtubus végében található tükör, melynek főtükör a neve. A főtükörről visszavert fénysugarakat egy másik kisebb, a távcső elejében található tükör, a segédtükör fogja fel, majd innen a fényt az okulár felé tereli, ahol a megfigyelő a kialakult képet szemlélheti.

Newton távcsövek

A Newton távcső a legelterjedtebb, legkedveltebb amatőr műszer, főtükre egy igen pontosan megmunkált „homorú” tükör. A róla visszaverődő fénysugarak a fókuszpontban egyesülnek. Itt helyezkedik el a 45 fokos szögben megdöntött, sík felületű segédtükör, ami a fénysugarakat derékszögben eltéríti és a távcsőtubus falán lévő nyíláson át az okulárhoz irányítja. Ez az elrendezés általában kényelmes betekintést tesz lehetővé. A Newton reflektorok fényereje legtöbbször f/4 és f/8 közötti, átmérőjük 10 cm-től az amatőr viszonylatban már óriásnak számító 50-70 cm-t is elérheti. Míg a kisebb, 10-15 cm-es Newton reflektorok viszonylag könnyen hordozható műszerek (főleg nagyobb fényerő esetén, hiszen akkor kisebb a tubushossz), addig a nagyobb, 20 cm feletti távcsövek már meglehetősen súlyosak, nehézkesek tudnak lenni. Nem véletlen, hogy az igazán nagy Newton reflektorokat szinte kizárólag a könnyű, egyszerű Dobson típusú mechanikára helyezik fel.

Előnyök:

• adott átmérő mellett a legolcsóbb rendszerek, hiszen a tükrök előállítása viszonylag egyszerű és olcsó
• 1000 mm-es fókusztávolságig viszonylag kompakt és hordozható rendszerek
• kitűnőek a halvány, nagy kiterjedésű mély-ég objektumok megfigyelésére, mivel nagy átmérő és látómező jellemzi
• a lencsés távcsövektől eltérően színezésmentes a leképezésük

Hátrányok:

• némi fény- és kontrasztveszteség figyelhető meg a központi kitakarásnak köszönhetően
• a maximális teljesítmény érdekében az optikai elemeiket időnként be kell állítani (jusztírozás vagy kollimáció)
• földi célpontokra nem igazán alkalmasak, mivel fordított állású képet adnak
• korlátozott fókusz-állítási lehetőségük miatt mind fotózás, mind vizuális megfigyelés során bizonyos kiegészítők nem használhatóak
• a látómező szélén jelentős hibával terheltek, különösen nagy fényerő esetén
• használatuk kényelmetlen lehet amiatt, hogy az okulárkihuzat időnként a tubus „alá”, időnként „fölé” kerül

Cassegrain távcső

A „hagyományos” Cassegrain rendszerek kevéssé elterjedtek az amatőrök körében. Mai modern változatuk, a Schmidt- és Makszutov-Cassegrain távcsövek azonban idehaza is egyre nagyobb teret nyernek, így ott foglalkozunk bővebben ezzel a típussal.

Katadioptrikus távcső

A katadioptrikus távcső alapvetően tükrös távcső, ám a fényútban valahol egy lencse is található, mely a lehető legkisebbre csökkenti a főtükör optikai hibáit. Alapvető optikai rendszerük épülhet a Cassegrain vagy Newton távcsövekre, és megkülönböztethetjük őket aszerint, hogy hol, milyen korrekciós lencse helyezkedik el.

Schmidt- és Makszutov-Cassegrain távcsövek

Bár amatőrcsillagász körökben messze nem olyan elterjedtek, mint a Newton-reflektorok, mégis rendelkeznek olyan előnyös tulajdonságokkal, amelyek miatt rájuk eshet a választás. A legnagyobb erényük talán a hosszú fókusz megvalósítása rövid tubusban. A hosszú effektív fókusztávolság nem a főtükörnek köszönhető (ami paraboloid felületű, mint a Newton reflektorok esetében), mert annak fényereje általában f/2 körül van. A Cassegrain távcsövek segédtükre az, ami felelős a hosszú fókusz kialakításáért. A főtükörről visszaverődő fénysugarakat egy domború felületűre megcsiszolt segédtükör nyújtja meg és a főtükör furatán (a főtükör közepén lévő lyuk) keresztül a mögötte elhelyezkedő okulárhoz irányítja. A Cassegrain távcsövek fényereje f/10 – f/15 körüli. Az „összehajtogatott” fényútnak köszönhetően a tubus rendkívül rövid, kompakt és könnyen hordozható. Egy 1250 mm fókuszú távcső tényleges hossza mindössze 250 mm is lehet.

A kompakt tubus adta előny mellett sajnos gyenge pontjai is vannak ennek a típusnak. A főtükör nagy fényereje miatt a segédtükörnek kellően nagy méretűnek kell lennie és közel kell lennie a főtükörhöz ahhoz, hogy a róla érkező meredek fénykúpot teljesen be tudja fogni. Ezt a kép minősége szenvedi meg. A nagy központi kitakarás (a főtükör átmérőjének 30%-40%-a) miatt általában a távcsőben látott kép kevésbé lesz kontrasztos, valamint fényveszteséggel is számolni kell, vagyis a távcső határmagnitúdója elmarad attól, amit az apertúrája alapján elvárhatnánk. Az optikai felületek pontos megmunkálása, a modern tükröződéscsökkentő bevonatok, illetve a nagyobb átmérő azonban túlsúlyozza ezt a tulajdonságot. A Cassegrain elrendezés a jusztírozás pontatlanságaira is nagyon érzékeny.

Schmidt-Cassegrain távcsövekben a tubus elején egy (látszólag) „sík”, MC rendszerek esetében egy „görbült felületű” korrekciós lencsét találunk, mely – azonkívül, hogy korrigálja az optikai hibákat – a segédtükröt is tartja.

SC és MC távcsövek előnyei:

• legjobb általános célú távcsövek, igen kedvezőek ár / teljesítmény / minőség / hordozhatóság szempontjából
• kitűnően használhatóak mind mély-ég, mind bolygó felvételek elkészítésére
• rengeteg kiegészítő kapható hozzájuk
• kitűnően használhatóak földi célpontokra is
• legtöbbjük kompakt méretének köszönhetően könnyen szállítható
• használatuk kényelmes a rövid tubushossznak és a szinte mindig kézreálló okulárkihuzatnak köszönhetően
• a legjobb „közelfókusszal” rendelkeznek
• a rövid tubushossz miatt egy adott mechanikán stabilabban használható, mint a többi távcsőtípus
• a zárt tubus miatt a belseje tovább marad tiszta

SC és MC távcsövek hátrányai:

• a Newton távcsöveknél drágábbak
• némi fény- és kontrasztveszteség figyelhető meg a központi kitakarásnak köszönhetően
• lassabban veszik át a környezet hőmérsékletét
• a viszonylag kis látómezejük miatt a legnagyobb kiterjedésű ködök, nyílthalmazok nem férnek be egyszerre
• a korrekciós lencse hajlamos a párásodásra
• a maximális teljesítmény érdekében az optikai elemeiket időnként be kell állítani (jusztírozás vagy kollimáció)
• egyes esetekben ún. image-shift tapasztalható (fókuszáláskori irányváltáskor az objektum 1-2′-et elmozdul)

Schmidt- és Makszutov-Newton rendszerek

A SN és MN rendszerek alapvetően Newton távcsövek. A SC távcsövekhez hasonlóan a tubus elején egy gyakorlatilag „sík”, MC rendszerek esetében egy „görbült” korrekciós lencsét találunk, melynek feladata a főtükör optikai hibáinak minimális szintre csökkentése és a segédtükör megtartása. Ebből következően ezek a távcsövek a hagyományos Newton távcsöveknél jobb minőségű képet adnak.

Korrekciós lencse természetesen nem csak a tubus elején helyezkedhet el, hanem akár közvetlenül a segédtükör előtt vagy mögött is. Mivel ezek a rendszerek kevéssé elterjedtek, itt nem foglalkozunk velük.