Общие сведения из истории
Телескопом (название получено путем сложения греческих слов «теле» (далеко) и «скопио» (смотрю)) именуется прибор, с участием коего создается возможность наблюдения дальних небесных объектов и получения данных об их электромагнитном излучении.
Можно выделить следующие типы телескопов, охватывающие весь объём длин волн, имеющихся в электромагнитном спектре:
- Оптические телескопы.
- Радиотелескопы.
- Рентгеновские телескопы.
- Гамма-телескопы.
Также, к телескопам могут быть отнесены приборы называемые детекторами, а именно:
- Нейтринные детекторы.
- Детекторы равитационных волн.
В астрономических исследованиях при изучении космических объектов, как правило, применяют телескопы с оптической системой. Самые ранние упоминания элементарного телескопа с линзами обнаруживаются в чертежах, которые оставил Леонардо Да Винчи. Честь создания первого телескопа (1608 год) принадлежит Иоанну Липперсгею, хотя возможно, что первопроходцем является не он, а Захарий Янсен.
Рисунок 1. Телескоп (зрительная труба) Липперсгея. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
В полной мере изобретение Липперсгея не является телескопом, так как оно не предназначалось для наблюдений в Космосе, правильнее было бы его назвать подзорной трубой.
Превращение зрительной трубы в телескоп осуществлено Галилеем, он первым стал посредством неё изучать небесные объекты, тем самым обновив многие сведения об них. В середине 1609 года Галилей усовершенствовал свой телескоп, преобразовав его в телескоп-рефрактор, являвшийся первым подобным в мире. К слову сказать, последняя галилеевская модель телескопа уже имела 32-ух кратное увеличение.
Само же наименование «телескоп» было предложено в 1611 году математиком из Греции Иоаннисом Димисианосом. Галилей называл свои телескопы perspicillum, что означает очки.
Совершенствование телескопов происходило на протяжении всего 20-го века, в это время появились приборы, работающие во многих областях электромагнитного спектра от радиоволн до гамма-излучения. Так, например, в 1937 году появился первый радиотелескоп. Совершенствование телескопов не прекращается, и по сей день.
Телескопы оптические
Имеющиеся у телескопов различия в оптическом строении делят их на три вида:
- Телескопы линзовые, называемые также диоптрическими или рефракторами. Объектив телескопа - одна или несколько линз.
- Телескопы зеркальные, называемые также катоптрическими или рефлекторами. Имеют объектив в форме вогнутого зеркала.
- Телескопы зеркально-линзовые, называемые иначе катадиоптрическими. Объектив этих телескопов - зеркало сферической формы (главное), а погрешности компенсируются линзами.
Компенсирующие линзы могут быть одиночными, системой линз, ахроматическим мениском Максутова или асферической линзой. В некоторых случаях главное зеркало может иметь эллипсоидную, сфероидную приплюснутую форму, а также другую поверхность неправильной формы. Такими способами компенсируются остаточные погрешности телескопической системы.
У профессиональных астрономов имеются специализированные телескопы для солнечных исследований, конструкция которых имеет отличия от конструкции телескопов предназначенных для изучения звезд.
Рисунок 2. Оптический телескоп. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Радиотелескопы
Изучение небесных тел, испускающих радиоволны, осуществляется радиотелескопами. Главные составные части у таких телескопов - антенна, настроенная на приём радиоволн, и радиометр (прибор, замеряющий энергетические параметры радиоизлучения).
Исходя из того, что ширина радиоволнового диапазона намного больше оптического, фиксация радиолучей осуществляется разными конструкциями телескопов, зависящими от изучаемой области. Исследование длинноволнового (метрового) диапазона (частота от десяти до нескольких сотен мегагерц) осуществляется телескопами, которые содержат огромное количество простейших приёмных устройств, как правило, диполей. Для волн с меньшей длиной (дециметровых и сантиметровых, с частотой порядка десятков гигагерц) применяются вращающиеся антенны параболической формы. Разрешающая способность телескопов, может быть увеличена их объединением. Если объединить некоторое количество телескопов, находящихся в различных точках земной поверхности, с образованием единой сети, получается, так называемая, радиоинтерферометрия со сверхдлинной базой.
Рисунок 3. Радиотелескоп. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Телескопы космические
Если уменьшить длину волны до ультрафиолетового, рентгеновского и области гамма-излучения диапазонов, пропускная способность атмосферы Земли становится значительно меньшей. Исходя из этого, исследования в вышеперечисленных областях спектра возможны лишь за пределами земной атмосферы, т.е. из космического пространства.
Оптический сигнал имеет хорошую проходимость в атмосфере, но по причине когерентного рассеяния, у света с различной частотой имеется разная пропускная способность. Это создаёт искажение звёздного спектра (красное смещение). Неоднородность атмосферы создаёт погрешности и ведёт к искажению получаемой картинки. Это создаёт для телескопов, располагаемых на земной поверхности, ограничение их разрешения одной угловой секундой. Частичного решения проблемы добиваются установкой телескопа на определённой высоте, которая имеет сильное разрежение атмосферы. Кардинальное решение проблемы получает место при переносе телескопа в космическое пространство.
За пределами земной атмосферы погрешностей передачи изображения не существует, следовательно, вероятное наибольшее разрешение зависит лишь от предела дифракции. Телескоп Хаббл имеет теоретическую разрешающую способность в пять сотых угловой секунды (реально в одну десятую).
Перенос за пределы атмосферы даёт возможность увеличения разрешения и для радиотелескопов. Любой радиотелескоп, будучи не связанным с другими, имеет слишком маленькое разрешение, т.к. у радиоволны длина значительно превышает длину волны, которую имеет видимый свет. Объединение пары радиотелескопов, с образованием радиоинтерферометра, даёт значительную прибавку разрешению.
Самым известным космическим телескопом является «Хаббл» - представляющий собой автоматическую околоземную обсерваторию, которой присвоено имя Эдвина Хаббла. Телескоп выведен на околоземную орбиту в 1990 году. Нахождение «Хаббла» в космическом пространстве позволяет ему работать в инфракрасном диапазоне.
