Caractéristiques des télescopes à réflecteur

Il est d'usage d'appeler un réflecteur tout appareil dont la fonction principale est de refléter... Ainsi, un télescope réflecteur a été créé en utilisant ce phénomène optique. Au lieu d'une lentille, un miroir concave est situé dans l'objectif de l'appareil, qui réfléchit et dirige les faisceaux lumineux dans l'oculaire pour visualiser ou photographier une image. Considérons les principales caractéristiques distinctives d'un télescope à réflecteur.

Un télescope réflecteur diffère d'un autre type de télescope réfracteur en ce qu'un miroir concave en métal ou en verre y est installé au lieu d'un système de lentilles. De tels appareils sont souvent appelés juste cela - télescope "miroir".

Il est assez facile de distinguer un télescope réflex d'un télescope réfractaire, même sans expérience en astronomie. Le schéma de la seconde est assez simple. Il s'agit d'un tube dont le diamètre dépend du diamètre de la lentille d'objectif située à l'extrémité faisant face à l'objet observé. À l'autre extrémité du tube se trouve un oculaire - une lentille de plus petit diamètre, à travers laquelle l'observation est effectuée. La longueur du tube d'un tel dispositif est déterminée par la distance focale de la lentille et la résistance du matériau à partir duquel elle peut être réalisée.

Un télescope avec un miroir concave a un aspect différent, car il a un principe de fonctionnement et une structure complètement différents. A l'extrémité du tuyau tournée vers le ciel, un tel dispositif, en général, peut ne rien avoir, puisque le miroir est fixé à l'autre extrémité.Mais l'oculaire, en règle générale, est sur le côté en haut du tube. Le trajet des rayons, contrairement au réfracteur, est à un degré ou à un autre bloqué par un prisme ou miroir plan situé le long de l'axe central du tube, dans lequel la lumière est collectée pour être réfléchie dans l'oculaire. La structure du réflecteur ne nécessite pas l'utilisation obligatoire d'un tuyau et est donc dépourvue des restrictions qui surviennent dans les réfracteurs.... Tous les grands télescopes modernes, y compris les spatiaux, sont disposés selon le schéma suivant : le tube qu'ils contiennent est remplacé par une structure en maille légère, dont le but est de contenir tous les éléments du système optique.

Les astronomes amateurs ont utilisé avec succès les deux types de télescopes, et ils ont tous deux leurs avantages et leurs inconvénients, causés dans un cas par la réfraction du flux lumineux traversant la lentille, dans l'autre - par sa réflexion sur la surface, qui peut avoir différentes courbures. Pour les observations liées aux déplacements et déplacements de l'appareil, il est préférable d'utiliser une lunette, sa conception est plus solide. Le transport du réflecteur n'est pas souhaitable, car il peut provoquer un déplacement des éléments structurels par rapport à la ligne médiane, après quoi il sera nécessaire d'ajuster leur position à l'aide de vis - alignement. Un tel télescope peut être placé dans un observatoire amateur.

L'utilisation d'un miroir concave comme lentille est le résultat de recherches scientifiques visant à réduire la distorsion causée par les lentilles (aberrations chromatiques et sphériques). Des recherches dans cette direction ont été menées dans de nombreux pays européens, les scientifiques anglais y ont particulièrement réussi. En 1663, James Gregory fut le premier à proposer d'utiliser un miroir concave réfléchissant au lieu d'une lentille réfractive (apparemment, il inventa le premier télescope à réflecteur), en 1673 le célèbre Robert Hooke incarna le système décrit d'un dispositif optique.

Cependant, le grand Isaac Newton a créé pour la première fois un télescope fonctionnel avec une lentille miroir en 1668.

Le chemin des réflecteurs n'était pas aisé ; les dispositifs à lentilles, s'étant améliorés en même temps, donnaient une image plus claire et plus lumineuse. Les scientifiques d'Europe continentale (Allemands, Français, Italiens) ont largement contribué à leur développement. Il semblait que le réflecteur resterait au niveau d'un dispositif expérimental.

La recherche allait dans le sens de l'amélioration du revêtement et de la fabrication des miroirs. Par la suite, afin de réduire les distorsions, diverses innovations ont été introduites à plusieurs reprises dans le système proposé par Newton, ce qui a conduit à l'apparition de schémas fondamentalement différents de télescopes à réflecteur, y compris des versions hybrides, lorsque des lentilles et des miroirs étaient utilisés dans un seul produit. L'émergence de nouveaux matériaux et technologies a permis de créer des systèmes de plus en plus parfaits, et l'absence de besoin d'un tube encombrant dans la conception du télescope a permis de multiplier son efficacité.

Tous les réflecteurs ont une chose en commun - l'utilisation d'un miroir concave comme lentille... Mais il a été proposé que le trajet ultérieur des rayons collectés par le miroir soit dirigé dans l'oculaire de diverses manières.

Le système de réflecteur, développé par Isaac Newton, est considéré comme classique. Le miroir principal n'a pas de trous et est relativement facile à fabriquer. Un miroir plat situé près de son foyer réfléchit le flux lumineux perpendiculairement à la ligne médiane. L'oculaire est situé sur le côté.

Le schéma du télescope de Newton est le plus simple à exécuter et est largement utilisé par les astronomes amateurs qui fabriquent leur propre équipement d'observation. Et les entreprises qui produisent des équipements pour l'astronomie amateur produisent de tels appareils en grande quantité.

Le schéma d'un télescope à miroir proposé en 1663 s'est avéré très fructueux, puisque donne une image directe et peut être utilisé non seulement pour des observations astronomiques, mais aussi dans des conditions terrestres. Un trou est fait au centre du miroir concave, la lumière réfléchie par celui-ci est dirigée dans le trou par un deuxième miroir, également concave, l'oculaire est placé le long de la ligne médiane du télescope, comme un réfracteur ou un télescope ordinaire.

Le schéma, élaboré et mis en œuvre par Laurent Cassegrain dans les années 1770, ressemble au schéma de Grégoire. Le miroir concave a également un trou dans la partie centrale. Les dispositifs diffèrent par la forme du deuxième miroir - dans le système considéré, il est convexe. Les télescopes construits selon ce schéma, avec des caractéristiques similaires à celles des appareils de Gregory, sont beaucoup plus courts. Le système Cassegrain, amélioré par l'astronome soviétique Dmitry Maksutov, est désormais utilisé dans le monde entier pour créer des réflecteurs amateurs.

Une autre modification du télescope Cassegrain était le système Ritchie-Chretien développé dans les années 1920. Grâce à la forme différente des miroirs, il a été possible d'obtenir un champ de vision plus large, ce qui s'est avéré pratique pour observer des objets en mouvement (astéroïdes, comètes, planètes). Et aussi dans ce système, il était possible de réduire certaines distorsions.

Plusieurs tentatives ont été faites pour utiliser un miroir concave sans réflecteur bloquant le flux lumineux. Au début des années 70 du XVIIe siècle, William Herschel a conçu un tel télescope à réflecteur, dont l'oculaire n'obstruait en aucune manière le miroir principal. Cela a permis d'augmenter significativement la puissance de l'appareil, mais a donné lieu à de fortes distorsions sous forme de coma. Dans les années 1760, une conception similaire a été développée et mise en œuvre par M.V. Lomonosov. À l'heure actuelle, les appareils dotés d'un tel schéma optique sont utilisés pour des observations spéciales ; ils ne sont pas largement utilisés en astronomie amateur, en raison de la complexité de l'appareil et de son réglage.

Le système Dietrich Korsch a été développé dans les années 1970. Il se distingue par la présence non pas de deux, mais de trois miroirs, ce qui permet de corriger la plupart des distorsions.

Les appareils de ce système sont largement utilisés pour la fabrication de divers appareils optiques - des jumelles et monoculaires aux télescopes amateurs. Leur principal avantage est une réduction significative de la longueur de l'appareil tout en conservant la distance focale. Les miroirs sont positionnés à un angle par rapport à l'axe optique sans se bloquer les uns les autres.

Le système Cassegrain, amélioré au début du 20e siècle par Bernhard Schmidt, se généralise. Il s'agit d'un schéma hybride dans lequel, en plus d'un miroir concave, un objectif d'objectif est utilisé.

Au 20ème siècle, les télescopes à réflecteur ont fermement évincé les réfracteurs de tous les observatoires astronomiques importants. Parallèlement au développement des technologies de fabrication, le diamètre des miroirs installés dans les télescopes a commencé à augmenter.

En 1917, le plus grand réflecteur du monde est devenu l'observatoire aux États-Unis (État de Washington), son miroir atteint 100 pouces de diamètre (2,5 mètres). Après la Seconde Guerre mondiale, un appareil avec un miroir de 5 mètres a été fabriqué, également installé en Californie.

Le plus grand télescope azimutal du Vieux Monde reste le Grand télescope azimutal, créé en URSS au milieu des années 70 du siècle dernier, monté dans la République de Karachay-Cherkess dans un observatoire à haute altitude.

Le plus grand télescope moderne au monde doté d'un miroir solide est installé dans l'État de l'Arizona, aux États-Unis. Il s'agit d'un grand télescope binoculaire. Il est équipé de deux miroirs identiques d'un diamètre de 8,4 mètres. L'appareil a été construit en 2005.

Les plus grands aujourd'hui sont des appareils avec des miroirs à segments préfabriqués : le Large Canary Telescope, le Large South African Telescope et le Hobby-Eberley Telescope (USA).

L'utilisation d'un télescope à miroir n'est pas si difficile. Cependant, contrairement à un réfracteur, un tel dispositif nécessite une manipulation très soigneuse. Le tube réflecteur étant toujours ouvert, la poussière peut y pénétrer. En se déposant à la surface du miroir, il diminue très sensiblement sa réflectivité.

Le déplacement du réflecteur est également problématique, car les éléments structurels ont tendance à se déplacer sous l'influence des vibrations. Habituellement, les manipulations avec des télescopes à miroir se terminent par un réglage laborieux (alignement). Le télescope peut être réglé à l'aide des vis de réglage dont les tours provoquent le déplacement du miroir ; il est impossible de le faire rapidement sans une expérience appropriée.