Телескоп для астронома-любителя: как выбрать и на что обратить внимание

9 января 2020

Астрономические наблюдения - полезное, увлекательное занятие, новый опыт, новые знания, а если повезёт - новые открытия. Приобщится к астронаблюдениям, а заодно - к интереснейшему сообществу любителей астрономии, поможет именно телескоп. Для начала стоит познакомиться с небом «на руках», а уж если понравится и «затянет» - переходить к серьезным машинкам.

Как устроен телескоп

Оптический телескоп - инструмент для наблюдений за астрономическими объектами: Луной, Солнцем, планетами, кометами, туманностями, звездными скоплениями, галактиками. Как правило состоит из:

  • трубы с крепежом, фокусировочным узлом и искателем;
  • монтировки (устройства наведения и сопровождения);
  • дополнительных приспособлений типа сменных окуляров, светофильтров, диагональных призм, линз Барлоу.

Наблюдения могут быть визуальными (одним или двумя глазами) или фотографическими (с помощью смартфона или цифровой фотокамеры). Новичку лучше начать с визуальных наблюдений — понятно, доступно, не требует узкоспециализированных знаний. Фотографические наблюдения требуют продвинутой аппаратуры, больше знаний, оборудования и времени.

Главные задачи, которые решаются с помощью телескопа:

  • С помощью линзы или главного зеркала собрать как можно больше света от наблюдаемых объектов, чтобы получить яркое изображение и рассмотреть даже самые тусклые звёзды;
  • Настолько увеличить видимые размеры объекта, чтобы замечать мельчайшие детали, недоступные для наблюдения невооружённым глазом.

Виды телескопов. 3 оптических схемы

Рефрактор (линзовая оптика)

Исторически, рефрактор - это первый сконструированный телескоп, в объективе которого содержатся только линзы: две (дуплет), три (триплет) или больше (Пецваль). Труба узкая, но длинная.

Достоинства:

  • Большое видимое поле зрения, однородная картинка.
  • Нет растяжек, центрального экранирования, паразитной засветки («не слепнет»). Максимальный контраст, хорошая проницаемость, высокая детализация.
  • Закрытая труба препятствует внутреннему загрязнению линз, минимизирует влияние тепловых воздушных потоков на качество изображения.
  • Минимальная чувствительность к условиям эксплуатации и ошибкам изготовления.

Недостатки:

  • Остаточный (вторичный) хроматизм: фальшивые цвета или цветные ореолы вокруг ярких объектов, «замывка» тонких контрастов.
  • При продолжительных наблюдениях - выпадение росы (инея) на внутренней поверхности линз. Для защиты требуется бленда, а значит растут габариты трубы.
  • Высокая цена на трубы с большими объективами.

Рефлектор Ньютона (зеркальная оптика)

Телескоп-рефлектор - это оптический инструмент, объектив которого состоит только из зеркал. Свет собирается в фокусе главным вогнутым зеркалом, а затем, отразившись, «перехватывается» вторичным диагональным зеркалом.

Достоинства:

  • Схема с минимальным количеством оптических элементов. Большие и сверхбольшие апертуры, высокая светосила в сочетании с широким видимым полем зрения.
  • Нет хроматических аберраций.
  • Благодаря оптимальному сочетанию "диаметр объектива - вес - габариты" наиболее пригоден для выездов, путешествий, астрофестов.
  • Менее восприимчив к запотеванию, чем рефрактор.
  • Дешевле, чем рефрактор с аналогичной апертурой и фокусным расстоянием.

Недостатки:

  • Сферический хроматизм, высокая кома: за пределами центра звёзды имеют неправильную форму, а точка выглядит как несимметричное пятно с «хвостом».
  • Наличие растяжек и центрального экранирования снижают контраст, вносят искажения (лучи) в изображение.
  • Открытая труба, быстрое загрязнение зеркальных покрытий. Увеличение габаритов приводит к повышенной чувствительности к ветру, вибрациям.

Кассегрены (зеркально-линзовая оптика)

Кассегрены - класс двухзеркальных катадиоптрических телескопов, среди которых наиболее известные и используемые - Максутов-Кассегрен (МК), Шмидт-Кассегрен (ШК), Ричи-Кретьен (РК), Клевцов (К). Объектив обычно включает пару сферических зеркал и коррекционный линзовый компонент.

Достоинства:

  • Компенсация искажений, отсутствие растяжек, а у МК - исправленная полевая кома.
  • Короткая закрытая труба. Компактность, мобильность, минимальное загрязнение зеркал.

Недостатки:

  • Сложная оптическая схема, значительное центральное экранирование, сферохроматизм, кома (у ШК). Яркость изображения ниже, чем у рефракторов и рефлекторов.
  • Небольшое доступное поле зрения.
  • Высокая чувствительность к перепадам температур.

Зачем нужна монтировка

Для надёжной фиксации трубы и последующего точного наведения на цель используется специальное устройство - монтировка. Состоит из регулируемой по высоте опоры (треноги), головы с 2 осями, системы сопряжения (узла крепления).

При выборе монтировки стоит учесть:

  • Грузоподъёмность. Чем тяжелее оптическая труба, тем большую нагрузку должна выдержать голова монтировки.
  • Плавность хода (не последний параметр при проведении астрофотосъёмки).
  • Транспортабельность. Чем тяжелее, массивней устройство, тем меньше оно пригодно для ручной переноски и пеших переходов.
  • Прочность плюс устойчивость. Собранная конструкция должна сохранять баланс, не "дрожать" на ветру, не вихлять при перефокусировке.

Виды монтировок:

Аль-азимутальная (AZ). Недорогая опора, с несложным, интуитивно понятным управлением, малым весом, компактными размерами. Позволяет поворачивать оптическую трубу по высоте (вертикальная ось) и азимуту (горизонтальная ось). Хороша для визуальных астрономических, наземных или околоназемных (птицы, спутники, самолёты) наблюдений, но не справляется с сопровождением объектов и не пригодна для астрофото. Подходит для малоапертурных рефракторов.

Добсона (разновидность альт-азимутальной). Простая, жёсткая, надёжная конструкция с ручным наведением, неподвижным основанием-платформой и подвижной вилкой без механизмов тонких движений. Подходит для крупногабаритных светосильных Ньютонов с апертурой 150-300 мм.

Экваториальная немецкая (EQ). «Заточена» на сопровождением объекта вслед за суточным вращением небесной сферы без переориентации картинки в окуляре, т. е. наблюдаемый объект всегда будет в поле зрения. Тяжелее азимутальной, поскольку оснащается противовесом, требует точной балансировки, а также «перенастройки» при прохождении меридиана, когда нижний край трубы упирается в штатив. Отвечает требованиям астрофото.

Вилочная. Труба крепится к опоре в виде U-образной вилки. Универсальная опора, поскольку может использоваться как в AZ, так и в EQ режиме (с помощью специального клина).

Как правильно выбрать телескоп. 3 главных параметра

Апертура или диаметр объектива (Dоб, мм).

Чем больше диаметр входной линзы или главного зеркала, тем больше света собирает телескоп и тем выше его проницание, т.е. лучше видны далёкие звёзды и неяркие (слабые) небесные объекты. Чем больше апертура, тем выше разрешение: близко расположенные звёзды не сливаются в одно световое пятно, а видны раздельно и чётко, на поверхностях планет можно различить более мелкие детали.

Диаметр объектива также влияет на диапазон полезных увеличений, которые можно использовать при наблюдениях. При расчётах нижней границы диапазона (Dоб/6) опираются на «равнозрачковое увеличение», когда диаметр выходного зрачка прибора равен диаметру зрачка глаза в темноте (5-7 мм). Верхняя граница (Dоб*1,4) достигается при выходном зрачке телескопа в 0,7 мм. Рост кратности до 2D-3D никак не влияет на детализацию, зато подходит для рассматривания тесных двойных звёзд.

Фокусное расстояние объектива (F, мм)

Параметр определяет масштаб изображения, которое строится объективом, и доступное поле зрения: чем больше фокусное телескопа, тем меньше поле зрения. Кроме того, чем больше фокус, тем длиннее может быть оптическая труба, что отражается на удобстве хранения и перевозки.

Увеличение телескопа (Г) при визуальных наблюдениях зависит от фокусного расстояния объектива F и фокусного расстояния сменного окуляра f; рассчитывается по формуле Г= F/f. При одинаковых окулярах длиннофокусный объектив даст большее увеличение, чем короткофокусный.

Относительное отверстие. Светосила

Относительное отверстие - параметр, влияющий на яркость изображения и ширину поля зрения. Записывается в виде дроби f/k, где k - отношение фокусного F к диаметру объектива Dоб.

Чем меньше k, тем светосильней объектив, тем ярче картинка и шире поле зрения при визуальных наблюдениях. Однако, с увеличением светосилы растут остаточные аберрации (астигматизм, хроматизм, кома, дисторсия), а в зеркальных системах увеличивается центральное экранирование (снижение контраста изображения).

Условно телескопы делятся на 3 группы:

  • Короткофокусные («быстрые», светосильные) с относительным отверстием f/4...f/6. Для изучения слабых протяжённых объектов вроде комет, туманностей, галактик.
  • Среднефокусные с относительным отверстием f/7...f/9 (универсальные инструменты).
  • Длиннофокусные с относительным отверстием f/10...f/20. Оптимальный вариант для изучения Луны, планет, спутников.

«Кто? Где? Когда?» или какой телескоп лучше

Для детей и «почемучек»

Для школьника 8-10 лет подойдёт недорогой простенький рефрактор-ахромат с апертурой 50-70 мм на азимутальной монтировке. Такой прибор живуч, непривередлив в эксплуатации, а для сборки и настройки хватит иллюстрированной инструкции и любящего родителя. Можно смотреть на Луну, а можно - на машины у подъезда.

Для подростка выбирайте рефрактор подороже и помощнее, с более продвинутой оптикой, но без «наворотов».

Любознательному взрослому, задающему вопрос «Моё ли это - созерцание ночного неба, звёзд и галактик?», подойдёт простенький Ньютоновский рефлектор или более продвинутый ахроматический рефрактор.

Персональная обсерватория на балконе или домашний телескоп

Закрытый балкон или лоджия - идеальное место, доступное для наблюдений «с нуля»: стационарное положение оптики, привычная обстановка, доступ к электричеству, защита от ветра, дождя или заморозков. Одно «но». Небо в городе засвечено огнями: уличные фонари, рекламные стенды, вывески магазинов, свет из окон или от автомобильных фар. Наблюдать можно только яркие, контрастные объекты в самое тёмное время ночи. Не видны дипскай объекты, тусклые галактики или туманности, зато доступны Луна, Солнце, планеты, яркие звёзды.

Для дома понадобится телескоп на простой монтировке, который бы вписался в габариты балкона или лоджии. Компактный, малоапертурный, с короткой трубой, например, короткофокусный рефрактор f/4...f/5.

Можно наблюдать на улице перед домом, в сквере или ближайшем леске. Локальная засветка будет меньше, а угол обзора больше, чем на балконе. Можно взять прибор помощнее, с большей апертурой, более длинной трубой. Главное, не слишком тяжёлый и громоздкий, ведь до места надо не только самому дойти, но и телескоп в разобранном виде донести.

Выезды за город. «В деревню, к тётке, в глушь...»

За городом чётко работает правило: чем больше апертура, тем лучше, поскольку намного проще «поймать» чистое небо без смога и пыли. По карте засветки выбирается самое тёмное место из близлежащих, заранее изучается топография района, чтобы найти подходящее поле или возвышенность, а не попасть в ельник или болото. Просчитывается способ передвижения: на машине перевозить оборудование проще (снимаются ограничения на размер объектива), а вот выезжая «своим ходом», придётся учитывать каждый килограмм и миллиметр.

По миру с телескопом или астротуризм

Для регулярных выездов в горы, на затмения или для зарубежных поездок пригодится нетяжёлый, компактный, но мощный телескоп, пригодный как для визуальных астронаблюдений, так и для астрофото.

«Открылась бездна, звёзд полна...». Первые наблюдения

Первый объект для пристального изучения - Луна с её кратерами, морями и горами. Наблюдениям не препятствуют ни городская засветка, ни отсутствие опыта. Яркий диск и рисунок лунной поверхности видно даже в простенький детский телескоп.

Затем идут планеты - Юпитер с цветными полосами и спутниками, Сатурн с его кольцами. Обе планеты - отчётливые «диски», а не мелкие точки на чёрном небе. На Марсе видны шапки на полюсах, но без особых подробностей.

Кроме планет, можно рассматривать:

Искусственные спутники Земли.
Кометы.
Яркие планетарные туманности:

  • М31 или Туманность Андромеды,
  • М57 или Кольцо в созвездии Лиры,
  • М1 или Крабовидная туманность в Тельце.

Рассеянные звёздные скопления:

  • Caldwell 14 или двойное скопление в Персее,
  • М45 или Плеяды в Тельце,
  • М44 или Ясли в созвездии Рака.

Заключение

Для первого знакомства со звёздным небом лучше выбрать телескоп с несложным управлением и понятной конструкцией. Астрономические объекты не будут выглядеть как на цветных фотографиях Хаббла, зато можно самому увидеть сложный рельеф Луны, диск Меркурия, облачные пояса Юпитера, хвосты комет, россыпи звёздных скоплений, тысячи пятнышек далеких галактик. Простой инструмент не потребует спецзнаний по установке или настройке, уместится на балконе пятиэтажки или на заднем сиденье «легковушки», впишется в запланированный бюджет, а ещё привнесёт в жизнь совершенно новый опыт.

Нет идеального или универсального телескопа, одинаково подходящего под любые условия, задачи или цели. Но можно выбрать «свой» инструмент, который всё равно покажет гораздо больше, чем увидел Галилей.

Автор статьи: Татьяна Белкина

Источник астрофото - интернет-портал WikiSky.

М1 (NGC 1952). Крабовидная туманность .

M1 (400x400)

Caldwell 14 (NGC 869/884). Двойное рассеянное скопление в Персее.

Caldwell 14 (400x400)

M44 (NGC 2632). Рассеянное скопление Ясли в созвездии Рака.

M44 (400x400)

M45. Рассеянное скопление Плеяды в Тельце.

M45 (400x400)

М31 (NGC 224). Туманность Андромеды.

М31 (400x400)

М57 (NGC 6720). Планетарная туманность Кольцо.

M57 (400x400)