Прочитано  59 252  разів

Як вибрати телескоп і не розчаруватись? Для будинку, міської квартири та дачі

Ясної ночі, коли небо темніше воронячого крила, а зірки ніби димляться яскравістю, кого з нас не відвідувала думка: «От би поглянути на це в телескоп!». Людина здавна мріяла подорожувати небом, прагнула дізнатися чи так безмежно зіткане із міріади зірок полотно. Результатом століть самовідданої дослідницької праці став сучасний рівень розвитку астрономічних дисциплін.

Купити телескоп

Завдяки технічному прогресу, до середини XX століття стало можливим масове виробництво якісної та доступної оптики. Це призвело до становлення аматорської астрономії та лавиноподібного зростання залучення населення. Сьогодні, коли більшість телескопних брендів перенесли виробництво до КНР, купити недорогий оптичний прилад уже не є проблемою.

Однак новачкам буває складно вибрати перший телескоп: найчастіше вони ставляться до завдання... надто відповідально!
Головна помилка під час вибору телескопа – намагатися відразу підібрати модель на все життя, аргументуючи це тим, що «телескоп – задоволення не дешеве, не щороку купуватимеш новий». Підхід Завжди-Вибирай-Найкраще у випадку телескопа загрожує зайвими витратами і появою в комірчині ще однієї коробки, яку і викинути шкода, і зберігати ніде. Все тому, що професійна астрономічна оптика вузько спеціалізована (тобто малопридатна для вирішення широкого кола завдань) і потребує навичок поводження, яких у новачка просто не може бути.

Як бути? Наслідувати приклад більшості з тих, хто зберіг інтерес до астрономії на все життя. Дайте відповідь на три простих питання:

  • Хто (тільки дорослі, з дітьми) та з якого майданчика спостерігатиме у телескоп
  • Чи готові ви до виїздів у пошуках чистого неба, чи є відповідний транспорт
  • Чи буде час на вивчення основ астрономії

Виходячи з результату, купіть добротний, не надто габаритний телескоп, з яким спробуєте планетарні та діп-скай спостереження, розглянете поверхню Місяця на різних збільшеннях і зробите кілька фото на камеру смартфона. Потім, коли буде зрозуміло, що вам більше до вподоби, можна вибрати модель серйознішу і важчу, а попередню – продати або залишити як портативний телескоп. Не варто переживати, що оптика впаде в ціні: за умови акуратного поводження та збереження аксесуарів телескоп б/в коштує не набагато дешевше нового. Особливо, якщо ви погодитеся провести для майбутнього господаря майстер-клас зі збірки та використання!

Про характеристики оптики та типи монтування ми докладно поговоримо далі. Після прочитання ви зможете сприймати на слух астролюбительський сленг і навіть дізнаєтеся, чи може швидкий ньютон бути добом

Збільшення телескопа: чи так воно важливе?

На відміну від біноклів, для яких збільшення – базовий параметр, телескопи взагалі не мають збільшення як такого. Точніше, воно підраховується для кожного використовуваного окуляра за формулою

Збільшення телескопа дорівнює відношенню фокусних відстаней оптичної труби та окуляра

Тобто рефрактор із фокусом 1000 мм + окуляр 4 мм забезпечать робочу кратність 250x: чи багато це чи мало для телескопа? Для аматорського рефрактора, та й взагалі для оптики любительського рівня, це, чесно кажучи, занадто багато.

Ви самі побачите, що на збільшенні до 100х картинка виглядає контрастніше, краще видно деталі та ширший сектор огляду. До того ж, на невеликих кратностях зручніше вести спостереження за рахунок того, що не потрібно втискатися оком в окуляр. Як правило, чим більше фокус (і менше збільшення) окуляра, тим більше винос вихідної зіниці – відстань, на яку можна відсунутися від очної лінзи окуляра.

Найбільше з комфортних для роботи збільшень визначається апертурою телескопа. Апертура (D) – це просто діаметр об'єктиву телескопа у міліметрах. Максимальне корисне збільшення приблизно дорівнює 2D, тобто для моделі з апертурою 120 мм воно становитиме 240x. Чи є сенс підбирати окуляр, який реалізує таку кратність? Так, але тільки для досліджень найближчих планет – Марса, Венери, Юпітера. При цьому оглядові спостереження і вивчення протяжних об'єктів, що слабо світяться, будуть неможливими через невелике поле зору і низьку світлосилу телескопа.

Крупноапертурний телескоп доктора Ерхарда Хенсгена, D=107 см
У ексклюзивного телескопа доктора Ерхарда Хенсгена з Бранденбурга апертура перевищує 1 м:
теоретично, максимально корисна кратність такої оптики – 2000x! Більше фото на cruxis.com/scope/scope1070.htm

Мінімальне корисне збільшення = D/6, для телескопа з апертурою 120 мм воно дорівнює 20x. Таке збільшення ще називають рівнозіничним: сенс у тому, що на менших кратностях вихідна зіниця телескопа буде більшою, ніж діаметр людської зіниці, і частина зібраного об'єктивом світла буде витрачена дарма. Застосування телескопа на до-рівнозіничних кратностях недоцільно: краще скористатися астрономічним біноклем або підзорною трубою. Інтуїтивно це зрозуміло і без підрахунків, тому при виборі телескопа на даний параметр рідко звертають увагу.

  Власне кажучи, від окуляра залежать не тільки сила збільшення і винос зіниці, а й безліч інших характеристик. Оптична схема окуляра (Гюйгенса, Рамсдена, Кельнера, Плесла тощо) впливає на поле зору телескопа, контрастність картинки, а при невідповідності параметрам приладу може додати системі оптичних аберацій.
Окулярні схеми Гюйгенса, Плесла, Ерфле і Наглера
Схеми із статті Wikipedia

Але заглиблюватися в цю науку новачкові не обов'язково: в комплект будь-якого пристойного телескопа входять 2-3 окуляра для початку досліджень.

Світлосила, Відносний отвір

Поняття ці тісно пов'язані, і відповідні величини відрізняються лише коефіцієнтом. Для простоти вважатимемо, що це одне й те саме. Отже, діаметром Відносного Отвору, або Світлосилою, називають відношення апертури до фокусної відстані.

Відносний отвір телескопа дорівнює відношенню апертури об'єктива до фокусної відстані

Наприклад, згаданий рефрактор 120 мм/1000 мм має світлосилу 1/8.3 одиниць. Узагальнено, по діаметру відносного отвору (ВО) телескопи поділяють на:

  • більше 1/6 – «швидкі» (кращий вибір для астрофото);
  • від 1/6 до 1/8 – світлосильні, оглядові (для вивчення протяжних об'єктів);
  • 1/8 до 1/10 – універсали (мають комплектуватися набором різнофокусних окулярів);
  • менше 1/10 – довгофокусні (для дослідження віддалених/компактних об'єктів).

Епітет «швидкий» прийшов в астрономічний лексикон з астрофотографії: там він означає можливість знімати побудоване оптикою зображення на коротких витримках. Іншими словами, що більше світла збере об'єктив, то менше часу знадобиться на експонування кадру. Та й при візуальних спостереженнях у світлосильний телескоп ви розглянете більше деталей, ніж на тому ж збільшенні у довгофокусний.

Закономірність така: чим більший відносний отвір приладу (менший знаменник дробу 1/**), тим більше тьмяні об'єкти він зможе роздивитися на темному тлі і збільшити без втрати контрасту. Приклад: рефрактор з параметрами 120/1000 мм має більш «пильне око», ніж аналогічна модель 90/900 мм (ВO=1/10 < 1/8.3).

Вплив ширини відносного отвору (фокального співвідношення) телескопа на деталізацію зображення

Вид на одне і те ж сузір'я через телескопи з апертурою 50 мм (ліворуч) і 150 мм (праворуч):
у крупноапертурний видні подвійні та тьмяні зірки

Ви можете замислитись: «Наскільки важливим фактором вибору є якість оптики?» Відповідь – одним з основних. Від типу оптичної системи, сорту скла та кривизни оптичних поверхонь залежить, чи буде сформоване зображення схильне до аберацій – оптичних спотворень.

Заглиблюватися в тему аберацій тут немає сенсу: описи коми, дисторсії нічого не скажуть людині, яка жодного разу не дивилася в телескоп. Та й якщо ви усвідомите, що райдужна облямівка навколо побудованої бюджетним рефрактором картинки – це хроматизм, чи зміниться загальне враження від перегляду? Але щоб попередити розчарування, у розділі про типи оптичних систем будуть вказані аберації, на які «хворіють» різні конструкції, та способи їх виправлення.

Сферична аберація на астрофото Аберація кома на астрофото Прояви астигматизму на астрофото Астрофотографія, астигматизм

Сферична аберація, кома і два види астигматизму (в порядку слідування)
Приклади спотворень в астрофотографії можна подивитися на eckop.com/aberrations

Катадіоптрик, рефлектор чи рефрактор – що краще?

Будова лінзового телескопа

Рефрактор

Самий звичний для новачка тип телескопа, той який нагадує підзорну трубу. Об'єктив рефрактора є системою лінз, що збирають і концентрують світло. Лінзові телескопи відомі з часів Галілея: ось уже понад 4 століття оптична схема рефракторів удосконалюється конструкторами-винахідниками з метою позбавити її від видимих аберацій.

Завдяки застосуванню в об'єктивах 2-5-лінзових склейок з використанням ED-скла дійсно вдається скоригувати хроматичні та, певною мірою, сферичні аберації. Рефрактори Ахромати (дволінзові) і Апохромати (покращені Ахромати) коштують істотно дорожче за звичайні, проте якість побудованого зображення виправдовує вкладення коштів.

Серед загальних переваг рефракторних телескопів відзначимо:

  • надійність конструкції, простоту обслуговування та налаштування;
  • герметичність труби, слабкий вплив температури та вологості на якість картинки;
  • придатність для планетарних спостережень;
  • можливість використання для наземного перегляду (з додатковими аксесуарами).

Лінзові телескопи відмінно підходять для вивчення поверхні Місяця, спостережень за планетами та подвійними зірками. Із загальних недоліків підвиду варто виділити такі:

  • більша маса та габарити в порівнянні з рефлекторами та катадіоптриками;
  • більша вартість за 1 см2 апертури, якщо говорити про прилади класу Ахромат і вище;
  • практична складність та дорожнеча виготовлення крупноапертурних моделей;
  • не цілком підходять для перегляду неяскравих галактик та туманностей.
 При обмеженому бюджеті купівлі краще вибирати довгофокусний рефрактор (ВО <1/10). Збільшення фокусної відстані системи знижує її схильність до хроматизму навіть за відсутності додаткової корекції (у не-Ахроматах).

Будова телескопа-рефлектора (ньютоніана)

Рефлектор

Об'єктив такого телескопа складається з пари дзеркал – головного (сферичного, параболічного та гіперболічного) і вторинного (плоского діагонального, еліптичного чи гіперболічного). Основне дзеркало збирає зоряне світло і спрямовує його на вторинне, яке відображає промені у бік окуляра, що розміщується зазвичай на бічній поверхні труби. Розташуванням вторинного дзеркала можна домогтися того, що фокусна відстань об'єктива буде більшою, ніж у одного лише головного дзеркала. Отже, при скромній довжині труби рефлектор працюватиме на солідних кратностях.

Телескоп Річі-Кретьєна Перша та найбільш поширена на сьогоднішній день модель дзеркального телескопа – рефлектор Ньютона; також зустрічаються системи Кассегрена та Річі-Кретьєна.

У плані дизайну оптичної труби рефлектори можуть сильно відрізнятися: порівняйте звичайний суцільний тубус та каркасну flex-систему. Але на оптичних характеристиках ця особливість не позначається.

Віддати перевагу дзеркальному телескопу варто, якщо для вас важливі такі переваги:

  • невелика довжина, скромна вага (за рахунок порожнистої конструкції);
  • відсутність хроматичних спотворень;
  • найдоступніша ціна за одиницю апертури;
  • можливість придбати ультракрупноапертурний екземпляр (до 500 мм у діаметрі);
  • зручність застосування для фотографування астрономічних об'єктів;
  • пристосованість для спостереження розсіяних зоряних скупчень, туманностей та інших слабких об'єктів глибокого космосу.

При цьому варто врахувати й недоліки рефлекторів:

  • необхідність періодичного чищення відкритих оптичних поверхонь;
  • відносно довгий час термостабілізації;
  • на краях поля помітна кома (можна докупити та встановити коректор коми);
  • непридатність для наземних спостережень.

Схема будови катадіоптричного телескопа

Катадіоптрик

Телескопи з комбінованою, дзеркально-лінзовою оптичною системою втілюють у собі основні переваги лінзових та дзеркальних телескопів. Спроби побудувати прилад з такими властивостями велися ще з початку 19-го століття, а через століття, в 1930 році, був створений перший катадіоптрик, що отримав визнання – телескоп системи Шмідта-Кассегрена.

З того часу схема неодноразово вдосконалювалася, і сьогоднішні шмідти-кассегрени вільні від сферичної аберації, астигматизму, коми та кривизни поля.

Ще одна поширена катадіоптрична схема – конфігурація Максутова-Кассегрена. За рівнем корекції спотворень такі телескопи наближаються до телескопів Шмідта-Кассегрена, проте для позбавлення від сферичних аберацій їх доводиться робити довгофокусними, з відносним отвором 1/12-1/15.

Про катадіоптрики на основі схеми Кассегрена варто сказати наступне:

  • вони компактні і портативні, при рівній фокусній відстані можуть бути вдвічі коротшими від рефракторів;
  • мають широке поле зору (особливо шмідти-кассегрени);
  • відмінно підходять для спостереження діпскай-об'єктів, адаптовані для астрофото;
  • у закритій трубі оптичні поверхні захищені від забруднень, мінімізовано вплив на якість картинки проточного повітря.
Телескоп Максутова-Кассегрена (Orion), Патентована модифікація Річі-Кретьєна від Meade, Шмідт-Кассегрен від Celestron (зліва направо)

Але разом із перевагами катадіоптричні телескопи успадкували від «батьків» і деякі недоліки:

  • відносно велика фокусна відстань, не цілком підходять для оглядових спостережень на малій кратності;
  • практично неможливо отримати крупноапертурний прилад, тим більше за розумною ціною;
  • вимагають тривалого часу на термостабілізацію.

До того ж, коштують такі телескопи значно дорожче лінзових і дзеркальних окремо. Так, вони формують зображення чудової якості, але все ж таки на краю поля зору не виключені прояви хроматизму.

Монтування для обраного телескопа: яке підійде?

Основні типи монтувань, що використовуються в аматорській астрономії – альт-азимутальне (Alt-Az) і екваторіальне (EQ). Кожне з них має свої підтипи та сферу застосування, при цьому будь-яке може бути доповнене автоматизованою системою управління (наприклад, GoTo). Чи варто купувати телескоп із автонаведенням – кожен вирішує для себе. Комусь цікаво самому визначати на небі розташування обраного об'єкта, користуючись атласами та оптичним шукачем. Комусь легше задати ім'я зірки, натиснути кнопку на пульті і надати приладу свободу дій. Обладнаний монтуванням GoTo телескоп не тільки сфокусується на об'єкті, але й утримуватиме його в полі зору стільки, скільки буде потрібно для спостережень.

Набір GOTO для автоматизації екваторіального монтування EQ-монтування з контролером Vixen StarBook Ten і штативом

Однак електроніка, ПЗ та пульти з кнопочками завжди коштують грошей, і іноді чималих: ціна «розумного» монтування може досягати 2000$ (залежить від бренду). Можливо, ці кошти раціональніше вкласти в саму оптику, вибравши об'єктив вищого класу. З іншого боку, за допомогою GoTo навіть молодше покоління астрономів зможе керувати телескопом без допомоги дорослих. Вік користувача в цьому випадку не має значення: якщо дитина вміє користуватися смартфоном, то і з системою самонаведення впорається.

Азимутальне

Альт-азимутальне (Alt-Az),або просто азимутальне монтування – найлегша і недорога опора телескопа. Встановлюється на триногий штатив, рідше одну ногу-колону; допускає управління по вертикальній та горизонтальній осі (по висоті та азимуту). Для більш плавного наведення на потрібну точку небосхилу азимутальні монтування обладнані приводами тонких рухів.

Найпростіші «азимуталки» мають вилкову конструкцію і ручку тонких рухів по азимуту, але можуть і зовсім не мати механізму точного наведення. Ті, що дорожчі, оснащені двома ручками тонкого наведення або спеціальними фрикційними муфтами для передачі обертального руху: за рахунок фрикціонів наведення телескопа здійснюється легкими поштовхами оптичної труби.

Alt-Az монтування, що передбачає установку труби на кільцяЛегке вилкове монтування з однією ручкою тонких рухів Одностороннє напіввилкове альт-азимутальне монтування

У зображених вище монтуваннях складно побачити спорідненість: опора може підтримувати трубу знизу, збоку (на «ластівчин хвіст») або обхоплювати кільцями. Як би там не було, основою класифікації монтувань є не дизайн, а спосіб наведення труби.

Попереднього налаштування азимутальне монтування не вимагає, керування ним інтуїтивно зрозуміле: новачки освоюють його без сторонньої допомоги. У плюси даного виду монтувань варто також зарахувати їхню придатність для наземних спостережень: на азимуталки встановлюють потужні підзорні труби і телескопи з обертальною системою. Недоліки:

  1. Вкрай важко вивчати об'єкти, розташовані близько до зеніту.
  2. Компенсація власного обертання Землі не передбачена: для цього довелося б повертати трубу відразу навколо двох осей з різними (і постійно змінними) швидкостями.
  3. Наслідок п.2 – непридатність для астрофотографії на великих витримках і тривалого перегляду: з часом об'єкти змінюватимуть положення на небі.

Астролюбителі вважають азимутальні опори найкращим вибором для спостережень на невеликих кратностях. Таким монтуванням частіше віддають перевагу власники рефракторів-універсалів або середньофокусних катадіоптриків. Хоча стандартні альт-азимутальні монтування накладають обмеження на вагу труби, існують і вантажопідйомні їх різновиди (наприклад, монтування Добсона).

  Телескоп після апгрейду монтування до екваторіального Потужне вилкове монтування може бути трансформоване в екваторіальне за допомогою екваторіального клина (приклад на малюнку). В результаті такого апгрейду ваш телескоп, якщо він досить світлосильний,Екваторіальний клин Меаде буде придатним для зйомки космічних фото та відео. Щоправда, коштує фабричний EQ-клин близько 200 у.о. Альтернативою йому може стати саморобний пристрій: у мережі знайдеться достатньо публікацій із серії Do It Yourself.

Ньютоніан на монтуванні Добсона


Монтування Добсона

Насправді це лише різновид альт-азимутального монтування, адаптований до використання з телескопами великої апертури. Умільці можуть виготовити його самостійно і нерідко роблять це, встановлюючи крупноапертурні рефлектори у дворі приватного будинку або на дачі.

Так ось, «добами» по-свійськи називають телескопи на монтуванні Добсона, найчастіше рефлектори Ньютона: окулярна трубка у них вмонтована у верхню частину труби, дивитися в такий телескоп на низькому монтуванні зручно стоячи.

А от лінзові та катадіоптричні телескопи на фанерній основі розміщувати не варто: їм більше підійде висока тринога з будь-яким механічним або автоматизованим монтуванням.


Екваторіальне

Найбільш практичне, але потребує налаштування та навичок поводження з монтуванням. З його допомогою можна вручну або за допомогою годинникового механізму відстежувати положення об'єкта на небі, обертаючи прилад навколо лише однієї осі. Через складність механічної системи EQ-монтування дорожче, ніж азимутальні того ж класу; до того ж вони зазвичай масивніші.

Монтування екваторіальне з противагою, німецького типуМонтування екваторіальне вилкове, автоматизоване Екваторіальне монтування має дві осі обертання ­– земну вісь і пряму в площині екватора (звідси і назва). Вісь монтування, спрямовану вздовж осі світу, називають полярною, або віссю прямого сходження, а іншу, перпендикулярну їй – віссю схилення. Складні двоскладові обертання знадобляться для первинного наведення телескопа на вибрану точку.

Як і азимутальні, екваторіальні монтування мають багато підвидів і зовні дуже різняться. В аматорському середовищі найбільш популярні монтування німецького типу і вилкове екваторіальне, а для гігантських дослідницьких телескопів найчастіше використовують так зване англійське.  Порівняйте несиметричне німецьке монтування (ліворуч) та полегшене вилкове (праворуч):

EQ-монтування Німецького типу, частіше ручне або моторизоване Вилкове, майже завжди комп'ютеризоване
Призначення Для будь-яких телескопів, зокрема довгофокусних рефракторів Тільки для катадіоптриків та короткофокусних рефлекторів
Недоліки 1. Вимагає використання важкої противаги.
2. Проблема проходження меридіана: вирішується конструктивно (вигином колони) або "перекладкою" телескопа (поворотами)
Зубці кріплення, що утримують трубу, неможливо зробити високими (губиться жорсткість). Через це телескопи з довгою трубою не можуть навестися на точку високо над горизонтом

Зі сказаного зрозуміло, що монтування EQ необхідні тим, хто захоплюється фотографією або вивченням глибин космосу на високих кратностях.

Загальні поради щодо вибору телескопа

Завершальний розділ не буде надто довгим. Якщо ви прочитали попередні, то вже знаєте, яким буде ваш перший телескоп. Якщо ні – ось кілька гранично спрощених порад.

  1. Подумайте про транспортування до місця спостереження. Тим, хто не має авто, доведеться економити на вазі конструкції (мається на увазі телескоп з монтуванням, штативом, окулярами тощо). Це означає, що ваше монтування – будь-яке азимутальне або екваторіальне вилкове, труба – компактний дзеркально-лінзовий телескоп або рефрактор з фокусною відстанню до 900 мм.
  2. Жителям котеджних селищ із прибудинковою ділянкою можна рекомендувати крупноапертурний рефлектор на монтуванні Добсона. У теплу пору року при сухій погоді він спокійно стоятиме в альтанці або під навісом.
  3. Мешканці верхніх поверхів міських висоток часто шукають телескоп для спостережень з балкона. Їм варто віддати перевагу катадіоптрику або рефрактору з відносним отвором не більше 1/10, можна на невисокому настільному штативі.
  Тим, хто планує дивитися на небо з вікна багатоповерхівки, слід бути готовими до того, що міське засвічення ускладнить вивчення об'єктів глибокого космосу. Але ця перешкода не настільки критична: обравши окуляр з більшим збільшення (з меншим фокусом), ви візуально «затемните» небо і підвищите яскравість слабких зоряних скупчень. При цьому протяжні об'єкти можуть не поміститися в поле зору телескопа: їх доведеться розглядати поетапно.
  1. Якщо ви мрієте робити пам'ятні знімки галактик, вам необхідний світлосильний рефлектор (підійде ньютоніан) або катадіоптрик (шмідт-кассегрен) із середньою фокусною відстанню. Монтування – лише екваторіальне.
  2. Визначтеся, чи так необхідна вам система самонаведення та супроводу небесних об'єктів. Можливо, азарт першовідкривача не дозволить вам скористатися автонавігацією. Якщо ж вирішите брати, зверніть увагу на високі вилкові монтування з потужними зубцями.
  3. У подарунок юним астролюбителям (якщо не плануєте супроводжувати спостереження) краще вибирати комп'ютеризовані чи моторизовані телескопи. З іншого боку, для сімейних переглядів підійдуть ручні монтування з механізмами тонких рухів.
  4. Не слухайте порад, якщо вони стверджують те, з чим ви не згодні! Зрештою телескоп – це не просто колекція технічних характеристик. Купівля телескопа – перший крок назустріч мрії, початок непростої, але захоплюючої подорожі просторами Всесвіту.

Змінено: 21.12.2018

Купити телескоп