Рефлекторы

Рефлекторы - телескопы с зеркальным объективом, образующим изображение путем отражения света от зеркальной поверхности. Рефлекторы используются в основном для фотографирования неба, фотоэлектрических и спектральных исследований, реже - для визуальных наблюдений.

Рефлекторы имеют ряд преимуществ перед рефракторами (телескопами с линзовым объективом): в них отсутствует хроматическая аберрация (окрашенность изображений небесного объекта); главное зеркало может быть сделано больших размеров, чем линзовый объектив. Если зеркало имеет не сферическую, а параболическую форму, то можно практически свести к нулю и сферическую аберрацию (размытость краев или середины изображения, см. Объектив). Изготовление зеркал легче и дешевле, чем линзовых объективов, что дало возможность увеличить диаметр объектива, а значит, и светосилу (относительное отверстие объективов большое - до 1:3), и разрешающую способность телескопа.

В рефлекторах большое зеркало называют главным зеркалом. В фокальной плоскости главного зеркала могут быть помещены фотопластинки для фотографирования небесных объектов (система первичного, или прямого, фокуса).

Основные системы рефлекторов представлены на рисунке. В системе Ньютона (рис., а) объектив представляет собой вогнутое параболическое зеркало, от которого отраженные лучи небольшим плоским зеркалом или призмой полного внутреннего отражения направляются в окуляр, находящийся сбоку от трубы.

В системе Грегори (рис., б) лучи от главного вогнутого параболического зеркала направляются на небольшое вогнутое эллиптическое зеркало, которое отражает их в окуляр, помещенный в центральном отверстии главного зеркала. Поскольку эллиптическое зеркало расположено за фокусом главного зеркала телескопа, изображение в рефлекторе Грегори прямое, тогда как в системе Ньютона - перевернутое. Наличие вторичного зеркала удлиняет фокусное расстояние и тем самым дает возможность применять большие увеличения.

Схемы рефлекторов: а - системы Ньютона; б - системы Грегори; в - системы Кассегрена; г - системы Ломоносова-Гершеля

В системе Кассегрена (рис., в) вторичное зеркало - гиперболическое; оно установлено перед фокусом главного зеркала и позволяет сделать трубу рефлектора более короткой. Главное зеркало системы Кассегрена - параболическое, оно свободно от сферической аберрации, но имеет кому (изображение точки принимает вид несимметричного пятна рассеяния, см. Объектив); это ограничивает поле зрения рефлектора, которое составляет несколько минут дуги при относительном отверстии 1:3÷1:5.

В системе Ломоносова - Гершеля, в отличие от рефлектора Ньютона, главное зеркало наклонено таким образом, что изображение фокусируется вблизи входного отверстия телескопа, где и помещается окуляр (рис., г). Эта система позволила исключить промежуточные зеркала и потери света в них.

В последнее время в зеркальных телескопах широкое применение получила система Ричи - Кретьена, представляющая собой улучшенный вариант системы Кассегрена. В этой системе главное зеркало - вогнутое гиперболическое, а вспомогательное - выпуклое гиперболическое. Окуляр установлен в центральном отверстии гиперболического зеркала. Поле зрения системы Ричи - Кретьена около 4°.

Основной недостаток зеркальных телескопов в том, что их трубы открыты потокам воздуха, которые портят поверхность зеркал; от колебаний температуры и механических нагрузок форма зеркал слегка меняется, поэтому видимость изображения ухудшается.

У одного из крупнейших рефлекторов Маунт-Паломарской астрономической обсерватории в США главное зеркало имеет диаметр 5 м.

В СССР рефлекторы с диаметром зеркала 2,6 м работают на Крымской и Бюраканской астрофизической обсерваториях. Крупнейший в мире 6-метровый рефлектор установлен на Специальной астрофизической обсерватории на Северном Кавказе.