Рефлектор (телескоп)

Рефле́ктор — оптический телескоп, использующий в качестве светособирающего элемента зеркало.

Первый рефлектор был построен Исааком Ньютоном в конце 1668 года. Это позволило избавиться от основного недостатка использовавшихся тогда телескопов-рефракторов — значительной хроматической аберрации.

Основные оптические системы зеркальных телескопов 
Оптический телескоп — это система, состоящая из объектива и окуляра. Задняя фокальная плоскость первого совмещена с передней фокальной плоскостью второго. В фокальную плоскость объектива вместо окуляра может помещаться фотоплёнка или матричный приёмник излучения. В таком случае объектив телескопа, с точки зрения оптики, является фотообъективом. Оптические системы зеркальных телескопов разделяются по типам используемых объективов.

Система Ньютона 

Такую схему телескопов изобрёл Исаак Ньютон в 1668 году. Здесь главное зеркало направляет свет на небольшое плоское диагональное зеркало, расположенное вблизи фокуса. Оно, в свою очередь, отклоняет пучок света за пределы трубы, где изображение рассматривается через окуляр или фотографируется. Главное зеркало параболическое, но, если относительное отверстие не слишком большое, оно может быть и сферическим.

Система Грегори 

Эту конструкцию предложил в 1663 году Джеймс Грегори в книге . Главное зеркало в таком телескопе — вогнутое параболическое. Оно отражает свет на меньшее вторичное зеркало (вогнутое эллиптическое). От него свет направляется назад — в отверстие по центру главного зеркала, за которым стоит окуляр. Расстояние между зеркалами больше фокусного расстояния главного зеркала, поэтому изображение получается прямое (в отличие от перевёрнутого в телескопе Ньютона). Вторичное зеркало обеспечивает относительно большое увеличение благодаря удлинению фокусного расстояния.

Система Кассегрена 

Схема была предложена Лораном Кассегреном в 1672 году. Это вариант двухзеркального объектива телескопа. Главное зеркало большего диаметра (вогнутое; в оригинальном варианте параболическое) отбрасывает лучи на вторичное выпуклое меньшего диаметра (обычно гиперболическое). По классификации Максутова схема относится к так называемым предфокальным удлиняющим — то есть вторичное зеркало расположено между главным зеркалом и его фокусом и полное фокусное расстояние объектива больше, чем у главного. Объектив при том же диаметре и фокусном расстоянии имеет почти вдвое меньшую длину трубы и несколько меньшее экранирование, чем у Грегори. Система неапланатична, то есть несвободна от аберрации комы. Имеет большое число как зеркальных модификаций, включая апланатичный Ричи — Кретьен, со сферической формой поверхности вторичного (Долл — Кирхем) или первичного зеркала, так и зеркально-линзовых.

Отдельно стоит выделить систему Кассегрена, модифицированную советским оптиком Д. Д. Максутовым — систему Максутова — Кассегрена, ставшую одной из самых распространённых систем в астрономии, особенно в любительской.

Система Ричи — Кретьена 

Система Ричи — Кретьена является усовершенствованием системы Кассегрена. Главное зеркало тут не параболическое, а гиперболическое. Поле зрения этой системы — около 4°.

Система Ломоносова (Гершеля) 

Ещё в 1616 году Никколо Дзукки предложил заменить линзу вогнутым зеркалом, наклонённым к оптической оси телескопа. Впервые подобный телескоп-рефлектор был сконструирован Михаилом Васильевичем Ломоносовым в 1759 году. Спустя 13 лет, в 1772 году Уильям Гершель собрал телескоп аналогичной конструкции. В нём первичное зеркало имеет форму внеосевого параболоида и наклонено так, что фокус находится вне главной трубы телескопа, и наблюдатель не закрывает собой поступающий свет. Недостатком такой схемы является большая кома, но при малом относительном отверстии она почти незаметна.

Система Несмита

Система Шмидта

Система Корша
Один из вариантов трёхзеркального анастигмата, с более общим набором решений, разработанный Дитрихом Коршем в 1972 году. У телескопа Корша скорректированы сферическая аберрация, кома, астигматизм и кривизна поля, также он может иметь широкое поле зрения, гарантируя при этом, что в фокальной плоскости будет лишь немного рассеянного света.

Брахиты 

В такой схеме вторичное зеркало вынесено за пределы пучка, падающего на главное зеркало. Такая конструкция сложна в изготовлении, так как требует внеосевых параболического и гиперболического зеркал. Однако при малых апертуре и относительном отверстии эти зеркала можно заменить на сферические. Кома и астигматизм главного зеркала компенсируются наклонами вторичного зеркала. К положительным качествам брахитов можно отнести отсутствие экранирования, что положительно сказывается на чёткости и контрастности изображения. Данная система была впервые применена в 1877 году И. Форстером и К. Фричем. Существуют различные конструкции брахитов.

Крупнейшие телескопы 

Крупнейший в Евразии телескоп — БТА — находится на территории России, в горах Северного Кавказа, и имеет диаметр главного зеркала 6 м. Он работает с 1976 года и долго был крупнейшим телескопом в мире.

Крупнейший в мире телескоп с цельным зеркалом — Большой бинокулярный телескоп, расположенный на горе Грэхэм (США, штат Аризона) и работающий с 2005 года. Диаметр обоих зеркал — 8,4 метра

11 октября 2005 года в эксплуатацию был запущен Большой южноафриканский телескоп в ЮАР с главным зеркалом размером 11×9,8 метров, состоящим из 91 одинакового шестиугольника.

13 июля 2007 года первый свет увидел Большой Канарский телескоп с диаметром зеркала 10,4 м (36 шестиугольных сегментов). Это самый большой оптический телескоп в мире по состоянию на первую половину 2009 года.

В современных составных рефлекторах с середины 1990-х годов используются  и адаптивная оптика, что позволяет компенсировать атмосферные искажения. Это стало прорывом в телескопостроении и позволило значительно повысить качество работы наземных телескопов.

В 2024 запланировано получить первый свет на Большом обзорном телескопе, а в октябре 2022 начать работу. В 2028 году планируется получить первый свет с Чрезвычайно большого телескопа, а в 2027 году — начать научные наблюдения на международном Тридцатиметровом телескопе. В 2029 году планируется ввод в эксплуатацию Гигантского Магелланова телескопа.

См. также 

 Аберрация оптической системы
 Зеркально-линзовый телескоп
 Рефрактор
 Дифракционные лучи
 Атмосферные черенковские телескопы

Примечания

Литература

Ссылки 
 Специальная астрофизическая обсерватория (САО) РАН
 
 Анимационные оптические схемы: Максутова — Касегрена, Максутова — Ньютона, Грегори — Максутова

Телескопы
Типы телескопов