موضوع مقاله: تلسکوپ | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # تلسکوپ | مقدمه: نخستین فرابین کارا در ابتدای سدهٔ هفدهم و با استفاده از لنزهای شیشه‌ای در هلند اختراع شد. | ## بخش 1: تلسکوپ | در درازای چند دهه، تلسکوپ (فرابین) بازتابی که از آینه استفاده می‌کرد اختراع شد؛ بسیاری از انواع نوتری از فرابین‌ها در سدهٔ ۲۰ میلادی زاده شدند. رادیوفرابین در دههٔ ۱۹۳۰ و فرابین فرابنفش در سال ۱۹۶۰ از جملهٔ این اختراعات بودند. واژهٔ تلسکوپ می‌تواند به تمام حیطهٔ وسایل عملیاتی در سرتاسر ناحیهٔ میدان الکترومغناطیس اشاره داشته باشد. واژهٔ تلسکوپ، از دو واژهٔ یونانی تله به معنی دور و اسکوپین به معنی دیدن، گرفته شده‌است. در سال ۱۶۶۸ ایزاک نیوتن اولین تلسکوپ بازتابی کاربردی را ساخت که بعدها تلسکوپ نیوتنی نام گرفت. وسیلهٔ او از یک آینه مقعر و یک آینه تخت تشکیل می‌شد که در یک لوله قرار گرفته بودند. اختراع عدسی‌بی‌رنگ در سال ۱۷۳۳ میلادی، خطای رنگی را اندکی تصحیح کرد و امکان ساخت عدسی‌هایی با فاصلهٔ کانونی کمتر که به کوتاه شدن لوله تلسکوپ می‌انجامید را فراهم ساخت. تلسکوپ‌های بازتابی اگرچه ابیراهی رنگی نداشتند، ولی در درازای قرن‌های ۱۸ و ۱۹ آینهٔ فلزی آن‌ها که از مس و قلع ساخته‌شده بودند به مرور زمان تیره می‌شدند. اغلب تلسکوپ‌های ساخته شده در قرن بیستم از نوع بازتابی بودند، این درحالی است که بزرگترین تلسکوپ‌های بازتابیِ در حال کار، بزرگتر از ۱۰ متر هستند. قرن بیستم همچنین پیشرفت در ساخت تلسکوپ‌هایِ فعال در طیف وسیعی از طول موجها از امواج رادیویی تا امواج گاما را نشان می‌دهد. اولین تلسکوپ رادیویی هدفمند نیز در سال ۱۹۳۷ وارد عملیات ساخت شد و از آن زمان پیشرفت‌های شگرفی در تنوع مجموعهٔ ابزار نجومی انجام شده است. نورهای نزدیک به طول‌موج فرابنفش را می‌توان بسیار شبیه به تور مرئی بکار گرفت، با این حال در محدوده نور فروسرخ دور و زیرمیلی‌متر، تلسکوپ‌ها می‌تواند بیشتر شبیه یک تلسکوپ رادیویی به کار گرفته شوند. همچنین با استفاده از بازتاب‌های نوری، تلسکوپ فضایی هابل ، توسط دوربین دید گستردهٔ ۳، توان مشاهده طول موج‌های بین ۲ میکرومتر(۰٫۰۰۲ میلی‌متر) تا ۱٫۷ میکرومتر(۰٫۰۰۱۷ میلی‌متر)، از محدوده نور فرابنفش تا فروسرخ را دارد. تصویرساز فرنل ، یک فناوری لنز نوری تجهیزات نوری اشعه ایکس، برای برخی از طول‌موج‌های اشعه ایکس ˌ یکی دیگر دست‌آوردها در طراحی تلسکوپ، و برای افزایش انرژی فوتونها (طول‌موج کوتاه‌تر و فرکانس(بسامد) بالاتر) استفاده از یک بازتابنده کامل نوری است. تلسکوپ‌هایی مانند ترِیس و سوهو، از آیینه‌های ویژه‌ای برای تشدیدِ انعکاس پرتو فرابنفش استفاده می‌کنند، به همین دلیل تولیدِ تفکیک‌پذیری بالاتر و وضوح بیشتر تصاویر از این تلسکوپ‌ها ممکن شده‌ است. دهانه بزرگ‌تر تنها به معنی جمع‌آوری نور بیشتر نیست، بلکه تلسکوپ را قادر به تفکیک‌پذیری زاویه‌ای دقیق‌تری می‌کند. تلسکوپ‌ها همچنین بر اساس محل قرارگیری نیز دسته‌بندی می‌شوند: نوع زمینی، تلسکوپ فضایی یا تلسکوپ پروازی یا بر پایهٔ استفاده توسط منجمان حرفه‌ای یا آماتور. اولین بار گالیله از این نوع تلسکوپ استفاده کرد و از این رو به این گونه تلسکوپ‌ها گالیله‌ای نیز می‌گویند. تلسکوپ‌های شکستی انواع مختلفی دارند که عبارتند از: تلسکوپ شکستی آکروماتیک تلسکوپ شکستی آپوکروماتیک تلسکوپ شکستی آکروماتیک در تلسکوپ‌های شکستی از دو عدسی شیئی و چشمی استفاده می‌شود. برای رفع این مشکل می‌توان شیئی را از دو عدسی ساخت که منجر به ساخت تلسکوپ شکستی نوع آکروماتیک می‌شود. نسبت کانونی این نوع تلسکوپ‌ها از f/۷ تا f/۱۱ است که به این تلسکوپ‌ها اصطلاحاً «تلسکوپ کند» می‌گویند. تلسکوپ شکستی آپوکروماتیک تلسکوپ‌های شکستی آکروماتیک سنتی پس از دو قرن استفاده گسترده حالا جای خود را به مدلی پیشرفته‌تر به نام آپوکروماتیک می‌دهند. نسبت کانونی تلسکوپ‌های شکستی آپوکروماتیک معمولاً ازf/۴ تا f/۹ می‌باشد که به این تلسکوپ‌ها «تلسکوپ تند» می‌گویند. همچنین به علت پایین بودن نسبت کانونی از این نوع تلسکوپ‌ها برای عکاسی نجومی نیز استفاده می‌کنند. پوشش آلومینیومی این مزیت را دارد که اکسیده شدن آن باعث از بین رفتن قابلیت بازتاب آینه نمی‌شود. در بعضی دیگر از تلسکوپ‌ها از نقره استفاده می‌شود، سپس روی آن پوششی قرار می‌گیرد که مانع اکسید شدن نقره می‌شود. | ## بخش 2: تلسکوپ | در تلسکوپ‌های بازتابی اگر از آینه سهموی استفاده شود، ابیراهی کروی به حداقل کاهش می‌یابد. تلسکوپ‌های بازتابی پس از مدتی نیاز به تمیز کردن آینه و پس از آن بسته به کیفیت روکش آلومینیوم، نیاز به تجدید روکش دارند. تلسکوپ‌های بازتابی در مقایسه با نوع شکستی یک مزیت عمده دارند: آینه خمیده در قسمت انتهایی تلسکوپ نصب می‌شود که باعث می‌شود آینه زیر وزن خود تغییر شکل ندهد. اگرچه تلسکوپ‌های نیوتنی از انواع شکستی کوتاهترند، ولی همچنان از مدل‌های جدیدتر کسگرین یا اشمیت-کسگرین بلندتر و سنگین‌تر هستند. تلسکوپ کاسگرین تلسکوپ‌های نیوتنی نسبتاً بلند هستند و هنگامی که اندازهٔ آینه اصلی آن‌ها بزرگ‌تر می‌شود، طول تلسکوپ بسیار زیاد می‌شود. آینهٔ ثانویه پرتوهای آینهٔ اصلی را از میان سوراخ آینهٔ اصلی به سمت چشمی می‌فرستد. در این روش به دلیل اینکه پرتوها طول تلسکوپ را دو بار طی می‌کنند، طول تلسکوپ به نصف کاهش می‌یابد. تلسکوپ اشمیت در دهانهٔ این تلسکوپ تیغه باریکی به نام تیغه اشمیت قرار می‌گیرد که کار تصحیح خطای آینه را بر عهده دارد و بر اساس تراش و خطای آینه ساخته می‌شود. از آنجا که جو زمین برای عمده طیف الکترومغناطیس شفاف نیست، تنها چند محدوده از امواج الکترومغناطیس در سطح زمین قابل دریافت است. چنین تلسکوپ‌هایی باید به مدار زمین زمین فرستاده شوند تا خارج از جو رصد خود را انجام دهند. حتی برای طول موج‌هایی که در سطح زمین قابل دریافت‌اند، تلسکوپی در مدار زمین به دلیل بدور بودن از اغتشاشات جوی، کارایی بسیار بیشتری دارد. استقرار تلسکوپ تکیه‌گاه تلسکوپ باید محکم و استوار باشد تا از لرزش آن جلوگیری کند؛ ضمن اینکه باید در هنگام رصد، تلسکوپ را به نرمی و به صورت یکنواخت چرخاند. استقرار استوایی در استقرار استوایی، یک محور تلسکوپ به سمت قطب سماوی نشانه می‌رود. با توجه به موازی بودن محور ساعت و محور چرخش زمین، اگر تلسکوپ را با یک سرعت ثابت حول این محور بچرخانیم، چرخش ظاهری آسمان جبران می‌شود. زمانی که تلسکوپ به سمت جنوب نشانه رفته‌است، وزن آن، نیرویی عمود بر این محور وارد می‌کند. چنانچه تلسکوپ در تعقیب یک جسم به سمت غرب بچرخد، یاتاقان‌ها باید یک بار اضافی را، موازی با محور میل، تحمل کنند. استقرار سمتی-ارتفاعی در استقرار سمتی- ارتفاعی، یکی از محورها عمودی و دیگری افقی است. سوار کردن تلسکوپ به این صورت، از نصب استوایی ساده‌تر بوده، پایداری آن در تلسکوپهای خیلی بزرگ بیشتر می‌باشد. بدین ترتیب میدان دید نیز می‌چرخد؛ و این مسئله‌ای است که باید در هنگام استفاده از تلسکوپ جهت عکس‌برداری مورد توجه قرار گرفته، جبران شود. زمانی که یک جسم سماوی به سمت‌الرأس نزدیک می‌شود، مختصه سمتی آن در مدت زمانی بسیار کوتاه تغییر می‌کند. از این رو، در اطراف سمت‌الرأس ناحیه کوچکی وجود دارد که رصد آن با یک تلسکوپ سمتی غیرممکن است.کتاب مبانی ستاره‌شناسی، صفحه ۶۹ و ۷۰ استقرار سمت ارتفاعی بهتر است یا استوایی؟ پایه‌های سمتی-ارتفاعی، درست مانند پایه‌های دروبین عکاسی فقط به بالا و پایین و چپ و راست حرکت می‌کنند و از این رو لوله تلسکوپ فقط در همین جهات حرکت خواهد کرد. بهترین نوع از پایه‌های سمت-ارتفاعی، آن‌هایی هستند که پیچ حرکت آرام دارند که به درد دنبال کردن جرم مورد نظر می‌خورند (البته فقط در جهت‌های گفته شده). با وجود این، پایه‌های سمت-ارتفاعی نمی‌توانند ستاره‌ها را در حرکت قوسی شان دنبال کند. رادیو تلسکوپ رادیو تلسکوپ‌ها انتن‌های رادیویی کنترل‌شونده‌ای هستند که در اخترشناسی رادیویی استفاده می‌شوند. این دیش‌ها گاهی روی شبکه فلزی رسانایی با دهانه‌ای کوچک‌تر از طول موج در حال مشاهده ساخته می‌شوند. | ## بخش 3: تلسکوپ | رادیو تلسکوپ‌های چند قسمتی از جفت یا گروه‌های بزرگتری از این دیش‌ها ساخته شده‌اند. برای برهم نهی دهانه‌های مجازی که اندازه‌های یکسانی دارند به منظور تفکیک بین دو تلسکوپ. رکورد فعلی مربوط به اندازه چینش تلسکوپ‌ها برای سال ۲۰۰۵ است که برای چندین بار عرض زمین با استفاده از پایه‌های فضایی براساس تداخل طولانی‌ترین مدار مبنا (VLBI) تلسکوپ‌ها از قبیل هالسی (HALCA) ژاپنی (آزمایشگاه پیشرفته برای ارتباطات و نجوم) ماهواره VSOP(VLBI برنامه رصد فضایی) با استفاده از اطلاعات نوری (کنار هم قرار دادن تلسکوپ‌های نوری) و مانع دیده شدن تداخل دهانه‌ها در تلسکوپ‌های بازتابی تنها برهم نهی دهانه‌ها هم‌اکنون در مورد تلسکوپ‌های نوری نیز عملی شده‌ است. همچنین برای گردآوری اشعه وقتی که یک نور مرئی یا تیرگی (از قبیل اخترنماها) مانع می‌شود. رادیو تلسکوپ نوعی آنتن رادیویی است که در اخترشناسی رادیویی به منظور پیدا کردن و جمع‌آوری اطلاعات از ماهواره‌ها و کاوشگرهای فضایی و هر گونه منبع رادیویی در فضا استفاده می‌شود. رادیو تلسکوپ‌ها دارای دیش‌های بزرگی هستند که به صورت تکی یا چند تایی کار می‌کنند و معمولاً برای جلوگیری از تداخل امواج الکترومغناطیسی منتشر شده از تلویزیون و رادیو و رادار و… در مکان‌های خالی از جمعیت واقع شده‌اند این دقیقاً مانند تلسکوپ‌های نوری است که باید از آلودگی نوری پرهیز کند. رادیو تلسکوپ برای مطالعه رخدادهای رادیویی از ستاره‌ها، کهکشان‌ها اخترنماها، و سایر اشیاء فضایی استفاده می‌شود در طول موجی بین ۱۰ متر (۳۰ مگاهرتز) و ۱ میلی‌متر (۳۰۰کیلوهرتز) در طول موج‌های بلندتر مانند ۲۰ سانتیمتر (۱۰۵ گیگاهرتز) بی قاعدگی‌ها در طبقه یونسفر زمین باعث خمیدگی امواج ورودی می‌شود، به این پدیده جرقه زدن می‌گویند که قابل قیاس با چشمک زدن ستارگان در طول موج مرئی می‌شود جذب امواج کهکشانی توسط لایه یونسفر با افزایش طول موج افزایش می‌یابد تا جایی که طول موج‌ها ی بالاتر از ۱۰ متر با رادیو تلسکوپ‌های زمینی قابل دریافت نیستند. آنتن جان اسکای برای دریافت سیگنال‌های رادیویی موج کوتاه در یک فرکانس ۲۰٫۵ MHz (طول موجی تقریباً ۱۴٫۶ m) طراحی شده بود. آن نصب شده بود در یک صفحه گردون که اجازه می‌داد تابه هر سمتی بچرخد، و چرخ و فلک جان اسکای نام گرفت. بعد از ثبت سیگنال‌ها از همه مسیرها در چندین ماه، جان اسکای عاقبت آن‌ها را به سه نوع ایستا دسته‌بندی کرد: نزدیک به وسیلهٔ توفان همراه با آذرخش و صاعقه، دور توفان همراه با آذرخش، صاعقه و یک صدای ضعیف هیس از منبعی ناشناخته. اخترشناسی رادیویی اخترشناسی رادیویی یکی از شاخه‌های مهم اخترشناسی است که به مطالعه اجرام سماوی در زمینه امواج الکترومغناطیسی می‌پردازد. نخستین بار توسط معادله ماکسول نشان داده شد که تشعشعات رادیویی از ستارگان می‌توانند با هر طول موجی وجود داشته باشند. بسیاری از دانشمندان برجسته مانند توماس الوا ادیسون، الیور جوزف لوج و ماکس پلانک پیش‌بینی کرده بودند که خورشید دارای تشعشعات رادیویی است. حتی لوج سعی کرد که سیگنال‌های خورشیدی را دریافت کند ولی به دلیل مشکلات دستگاهش در این امر موفق نبود. اولین تشعشعات دریافت شده از یک منبع رادیویی در فضا که به‌طور اتفاقی در اوایل دهه ۳۰ ثبت شد به وسیله کارل گوت جانسکی انجام شد. او که به عنوان یک مهندس در آزمایشگاه تلفن بل کار می‌کرد در حال تحقیق و بررسی روی فرستادن امواج صوتی به آن سوی اقیانوس اطلس بود که بدین منظور از یک آنتن بزرگ استفاده می‌کرد سپس او متوجه شد که سیستم آنالوگ ضبط وی مدام یک سیگنال را از منبعی نامعین ضبط می‌کند از آنجا که این سیگنال روزی شدت گرفت جانسکی گمان کرد که منبع آن ممکن است خورشید باشد. پس از بررسی‌ها او متوجه شد که سیگنال دقیقاً با طلوع و غروب خورشید مطابق نیست ولی در عوض در یک سیکل ۲۳ ساعت و ۵۶ دقیقه تکرار می‌شود نوعی از اجرام سماوی که ساکن در کره سماوی می‌باشند و با شب و روز زمین می‌چرخند با مقایسه مشاهدات وی با نقشه‌های فضایی، دریافت که این سیگنال‌ها از کهکشان راه شیری می‌آید و در مرکز کهکشان قوت می‌گیرد در صورت فلکی کماندار او نتایج مشاهدات و اکتشافاتش را در سال ۱۹۳۳ رسماً اعلام کرد؛ ولی از آنجا که آزمایشگاه بل وی را به شاخه دیگری منتقل کرد او نتوانست تحقیقات خود را در این زمینه ادامه دهد. گرت ربر با ساختن یک دیش شلجمی با ۹ متر طول در شعاع که در ساخت رادیو تلسکوپ استفاده می‌شد کمک شایانی به اخترشناسی رادیوی کرد این کار در ۱۹۳۷ انجام گرفت بعد از مدتی وی موفق به ترسیم اولین نقشه آسمانی از امواج رادیویی شد. در اوایل دهه ۵۰ مارتین ریل و آنتونی هویش دردانشگاه کمبریج از تداخل سنج امواج که در دانشگاه موجود بود استفاده کرده و موفق به ترسیم نقشه‌های معروف ۲c و ۳c شدند. تلسکوپ‌های ذرات پر انرژی تلسکوپ امواج ایکس از تلسکوپ WOLTER که ترکیب شده از شکل حلقوی اجمالی آینه‌های ساخته شده از فلزات سنگین قادر به بازتاب امواج با درجه کم هستند، استفاده می‌کنند. در سال۱۹۵۲هانس والتر سه راه که یک تلسکوپ می‌توانست با استفاده از این نوع خاص از آینه‌ها ساخته شود را شرح داد. تلسکوپ‌های امواج گاما مانع از تمرکز کامل می‌شوند و از پنهان کردن رمزی دهانه استفاده می‌کنند. تلسکوپ‌های امواج ایکس و گاما معمولاً در ماهواره‌هایی در مدار زمین یا بالن‌های بلند پرواز خارج از جو زمین که برای این قسمت از طیف الکترو مغناطیس مات هست، قرار دارند. در گونه‌های دیگر از تلسکوپ‌های ذرات پرانرژی، هیچ سیستم تشکیل تصویر نوری وجود ندارد. | ## جمع‌بندی | تلسکوپ‌های امواج کیهانی معمولاً از کنار هم قرار دادن انواع آشکارسازهای مختلف پخش شده در یک منطقه بزرگ، تشکیل شده‌اند.