מעמד משווני

מעמד משווני הוא מתקן שתכליתו לפצות טלסקופים ומכשירי תצפית אחרים על התנועה המדומה של גרמי שמים. בשל סיבוב כדור הארץ נראים גרמי השמים כנעים ממזרח למערב, ויוצאים אט-אט משדה הראיה. מעמד משווני, כאמור, מפצה על תנועה זו, ובכך מאפשר מדידות, תצלומים ותצפיות ממושכות על גרמי שמיים.

תנועת המעמד המשווני

על מנת לעמוד בדרישה לייצוב גרם שמיים בשדה הראיה על המעמד המשווני לבצע תנועה הפוכה בדיוק לזו של כדור הארץ. מאחר שכדור הארץ מסתובב ממערב למזרח, על המעמד המשווני לנוע ממזרח למערב. תנועה זו חייבת להתבצע על ציר המקביל בדיוק גבוה ככל הניתן לציר כדור הארץ, שאם לא כן תהיה סחיפה (drift) של גרם השמיים הנצפה לכיוון דרום (צפון בחצי הכדור הדרומי).
על קו המשווה (ועליו בלבד) מעמד משווני נע על ציר המקביל לקרקע ומצביע כלפי צפון. בקטבים מעמד משווני ינוע על ציר ניצב לקרקע. בין הקטבים לקו המשווה יש להטות את ציר הסיבוב של המעמד המשווני כמידת קו הרוחב בו מתקיימת התצפית, כך שציר הסיבוב יצביע במדויק על הציר הצפוני בחצי הכדור הצפוני ועל הציר הדרומי בחצי הכדור הדרומי.
בנוסף לדרישה שהציר יקביל לציר כדור הארץ קיימת גם דרישה למהירות סיבוב אחידה של הציר כך שיתווה מעגל שלם אחת ליממת כוכבים. בכך התמלאו כל הדרישות לפיצוי מושלם על סיבוב כדור הארץ. כמובן שמידת העמידה בדרישות אינה זהה לכל מעמד ומעמד - מעמד משווני פשוט וזול יפצה על סיבוב הארץ במידה המספקת לתצפית בעין, אך לא במידת הדיוק הדרושה לצילום. מעמדים מדויקים די הצורך למדידות ומחקר יקרים וכבדים מאד.
טלסקופים היסטוריים השתמשו במנגנון הכולל גלגלי שיניים, משקולות ומטוטלות, בדומה לשעוני סבא. עם הזמן, המשקולות והמטוטלות פינו את מקומם למנועים חשמליים.

סוגי מעמד משווני

אופי השימוש במעמד משווני מכתיב את תכנונו. שיקולי ניידות, משקל ודיוק קובעים שימוש בסוגים שונים. בנוסף לסוגים הנפוצים, הרשומים להלן, ישנם עוד כמה עשרות סוגים ותת-סוגים המתאימים לדרישות שונות.

מעמד גרמני, או חצובה גרמנית

הסוג הנפוץ ביותר של מעמד משווני מכונה מעמד גרמני. למעשה מדובר בחצובה שראשה, הנושא את הטלסקופ ומסוגל לתנועה ימין-שמאל ומעלה-מטה, מוּטֶה על פי מעלות קו הרוחב - מהטיית-אפס בציר הצפוני או הדרומי ועד הטיה ב-90° על קו המשווה.
בעוד שחצובה גרמנית היא הפופולרית ביותר בשל גודלה הקטן יחסית לסוגי מעמד משווני אחרים, היא לוקה בשני פגמים מהותיים: הראשון הוא שמאחר ובמעמד גרמני מורכבים שלושה צירים זה על גבי זה כל חוסר יציבות בציר מתווסף לחוסר היציבות של הצירים האחרים. על כן אם היצרן חסך במשקל ובאיכות חומרים מתקבלת חצובה רועדת ונוטה ליפול. בטלסקופ חוסר יציבות זה מועצם על פי מידת ההגדלה, ואכן החצובות הגרמניות הזולות ביותר מתסכלות מאד את המשתמש בהן וכמעט ואינן ניתנות לשימוש. חצובה גרמנית ראויה לשמה יש לבנות את מחומרים קשיחים ועבים, על פי רוב פלדה, עם מנגנון גלגלי שיניים חרוט בדיוק גבוה. על כן חצובה גרמנית טובה תמיד תהיה כבדה מאד - לפחות פי שלושה מהציוד אותו היא נושאת, ולרוב אף יותר. 
פגם מהותי שני הוא שמאחר ומרכז הכובד של הטלסקופ נמצא מחוץ לציר החצובה הכרחי להשתמש במישקלות איזון כבדות - מה שהופך את החצובה הכבדה ממילא לכבדה עוד יותר.
משתי סיבות אלו המנגנון המניע את הציר סובל עומסים גבוהים בהרבה ממשקל הטלסקופ אם לא ננקט משנה זהירות באיזון הטלסקופ והמישקולות על החצובה. מכל אלה נובע שחצובות גרמניות מוגבלות כמעט לגמרי לטלסקופים קטנים עד בינוניים, והשימוש בהן מחייב עקומת לימוד תלולה וקפדנות רבה.

מעמד אנגלי

במעמד אנגלי צירי התנועה ממוקמים אחד בתוך השני ולא אחד על גבי השני: הטלסקופ כולו קבוע על ציר בתוך מסגרת, והמסגרת כולה נתונה על שני צירים בקצותיה כך שהיא מקבילה לציר כדור הארץ.  כך מתקבל מעמד יציב מטבעו, אך גדול הרבה יותר ממעמד גרמני, מפני שעל המסגרת להיות גדולה מהטלסקופ כולו. מסיבות אלו מעמד אנגלי משמש בעל פי רוב מצפים קבועים בלבד.

משטח משווני, או מעמד פּוֹנְסֶה (Poncet)

מעמד פונסה הוא פשרה בין הדרישה לעקיבה רצופה על גרמי השמים לבין שיקולי ניידות, משקל וגודל. זהו משטח המתווה חלק של מעגל על גבי ציר חרוטי הנמצא תחתיו. הציר החרוטי מוּטֵה על פי מעלות קו הרוחב. כך מתקבלת עקיבה לזמן מוגבל - לרוב בין רבע שעה לשעה. מעמד פונסה משמש בדרך כלל אסטרונומים חובבים בעלי טלסקופים גדולים, בקוטר 16 אינץ' ומעלה.

מעמד פרסה (horseshoe mount)

מעמד פרסה הוא גרסה מקצועית ויקרה של מעמד פונסה. להבדיל ממעמד פונסה, בו התנועה מתקיימת על גיזרה קטנה של חרוט, במעמד פרסה התנועה מתבצעת על כמעט חרוט שלם. רוב הטלסקופים הגדולים המשמשים למחקר, כמו טלסקופ הייל בהר פאלומר, משתמשים במעמד פרסה.

מעמד מזלג (fork mount)

מעמד מזלג הוא הכלאה בין מעמד אנגלי למעמד גרמני. הטלסקופ ממוקם בין זרועות מזלג הנטוי על גבי טריז (wedge), ומידת הנטייה היא על פי מעלות קו הרוחב, כך שציר התנועה מקביל לציר כדור הארץ. סוג זה של מעמד מוגבל לטלסקופים קצרים, דמויי חבית, כדוגמת שמידט-קאסגרין.

תחליפים בני-זמננו למעמד משווני - טלסקופים רובוטיים

התקדמות תהליכי ייצור האלקטרוניקה, ובפרט הוזלת ומזעור המחשוב, חוללו מהפכה בתחום מעמדי הטלסקופים. שינויים אלו הובילו למציאות בה מעמד פשוט מכנית, המאפשר אך ורק תנועת אלט-אז (מעלה/מטה וימינה/שמאלה) אבל מורכב מאד מבחינת השליטה עליו זול יותר, במקרים רבים, ממעמד משווני קלאסי. שינוי זה גרם לכך שכל הטלסקופים הגדולים והיקרים שנבנו בעשרים השנים האחרונות, וחלק ניכר מהטלסקופים הבינוניים והקטנים המשמשים ללימוד ולחובבים, הם מסוג זה. עם חדירת הרובוטיקה התאפשר שינוי גדול נוסף - אם ממילא מנגנון הטלסקופ מסוגל לעיקוב בשני הצירים, וממילא על מחשב השליטה לדעת לאילו קואורדינטות-שמים הטלסקופ מכוון, ניתן בתוספת עלות זניחה להוסיף בסיס נתונים של אובייקטים שמימיים וכל שנותר לאסטרונום, לאחר הליך איפוס התחלתי, הוא לבחור גרם שמים מן הרשימה והטלסקופ מכוון את עצמו. טלסקופ מסוג זה (מכונה טלסקופ GoTo) משטיח כדבעי את עקומת הלימוד לאסטרונומים מקצועיים וחובבים כאחד, שכן הכרת השמים והשימוש באטלס שמיים אינם נלמדים בנקל. חלק לא מבוטל מהעוסקים באסטרונומיה, שהחלו בשנים האחרונות, מכיר את קבוצות הכוכבים הכרות שטחית בלבד, אם בכלל. 
עם זאת, בדומה לכך שמעמד גרמני זול קשה מאד לשימוש גם מערכות GoTo זולות אינן ניתנות לשימוש, שכן הן אינן מדויקות די הצורך לאתר גרמי שמים. באותן מערכות ממש חוסכים היצרנים גם בציוד העזר המאפשר איתור וכיוון ידניים, כך שהטלסקופ כולו אינו ניתן למעשה לשימוש.