Teleskop

Et teleskop (fra gresk tele (fjern) og skopein (å se eller betrakte)) er et instrument og et optisk hjelpemiddel for å observere fjerntliggende objekter. Teleskoper lages for observasjoner i en del av det elektromagnetiske spektrum. De vanligste teleskoper er for synlig lys, men andre varianter kan avbilde radiobølger, infrarødt, ultrafiolett eller enda kortere bølgelengder som gammastråling. Teleskoper lages i mange forskjellige utførelser og montasjer fra små kikkerter for bruk på relativt små avstander til store astronomiske teleskoper som kan se mot yttergrensene til det observerbare universet.
I figuren vises hvordan linsene i et Kepler-type linseteleskop bryter lyset slik at øyet ser et forstørret objekt. I denne type teleskop vil objektet sees opp ned. I enkelte teleskoper og kikkerter brukes prismer for å rettvende bildet. 
Oppfinnelsen av teleskopet knyttes blant annet til den tysk-nederlandske Hans Lippershey i 1608. Ordet «teleskop» ble foreslått i 1611 eller 1612. Man fant tidlig ut at gjennom teleskopet så planetene og fiksstjernene langt større ut enn med det blotte øye.

Astronomiske observasjoner

Atmosfæren er stort sett opak (ugjennomtrengelig) for det elektromagnetiske spektrum unntatt for radiobølger mellom ca. 10 MHz og 10 GHz samt infrarødt og synlig lys mellom 1000 og 400 nm. Observasjoner i de opake områdene må derfor foregå fra satellitter i bane som romobservatoriet Hubble eller fra ballonger i stor høyde.

Refraktor

I refraktoren fokuseres lyset av linser. Dette er først og fremst egnet for synlig lys, og med rett materiale også lys i det nære infrarøde området. Refraktoren består av minst to linser; Ved det innkommende lyset sitter objektivlinsen som alltid er en konveks samlelinse. Nærmest øyet sitter okularet. I et Keplerteleskop er dette også en samlelinse mens et Galileoteleskop bruker en konkav spredelinse. I moderne refraktorer av god kvalitet brukes objektiver med to eller flere konvekse og konkave linseelementer samt utskiftbare okularer med 5-7 linser. Dette er nødvendig blant annet for å unngå geometrisk forvrenging og fargefeil (kromatisk forvrengning, fordi brytningsindeksen er forskjellig for lys av ulik bølgelende) På bildet vises også en fokuseringsmekanisme for okularet. Refraktorer lages opp til linsediametere for hovedokularet på 100 cm. (F,eks det svenske solteleskopet på La Palma)

Reflektor

Speilteleskopet består av to speil. Et parabolsk hovedspeil sitter i bunnen av teleskoprøret. Når lyset kommer inn i røret, reflekteres det i hovedspeilet mot  det skråstilte sekundærspeilet øverst i teleskoprøret og ut til okularet. Den enkleste typen som vist i bildet er et Newton-teleskop. De største teleskopene er reflektorer med hovedspeil opp til 10 meter (Keck teleskopene).
De fleste optiske materialer er opake for langbølget infrarødt lys og ultrafiolett lys. Det samme gjelder atmosfæren, og med astronomiske teleskoper for disse bølgelengdene må det benyttes reflektorer i romobservatorier.

Katadioptrisk teleskop

Fordi man både ønsker stor diameter og lang brennvidde på hovedspeil eller objektiv vil teleskoper lett bli store og lite portable. Spesielt små og mellomstore teleskoper bygges derfor med en kombinasjon av speil og linser for å «folde» lysveien. Dette gjør teleskopet kortere og lettere og gir også lavere kostnader og vekt for monteringen (som holder teleskopet i rett retning). De fleste er Cassegrain teleskoper, og finnes i en rekke varianter som Schmitt-Cassegrain, Makutsov Cassegrain og Ritchey-Chrétien med forskjellige arrangementer og profiler på optikken. Ved Makutsov-Cassegrain som vist i bildet har teleskopet et sfærisk (kuleflate) hovedspeil. Framst sitter en korreksjonslinse med form som en del av en kuleflate. Sekundærspeilet er pådampet på midten av korreksjonslinsen. Dette gir et lukket teleskoprør som er beskyttet mot støv ol. Et vanlig amatørteleskop kan for eksempel ha en brennvidde på 1900 mm i et teleskoprør som bare måler 360 mm.
Ritchey-Chrétien har hyperbolske speil og benyttes i romobservatoriet Hubbles hovedteleskop. Denne typen gir relativt kompakt utførelse, men allikevel stort avbildet felt.

Radioteleskoper

Radioteleskop bygges for mottak av elektromagnetisk stråling i radiobølgeområdet, ca. 10 MHz til 10 GHz. Dette er store parabolantenner der selve mottakeren sitter på en bom foran antennen. Det største er NASAs Arecibo radioteleskop i Puerto Rico med en diameter på 305 m, bygget over en naturlig fordypning i terrenget. Ofte kobles flere teleskoper sammen for å gi bedre oppløsning og signal-støyforhold. Dette utnyttes for eksempel i Very Large Array, New Mexico, USA som vist på bildet. VLA har 27 individualle antenner som kan kobles sammen.
Radioteleskoper benyttes for å få informasjon om elektromagnetisk stråling fra objekter utenfor det synlige området som gir tilleggsinformasjon. Videre kan det aktuelle området være ugjennomtrengelig for synlig lys, for eksempel på grunn av instellare gasskyer. Radioteleskoper brukes også for å motta informasjon fra fjerne romfartøy, som Voyager 1 og Voyager 2 og i noen grad i SETI programmer (søk etter utenomjordisk intelligent liv).

Teleskop for korte bølgelengder og partikler

Disse instrumentene brukes for å få informasjon om spesielle fenomener som pulsarer, nøytronstjerner, kvasarer, sorte hull og gammastråleutbrudd. Dette detekteres ved gammastråling, røntgenstråling og partikkelstråling (spesielt protoner, heliumkjerner og elektroner). Ingen av disse strålingstypene trenger ned igjennom atmosfæren og observasjonene må derfor foregå fra satellitter eller fra ballong i stor høyde.
Kortbølget stråling trenger inn i forskjellige metaller og har høy energi, og lar seg vanskelig fokusere. Normalt brukes elektromagnetiske detektorer eller partikkeltellere i matrise for å registrere informasjonen.

Montering

En viktig del av teleskopinstallasjonen er teleskopets montering. Denne gjør det mulig å stille inn telskopet og holde objektet stødig. Ved astronomiske observasjoner er det nødvendig med motrotasjon for å hindre at jordens rotasjon flytter objektet ut av synsfeltet. Dette skjer på bare titalls sekunder ved normal forstørrelse og synsfelt. Ved astrofotografi må dessuten telekopet holdes rettet mot  samme objekt i lengre tid for å samle nok lys og sørge for at tilfeldige variasjoner kanselleres ut. Da tas fra et til 100 bilder med en total varighet på opp til flere timer som siden legges på hverandre (stabling eller en. stacking).
Ekvatorialmontasje er den enkleste og tillater motrotasjon ved dreining rundt kun en akse. Her stilles teleskopet opp slik at Rektascensjonaksen i Norge peker mot himmelens nordpol (polstjernen Polaris). Fordi objektets posisjon fra astronomikartet er kjent kan teleskopet nå  stilles inn ved å regne inn lokaltid og breddegrad med normal aritmentikk.
Horisontalmontasje gir en enklere montering og innstilling, men krever en elektronisk styreenhet som beregner de nødvendige koordinattransforsjonene med trigonometri, og styrer teleskopet i to akser (Asimut og Elevasjon) samtidig.