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 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 מתבצעת על ציר המקביל לציר כדור הארץ בדיוק גבוה ככל האפשר, שאם לא כן, מתקבלת 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 מתמלאות כל הדרישות לפיצוי על סיבוב כדור הארץ. רמות הדיוק של מעמדים משווניים משתנות בהתאם לשימוש בחומרים ודיוק הייצור. רמת הדיוק הנמוכה ביותר מספיקה לתצפית בעין, רמת דיוק גבוהה יותר דרושה לצילום, והמעמדים המדויקים והכבדים ביותר משמשים למדידות ומחקר.

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, המוצגים 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. מאחר שבמעמד גרמני מורכבים שלושה צירים זה על גבי זה, חוסר יציבות בכל ציר מתווסף לחוסר יציבות של הצירים האחרים. על כן, ייצור חצובה במשקל נמוך מדי ובאיכות חומרים ירודה מובילה לחצובה רועדת. חוסר יציבות זה מועצם בטלסקופ בהתאם למידת ההגדלה וגורם לדמות הנראית לקפץ. החצובות הגרמניות הזולות ביותר מתסכלות מאוד את המשתמש בהן ולעיתים אינן ניתנות כלל לשימוש. 

חצובה גרמנית איכותית נבנית מחומרים קשיחים ועבים, על פי רוב פלדה, עם מנגנון גלגלי שיניים חרוט בדיוק גבוה. לכן משקלה של חצובה גרמנית איכותית הוא כפי שלושה מהציוד אותו היא נושאת, ולרוב אף יותר. חצובות גרמניות יקרות יותר בנויות מטיטניום וסיבי פחמן המספקים את החוזק הדרוש בשליש מהמשקל.

פגם מהותי נוסף נובע ממרכז הכובד של הטלסקופ הנמצא מחוץ לציר החצובה, ולכן הכרחי להוסיף משקולות איזון כבדות, ההופכות את החצובה הכבדה ממילא לכבדה עוד יותר. מסיבות אלו המנגנון המניע את הציר סובל מעומסים גבוהים בהרבה ממשקל הטלסקופ, אם לא ננקט משנה זהירות באיזון הטלסקופ והמשקולות על החצובה. לכן חצובות 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 על פי רוב במצפים 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 גזרה 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 בחצובות הטלסקופים. שינויים אלו הובילו לכך שמעמד פשוט מכנית, המאפשר אך ורק תנועת אלט-אז (מעלה/מטה וימינה/שמאלה) אבל מורכב מאוד מבחינת השליטה עליו זול יותר, במקרים רבים, ממעמד משווני קלאסי. שינוי זה גרם לכך שכל הטלסקופים הגדולים והיקרים שנבנו מאז סוף המאה ה-20, וחלק ניכר מהטלסקופים הבינוניים והקטנים המשמשים ללימוד ולחובבים, הם מסוג זה. עם התקדמות והוזלת הרובוטיקה התאפשר שינוי נוסף בחצובה. כיוון שמנגנון 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 יופנה אליו באופן אוטומטי. טלסקופ מסוג זה (המכונה טלסקופ GoTo) מקל על אסטרונומים מקצועיים וחובבים, שכן הכרת השמים והשימוש באטלס שמיים אינם נלמדים בנקל. חלק לא מבוטל מהעוסקים באסטרונומיה, שהחלו את דרכם עם טלסקופים רובוטיים, מכיר את קבוצות הכוכבים הכרות שטחית בלבד.

עם זאת, בדומה לכך שמעמד גרמני זול קשה מאוד לשימוש או אף חסר תועלת לגמרי, מערכות GoTo זולות קשות לשימוש. מחד הן אינן מדויקות די הצורך לאיתור גרמי שמים. מאידך, מאותם שיקולי חיסכון־יתר בעלות על חשבון איכות, חצובות אלו אינן בנויות לכיוון ידני מדויק והשימוש בהן הופך למתסכל במקרה הטוב ובלתי אפשרי במרבית המקרים.

ראו גם
 אסטרונומיית חובבים
 טלסקופ דובסוני

קישורים חיצוניים

הערות שוליים

ערכים שבהם תבנית בריטניקה אינה מתאימה
טלסקופים

de:Montierung#Parallaktische Montierungen