Kırılmalı teleskop

Kırılmalı teleskop veya refraktör, bir görüntüyü görüntülemek için lens (mercek) kullanan bir optik teleskop türüdür. Işığı kırmak yoluyla görüntüyü elde eder. Bunun için tüp sonunda odak dediğimız en büyük merceğin olduğu kısim vardir. ışık buradan görerek tüpün ucuna kadar ilerler tüp ucunda ise gözlemcinin büyütmede kullandığı mercek oküler bulunur. Sonradan çıkan aynalı teleskop'dan bu yönleri ile ayrılır. İlk ve uzun dönemden beri bilinen teleskop türüdür. Kırılmalı teleskop tasarımı başlangıçta casusluk camları ve astronomik teleskoplarda kullanıldı halen de belli ölçekte kullanılmaktadır ancak aynı zamanda uzun odaklı kamera mercekleri için de kullanılmaktadır. Bir refraktörün büyütmesi, objektif merceğinin odak uzunluğunun okülerinkine bölünmesiyle hesaplanır. Kırılma teleskoplarının tipik olarak önde bir lensi, ardından uzun bir tüp, daha sonra teleskop görüntüsünün odaklandığı arkada bir mercek veya enstrümantasyon bulunur.
Başlangıçta teleskopların merceği bir elementdi, ancak bir asır sonra iki ve hatta üç elementli lensler yapıldı. Kırılma teleskopu teknolojisi, dürbün ve büyüteç lensleri gibi diğer optik cihazlarda sıklıkla uygulanan bir teknolojidir.
İcadı
Refraktörler (Kırılmalı teleskoplar) optik teleskop'un en eski tipidir. Kırılmalı teleskop, Hollanda'da, Zelanda iline bağlı Middelburg'da Hans Lippershey adlı bir gözlük yapımcısı tarafından 1608'de ortaya çıkarılmıştır. Ancak bu kişi maalesef buluşunun patentini alamamıştır. Yapılan bu buluş 1609'da Galileo Galilei'ye Venedik'te ulaşacak kadar hızlı yayılmıştır. Mayıs 1609'da bu icadın bir benzerini kendi yapıp astronomik keşiflerde bulunmuştur.
Refraktör (Kırılmalı) Teleskop Dizaynı
Tüm kırılmalı teleskoplar aynı prensipler ile çalışır. 1 Bir objektif merceği ve 2 bir tür oküler kombinasyonu, 5 insan gözünün kendi başına toplayabildiğinden daha fazla ışık toplamak, odaklamak amacı taşır ve 6 izleyiciye daha parlak, daha net ve büyütülmüş bir sanal görüntü sunmak için kullanılır.
Kırıcı bir teleskoptaki objektif mercek ışığı kırar veya büker. Bu kırılma, paralel ışık ışınlarının bir odak noktasında birleşmesine neden olur; paralel olmayanlar ise odak düzleminde birleşir. Teleskop, optik eksen ile bir α açısı yapmak için bir paralel ışın demetini, β açısına sahip ikinci bir paralel demete dönüştürür. β/α oranına açısal büyütme denir. Bu teleskoplu ve teleskopsuz elde edilen retina görüntü boyutları arasındaki orana eşittir.
Kırılma teleskopları, görüntü oryantasyonu ve sapma türlerini düzeltmek için birçok farklı konfigürasyonda (türde) gelebilir. Görüntü ışığın bükülmesi veya kırılması ile oluştuğu için bu teleskoplara "kırıcı teleskoplar" veya "kırıcılar" denir.
Türleri
Galile teleskobu
1609 civarında yapılıp kullanılan Galileo Galilei tasarımına genellikle Galile teleskopu denir. Bu tasarım yakınsak (plano-dışbükey) bir objektif lens ve ıraksak (plano-içbükey) bir mercek merceği (Galileo, 1610) kullanmaktadır.
Bir Galile teleskopu, tasarımın bir ara odağı olmadığı için, ters çevrilmemiş ve bazı cihazların yardımıyla dik bir görüntü ile sonuçlanır.
Galileo'nun en iyi teleskobu tüp uzunluğu ile cisimleri 30 defa büyütebiliyordu. Lensin şekli ve dar görüş alanı gibi tasarımındaki kusurlar nedeniyle görüntüler bulanık ve bozuktu. Bu kusurlara rağmen, teleskop Galileo'nun gökyüzünü keşfetmesi için hala yeterince iyiydi. Bunu Ay'daki kraterleri, Jüpiter'in en büyük dört uydusu ve Venüs'ün evrelerini görüntülemek için kullandı.
Uzak bir nesneden (y) gelen paralel ışık ışınları, objektif merceğinin odak düzleminde (F' L1 / y') bir odak noktasına getirilecektir. (Iraksak) mercek (L2) merceği bu ışınları yakalar ve onları bir kez daha paralel hale getirir. Optik eksene α1 açıyla hareket eden nesneden gelen paralel olmayan ışık ışınları, göz merceğinden geçtikten sonra daha büyük bir açıyla (α2 > α1) hareket eder. Bu, görünen açısal boyutta bir artışa yol açar ve algılanan büyütmeden sorumludur.
Nihai görüntü (y'), sonsuzda bulunan ve nesneyle aynı şekilde yukarıda olan sanal bir görüntüdür.
Kepler Teleskobu
1611'de Johannes Kepler tarafından icat edilen Kepler teleskopu Galileo'nun tasarımının geliştirilmesi ile ortaya çıkmıştır. Mercek olarak Galileo'nun içbükey lensi yerine dışbükey bir lens kullanır. Bu düzenlemenin avantajı, göz merceğinden çıkan ışık ışınlarının bir araya gelmesidir. Bu, çok daha geniş bir görüş alanı ve daha fazla göz rölyefi sağlar, ancak gözlem yapan kişi için görüntü ters çevrilir. Bu tasarımla önemli ölçüde daha yüksek büyütmelere ulaşılabilir, ancak kromatik sapmaların üstesinden gelmek için basit objektif lensin çok yüksek bir fokal oranına sahip olması gerekir. Bunun anlamı çok büyük uzun bir tüpe (odak uzunluğuna) ihtiyacın olmasıdır. (Johannes Hevelius, 46 metrelik (150 ft) odak uzaklığına sahip bir tane inşa etti ve daha da sonrasında Huygens kardeşlerden başlayarak uzun tüpsüz "hava teleskopları" inşa edildi). Tasarım aynı zamanda odak düzleminde bir mikrometre kullanımına da izin verir (gözlenen nesneler arasındaki açısal boyutu ve/veya mesafeyi belirlemek için).
Constantijn Huygens Jr., Royal Society of London (Londra Kraliyet Cemiyeti) için 19 cm (7,5 inç) tek elemanlı lensli bir hava teleskopu yaptı.
Akromatik Refraktörler
Kırılmalı teleskopların evrimindeki bir sonraki büyük adım, renk sapmaları (kromatik aberasyon) ile ilgili sorunları çözmeye yardımcı olan ve daha kısa odak uzunluklarına izin veren, birden fazla öğeye sahip bir lens olan renksemez mercek (akromatik mercek)'in icadıydı. 1733'te Chester Moore Hall adlı bir İngiliz avukat tarafından icat edildi, ancak 1758 civarında John Dollond tarafından bağımsız olarak icat edildi ve patenti alındı. Tasarım, kromatik ve küresel aberasyonu azaltmak için 'mercek camı' ve 'kristal cam' olmak üzere farklı dağılıma sahip iki cam parçasından oluşan (2 elementli- duplet) bir objektif kullanarak kırılmalı teleskoplarda çok uzun odak uzunluklarına duyulan ihtiyacın üstesinden geldi.
Her parçanın her bir tarafı taşlanır ve parlatılır ve daha sonra iki parça birbirine monte edilir. Akromatik lensler, aynı düzlemde iki dalga boyunu (tipik olarak kırmızı ve mavi) odaklayacak şekilde düzeltilir. Ancak bu zahmetli bir çalışma gerektirir.
Chester More Hall'un 1730'da ilk ikiz renk düzeltmeli lensi yaptığı bilinmektedir.
Dollond akromatları 18. yüzyılda oldukça popülerdi.
Ancak buradaki önemli sorun, odak uzaklığının (tüpün) daha kısa hale getirilebilmesiydi. Bununla birlikte, mercek yapımıyla ilgili sorunlarda, mercek objektiflerinin çapının yaklaşık dört inçten (100 mm'den) fazla yapılmadığı anlamına geliyordu. 19. yüzyılın sonlarında, cam üreticisi Guinand, dört inçten (100 mm'den) daha büyük, daha kaliteli mercekler yapmak için bir yol geliştirdi. Bu teknolojiyi daha da geliştiren ve aynı zamanda Fraunhofer, bu tekniği çift lens tasarımını geliştiren çırağı Fraunhofer'e de aktardı. Cam yapım tekniklerindeki atılım, 19. yüzyılın büyük refraktörlerine yol açtı, on yıl boyunca giderek refraktörler daha büyük hale geldi ve sonunda astronomide gümüşlenmiş camlı yansıtıcılı teleskoplar yerini almadan önce o yüzyılın sonunda refraktörler nihayet 1 metreyi aşabilmişti. Özellikle 18. yy sonu ve 20. yy'ın hemen başı renksemez merceklerin yardımıyla dev kırılmalı teleskopların asrı oldu. Zira kırılmalı teleskopların rakibi Newton türü büyük yansıtmalı teleskoplarda daha büyük odak açıklıklarına çıkabilme olanağı varken metalik kaplamalı aynalarının zaman içinde deformasyonu halinde aynanın tekrar eski hale getirilmesi çok büyük uzun ustalık gerektiren bir süreç maliyet gerektirmekteydi. Buna karşın yapıldıktan sonra fazla bir bakım maliyeti gerektirmeyen akromatik merceklerle büyük çap daha kısa odak uzunluklarındaki kromatik aberasyon sorunlarının üstesinden gelen kırılmalı teleskoplar rasathaneler için iyi bir alternatif olmuştu. Ancak bu durum 19. yy sonunda yansıtıcılı teleskoplarda daha az maliyetli ve hızlı aynanın düzeltilmesini sağlayan gümüş kaplamanın bulunması ile 20. yy başında tamamen tersine dönmüş ve kırılmalı teleskoplar 20. yy başından sonra rasathanelerde gözden düşmüştür. (Hele 20. yy ortasında da gümüş kaplamanın bir üstü olan dialektrik kaplama denen alüminyum kaplamanın bulunup kullanılması ile yansıtmalı teleskop aynaları dış etkenlere daha da dayanıklı daha az bakım maliyetli hale gelmiştir.)
Kırılmalı teleskoplarda 19. yüzyılın tanınmış lens üreticileri arasında ise şunlar vardır:
Alvan Clark
Brashear
Chance Brothers
Cauchoix
Fraunhofer
Gautier
Grubb
Henry Brothers
Lerebours
Tulley
Bazı ünlü 19. yüzyıl ikili refraktörleri James Lick teleskobu (91 cm/36 inç) ve Greenwich 28 inç refraktördür (71 cm). Daha eski bir refrakter örneği, Shuckburgh teleskopudur (1700'lerin sonlarına tarihlenir). Ünlü bir refraktör, Londra'daki 1851 Büyük Sergisinde sunulan "Kupa Teleskobu" idi. 19. yüzyıldaki 'büyük refrakterler' döneminde, büyük akromatik lensler yapıldı ve şimdiye kadar yapılmış en büyük akromatik refrakter olan 1900'deki Büyük Paris Sergi Teleskobu (1,25m) ile bu dönem doruğa ulaştı.
Greenwich Kraliyet Gözlemevi'nde, Sheepshanks teleskopu adlı 1838 tarihli bir refraktör, Cauchoix'in bir objektifini içerir. Sheepshanks'in geniş lensi vardı ve yaklaşık yirmi yıldır Greenwich'teki en büyük teleskoptu. Sheepshanks, 6.7 inç (17 cm) genişliğinde bir merceğe sahipti ve yaklaşık yirmi yıl boyunca Greenwich'teki en büyük teleskoptu. Gözlemevi'nden 1840 tarihli bir rapor, o zamanlar yeni olan Sheepshanks teleskopunun Cauchoix çiftli (2 elemanlı) lens taşıdığını belirtir :
1900'lerde tanınmış bir optik üreticisi Zeiss'ti. Refraktörlerin başlıca başarılarına bir örnek, 1935'teki açılışından bu yana Griffith Gözlemevi'ndeki 12 inçlik Zeiss refrakterini 7 milyondan fazla insan görebildi; bu onu o zamana dek en fazla insanlarca görülen teleskoplardan biri haline getirmiştir.
Akromatlar astronomide yıldız katalogları yapmak için popülerdi ve metal aynalardan daha az bakım gerektiriyorlardı. Akromatların kullanıldığı bazı ünlü keşifler, gezegen Neptün ve Mars'ın ayları'dır.
Uzun akromatlar, daha büyük reflektörlerden daha küçük açıklığa sahip olmalarına rağmen, genellikle "prestij" için gözlemevlerince tercih edildi. 18. yüzyılın sonlarında, birkaç yılda bir, daha büyük ve daha uzun bir refraktör piyasaya çıkacaktı.
Örneğin, Nice Gözlemevi, o zamanın en büyüğü olan refraktör ile giriş yaptı, ancak sadece birkaç yıl içinde aşıldı.
Apokromatik Refraktörler
Apokromatik refraktörler, özel, ekstra düşük dağılımlı malzemelerle oluşturulmuş objektiflere sahiptir. Aynı düzlemde üç dalga boyunu (tipik olarak kırmızı, yeşil ve mavi) odaklamak için tasarlanmıştır. Kalıntı renk hatası (üçüncül spektrum), akromatik bir lensinkinden daha düşük bir büyüklük sırasına kadar düşebilir. Bu tür teleskoplar, objektifte florit veya özel, ekstra düşük dağılımlı (ED) cam elementleri içerir ve neredeyse renk sapmaları olmayan çok net bir görüntü üretir.. Üretimde ihtiyaç duyulan özel malzemeler nedeniyle, akromatik refraktörler, genellikle benzer bir açıklığa sahip diğer tipteki teleskoplardan daha pahalıdır.
18. yüzyılda, popüler bir ikili teleskop üreticisi olan Dollond, aslında iki elementli teleskoplar kadar popüler olmasa da bir üç elementli teleskop yaptı. Ünlü üçlü objektiflerden biri, Seidal sapmalarını düzeltebildiği bilinen Cooke üçlüsüdür. Fotoğraf alanındaki en önemli nesnel tasarımlardan biri olarak kabul edilmektedir. Cooke üçlüsü, yalnızca bir dalga boyunda üç elementli yapı ile küresel sapma, koma, astigmatizma, alan eğriliği ve Distorsiyon (görüntü bozunumunu) düzeltebilir.
Öte yandan özellikle astrofotoğrafçılık da kullanılmak üzere kromatik abreasyonu neredeyse yok denecek seviyeye indiren 4 elementli (elemanlı-dörtlü) (süper akromatik (süper renksemez)) teleskoplar' da piyasada bulunmaktadır.
Uygulamaları ve Başarıları
Kırılma teleskopları, astronomide ve karasal görüntülemede kullanımları için not edildi. Güneş Sistemi'nin birçok erken keşfi singlet (Tek elementli-Tekli) refraktörlerle yapılmıştır. Kırıcı teleskopik optiklerin kullanımı fotoğrafçılıkta her yerde bulunur ve ayrıca Dünya yörüngesinde de kullanılır. Kırıcı teleskobun en ünlü uygulamalarından biri Galileo'nun 1609'da Jüpiter'in en büyük dört ayını keşfetmek için kullandığı zamandı. Ayrıca, erken refraktörler, birkaç on yıl sonra Satürn'ün uydularından, Satürn'ün en büyük ayı olan Titan'ı ve üç diğer uyduyu keşfetmek için de kullanıldı. 19. yüzyılda, astrofotografi ve spektroskopi konusunda öncü çalışmalar için kırılma teleskopları kullanıldı ve ilgili alet olan heliometre, ilk kez başka bir yıldıza olan mesafeyi hesaplamak için kullanıldı. Refraktörlerin mütevazı açıklıkları o kadar çok keşfe yol açmadı ve tipik olarak açıklıkta o kadar küçüktü ki, birçok astronomik nesne, uzun pozlamalı fotoğrafçılığın ortaya çıkışına kadar basitçe gözlemlenemezdi; o zamana kadar, yansıtıcı teleskopların ünü ve tesadüfi buluşları, referakter teleskoplarınkileri aşmaya başlamıştı. Buna rağmen, refrakterlerce bazı keşifleri arasında Pluton, Mars'ın Ayları, Jüpiter'in beşinci Ayı ve Sirius (Köpek yıldızı) dahil olmak üzere birçok çift yıldız keşfi yapılmıştır. Refrakterler, fotoğrafçılık ve karasal görüntülemedeki diğer kullanımların yanı sıra, konumsal astronomi içinde sıklıkla kullanıldı.
Objektiflerine göre kırılmalı teleskoplar ve yapılan keşifler şu şekildedir.
Tek Elementli (Elemanlı) Mercekliler (Singlets-Tekli)
Sadece mercek camının kullanılması ile yapılır. Galilei uyduları ve güneş sisteminin diğer birçok uydusu, tek elementli objektifler ve hava teleskopları ile keşfedildi. Galileo Galilei 1610'da bir kırılma teleskopuyla Jüpiter'in Galilei uydularını keşfetti.
Satürn gezegeninin ayı Titan, 25 Mart 1655'te Hollandalı gök bilimci Christiaan Huygens tarafından bu türden kırılmalı teleskopla keşfedildi.
Çift Elementli (Elemanlı) Mercekliler (Doublets-Çiftli)
Yukarıda belirttiğimiz şekilde mercek camı ve kristal camı gibi 2 türden camdan yapılan merceklerin birleştirilmesi ile ortaya çıkan kırılmalı teleskoplardır. Akromatik teleskop diye bilinirler. Bu şekilde kromatik abreasyon sorunu en aza indirilmiştir. Ayrıca tüp uzunluğunun da düşmesi sağlanmıştır.
1861'de, gece gökyüzündeki en parlak yıldız olan Sirius'un, Dearborn kırılma teleskobu kullanılarak daha küçük bir yıldız yoldaşına sahip olduğu bulundu. 18. yüzyıla gelindiğinde, refraktörler, oldukça büyük yapılabilen ve normalde renk sapması ile aynı doğal problemden muzdarip olmayan reflektörlerle büyük rekabete girmeye başladı. Bununla birlikte, astronomi topluluğu, modern enstrümanlara kıyasla mütevazı açıklığa sahip çift refraktörleri kullanmaya devam etti.
Kaydedilen keşifler arasında Mars'ın uyduları ve Jüpiter'in beşinci uydusu Amalthea (uydu) yer alır.
Asaph Hall, Deimos'u 12 Ağustos 1877'de yaklaşık 07:48 UTC'de ve Phobos'u 18 Ağustos 1877'de, Washington, DC'deki ABD Deniz Gözlemevi'nde, yaklaşık 09:14 GMT sıralarında keşfetti.(çağdaş kaynaklar, 1925 öncesi astronomik gün kullanılarak gün öğlen, keşif zamanını sırasıyla 11 Ağustos 14:40 Deimos için ve 17 Ağustos 16:06 Washington ortalama zamanı olarak Phobos için verir.)
Keşif için kullanılan teleskop, daha sonra Foggy Bottom'da bulunan 26 inçlik (66 cm) refraktör (mercekli teleskop) idi. 1893'te lens yeniden monte edildi ve 21. yüzyılda kaldığı yeni bir kubbeye yerleştirildi.
Jüpiter'in uydusu Amalthea, 9 Eylül 1892'de Edward Emerson Barnard tarafından Lick Gözlemevi'nde 36 inç (91 cm) James Lick refraktör teleskobu kullanılarak keşfedildi. Çift lensli refraktör ile doğrudan görsel gözlem yoluyla keşfedilmiştir.
1904'te Potsdam'ın Büyük Refraktörü (iki çiftli çift teleskop) kullanılarak yapılan keşiflerden biri yıldızlararası ortamdı. Gök bilimci Profesör Hartmann, Orion'daki ikili yıldız olan Mintaka'yı gözlemlerinden, aradaki boşlukta kalsiyum elementinin bulunduğunu belirledi.
Üç Elementli (Elemanlı) Mercekliler (Triplets-Üçlü)
Plüton Gezegeni, 3 elementli 13 inç lensli bir astrograf olan bir kırılma teleskopuyla çekilen ışıldama karşılaştırıcısındaki fotoğraflara (yani astronomi dilinde 'plakalara') bakılarak keşfedildi.
Teknik Hususlar
19. yüzyılın ikinci yarısında büyük kırılmalı teleskoplar çok popüler olmasına rasathanelerde de yararlanılmasina rağmen, günümüzde bu teleskopların rasathanelerde kullanımı iyice azalmış ve çoğu araştırma amacıyla yerini daha büyük diyafram (odak) açıklığı sağlayan yansıtmalı teleskop (ayna sistemli teleskop) lara bırakmış ikincil üçüncül yardımcı teleskop konumuna düşmüştür.
Bunun nedenlerini görebilmek icin kırılmalı teleskopların iyi ve kötü yönlerinin bilinmesi gerekir.
Kırılmalı teleskobun iyi yönleri:
Portatif ve taşınabilir teleskoplardandır. Bir kırılmalı teleskop hiçbir ayar gerektirmeden hemen rahatlıkla çıkarılıp kullanılabilmektedir. Bu yönden kurulumu son derece kolay ve aynalı teleskoplara nazaran hızlıdır.
Bir tüp içinde kapalı dizayn teleskoplar olduklarından tozlanmadan fazla etkilenmezler, aynalı teleskopların aksine dış etmenlerden merceği fazla etkilenmez yıllarca kullanılabilir. Darbelere karşı dayanıklidir.
Odak aralığı 80mm'ye kadar olan kırılmali teleskopların fiyatları aynalı (veya yansıtmalı) teleskoplarla neredeyse aynı hatta daha ucuz fiyattadır.
Aynalı teleskoba nazaran daha keskin ve net görüntüler elde edebilmek mümkündür.
Aynalı teleskoplardan daha iyi büyütme oranlarına ulaşan türleride vardır.
Aynalı teleskop gibi cisimleri başaşağı ters olarak göstermez ancak bir cismin aynadaki görüntüsü gibi sağ sol şekilde gösterebilmektedir. Fakat bu durum 45 derecelik prizma diagonaller ile rahatlıkla düzeltilebilmektedir. Bu avantajından ötürü astronomik olduğu kadar Maksutov teleskobu ile birlikte karasal gözlem içinde kullanılan en ideal teleskop türlerinden biri olarak bilinir.
Kırılmalı mekanizma olması yansıtmalı teleskop gibi ikincil ayna içermemesi sebebiyle ışık kaybı en alt seviyededir.
Yansıtmalı teleskoplar gibi kolimasyon yani ayarlama gerektirmezler odak merceği sabit ve tüp içerisindedir bu sebeple bakım masrafı yansitmalı teleskopların aksine son derece azdır.
Kırılmalı teleskopların kötü yönleri:
Kapalı tüp içerisinde olması nedeni ile taşınabilir kırılmalı teleskoplar soğuk havalarda buğulanmaya neden olabilmektedir. Bu sorunu çözmek için mercek kısmının ısıtılması gibi çözümler üretilmiştir.
Aynalı Newton teleskoptan biraz daha fazla büyütme yapmasına özellikle gezegen gözlemlerinde keskin görüntüler elde edebilmesine rağmen ne yazık ki bu durum aynalı teleskopların aksine sönük cisimlerin görüntülenememesine sebep olabilmekte ve bu yönden derin uzay gözlemlerinde sorun çıkarabilmektedir. Özellikle tüp uzunluğu ve odak aralığı arasındaki 1/5 oranın korunması bir gereklilik olmakla bunun üzerindeki f 1/7, 1/8 odaklar buna sebep olabilmektedir. Bu durum akromatik ve apokromatik kırıcı teleskopların bulunması ile çözülmüştür.
Ancak yukarıda saydığımız eksik yönlerin hiçbiri kırılmalı teleskopların gözlemevlerinde tercih edilmemesi sebebi değildir. Onca iyi yanına karşın kırılmalı teleskoplar yerine yansıtıcılı teleskopların rasathanelerde tercih edilmesindeki esas neden a) giderilmesi maliyetli olan Kromatik aberasyon (Renk sapıncı) ve küresel aberasyon problemleri b) kırılmalı teleskobun ana lensinin (diyaframının) üretimindeki zorluklar c) bu türden teleskoplarda objektif merceklerinde odak açıklığı artıkça iyice artan yapım maliyeti ve d)teleskobun yapısından kaynaklı belli odak açıklığı (çapının) üzerine kolay kolay çıkılamamasıdır. Bir gözlemevi için teleskopta büyütme oranından bile çok önemli husus odak açıklığıdır. Ne kadar odak açıklığı yüksekse o kadar fazla cismi net görebilme olanağı vardır.
Kırılmalı teleskoplarda bir lensin tüm renkleri aynı uyumda odaklayamamasından kaynaklı Kromatik aberasyon (Renk sapıncı) ve küresel aberasyon problemi görülmektedir. (Yansıtmalı teleskoplarda sorunlar vardır. Kromatik aberasyon sorunu gözükmese de kırılmalı teleskoplarda pek olmayan ayna kenarlarında bulanıklaşma ve Koma (optik) denen optik sorunlardan müzdariptirler. Fakat yansıtmalı teleskoplarda bu problemlerin giderilmesi, kırılmalı teleskoplardaki kromatik ve küresel aberasyon problemlerinin çözümünden çok daha az masraflıdır) Bu sorunlar kırılmalı teleskoplar içinde daha kısa odak oranlarına sahip olanları uzun olanlardan daha fazla etkiler. Akromatik bile olsa 100 mm (4 inç) f/6 refraktörün önemli ölçüde renk sapıncı (genellikle parlak nesnelerin etrafında mor bir hale) göstermesi muhtemeldir. 100 mm (4 inç) f/16'da çok az renk sapıncı vardır. Öte yandan f/10, f/16 gibi odaklarda gezegen gözlemlerinde işe yarasada derin uzay gözlemlerinde sönük cisimleri görüntülemede sorun yaratacaktır.
Bu problemler birden çok lensin birleşimi olan akromatik kırıcılar ve apokromatik kırıcı teleskoplar çıkarılarak bu sorun en aza indirilmeye çalışılmıştır, akromatik kırıcılar ile bu sorun azalmış ve 3-4 elementli apokromatik kırıcılarla yok seviyesine gelmiştir ancak ne yazık ki bunun bir maliyeti vardır. Bu türden 3-4 elementin bir arada kullanılması mercek kalınlığını ve ağırlığını arttırır bu durum düşük açıklıklı teleskoplarda sorun çıkarmasada, çok geniş açıklıklarda sorun çıkarır.
Öte yandan kırılmalı teleskoplarda çok geniş açıklıklarda, yerçekimi ile deforme olan camın bir sonucu olarak lens sarkması sorunu da görülür. Bir mercek yalnızca kenarından yerinde tutulabildiğinden, büyük bir merceğin merkezi yerçekimi nedeniyle sarkarak ürettiği görüntüleri bozar. Bu sebeple bir rasathanede durabilecek kırılmalı bir teleskoptaki en büyük pratikteki lens boyutu ancak 1 metreyi (39 inç) biraz geçebilmektedir. Öte yandan yüksek odak açıklı kırılmalı teleskopların yapımı lensin kaplaması pürüzsüz hale getirilmesi son derece zordur ince hassas ve çok uzun zahmetli bir uğraş gerektirir. Mercek yapılırken en küçük bir çizgi izi olup olmadığına bakılması ve içinde cama şekil verilirken hava kabarcığı sıkışıp kalmamasına dikkat edilmesi gerekir. Zira ışık lensin içinden geçerek okülere gittiğinden bu hataların gözleme ağır etkileri söz konusu olabilecektir. Camın içinde sıkışmış cam kusurları, çizgiler veya küçük hava kabarcıkları gözlemi de etkiler. Buna ek olarak, cam belirli dalga boylarına karşı opaktır ve görünür ışık bile hava-cam arayüzlerini geçtiğinde ve camın kendisinden geçtiğinde yansıma ve soğurma ile karartılır. Bu problemlerin çoğu, belli dezavantajlarına karşın çok daha büyük açıklıklarda yapılabilen ve sorunlarını maliyet odak açıklığı gibi avantajlarla kapatan astronomik araştırmalar için refraktörlerin önüne geçen yansıtmalı (reflektör) teleskoplarda daha kolay şekilde önlenir veya azaltılır.
Yine bu sorunlar taşınabilir teleskop sektöründe de kendini gösterir 80 mm'ye kadar kırılmalı teleskoplar neredeyse fiyat yönünden aynalı teleskoplarla başabaş gitmekte iken bu odak aralığı sonrasında özellikle 100 mm ve sonrasında aynalı teleskoplar fiyat yönünden kırılmalı teleskoplardan çok daha ucuza mal olmaktadır.
İlave olarak lens maliyetleri yanında tüp ağırlığı ve tüp uzunluğu da kırılmalı teleskopta artmaktadır. Taşınabilir bir kırılmalı teleskopda büyük maliyetlerle 150 mm odak açıklıklı bir teleskopa ancak erişilebilirken bunun çok daha ucuz fiyatına ve 250 hatta 300 hatta 400 mmlik bir Newton teleskopu alabilmek ve bunu kısa zamanda üretebilmek mümkündür.
Aynalı teleskop teknolojisinde çok daha ucuz kolay ve zahmetsiz maliyetlerle çok daha büyük odaklı teleskoplar yapılabilmektedir. Dünya'daki bugüne kadar yapılan en büyük kırılmalı teleskobun odak açıklığı 1 metrenin biraz üstüdür (1,25 m).1,25 m açıklığı geçebilen randımanlı çalışan bir kırılmalı teleskop bu zamana kadar yapılamamıştır. ; buna karşın Dünyadaki en büyük aynalı teleskoplarda 10 metrelik odak açıklığı (ayna çapı)'na bile ulaşılabilmiştir. Diğer taraftan hem aynalı hem de kırmalı teleskobun karışımı olan yansıtmalı Cassigrain onun bir türevi olan Schmidt-Cassigrain veya Ritchey Chretien tipi katoptrik veya katadyoftrik teleskoplarda, Newton aynalı teleskobu ve kırılmalı teleskobun neredeyse yarısı kadar kısa tüp uzunluğunda çok geniş odak ve büyütme mesafelerine de ulaşılabildiğinden bu teknoloji ile sabit teleskoplar yanında 200-250mm odak açıklıkları ile bile hafif taşınabilir teleskoplar da yapılır hale gelmiştir. Bütün bu nedenlerle gözlemevlerinde yansıtmalı Newton teleskobun ve kırılmalı teleskobun melezi olan yansıtmalı katadyoftrik teleskoplar, kırılmalı teleskoplardan çok daha fazla kullanılır hale gelmiştir.
Ancak bu durumlar refraktörlerin hala büyük uzay gözlemlerinde rasathanelerde hiç kullanılmadığı anlamına da gelmemektedir. Voyager 1 / 2'deki ISS-WAC, 1970'lerin sonlarında uzaya fırlatılan 6 cm'lik (2,36") bir lens kullandı; bu, uzayda refraktör kullanımına bir örnekti. İlaveten 2022 yılında Çin Tibet gözlemevine Dünya'nın en büyük refraktör teleskobunu yapıp koymayı planlamaktadır.
Dünya'nın En Büyük Refraktör Teleskopları
çapından büyük Dünya'nın en büyük akromatik refraktör teleskoplarından örnekler:
1900 Yılı Büyük Paris Teleskop Fuarı () fuar sonrası parçalandı.
Yerkes Gözlemevi ()
İsveç 1-m Güneş Teleskobu ()
Lick Gözlemevi ()
Paris Gözlemevi Büyük Meudon Refraktörü ( + )
Potsdam Büyük Refraktörü ( + )
Nice Gözlemevi ()
John Wall () dialyte refraktör teleskobu - Hanwell Community Gözlemevinde bir kişi tarafından imal edilen en büyük refraktör
28-inç Grubb Refraktörü Greenwich Kraliyet Gözlemevi'nde, () odak açıklı lens
Viyana Gözlemevi Büyük Refraktörü, ()
Archenhold Observatory bugüne kadar inşa edilen en uzun refraktör teleskop ( odak uzunluğu)
ABD Deniz Gözlem refraktörü, ()
Newall refraktörü Atina Ulusal Gözlemevi ()
Lowell Gözlemevi ()
Kaynaklar