Hava teleskobu

Bir hava teleskopu, 17. yüzyılın ikinci yarısında Kepler teleskobu prensiplerine göre inşa edilmiş, ilk versiyonları tüplü sonraki versiyonları tüp kullanmayan çok uzun odak uzaklığına sahip bir kırılmalı teleskop türüdür. Bunun yerine objektif, döner bir mafsal üzerindeki bir direğe, ağaç, kule, bina veya başka bir yapıya monte edildi. Gözlemci yerde durmuş ve bir ip veya biyel ile hedefe bağlı olan göz merceğini tutmuştur. Gözlemci, ipi sıkı tutarak ve göz merceğini hareket ettirerek, teleskopu gökyüzündeki nesnelere yöneltebilir. Bu tür teleskop fikri, 17. yüzyılın sonlarında Hollandalı matematikçi, astronom ve fizikçi Christiaan Huygens ve kardeşi Constantijn Huygens, Jr. tarafından ortaya çıkmış olabileceği düşünülmektedir, ancak onların bunu gerçekten ilk olarak icat edip etmedikleri belli değildir.
İcadı ve uygulaması
Çok uzun "tüplü" teleskoplar
17. ve 18. yüzyılın başlarında inşa edilen teleskoplar, tek cam merceklerin tek biçimli olmayan kırılma özellikleri tarafından tanıtılan gökkuşağı halelerine (kromatik aberasyon) müdahale eden tek elementli akromatik olmayan objektif mercekler kullandı. Bu, ürettikleri görüntülerin kalitesini düşürdü. O dönemin teleskop yapımcıları, çok uzun odak uzaklıklı hedeflerin kayda değer bir renk sapması (kromatik aberasyon) yapmadığını buldular (düzeltilmemiş renk sapması, odakta büyütmede büyük kırınım sorunu yapmaktaydı ). Onlar da kendi odak açıklığı çapını iki katına çıkardıklarında odak uzunluğu 4 katına çıkarmak zorunda olduklarını fark ettiler (odak uzaklığı odak açıklığının karesi olursa asgari renk sapması elde edilecekti). Bu kırılma teleskoplarının objektif çapı, daha fazla ışık toplamak ve daha ince ayrıntıları çözmek için artırıldığında, odak uzunlukları 150 fit kadar uzun olmaya başladı. Çok uzun tüplere sahip olmanın yanı sıra, bu teleskopların onları tutmak için iskele veya uzun direkler ve vinçlere ihtiyacı vardı. Teleskobun destek çerçevesi ve tüpü en ufak bir esintide esneyip titreştiği ve bazen de tamamen çöktüğü için araştırma araçları olarak değerleri çok azdı. Buna bir çözüm gerekiyordu
Tüpsüz "hava" teleskopları
Bu soruna ilginç çözüm 1675 civarında bulundu. Bu tarihte Christiaan ve Constantijn Huygens kardeşler, tüpleri tamamen ortadan kaldırarak oluşturdukları çok uzun odak uzaklığına sahip objektiflerini yerleştirmeye karar verdiler. Huygens'in "hava" teleskobunda objektif, ayarlanabilir bir direğin tepesindeki döner bir bilyeli mafsal üzerine monte edilmiş kısa bir demir borunun içine monte edildi. Mercek başka bir kısa boruya (bazen bir stand üzerine) monte edildi ve iki boru gergin bir bağlantı ipi ile hizalandı. Christiaan Huygens, 1684 tarihli Astroscopia Compendiaria adlı kitabında bu tüpsüz "hava teleskopları" için tasarımlar yayınladı ve buluşları ona ve kardeşi Constantijn'e atfedildi, benzer tasarımlar Adrien Auzout tarafından da kullanılmış olmasına rağmen; bunun fikri bazı kaynaklarca da Christopher Wren'e atfedilir.
Huygensler, bu "hava teleskoplarını" gece gökyüzünde görülebilen bir nesneye hedeflemek için bazı ustaca düzenlemeler yaptılar. Teleskobu, beyaz bir karton halka veya yağlı yarı saydam kağıt üzerinde ekrana dökülen görüntülerini arayarak ve ardından onları mercekte merkezleyerek gezegenler gibi parlak nesnelere yönelik ayarladılar. Daha soluk nesneleri ise gözlemcinin elinde tutulan bir lambanın nesne tarafından geri sektirilmesinin yansımasını arayarak ve ardından bu yansımayı nesne üzerinde merkezleyerek bulunabilir hale getirdiler. Aynı amaca yönelik diğer düzenlemeler, Philippe de la Hire ve Nicolaas Hartsoeker tarafından da açıklanmıştır. Hava teleskoplarının objektif mercekleri bazen çok uzun odak uzunluklarına sahipti. Christiaan Huygens, 1686'da kardeşiyle birlikte 8 inç (200 mm) ve 8,5 inç (220 mm) çap ve 170 ve 210 ft (52 ve 64 m) sırasıyla odak uzaklığı belirleyecek şekilde objektifler yaptılar. Constantijn Huygens, Jr. bir 7.5inç (190 mm) çap 123 ft (37,5 m) odak uzunluklu hava teleskobunu 1690'da Royal Society of London'a sundu. Adrien Auzout ve diğerleri 300 ft'den 600 ft'e kadar (90 ila 180 m) odak uzaklığı olan hava teleskobu yaptılar. Hatta Auzout 1.000 ft uzunluğunda "Ay'daki hayvanları gözlemlemek için" kullanacağı devasa bir hava teleskopu yapımını önerdi.
Uygulamalar
Gök bilimci Giovanni Domenico Cassini, Versailles Bahçeleri'ndeki rezervuarlar ve çeşmeler için su kaldırmak için Machine de Marly'nin bir parçası olarak inşa edilen ahşap Marly Kulesi'ni Paris Gözlemevi'nin arazisine taşıdı. Bu kuleye uzun tüplü teleskopları ve İtalyan gözlükçü Giuseppe Campani tarafından kendisi için yapılan hava teleskoplarının objektiflerini monte etti. 1684'te Satürn'ün iki uydusu olan Dione ve Tethys'i bulmak için hava teleskoplarından birini kullandı. James Bradley, 27 Aralık 1722'de, odak uzaklığı 212 ft. (65 m) olan bir hava teleskopuyla Venüs'ün çapını ölçtü. 1726'da Roma'da Francesco Bianchini, 2.6" (66 mm) objektif çapı ve 100 fit odak uzaklığı olan bir hava teleskopu kullanarak aynı gezegenin yüzeyini haritalamaya ve dönme periyodunu çıkarmaya çalıştı.
Kullanım Değerinin Kalmaması
Bu çok uzun odak uzunluklu teleskopları kullanmanın aşırı zorluğu, gök bilimcileri alternatif tasarımlar geliştirmeye yöneltti. Çözümlerden biri yansıtıcı teleskoptu. 1721'de John Hadley, İngiliz Kraliyet Cemiyeti'ne 6 inç çapında bir aynaya sahip bir Newtonian yansıtıcı teleskobu gösterdi. Bu aletin performansını cemiyet üyelerinden James Pound ve James Bradley cemiyetin koleksiyonunda bulunan 7.5 inç (190 mm) çapındaki Constantijn Huygens, Jr. tarafından inşa edilen hava teleskobu, ile karşılaştırdı. Karşılaştırmada, Hadley reflektörünün "gerekli şekilde nesneyi öngörülen göreve uygun şekilde defalarca kez büyüttüğü" ve Huygens hava teleskobu kadar nesneleri tamamen net ve parlak olmasa da uzaktaki objeyi gösterdiğini belirttiler.
Çok uzun odak uzunluklu kırılma teleskop objektiflerine duyulan ihtiyaç, 18. yüzyılın ortalarında akromatik merceğin icadıyla nihayet ortadan kaldırıldı.
Kopyaları
Mayıs 2014'te, Leiden'deki Eski Leiden Gözlemevinde bir Huygens hava teleskopunun çalışan bir kopyası yapıldı. Hollandalı bir bilim destekçisi olan Hans de Rijk buna ön ayak oldu. Yerel bir astronomi ders etkinliği olan ilk yıllık 'Kaiser Lente Lezingen' (Kaiser Bahar Dersleri) sırasında bu teleskop tanıtıldı. Orijinal teleskoplardan farklı olarak, bu yalnızca 4 metrelik bir odak uzaklığına sahiptir ve bu şekilde orijinaline kıyasla kullanımı çok daha kolay hale getirilmiştir. Teleskop şimdiye kadar dünyada bilinen tek tam çalışan kopyadır. Eski Rasathane'de açık günlerde ve turlar sırasında özel istek üzerine görülebilir.