Schmidt–Cassegrain Teleskobu

SchmidtCassegrain teleskobu (SC), basit küresel yüzeyleri kullanarak kompakt bir astronomik alet yapmak için bir Cassegrain reflektörünün optik yolunu bir Schmidt düzeltici plakayla birleştiren bir katadioptrik teleskoptur. Bu teleskoplar kırılmalı teleskop ile Newton teleskobunun bir melezidir. Teleskopta SchmidtCassegrain veya Maksutov-Cassegrain türlerinde olduğu gibi Newtonyan teleskoplardaki aynalar ve kırılmalı teleskoptaki mercekler bir arada kullanılabildiği gibi yine bu teleskop ailesinin özel bir türü olan düzeltici merceğe ihtiyaç duymayan Ritchey-Chretien tipi teleskoplarda ise sadece çukur aynalar kullanıldığı görülmektedir.
Ancak her halükarda görüntünün gözlemlendiği yer bu teleskoplarda Newton (reflektör) teleskopların aksine optik tüpün ortasında değil aynen kırılmalı (refraktör) teleskoplarda olduğu gibi optik tüpün başlangıcında yer alır. İlaveten ışık yolu uzun olduğu için bu teleskoplarda Newton veya kırılmalı teleskopların aksine kısa bir tüp içinde çok yüksek büyütme oranlarına ulaşılabilmektedir.
Buluş ve tasarım
Amerikalı astronom ve lens tasarımcısı James Gilbert Baker ilk olarak 1940 yılında Bernhard Schmidt'in Schmidt kamerası için icat ettiği bir Cassegrain dizaynından etkilenip bu tür teleskobun yapımını önerdi. Mount Wilson Gözlemevi'ndeki optik mağaza, ordu için optik tasarım araştırmalarının bir parçası olarak II. Dünya Savaşı sırasında bu teleskoplardan ilkini üretti. Schmidt kamera da olduğu gibi bu tasarım küresel birincil ayna ve Küresel anormalliğin giderilmesi için Schmidt düzeltici plakasını teleskop kullanır. Bu Cassegrain konfigürasyonunda, dışbükey ikincil ayna bir alan düzleştirici görevi görür ve görüntüyü delikli birincil aynadan birincilin arkasında bulunan bir son odak düzlemine iletir. Bazı tasarımlar, odak düzleminin yakınında ek optik elemanlar (alan düzleştiriciler gibi) içerir. Bu tasarımı kullanılarak yapılan ilk büyük teleskop, St Andrews Üniversitesi'ndeki 1962 James Gregory Teleskobuydu.
2021 itibarıyla, James Gregory Teleskobu aynı zamanda en büyük Schmidt-Cassegrain olarak kabul edilmektedir. Teleskop, dolunayda 60 kata kadar çıkan geniş görüş alanıyla dikkat çekiyor.
Uygulamalar
Schmidt-Cassegrain tasarımı, tüketici teleskop üreticileri arasında çok popülerdir, çünkü üretimi kolay küresel optik yüzeyleri, yansıtıcı bir teleskopun açıklığı başına daha düşük maliyetle bir kırılma teleskobunun uzun odak uzaklığına sahip bir alet oluşturmak için birleştirir. Kompakt tasarım, pazarlanabilirliğini artıran verilen açıklığı için çok taşınabilir hale getirir. Yüksek f (büyütme) oranları, önceki Schmidt kameraları gibi geniş alanlı bir teleskop olmadıkları, ancak daha dar alanlı derin uzay ve gezegensel görüntüleme için iyi oldukları anlamına gelir.
Bu tasarım Rusları da etkilemiş Rus bilim adamı asker Dmitri Dmitrievich Maksutov bu tasarımdan yararlanarak bu teleskobun özel bir türü olan Maksutov (Mak) teleskobunu yaratmıştır. Gezegen gözlemlerinde ve karasal gözlemlerde Schmidt-Cassegrain teleskopları kadar iyi olan ve kapalı dizayn Newtonyan, Ritchey Chretien ve Schmidt Cassegrain teleskopların aksine tıpkı bir kırılmalı teleskop gibi kolimasyon gerektirmeyen bu tür ne yazık ki derin uzay gözlemlerinde dar görüş açısı ve yüksek büyütme oranından o kadar iyi değildir. İlaveten üst düzeltici merceğin 120 mm'den sonra yapımı son derece zor ve pahalı olduğundan bu açıklığın üstünde nadiren Mak teleskop bulunur hele 150200 mm'nin daha üstünde optik açıklığa sahip Maksutov teleskoplara neredeyse hiç rastlanmaz.
Yine bu tasarımın diğer bir türü olan Hubble teleskobunun da dizayn edildiği Ritchey-Chretien türü dizayn ise Maksutov veya Schmidt Cassigrain türevinin aksine ayna mercek değil doğrudan iki çukur aynanın kullanılması ile yapılmıştır. Bu dizayn Schmidt Cassegrain veya Maksutov'un aksine düzeltici merceğe ihtiyaç duymaz. Newton teleskobu ve kırılmalı teleskoptan epey fazla ancak Schmidt-Cassigrain ve Maksutov teleskobundan az bir f büyütme oranına sahiptir. Görüntünün gözlemlendiği yer ise kırılmalı teleskop ve diğer Schmidt-Cassigrain Maksutov teleskopları gibi optik tüpün arkasındaki başlangıç noktasıdır. Astrofotoğrafçılıkta derin uzay gözlemlerinde geniş görüş açısı ve hassasiyet nedeniyle tercih edilen teleskop türlerinden biri olsa da karasal ve gezegen gözlemlerinde orta seviye bir kalite sunmaktadır. Schmidt Cassegrain ve Maksutov'un aksine açık dizayn olması nedeniyle Newton teleskobu gibi tozlanmaya karşı hassastır ve Newton teleskobu gibi gözlem öncesi ayarlama (eşleştirme-kolimasyon) yapılması gerekmektedir.
Türev tasarımlar
Schmidt-Cassegrain teleskop tasarımının birçok varyasyonu olsa da (her ikisi de küresel aynalar, her iki ayna da küresel olmayan veya her birinden biri), bunlar iki ana türe ayrılabilir: kompakt ve kompakt olmayan. Kompakt formda, düzeltici plaka birincil aynanın odağında veya yakınında bulunur. Kompakt olmayanda, düzeltici plaka birincil aynanın eğrilik merkezinde (odak uzunluğunun iki katı) veya yakınında kalır.
Kompakt tasarımlar, hızlı bir birincil ayna ile küçük, güçlü kavisli bir ikincil aynayı birleştirir. Bu, alan eğriliği pahasına çok kısa bir boru uzunluğu sağlar. Kompakt tasarımlar, f/2 civarında odak oranına sahip bir birincil aynaya sahiptir ve yine bu iki aynanın ayrılması, f/10 civarında tipik bir sistem odak oranını belirler.
Çok iyi düzeltilmiş bir kompakt olmayan tasarım türü, tüm ayna yüzeylerinin ve odak yüzeyinin tek bir noktada eşmerkezli olduğu eş merkezli (veya tek merkezli) Schmidt-Cassegrain'dir: birincil eğrilik merkezinde optik olarak, kompakt olmayan tasarımlar, daha uzun tüp uzunluğu pahasına çoğu kompakt tasarımdan daha iyi sapma düzeltmesi ve daha düz bir alan sağlar, .