มันง่ายที่จะเดาว่ากล้องโทรทรรศน์เป็นเครื่องมือเกี่ยวกับการมองเห็นที่ออกแบบมาเพื่อสังเกตการณ์เทห์ฟากฟ้า แท้จริงแล้ว ภารกิจหลักของมันคือการรวบรวมรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาจากวัตถุที่อยู่ห่างไกลและชี้นำไปยังจุดโฟกัส ซึ่งจะมีการสร้างภาพที่ขยายใหญ่ขึ้นหรือมีการสร้างสัญญาณขยายขึ้น จนถึงปัจจุบัน มีกล้องโทรทรรศน์หลายแบบ ตั้งแต่ที่บ้านซึ่งทุกคนสามารถซื้อได้ ไปจนถึงกล้องโทรทรรศน์ที่มีความแม่นยำสูง เช่น ฮับเบิล ซึ่งสามารถมองเห็นได้ลึกหลายล้านปีแสงในจักรวาล …
ประวัติศาสตร์เล็กน้อย
เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่ากล้องโทรทรรศน์สองเลนส์ตัวแรกที่ปรากฎในปี 1609 ถูกประดิษฐ์ขึ้นโดยกาลิเลโอ กาลิเลอี อย่างไรก็ตามมันไม่ใช่ หนึ่งปีก่อนหน้านั้น Johann Lippershey ชาวดัตช์ต้องการจดสิทธิบัตรอุปกรณ์ของเขา ซึ่งประกอบด้วยเลนส์ที่ใส่เข้าไปในหลอด ซึ่งเขาตั้งชื่อว่า "spyglass" แต่ถูกปฏิเสธเนื่องจากความเรียบง่ายของการออกแบบ
ก่อนหน้านั้น เมื่อปลายศตวรรษที่ 16 นักดาราศาสตร์ Thomas Digges พยายามสังเกตดวงดาวผ่านกระจกเว้าและเลนส์ จริงอยู่ ความคิดนี้ไม่เคยถูกนำมาสู่ข้อสรุปที่สมเหตุสมผล กาลิเลโอบังเอิญอยู่ "ถูกเวลา ถูกที่" โดยชี้ท่อ Lippershey ขึ้นไปบนท้องฟ้า เขาค้นพบหลุมอุกกาบาตและภูเขาบนพื้นผิวดวงจันทร์ และสิ่งที่น่าสนใจอื่นๆ อีกมากมาย นั่นคือเหตุผลที่เขาถือเป็นนักดาราศาสตร์คนแรกที่ใช้กล้องโทรทรรศน์ ทำให้เกิดยุคของกล้องโทรทรรศน์หักเหแสง
ประเภทอุปกรณ์สายตา
กล้องโทรทรรศน์ออปติคอลแบ่งออกได้เป็นประเภทตามองค์ประกอบหลักที่รวบรวมแสงจากกระจก เลนส์ และอุปกรณ์เลนส์กระจก (รวมกัน) แต่ละประเภทมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง ดังนั้นเมื่อเลือกระบบที่เหมาะสม จึงต้องคำนึงถึงปัจจัยหลายประการ ได้แก่ เงื่อนไขและวัตถุประสงค์ของการสังเกตการณ์ ข้อกำหนดสำหรับขนาด น้ำหนักและความสามารถในการขนส่ง ราคา และอื่นๆ ลองทำความเข้าใจในรายละเอียดเพิ่มเติมว่ากล้องโทรทรรศน์คืออะไรและลักษณะสำคัญของกล้องโทรทรรศน์ประเภทใดที่เป็นที่นิยมมากที่สุด กล้องโทรทรรศน์หน้าตาเป็นอย่างไร?
กล้องโทรทรรศน์เลนส์หักเห
กล้องโทรทรรศน์เหล่านี้ใช้เลนส์ซูมเข้า ซึ่งเก็บแสงเนื่องจากความโค้ง เช่นเดียวกับในอุปกรณ์ออปติคัลอื่น ๆ (กล้อง ไมโครสโคป ฯลฯ) เลนส์ทั้งหมดถูกประกอบเข้าในอุปกรณ์เดียว - เลนส์
ปัจจุบันกล้องส่องทางไกลแบบหักเหแสงมักถูกใช้โดยมือสมัครเล่น เพราะถูกออกแบบมาสำหรับการสังเกตการณ์สำหรับดาวเคราะห์ใกล้เคียงและดวงจันทร์เท่านั้น
ศักดิ์ศรี:
- การออกแบบที่ค่อนข้างเรียบง่าย เชื่อถือได้ และใช้งานง่าย
- ไม่ต้องบำรุงรักษาพิเศษ
- การแสดงสีที่ยอดเยี่ยมในแบบไร้สีและไร้สี
- เหมาะสำหรับการสังเกตดาวคู่ ดาวเคราะห์ ดวงจันทร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเปิดรูรับแสงกว้างๆ
- รักษาเสถียรภาพทางความร้อนอย่างรวดเร็ว
- เลนส์ไม่ต้องปรับ เนื่องจากเป็นการปรับโดยผู้ผลิตระหว่างการผลิต
ข้อบกพร่อง:
- เมื่อเทียบกับ catadioptrics และตัวสะท้อนแสง พวกมันมีราคาต่อหน่วยของเส้นผ่านศูนย์กลางเลนส์ที่สูงกว่า
- ขนาดรูรับแสงกว้างสุดในทางปฏิบัติถูกจำกัดด้วยต้นทุนและความเทอะทะ
- เนื่องจากข้อจำกัดของช่องรับแสง โดยทั่วไปแล้ว ตัวหักเหแสงจึงไม่ค่อยเหมาะสำหรับการสังเกตวัตถุที่อยู่ห่างไกลและเป็นลม
กระจกสะท้อนกล้องโทรทรรศน์
กล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงเป็นอุปกรณ์ออปติคัลที่กระจกทำหน้าที่เหมือนเลนส์เก็บแสง กระจกหลักสามารถมีขนาดเล็ก (ทรงกลม) หรือใหญ่ (พาราโบลา)
ศักดิ์ศรี:
- เมื่อเทียบกับ catadioptrics และ refractors ต้นทุนต่อหน่วยเส้นผ่านศูนย์กลางรูรับแสงต่ำกว่า
- กะทัดรัดพกพาสะดวก
- เนื่องจากรูรับแสงที่ค่อนข้างใหญ่ พวกมันจึงทำงานได้ดีเมื่อสังเกตวัตถุที่อยู่ห่างไกลและมืดสลัว: กระจุกดาว เนบิวลา กาแลคซี่
- ไม่มีความคลาดเคลื่อนสี. ภาพสว่างและมีความผิดเพี้ยนเล็กน้อย
ข้อบกพร่อง:
- การรักษาเสถียรภาพทางความร้อนต้องใช้เวลาเนื่องจากกระจกกระจกบานใหญ่
- ภาพบิดเบี้ยวเล็กน้อยเนื่องจากท่อเปิด ไม่มีการป้องกันจากกระแสลมร้อนและฝุ่นละออง
- จำเป็นต้องมีการจัดตำแหน่งกระจกเงาเป็นระยะ ซึ่งอาจสูญหายระหว่างการใช้งานหรือการขนส่ง
เลนส์กระจกหรือ catadioptric
กล้องโทรทรรศน์ catadioptric เป็นอุปกรณ์ออปติคัลที่ลดการบิดเบือนของภาพประเภทต่างๆ เนื่องจากการใช้กระจกเงาร่วมกับเลนส์แก้ไขภาพ เนื่องจากแสงภายในหลอดสะท้อนหลายครั้ง ระยะโฟกัสจึงทำได้ยาวนาน บางรุ่นสามารถจับภาพได้ หากคุณใช้กล้องดูดาวแบบ catadioptric เพื่อจุดประสงค์นี้ ภาพถ่ายจะมีคุณภาพดีพอสมควร
ศักดิ์ศรี:
- การแก้ไขความคลาดระดับสูง
- เหมาะสำหรับการสังเกตทั้งวัตถุใกล้อย่างดวงจันทร์และวัตถุในห้วงอวกาศ
- ท่อปิดให้การปกป้องสูงสุดจากฝุ่นและลมร้อน
- เมื่อเทียบกับแผ่นสะท้อนแสงและเลนส์หักเหที่มีรูรับแสงเท่ากัน ความกะทัดรัดสูงสุดจะคงอยู่
- เมื่อเทียบกับการหักเหของแสง ค่ารูรับแสงขนาดใหญ่จะต่ำกว่ามาก
ข้อบกพร่อง:
- การรักษาเสถียรภาพทางความร้อนค่อนข้างนาน
- ค่ารูรับแสงเท่ากันมีราคาแพงกว่าตัวสะท้อนแสง
- การปรับตัวเองทำได้ยากเนื่องจากความซับซ้อนของการออกแบบ
กล้องโทรทรรศน์อวกาศสมัยใหม่
มาไกลแล้ว (จากกล้องส่องทางไกลของศตวรรษที่ 17 ไปจนถึงยักษ์อวกาศอัตโนมัติ) กล้องโทรทรรศน์ได้เปิดโอกาสอันยิ่งใหญ่ในการศึกษาท้องฟ้าที่เต็มไปด้วยดวงดาว แต่มีหลายปัจจัยที่ขัดขวางไม่ให้ดำเนินการวิจัยใดๆ แม้แต่กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินที่ทรงพลังที่สุด สิ่งเหล่านี้อาจรวมถึงแสงแฟลร์และความปั่นป่วน เช่นเดียวกับเมฆที่พื้นๆ สถานีอวกาศโคจรในเรื่องนี้มีข้อได้เปรียบอย่างมากเนื่องจากสามารถทำงานได้ตลอดเวลาในทุกสภาพอากาศโดยส่งภาพโดยไม่บิดเบือนบรรยากาศเพียงเล็กน้อย หนึ่งในสถานีดังกล่าวคือฮับเบิล กล้องโทรทรรศน์อวกาศ ภาพที่ถ่ายด้วยออปติกของมันแสดงให้เห็นวัตถุที่อยู่ไกลที่สุดในจักรวาลอย่างไร้ที่ติ ซึ่งอยู่ห่างออกไปหลายพันล้านกิโลเมตร ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถค้นพบดาวดวงใหม่ ดาวเคราะห์ และกาแลคซี่