Рефлекторски телескоп или рефлектор — оптички телескоп кој користи едно или комбинација од повеќе закривени огледала кои ја одбиваат светлината и создаваат слика. Рефлекторскиот телескоп беше осмислен во век како замена за рефракторниот телескоп кој, во тој период, бил телескоп кој страдал од силна хроматска аберација. Иако рефллекторските телескопи создават други видови на оптички аберации, но пак затоа овозможува создавање на телескопи со многу големи пречници на објективите. Скоро сите поголеми телескопи што се користат во астрономијата се рефлекторски. Рефлекторските телескопи ги има во многу облици и можат да користат дополнителни оптички елементи за да се подобри квалитетот на сликата при предносна механичка местоположба. Откога рефлекторските телескопи користат огледала, а телескопот понекогаш се нарекува и „катаоптрички“ телескоп.

Историја

Идејата дека закривените огледала се однесуваат како леќи потекнува дури од времето на Алхазеновата книга за оптиката од век, дело кое било преведено на латински и користено во ренесансата.Stargazer - By Fred Watson, Inc NetLibrary, Page 108 По откривањето на рефракторниот телескоп, Халилео, Џовани Франческо Сагредо, и останатите, потикнати од нивното познавање на начелата на закривените огледала, ја разгледувале идејата за создавање на телескопот со употреба на огледало како објектив за создавање на сликата.Stargazer - By Fred Watson, Inc NetLibrary, Page 109 Постојат записи дека Болоњезанецот Чезаре Караваџи создал токму таков телескоп оклолу 1626 г. и италијанскиот професор Николо Зучи, во подоцнежната работа, запишал дека вршел опити со конкавни бронзени огледала во 1616 г., но не можел да добие задоволителна слика.Stargazer By Fred Watson, Inc NetLibrary Page 109 Можните предности за користење на параболични огледала, со кои се намалува сферичната аберација без присуство на хроматската аберација, доведува до создавае на многу видови на рефлекторски телескопиtheoretical designs by Bonaventura Cavalieri, Marin Mersenne, and Gregory among others од кои најзабележителен е оној на Грегориовите идеи објавени во 1663 г. , за она што денес се нарекува Грегоријанов телескоп,Stargazer - By Fred Watson, Inc NetLibrary, Page 117The History of the Telescope By Henry C. King, Page 71 но употребливи модели не беа изработени сè до 1673 г. од страна на Роберт Хук.

Исак Њутон е оној кој вообичаено е прикажан како создавач на првиот рефлекторски телескоп во 1668 г.Isaac Newton: adventurer in thought, by Alfred Rupert Hall, page 67 Овој телескоп користел сферично струган метал примарното огледало и мало дијагонално огледало во оптичка конфигурација која денес е позната како Њутнов телескоп.

Покрај теориските предности на рефлекторските телескопи, тешкотијата за конструирање и слабата изведба од метални огледала кои се користеле во тој период, што значи дека биле потребни 100 години за истите да станат познати и употребливи. Многу од предностите на рефлекоторските телескопи се совршеноста на изработка на параболичните огледала во век,Parabolic mirrors were used much earlier, but James Short perfected their construction. See посребрените стаклени огледал од век, и долготрајните алуминиумски навлаки во век,Silvering on a reflecting telescope was introduced by Léon Foucault in 1857, see madehow.com - Inventor Biographies - Jean-Bernard-Léon Foucault Biography (1819-1868), and the adoption of long lasting aluminized coatings on reflector mirrors in 1932. Bakich sample pages Chapter 2, Page 3 "John Donavan Strong, a young physicist at the California Institute of Technology, was one of the first to coat a mirror with aluminum. He did it by thermal vacuum evaporation. The first mirror he aluminized, in 1932, is the earliest known example of a telescope mirror coated by this technique." поделените огледала кои овозможуваат поголеми пречници, и активната оптика за да се надомести гравитациското нарушување на сликата. Во средината на век беа создадени катадиоптричките телескопи како што е Шмидовата камера, која ги користи и сферните огледала и леќи како примарни оптички елементи, главно користени за широкопојасни слики без присуство на сферичната аберација.

Во доцниот век се развива адаптивната оптика и среќните експозиции со кои се надминуваат проблемите на набљудувањата, и рефлекторските телескопи се користат кај вселенските телескопи и многуте видови на вселенски направи за сликање.

Технички погледи

Закривеното примарно огледало е основниот оптички елемент на рефлекторскиот телескоп кое создава слика жаришната рамнина. Растојанието од огледалото до жаришната рамнина се нарекува жаришна должина. Филм или дигитален сетилник можат да бидат поставени во оваа точка за да ја снимат сликата, или пак може да се додаде секундарно огледало за да се преиначат оптичките особености или пак да се пренасочи светлината до филмот, дигитаслните сетилници или пак за директно набљудување преку окуларот.

Примерното огледало во повеќето современи телескопи е составено од цврст стаклен цилиндар чија предна површина е со сферичен или параболичен облик. Тенка обвивка од алуминиум е нанесена со помош на вакуум на огледалото, со што се создава високоодбивна огледална површина.

Некои телескопи користат примарни огледала кои се изработени на поинаков начин. Се врти стопено стакло за да се добие параболична површина, и се одржува во вртење сè додека не се олади и зацврсти. (Погледајте вртежна печка.) Добиениот облик на огледалото е приближен параболоид на кој му е потребно стружење и полирање за да се постигне бараниот облик.Ray Villard, Leonello Calvetti, Lorenzo Cecchi, Large Telescopes: Inside and Out, page 21

Оптички грешки

Рефлектирачките телескопи, како и сите останати оптички системи, не создаваат „совршени“ слики. Потребата да се видат телата на огромни далечини па сè до бесконечноста, и да се гледаат при различни бранови должини на светлината, со потреба да постои начин да се види сликата од примарното огледало, па затоа мора да се направат компромиси при осмислувањето на рефлекторските телескопи.

Бидејќи примарното огледало ја фокусира светлината во една точка пред сопствената рефлектирачка површина, и скоро сите телескопи поседуваат секундарно огледало, држач за филм, или детектор во близина на жаришната точка со што делумно се попречува светлината да пристигне до примарното огледало. Не само што ова предизвикува намалување на количеството на светлина која е собрана од системот, но се предизвикува и загуба во контрастот на сликата поради ефектите на дифракцијата од препреката и дифракционите шилци предизвикани од повеќето второстепени структури.

Со употребата на огледала се избегнува хроматската аберација но се добиваат други видови на аберации. Едноставно сферично огледало не може да ја собере светлината од далечните тела до обично жариште бидејќи рефлексијата на светлинските зраци кои се судираат со огледалото во близина на работ од огледалото не се собираат во како тие во центарот на огледалото, појава која се нарекува сферична аберација. За да се избегне овој проблем повеќето рефлекторски телескопи користат параболични огледала, облик кој може да ја фокусира целата светлина во единствено жариште. Параболичните огледала даваат мошне добри слики на телата во близина на ццентарот на огледалото, (светлината која патува паралелно на оптичката оска на огледалото), но на работ од истото поле на поглед настануваат осни аберации:Richard Fitzpatrick, Spherical Mirrors, farside.ph.utexas.edu

Кома - аберација при која точкестите извори (ѕвезди) во центарот на сликата се фокусирани до точка но истата наликува на замачканици во облик на „комета“ која е најизразена при рабовите на сликата. Закривеност на полето - најдобрите слики се всушност добиени со помош на закривени рамнини, кои не соодејствуваат со обликот на регистрирачот, со што се создава жаришна грешка низ полето. Оца се исправа со користење на леќе кои го израмнуваат полето. Астигматизам - азимутна промена на жариштето околу отворот со што сликите кои не се на соката изгледаат елиптично. Астигматизмот не е само проблем само во тесни полиња на набљудување, но при широки видни полиња астигматизмот крајно се влошува и се менува постепено со полето на аголот. Дисторзија - дисторзијата не го опфаќа квалитетот на сликата (острина) н о влијае на обликот на телата. Понекогаш ова се исправа со обработка на сликите.

Постојат облици на рефлектирачки телескопи кои користат преработени огледални површини (како што е Ричи-Кретиеновиот телескоп) или пак облик на соодветни леќи (како што се катадиоптричките телескопи) кои ги отстрануваат некои од овие аберации.

Употреба при истражувањата

Скоро сите големи истражувачки телескопи се рефлектори. Постојат неколку причини за ова:

Рефлекторите работат во пошироки спектри на светлина бидејќи одредени бранови должини се впиени кога минуваат низ стаклени елементи како тие кои постојат во самиот рефрактор или во катадиоптрискиот телескоп. Целата зафатнина на материјалот на леќите мора да биде ослободен од недостатоци и нехомогености, додека пак кај огледалата само една површина треба да биде перфектоно исполирана. Светлината при различни бранови должини патува со различна брзина низ сите средини совен при вакуум. Ова предизвикува хроматска аберација. Сведувањето на ова до прифатливо ниво вообичаено влкучува комбинација од две или три леќи со големина на отворот. Трошоците за ваквите системи при поголеми отвори се зголемува значително како што се зголемува отворот. Сликата добиена од огледало не страда од хроматска аберација, а и трошоците за производство на огледалата не се толку значајни со зголемувањето на големината на истите. Постојат структурни проблеми при изработката и користењето на големите леќи. Бидејќи леќата може да се одржува во местоположбата само преку работ, центарот на големите леќи ќе спадне поради тежата, со што ќе се наруши сликата која се добива. Најголемите употребливи леќи при рефракторните телескопи се околу 1 метар."Physics Demystified" By Stan Gibilisco, ISBN 0-07-138201-1, page 515 За споредба, огледалото може да биде зацврстено по целата страна од огледалото, со што се овозможуваат облици на рефлектирачки телескопи кои го надминуваат гравитациското натежнување. Најголемите рефлекторски облици имаат пречници и над 10 метри.

Облици на рефлектирачки телескопи

Грегоријанов

Грегоријановиот телескоп, опишан од шкотскиот астроном и математичар Џејмс Грегори во неговата книга „Напредна оптика“ (Optica Promota, 1663), употребува секундарно вдлабнато огледало кое ја одбива сликата назад низ дупката на примарното огледало. На овој начин се добива исправена слика, која може да се употреби за површински набљудувања. Некои помали телескопи сè уште се изработуваат на овој начин. Постојат неколку поголеми современи телескопи кои користат Грегоријанова конструкција како што се Ватикановиот технолошко напреден телескоп, Магелановите телескопи, Големиот двоокуларен телескоп, и Џиновскиот Магеланов телескоп.

Њутнов

Њутновиот телескоп е првиот успешен рефлекторски телескоп, изработен од Исак Њутн во 1668 г. Истиот има примарно параболично огледало но при жаришен однос од f/8 или подолг доволно е и сферично примарно огледало за да се добие висока разделна моќ. Рамно секундарно огледало ја рефлектира светлината до жаришната рамнина на страната од врвот на телескопската цевка. Станува збор за наједноставниот и најевтин облик за определена големина на примарното огледало, и поради ова е популарен кај произведувачите на аматерски телескопи или пак како домашна задача „направи сам“.

Касегриновиот облик и неговите подвидови

Касегриновиот телескоп неговиот облик за првпат е објавен во 1672 г. од страна на Лорен Касегрин. Се состои од параболично примарно огледало, и хиперболично секундарно огледало кое ја рефлектира светлината назад низ постоечката дупка во примарното огледало. Ефектот на превиткување и разидување на светлината од секундарното огледало создава телескоп со долго жаришно растојание додека пак должината на цевката е мошне кратка.

Ричи–Кретиенов