Астрономическая Школа «Вега»
В таблице представлены наиболее известные оптические схемы телескопов-рефлекторов, применяющиеся в астрономии.
1 - парабола; 2 - плоскость (зеркало 1 можно делать сферическим при маленьком относительном отверстии)
1 - парабола; 2 - гипербола (хорошее качество изображения при небольшом поле зрения)
1 - парабола; 2 - гипербола; 3 - плоскость
1 - парабола; 2 - эллипс
1 - парабола (зеркало 1 можно делать сферическим при маленьком относительном отверстии)
1, 2 - гипербола; 3 - корректор (при использовании двухлинзового корректора дает большое поле с хорошим изображением)
1, 2 - гипербола (дает большое поле без астигматизма, но расстояние между зеркалами должно быть в 2 раза больше фокусного расстояния)
1 - сфера; 2 - мениск с посеребренной центральной частью (мениск исправляет сферическую аберрацию главного зеркала; дает большое поле зрения с хорошим изображением; позволяет строить системы с большими относительными отверстиями)
1 - сфера; 2 - коррекционная пластина;3 - фотопластинка (коррекционная пластина исправляет сферическую аберрацию главного зеркала; дает большое поле зрения с хорошим изображением; позволяет строить системы с большими относительными отверстиями; фотопластинка 3 должна быть изогнута)
1 - парабола; 2 - парабола (не строит изображения - на выходе параллельный пучок света)
В первую очередь это системы Ньютона и Кассегрена .
Система Ньютона была изобретена Исааком Ньютоном в 1662 году. Это был первый зеркальный телескоп. В настоящее время эта система в профессиональной практике почти не применяется, но получила большое распространение среди астрономов-любителей. Основной недостаток (в случае крупного инструмента) - большая длина трубы телескопа и неудобное расположение наблюдателя на верхнем конце трубы. Достоинство, благодаря которому система получила распространение среди любителей - простота изготовления зеркал (главное зеркало в случае малых относительных отверстий - сфера; плоское зеркало может быть небольших размеров).
Система Кассегрена (1672 год) свободна от указанных недостатков. При том же фокусном расстоянии, что у телескопа системы Ньютона, труба телескопа будет в 2 раза короче. Это значительно сокращает стоимость, как самого телескопа, так и башни, в которой он установлен. Телескопы системы Кассегрена также распространены среди любителей астрономии.
Системы Нессмита, Грегори и Ломоносова не получили широкого распространения из-за своих особенностей. (Заметим, что фактически система Нессмита используется при работе в фокусе кудэ). У системы Нессмита лишняя по сравнению со схемой Кассегрена отражающая поверхность, у системы Грегори несколько большая длина трубы, у системы Ломоносова большие аберрации из-за того, что работа идет с внеосевыми лучами. По системе Ломоносова строят солнечные телескопы.
В 1922 году Ричи и Кретьен придумали схему, в котором ни одно из зеркал не в состоянии в отдельности строить изображения. Она получила название схема Ричи-Кретьена. Оба зеркала - гиперболические. Схема обладает очень хорошими характеристиками, но требует двухлинзового корректора, который исправляет астигматизм системы, значительно увеличивая поле зрения.
Большое распространение получили зеркально-линзовые системы. Например, системы Максутова и Шмидта. В системах Максутова и Шмидта главное зеркало - сфера и для исправления сферической аберрации служат мениск (Максутов) и особой формы линза (Шмидт). Качество изображения в этих системах очень хорошее при большом поле зрения. Однако входные линзовые элементы этих систем у крупных инструментов оказываются слишком велики, поэтому изготовление больших телескопов по этим схемам невозможно. Самый большой телескоп Максутова имеет диаметр мениска 70 см. Самый большой телескоп Шмидта имеет диаметр коррекционной пластины 134 см. Главное зеркало при этом имеет больший диаметр. Хотя схема Шмидта позволяет достичь гораздо больших значений относительного отверстия, она имеет и существенный недостаток - коррекционная пластина в классическом варианте располагается на удвоенном фокусном расстоянии от зеркала, а значит и длина трубы и диаметр купола должны быть в 2 раза больше, что существенно увеличивает стоимость системы.