Villen Kello ja Optiikka - Puistokatu 18, 38200 SASTAMALA - villenkello@villenkello.fi
Ostoskorinne on tyhjä
Uusimmat tuotteet:
Kaukoputki tyypit
|
Linssikaukoputket Linssikaukoputki on vanhin kaukoputkityyppi ja se keksittiin 1600-luvun alussa Hollannissa. Kaukoputken keksijästä ei enää olekaan täyttä varmuutta, yleensä kaukoputken keksijänä on pidetty hollantilaista silmälasinhiojaa Hans Lippersheytä, joka haki vuonna 1608 kaukoputkelle patenttia. Hänen lisäkseen kaukoputken keksijäksi on ehdotettu hollantilaisia Jacob Adriaanzonia tai Zacharias Jansenia. On myös mahdollista, että kaikki kolme keksivät kaukoputken toisistaan tietämättä. Tieto kaukoputken keksimisestä kantautui myös italialaisen tiedemiehen Galileo Galilein korviin, joka valmisti itselleen kaukoputken kahdesta linssistä, jonka objektiivina oleva tasokupera linssi keräsi kohteen valon ja muodosti kuvan kuvatasoon. Toinen kaksoiskovera linssi suurensi kuvan. Tämäntyyppistä kaukoputkea kutsutaan Galilei-kaukoputkeksi. Galileo Galilei oli ensimmäinen, joka käytti kaukoputkea tähtitieteellisten havaintojen tekoon. Vaikka linssikaukoputket ovat erinomaisia havaintovälineitä, niitä vaivaa kuitenkin värivirhe eli kromaattinen aberraatio. Linssi taittaa valoa prisman tavoin, jolloin valon eri aallonpituudet eivät taitu samaan kuvatasoon vaan siten, että sininen taittuu enemmän kuin punainen, mistä johtuen kuva ei ole terävä. Värivirhettä pystytään korjaamaan huomattavasti valmistamalla objektiivilinssi kahdesta lasielementistä, joilla on erilaiset taiteominaisuudet. Tällaista linssiä kutsutaan akromaatiksi eli värittömäksi linssiksi. Akromaattilinssi taittaa ainoastaan kaksi väriä (yleensä sininen ja punainen) täsmälleen samaan kuvatasoon, joskin ero muiden värien taittumisen suhteen on hyvin pieni. Akromaattilinsseihin jää kuitenkin jäljelle nk. toisen kertaluvun spektri, mikä näkyy esimerkiksi Kuun ympärillä sinertävänä reunana. Linssin värivirhe voidaan poistaa lähes kokonaan valmistamalla linssi kolmesta eri lasilaadusta. Tällaista linssiä sanotaan apokromaatiksi ja sen valmistaminen on hyvin kallista. Nykyisin on myös kehitetty lasilaatuja, joita käyttämällä pystytään valmistamaan hyvin pienen värivirheen omaava linssi ainoastaan kahta linssielementtiä käyttäen, mutta tällaiset linssit ovat kuitenkin erittäin kalliita. Linssikaukoputkilla saavutetaan hyvä kontrasti, sillä valon kulkureitillä ei ole mitään kontrastia heikentäviä esteitä kuten peilikaukoputkissa on (apupeili ja sen kannattimet). Tästä syystä linssikaukoputket ovatkin parhaimmillaan Kuun, planeettojen ja kaksoistähtien tutkimisessa. Himmeiden syvän taivaan kohteiden havaitsemiseen ihan pienimmät linssikaukoputket eivät sovellu, mutta yli 10 cm:n linssikaukoputkia voi näihinkin kohteisiin käyttää. Erityisesti tähtitaivaan kohteiden tarkkailuun tarkoitettujen linssikaukoputkien linssien pinnat ovat yleensä päällystetty kalvolla, joka vähentää heijastuksia parantaen samalla valonläpäisykykyä. Laadukkaimmat linssit ovat päällystettyjä useammalla kalvolla, linssistä heijastuneessa kuvassa näkyy vihreää, sinistä ja punaista väriä. Monikerroskalvon olemassaolo on myös usein merkitty objektiivin kehykseen sanalla multicoated. Yksikerroksinen kalvo on merkitty sanalla coated ja linssin heijastukset ovat sinisiä. Linssikaukoputkessa tapahtuu vähiten valohäviötä. Jokaista linssipintaa kohden valosta häviää heijastuksiin hieman yli 1%. Siten kahdesta linssistä koostuvassa okulaarissa on neljä pintaa, joten heijastuksiin häviää noin 5% valosta. Mikäli okulaarissa on kolme linssiä, häviää siinä vielä noin 7% valosta, joten linssikaukoputkeen saapuvasta valosta suunnilleen 89% tavoittaa silmän. Peilikaukoputkissa valohäviö voi olla linssikaukoputkiin verrattuna jopa nelinkertainen (eli noin 40%). Myös linssikaukoputkessa valohäviö voi olla suurempi kuin 10%, ellei linssien pinnalla ole heijastuksia vähentäviä kalvoja. Suurin valohäviö tapahtuu kuitenkin havaitsijan silmässä itsessään johtuen silmän rakenteesta, silmän valohäviö voi olla jopa 90%, koska ainoastaan 10% silmän linssiin osuneesta valosta vaikuttaa valolle herkkiin soluihin. Peilikaukoputket Pelikaukoputkissa valonkerääjäna toimii lasista hiottu ja pinnaltaan aluminoitu peili, joka heijastaa kohteesta tulevan valon kuvatasoon. Peilikaukoputkissa ei näy linssikaukoputkille tyypillistä värivirhettä, koska peili heijastaa eri aallonpituudet samalla tavalla. Peilikaukoputken idean kehitti ensimmäisenä englantilainen James Gregory vuonna 1663, kaukoputken pääpeili oli muodoltaan paraboloidi ja apupeili ellipsoidi. Gregory ei kuitenkaan onnistunut valmistamaan toimivia peilejä, joten hän ei pystynyt testaamaan kaukoputkeansa käytännössä. Newton-kaukoputket Isaac Newton esitteli vuonna 1672 tekemänsä peiliteleskoopin, jonka pääpeili oli paraboloidi ja apupeilinä oli vinoon asennettu tasopeili, joka heijasti valonsäteet putken sivulla olevaan okulaariin. Metallista valmistettujen peilien ja huonojen okulaarien vuoksi valohäviö Newtonin kaukoputkessa oli peräti 90%! Newton-tyyppiset peilikaukoputket ovat nykyään suosituin harrastajien käytössä oleva kaukoputkityyppi. Suurimmat harrastajien käytössä olevat Newton-teleskoopit ovat noin 70 cm:n peilillä varustettuja. Peilikaukoputkien peilit valmistetaan nykyään lasista, joiden etupinnat ovat aluminoidut, joten Newtonin aikoihin verrattuna peilikaukoputkien tekniikassa ja laadussa on saavutettu huomattava parannus. Peilien pinnat hopeoitiin 1800-luvulla ja vielä 1900-luvun alussa, mutta hopeoinnin huonona puolena oli, että peilin pinta tummui melko nopeasti ja peili oli hopeoitava uudelleen melkeinpä vuosittain. Aluminointi kestää hyvänä vähintään 5 - 10 vuotta tai jopa kauemminkin. Cassegrain-kaukoputket Kuten Newtonissakin, myös Cassegrain-kaukoputkessa pääpeili on muodoltaan paraboloidi. Hyperboloidin muotoisesta apupeilistä valonsäteet heijastuvat pääpeilin keskellä olevan reiän läpi pääpeilin taakse, jonne kuva muodostuu. Cassegrain-kaukoputken apupeilin sijainnista ja muodosta johtuen teleskoopin polttoväli on melko pitkä vaikka itse putki jääkin kohtalaisen lyhyeksi. Tämä onkin eräs Cassegrainin eduista. Cassegrain-kaukoputken periaatteen esitteli Pariisissa Ranskan tiedeakatemialle vuonna 1672 melko tuntematon ranskalainen lääkäri Giovanni Cassegrain. Hänen ehdotuksessaan James Gregoryn kaukoputkeensa suunnittelema kovera apupeili korvattaisiin kuperalla peilillä. Newton kuitenkin tyrmäsi ajatuksen totaalisesti ja Cassegrainin parannus löysi tiensä tuotantoon vasta sata vuotta myöhemmin. Gregoryn kaukoputkessa pää- ja apupeilin kuvausvirheet vahvistavat toisiaan, kun taas Cassegrainin kaukoputkessa ne osittain eliminoivat toisensa. Nykyään kaikissa suurissa teleskoopeissa käytetään Cassegrain-järjestelmää, sen sijaan harrastajien käytössä ne ovat melko harvinaisia. Klevtsov-Cassegrain-kaukoputket Klevtsov-Cassegrain-kaukoputket ovat muunnoksia Maksutov-Cassegrain-kaukoputkista. Niissä käytetään palloaberraatiota ja komaa korjaavaa meniskus-linssiä. Perinteisessä Maksutovissa meniskus on putken edessä, mutta Klevtsovissa se on putken sisällä apupeilin edessä ja apupeilinä käytetään aluminoitua negatiivisen linssin sisäpintaa. Järjestelmällä on useita etuja perinteisiin Cassegrain- ja katadioptrisiin kaukoputkiin verrattuna. Cassegrainin tavoin putki on lyhyt ja Cassegrain-teleskoopeille ominainen palloaberraatio ja koma saadaan lähes kumottua meniskus-linssin avulla. Koska meniskus on apupeilinä toimivan ja toiselta puolelta aluminoidun linssin edessä, on kaukoputki päältä avoin ja putki jäähtyy nopeasti. Samasta syystä apupeilin pinta-ala on pienempi kuin normaalissa Cassegrainissa, jossa apupeili peittää 18% pääpeilistä, kun Klevtsovissa peitto on ainoastaan 12%. Klevtsov kumoaa lähes täysin aberraation ja koman, joten väri- tai taittovirheitä ei pitäisi esiintyä. Schmidt-Cassegrainista poiketen tarkennusta ei suoriteta pääpeilillä vaan normaalisti okulaaria siirtämällä. Kaukoputken optiikkajärjestelmän keksi vuonna 1978 venäläinen Juri Klevtsov. Ritchey-Chrétien-kaukoputket Ritchey-Chrétien-kaukoputket muistuttavat Cassegrain-kaukoputkia, mutta niiden molemmat peilit ovat hyperboloideja. Järjestelmän etuna Cassegrainiin verrattuna on se, että paraboloidipeiliä vaivaava kuvausvirhe (koma) pystytään näin eliminoimaan ja tähdet ovat pistemäisiä myös kentän reunoilla. Jäljelle jäävät kuitenkin kuvapinnan kaarevuus ja astigmaattisuus, mutta ne pystytään poistamaan asettamalla polttopisteeseen erityinen korjauslinssi. Astigmatismi on seurausta siitä, että optisen akselin suhteen vinosti saapuvat valonsäteet eivät "näe" linssiä tai peiliä pyörähdyssymmetrisenä. Tämän kuvausvirheen vuoksi kaukana optisesta akselista olevan tähden kuva ei ole täysin terävä. Terävimmilläänkin se ei ole piste vaan ympyrä, mikäli tarkennus siirretään kuvatason sisäpuolelle, tähden kuva on ellipsi ja kuvatason ulkopuolella se muuttuu ellipsiksi, joka on kääntynyt 90° kuvatason sisäpuoliseen tähden kuvaan verrattuna. Ammattitähtitieteilijöiden käyttämät suuret peilikaukoputket ovat enimmäkseen juuri Ritchey-Chrétien -tyyppisiä, myös Hubble-avaruusteleskooppi on tätä tyyppiä. Yksityisten tähtiharrastajien käytössä Ritchey-Chrétienit ovat olleet erittäin harvinaisia, harrastuspuolella niitä niitä löytyy lähinnä tähtitieteellisten yhdistysten tähtitorneista. Helmikuussa 2005 tilanne kuitenkin tullee muuttumaan, kun Meade tuo markkinoille koko sarjan ( RCX400 10", 12", 14" ja 16") Ritchey-Chrétien -teleskooppeja. Ritchey-Chrétien-kaukoputken kehittivät yhteistyössä amerikkalainen optikko George Willis Ritchey ja ranskalainen optiikan suunnittelija Henri Chrétien 1910-luvun alussa. Katadioptriset kaukoputket Katadioptriset kaukoputket ovat peilikaukoputkia, joissa on sekä heijastavia peilejä että taittavia linssejä. Suuurin osa harrastajien käytössä olevista katadioptrisista kaukoputkista on joko Schmidt-Cassegrain- tai Maksutov-tyyppisiä. Myös Newton-kaukoputkia tehdään jonkin verran katadioptrisina. Schmidt-Cassegrain-kaukoputket Schmidt-Cassegraineissa on yhdistetty kaksi kaukoputkityyppiä, Schmidt-kamera ja Cassegrain-kaukoputki. Näitä kaukoputkia kutsutaan lyhyesti myös SCT-teleskoopeiksi (Schmidt-Cassegrain-telescope). SCT-kaukoputken pääpeili on muodoltaan pallo ja siinä ei ole paraboloidipeileistä tuttua komavirhettä, mutta haittana sen sijaan on palloaberraatio. Palloaberraatio pystytään kuitenkin poistamaan asettamalla kaukoputken eteen ohut korjauslasi, jonka toinen pinta on taso ja toinen hiottu siten, että keskiosa toimii kuperan linssin tavoin ja reunat kuten kovera linssi. Korjauslasista ei aiheudu värivirhettä, koska muotoilu eroaa tasosta hyvin vähän. Sen sijaan valohäviötä aiheutuu jonkin verran, koska pinnoissa tapahtuu aina heijastumista, mutta valohäviötä voidaan vähentää huomattavasti päällystämällä korjauslasin pinnat heijastumista vähentävillä kalvoilla. Korjauslasin ansiosta apupeili ei tarvitse erillisiä kannattimia, sillä apupeili voidaan kiinnittää suoraan korjauslasiin. Näin saavutetaan laaja käyttökelpoinen näkökenttä, haittana on kuitenkin kookas apupeili, joka vähentää kontrastia ja erotuskykyä. Schmidt-Cassegrainit ovat linssikaukoputkien tapaan rakenteeltaan suljettuja, mikä mm. suojaa peilejä pölyltä. SCT-kaukoputkien tarkennus hoidetaan pääpeiliä liikuttamalla. Pääpeili on asennettu kehykseen, jota liikutetaan tarkennusruuvista. Pieninkin liike vaikuttaa tarkennukseen voimakkaasti verrattuna normaaliin okulaaritarkennukseen. Koska pääpeili on kiinni kehyksessä, mahdollinen kollimointi hoidetaan ainoastaan apupeiliä säätämällä. Schmidt-Cassegrainin kehitti virolainen tähtitieteilijä ja linssintekijä Bernard Schmidt, kun hän lisäsi vuonna 1930 korjauslasin Cassegrain-teleskoopin eteen. Maksutov-kaukoputket Maksutov-teleskooppi vastaa toimintaperiaatteiltaan SCT-kaukoputkia, mutta niissä palloaberraatio poistetaan paksulla ja voimakkaasti kaarevalla korjauslasilla, josta käytetään myös nimitystä meniskus. Erillistä apupeiliä ei kuitenkaan välttämättä tarvita, sillä koska korjauslasi on kaareva, voidaan sen keskeltä aluminoida pyöreä alue, joka toimii apupeilinä. Maksutov-kaukoputkien kollimointiin ei tarvitse yleensä koskea, sillä ne kollimoidaan jo valmiiksi tehtaalla. Erilaista korjauslasia lukuun ottamatta Maksutov-kaukoputket ovat toiminnaltaan muuten samanlaisia kuin Schmidt-Cassegrain-teleskoopit. Maksutov-järjestelmä on kaukoputkien lisäksi käytössä myös kameroiden peiliteleobjektiiveissa. Maksutov-kaukoputkia valmistetaan harrastajakäyttöön vähemmän kuin Schmidt-Cassegrain-tyyppisiä. Maksutov-kaukoputken kehitti silloisessa Neuvostoliitossa vuonna 1941 tiedemies-optikko Dmitry Dmitriyevich Maksutov. Maksutov valmisti ensimmäiset peiliteleskooppinsa (180 mm ja 210 mm) jo 12 vuoden ikäisenä. (lähde astronetti.com) |
|