Статья по физике "Современные телескопы"
статья

Первый телескоп был создан в 1609 году Галилео Галилеем. Современному человеку это изобретение может показаться крайне устаревшим и простым, что даже ребенок сможет сделать приспособление гораздо лучших характеристик. Однако в то время телескоп Галилея был прорывом в астрономии и открыл век рефлекторов. Этот прибор стал символом, который смог воплотить в себе стремление людей познавать мир. Скорее всего, тогда Галилео Галилей и не представлял, что человеческая натура открывателя и простое любопытство поднимут возможности телескопов до высоких вершин современности.

Тяга к постижению всех тайн космоса и желание попасть в самые потаенные уголки Вселенной, узреть новые, сокрытые от обычно взора, миры, стали причиной и неким стимулом для проектирования и построения мощных наблюдательных приспособлений. Люди ставили перед собой ряд задач, которые они планировали осуществить с помощью телескопов. Человечество всегда интересовало появление Вселенной, тайны её происхождения. Как образовываются и эволюционируют звезды, галактики и планетарные системы? Какими свойствами обладает материя в астрофизических условиях? Вопросов становилось всё больше, поэтому потребность в телескопах возрастала [2].

Сейчас телескопы являются неотъемлемой частью работы всех астрономов. Они стали сложными астрономическими приборами, обладающими высокими характеристиками. Большое количество современных телескопов могут не только проводить работы в каких-либо зрительно доступных, видимых областях, но и работать в самых разных диапазонах, от ультрафиолетового до инфракрасного, не доступных обычному зрению. Это происходит благодаря зеркалам, обладающим специфической формой (гиперболическая или параболическая). Итоговое изображение получается в достаточно высоком качестве в любом из диапазонов. Так же ученые разрабатывают приспособления, работающие в космических условиях. Для таких приборов нет ничего сложного в преодолении помех из-за атмосферы, которая поглощает излучение определенных волн, влияя на изображения, делая его размытым. Для компенсирования подергивания окружающей среды, стали прибегать к адаптивной оптике, которая стабилизирует подобную дрожь. Размер оптики телескопов несравнимо вырос, а значит диапазоны для ведения наблюдения за различными объектами, тоже возросли. Постепенно повышается и точность изготовления таких зеркал. Современные телескопы оснащают улучшенными механизмами вращения, которые способны работать независимо, т.е. не прибегая к участию в этом процессе человека. Иными словами, астроном должен всего лишь настроить прибор, указав конкретный объект для исследования, а остальную работу телескоп сделает сам [1].

Типы телескопов

Все телескопы подразделяются на три оптических класса.

Преломляющие телескопы, или рефракторы, в качестве главного светособирающего элемента используют большую линзу-объектив.

Рефракторы всех моделей включают ахроматические (двухэлементные) объективные линзы - таким образом сокращается или практически устраняется ложный цвет, который влияет на получаемый образ, когда свет проходит через линзу. При создании и установке больших стеклянных линз возникает ряд трудностей; кроме того, толстые линзы поглощают слишком много света. Самый большой рефрактор в мире, имеющий объектив с линзой диаметром в 101 см, принадлежит Йеркской обсерватории.

Все большие астрономические телескопы представляют собой рефлекторы. Рефлекторные телескопы популярны и у любителей, поскольку они не так дороги, как рефракторы. Это отражающие телескопы, и для сбора света и формирования изображения в них используется вогнутое главное зеркало. В рефлекторах ньютоновского типа, маленькое плоское вторичное зеркало отражает свет на стенку главной трубы.

Зеркально-линзовые (катадиоптрические) телескопы используют как линзы, так и зеркала, за счет чего их оптическое устройство позволяет достичь великолепного качества изображения с высоким разрешением, при том, что вся конструкция состоит из очень коротких портативных оптических труб[8]

Современный телескоп можно называть «компьютерным» телескопом, т.к. он буквально напичкан всеми необходимыми программами. Постепенно он превращается из обычного астрономического приспособления в прибор, способный к обучению астрономии, проведению экскурсий, накоплению целого банка данных с огромными каталогами звезд [5].

Большое значение в астрономии нашего времени уделяется орбитальным обсерваториям. Под обсерваторией понимают сооружение, которое имеет необходимое оборудование для астрономических  наблюдений и исследований. Такие учреждения позволяют существенно увеличить возможности телескопов. Примером может служить орбитальная научная обсерватория с телескоп Hubble, которая была выведена на орбиту кораблем ШАТТЛ. С помощью этих технологий даже за пределами атмосферы нашей планеты, учение могут наблюдать и исследовать объекты, которые ранее были не доступны приспособлениям, находящимся на самой Земле [3].

Используя Hubble, астрономами были получены изображения самых отдаленных частей Солнечной системы. Исследования, которые проводятся в этой обсерватории, происходят не только в оптических, но и в других диапазонах, которые обладают электромагнитным излучением. Всё это возможно благодаря двум мощным камерам, двум сверхчувствительным спектрографам, множеству датчиков и фотометрам. Ученые могут совершать фиксирование изображений астрономических объектов, которые находятся от нашей планеты в миллиардах световых лет. Причем разрешение снимков будет высоким, что непросто сложно, а практически невозможно получить, используя телескопы с поверхности Земли. Стало возможно нахождение и обнаружение космических объектов, обладающих малой светимостью. Телескоп способен исследовать горячие звезды или иные мощные источники, осуществлять фиксирование даже незначительных изменений  световой интенсивности, что ранее не позволяла атмосфера. Подобные исследования сначала тщательно планируются, а после происходят в удаленном режиме с помощью компьютера, который находится на борту обсерватории. Вся настройка и наблюдения осуществляются приборами в автоматическом режиме. Большинство астрономов предполагают, что следующим поколением таких приборов будет поколение больших космических телескопов с апертурой 8 м. [4].

Наземные телескопы никогда не смогут достичь того высокого качества изображений, которое выдают космические телескопы, не подверженные воздействию атмосферы. Единственным многообещающим направлением развития астрономических приборов остается увеличение размеров собирающих поверхностей. Однако не только атмосфера может «ставить палки в колеса». Помехи при исследовании космоса являются крайне серьезной проблемой, которая волнует всех. В современном мире к помехам, имеющим природный характер, присоединяются свет от населенных пунктов и техногенные загрязнения атмосферы. Поэтому возникает острая необходимость строить обсерватории там, где такие помехи сводятся к минимуму. Таких мест на крайне мало, их можно пересчитать по пальцам.

Тем не менее, на Земле находится достаточно обсерваторий, которые успешно справляются с изучением космического пространства. Телескопы «близнецы» KECK I и KECK II используют для оптических инфракрасных наблюдений. Их размеры достигают размеров восьмиэтажного дома и работают они с высокой точностью. KECK I и KECK II  находятся на Гаваях. Самый большой оптический телескоп южного полушария под названием «South African Large Telescope» находится в ЮАР. Главным предназначением этого прибора является проведение анализа излучения астрономических объектов, которые недоступны приспособлениям северного полушария. Аналогичный телескоп есть в Штатах – Hobby-Eberly Telescope. Его технология почти идентична SALT. Телескоп Gran Telescopio Canarias, находящийся в Испании, может производить наблюдения за звездами в оптическом и среднем инфракрасном диапазоне. Если говорить о проектах, то в Чили к 2020 году ученые намерены запустить Giant Magellan Telescope, который по их словам будет получать изображения в 10 раз более четкие, чем снимки Hubble [7].

Развитие астрономии не прекращается, а только ускоряется с каждым годом. Количество вложений и число проектов растет. Астрономы наблюдают свет, исходящий от далеких галактик, и продолжают совершенствовать возможности современных телескопов. Нам далеко до великих открытий, но следить за Вселенной нам не надоест.

.

Список литературы:

1. Возможности современных телескопов [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://www.astronom.ru/article/vozmozhnosti_sovremennyh_teleskopov.html (Дата обращения 03.12.2016 г.)
2. Наше место в этом мире. Способы изучения космического пространства. Телескопы из прошлого и до наших дней [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://galspace.spb.ru/index62-2.html (Дата обращения 07.12.2016 г.)
3. Обзор новых больших телескопов [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://geektimes.ru/post/278674/ (Дата обращения 03.12.2016 г.)
4. Оптические телескопы 21 века [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://www.astrogalaxy.ru/292.html (Дата обращения 05.12.2016 г.)
5. Современные телескопы [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://astro-azbuka.ru/index.php?id=101 (Дата обращения 03.12.2016 г.)
6. Телескопы и обсерватории XXI века [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://galspace.spb.ru/nature.file/tels.html (Дата обращения 06.12.2016 г.)
7. 10 самых больших телескопов [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://naked-science.ru/article/top/10-largest-telescopes (Дата обращения 05.12.2016 г.)
8. http://www.referat.ru