Untitled Document

A csillagos ég - a városoktól messzi, szórt fényektõl távol - csodálatos látványt nyújt már sza- badszemmel is. Távcsövek segítségével pedig újabb csodálatos látványokban részesülhetünk. Láthatjuk a Hold, bolygók felszínét, felhõzetét, távoli csillaghalmazokat, ködöket, galaxisokat. Ezekhez a látványosságokhoz távcsövet kell választanunk, ehhez szeretnénk segítséget nyújtani az alábbi sorokkal. Vegyük sorra a távcsõ jellemzõ adatait: - Fényerõ - Fénygyûjtõképesség - Ideális leképezés - Felbontóképesség - Optikai minõség - Nagyítás Távcsõtipusok és jellemzõik: - Tükrös távcsövek: - Newton-reflektorok és felépítésük - Cassegrain-távcsövek és felépítésük - Lencsés távcsövek: - Akromatikus refraktorok és az objektív felépítése - Apokromatikus refraktorok és az objektív felépítése - Katodioptrikus távcsövek és felépítésük

Fényerõ: A fényerõ - vagy nyílásviszony - a fókusztávolság és az átmérõ hányadosa. Általáb- an a nagy fényerejûeknek az f/4 - f/5-ös, közepes fényerejûeknek az f/6 - f/9-es, kis fényerejûek- nek az f/10 - f/15-ös objektíveket szokás nevezni. Példa: egy 15 cm átmérõjû és 150 cm fókuszú objektív fényereje f/10-es. A fényerõs objektíveknek számos elõnyük van. A legfontosabb az, hogy rövid a tubus, így kisebb és könnyebben mozgatható az egész mûszer. Fényerõsebb objektívekkel nagyobb látómezõ ér- hetõ el: vizuálisan 1,5 - 2 fok. A fotózásnál a nagyobb látómezõ mellett további elõny, hogy rövi- debb expozíciós idõk is elegendõek. Ennek az az oka, hogy a rövidebb fókusztávolság kisebb ké- pméretet eredményez a fókuszsíkban, tehát nõ a fénymennyiség / terület arányszám, ami közvet- lenül meghatározza a kívánatos expozíciós idõket. Hátrányuk: érzékenyebbek az optika beállítási hibáira, mint a kisebb fényerejûek. Az optikai fe- lület pontatlanságai hatványozottan jelentkeznek a képalkotásban. Ezért két azonos méretû és minõségû objektív közül a fényerõsebbet sokkal nehezebb elkészíteni, ezért jóval drágább is. A nyílásviszony megválasztásában elsõsorban az dönt, hogy milyen célra akarjuk a távcsövet használni. A bolygók, Nap és a Hold megfigyelésében a nagyítás is igen fontos követelmény, de ezenkívül a kép világosságára, fényerõsségére is törekedni kell. E két követelmény alapján a legjobban az f/12 - f/15 fényerejû távcsövek a legalkalmasabbak a megfigyelésre. Ködök, üstökösök, mély-ég, változócsillag észleléséhez vagy fotózáshoz a legalkalmasabb mû- szerek a fényerõs és nagy látómezejû távcsövek.

Fénygyûjtõképesség: Egy távcsõ olyan, mint egy hatalmas szem. Elsõ közelítésben távcsövünk annyiszor több fényt gyûjt össze szemünknél, ahányszor nagyobb pupillánk felületé- nél. Egy 15 cm-es objektív 500-szor annyi fényt gyûjt, mint a sötétben kitágult pupillánk. Azonos átmérõjû távcsövek fénygyûjtõképessége és határmagnitúdója / azaz a leghalványabb csillag fé- nyessége, amely még érzékelhetõ / között mégis van különbség, mert az optikai elemek különfé- leképpen hasznosítják a fényt.

Átmérõ (cm)	Határmagnitúdó (jó körülmények között)
5	12
8	13
10	13,5
15	14
20	14,5
25	15
30	15,5
44	16

A tükrös távcsöveknél - reflektorok - a szokásosan gõzölt alumínium-bevonat a fény 88% -
89%-át veri vissza /reflektálja/. Különleges és drága bevonatnál a reflexió megközelíti a 96%-ot.
További fényveszteséget okoz a központi kitakarás - az objektív felületének 3-10%-a. Természe-
tesen az optikai elemek minõsége és az optikai beállítás is befolyásolja a fényhasznosítást. Min-
nél több optikai elem van a fényútban, annál több fény kallódik el.
A lencsés távcsöveknél - refraktorok - maga az üveganyag is ludas a fényelnyelésben, továb-
bá minden üveg-levegõ felületen keletkezik - az elnyelés mértékénél lényegesen nagyobb - ref-
lexiós veszteség. A modern, többrétegû antireflexiós bevonatokkal ellátott lencséknél a veszte-
ség csupán 1% - 1,5% határfelületenként.
A gyakorlatban a refraktorok valamivel jobb fényhasznosításúak, mint tükrös társaik. Ennek
oka elsõsorban a refraktorok általánosan magas optikai minõsége és az, hogy a fényútban nincs
segédoptika.
A különbözõ távcsõtípusok közül a legjobb fényhasznosításúak az apokromatikus refraktorok
(90-95%), a normál - kis fényerejû - refraktorok (85-90%), és a minõségi - és kis központi kitaka-
rású - Newtonok (80-85%). Az átlagos minõségû Newtonok és a bonyolult katodioptrikus távcsö-
vek fényhasznosítása 56-70% közötti.
Az elméletnek azonban teljesen elletmond a gyakorlat. A halvány objektumok megfigyelésével
foglalkozó amatõrök mégis inkább a fényerõs Newton-reflektorokat használnak, mint refraktoro-
kat. Az átmérõ növelésével ugyanis bõven lehet ellensúlyozni a konstrukciós hátrányokat.
Ami legfontosabb, jóval olcsóbb, mint egy ugyanakkora refraktor.

Ideális leképezés: A távcsövekkel nagy nagyítással izzó kis korongokként figyelhetõk meg a csillagok. Természetesen ez nem a valódi csillagkorong - a csillagok a valóságban gya- korlatilag pontszerûek -, hanem csupán diffrakciós jelenség. A kör alakú objektívek a peremükön jelentkezõ fényelhajlás miatt a pontszerû fényforrást az un. Airy-korongban képezik le, amelyet a diffrakciós gyûrûk egyre halványuló sora vesz körül. George Airy kimutatta, hogy a korong mérete a fény hullámhosszától és az objektív átmérõjétõl függ. Ideális esetben a fény 84%-a koncentrálódik az Airy-korongban, 8%-a az elsõ diffrakciós gyûrûben, míg a maradék fény a többi diffrakciós gyûrûben oszlik szét. Ha az objektív felülete optikailag nem kifogástalan, vagy központi kitakarást - segédtükröt- helye- zünk a fényútba, akkor a fény egy része kiszorul a diffrakciós gyûrûkbe, emiatt a kontrasz romlik. Az amatõrtávcsövek csak többé-kevésbé közelítik meg az ideális minõséget. Nem árt megje- gyezni, hogy a nagyon jó távcsövek aránytalanul drágák.

Felbontóképesség: Elméletileg az objektív átmérõjétõl függ, hogy milyen finom rész- letek figyelhetõk meg a bolygókon, vagy milyen szoros kettõscsillagok bonthatóak fel a távcsõ- vel. A felbontóképesség jellemzésére gyakran használják az un. Rayleigh-határt: azt a szögtávol- ságot, amikor a szoros kettõscsillagoknál a társ korongjának közepe éppen a másik csillag elsõ sötét gyûrûjébe esik 550 nm hullámhossznál, amelyre az emberi szem a legérzékenyebb. A Rayligh-határ (ívmásodpercben) = 138 / D (D: az objektív átmérõje mm-ben). Távcsövünk felbontóképességét a földi légkör hullámzásai is igen erõsen befolyásolják. A leg- több éjszakán az állandó légköri nyugtalanság (seeing) miatt nehéz az 1 ívmásodpercnél szoro- sabb kettõscsillagokat felbontani. A 15-20 cm-nél nagyobb átmérõjû optikák sokkal érzékenyeb- bek a légköri hullámzásra.

Optikai minõség: Az objektív felületének az ideálistól való eltérése miatt a fényhullá- mok nem az ideális diffrakciós kopben interferálódnak. A hiba megadható az un. hullámfrunt (p-v) hibával. A vizuális észlelésnél a sárga fény hullámhossza szolgál viszonyításul. Rayligh úgy talál- ta, hogy a leképezésben a hiba akkor nem túl zavaró, ha a hullámfront-eltérés lambda/4-nél ki- sebb. A tükröknél a felületi pontatlanságokat a reflexió megkétszerezi. Ezért a tükörfelület eltérése az ideális paraboloidtól maximum lambda/8 lehet. A valóságban azonban a távcsövekben általában több optikai elem található, és ezek hibái bonyolult módon összeadódnak. A gyári optikák minö- sége - ennek ellenére - bõven belül esik az átlagos észlelések megkívánta tûrési határon.

A nagyítás: Távcsövünk nagyítását az objektív és az okulár fókusztávolságának hánya- dosa adja meg. Pl. ha egy 840 mm gyújtótávolságú objektívhez 10 mm gyújtótávolságú okulárt használunk, akkor távcsövünk nagyítása 840/10=84-szeres. A nagyítás helyes megválasztása döntõ mozzanat az észlelésnél. A minimális nagyítás az amellyel az objektív teljes fényét már hasznosítja az emberi szem. A sö- téthez alkalmazkodott pupilla kb. 7 mm átmérõjû. Egy 70 mm átmérõjû objektívvel a kilépõ pupilla 10x-es nagyításnál ekkora, tehát ekkor a minimális nagyítás 10x-es. Fényerõs és kicsi refraktorok kivételével az így kiszámított nagyítás általában túl alacsony. A gyakorlatban az amatõrtávcsövek többségét a D/4 -2xD (D=átmérõ mm-ben) nagyítástarto- mányban használják. A kisebb nagyításokat a nagy látómezõt igénylõ megfigyelésekre - pl. válto- zócsillagok, kis felületi fényességû diffúz ködök - alkalmasak. A maximális nagyítást többnyire fé- nyes objektumok - pl. Hold, bolygók, kettõscsillagok, fényes és kompakt planetáris ködök - vizsgá- latakor érdemes használni.2xD nagyítás fölé menni - néhány ritka eset kivételével - még jó optiká- jú távcsövekkel is értelmetlen, mert a kép fényszegénnyé válik, és újabb részletek nem jönnek elõ. A nagyítás növelésének van egy másik határa is: a földi légkör. Az általános légköri nyugtalan- ság miatt még nagy távcsövekkel is ritkán lehet 400 - 500x-os nagyítás fölé merészkedni, mert egyszerûen szétesik a kép.

Newton-reflektorok: - Közepes fényerejû Newton-reflektorok. A közepes fényerejû Newtonok a legkedveltebb ama- tõrmûszerek közé tartoznak, és nem véletlenül. Legvonzóbb tulajdonságuk, hogy viszonylag ol- csók. A tipikus méretek: a 15 cm f/5 - f/8 és a 20 cm f/5 - f/6. A központi kitakarás mérsékelt, 20 - 25%. Jó minõségû optikákkal a leképezés megfelelõen kontrasztos. E távcsövek a sokoldalú ész- lelési munkára ideálisak. - Fényerõs Newton-reflektorok. Az f/4 - f/5 reflektorok a változó- és mély-ég észlelõk kedvenc mûszerei. A 15 cm-nél kisebbeket RFT-nek (nagy látómezejû távcsõnek) nevezik. Ezek kis nagyí- tással csodálatos látványt nyújtanak a nagy látszó méretû mély-ég objektumokról. Képalkotása általában kompromisszumokkal jár. A központi kitakarás nagy, 30% körüli. A fényerõs tükrök mi- nõsége többnyire csak közepes, képalkotásukban fokozottan jelentkezik a kómahiba, ezen kó- makorrektorokkal lehet segíteni. Állandóak a jusztírozási polntatlanságok. - Speciális Newton-reflektorok. Ha különlegesen jó leképezésû és még elérhetõ árú távcsö- vet szeretnénk, arra lehetõséget adnak a kis fényerejû Newton-reflektorok (f/9-f/15). Ezeknél a központi kitakarás minimális: 10-20% között mozog. Az elért kontraszt megközelítheti a legjobb reflektorét. A másik elõny: a kis fényerejû tükröt sokkal könnyebb megfelelõ pontosságúra csi- szolni, mint egy fényerõset. A bolygó- és kettõsészlelésre speciálisan alkalmas Newtonok ko- moly hátránya, hogy az elérhetõ látómezõ kicsi 1 fok alatti. A hosszú tubus súlyos mechanikát kíván, és 15 cm-es átmérõ fölött kényelmetlen lehet a megfigyelés.

A Newton-reflektorok belsõ felépítése, fénymenete. A fõtükör összegyûjti az objektumról jövõ fénysugarakat melyek egy sík segédtükör segítsé- gével kikerülnek a távcsõtubus belsejébõl. A fénysugarak a fókuszpontban létrehozzák a képet, melyet okulár segítségével nagyítva figyelünk meg.

Cassegrain-távcsövek: Annak érdekében, hogy egy nagy reflektor tubusa ne legyen kellemetlenül hosszú, számta- lan megoldást kidolgoztak az optikusok. Ezek közül az egyik legegyszerûbb, a klasszikus Cas- segrain-szerelés, ahol az átfúrt parabolatükör fénykúpját hiperboloid felületû segédtükör nyújtja a megfelelõ hosszúságúra. A Cassegrain-távcsövek tipikus fényereje f/15-f/20 közötti. Kézzel- fogható elõnyei csak 25-30 cm átmérõ fölött jelentkezik. E rendszernél a fõtükör minõségének igen jónak kell lennie, mivel a segédtükör (a fókusznyújtás mértékében) a leképezési hibákat is felnagyítja. A központi kitakarás nagy, 30-40%, emiatt a képkontraszt legfeljebb csak közepes.

Akromatikus refraktorok. - A fényerõsöknél (f/5 - f/8) a színi hiba 50-100x-os nagyítás fölött már zavaróan jelentkezik. Nagy látómezejük ideális a mély-ég megfigyelésére vagy fotózásra. - A kevésbé fényerõs refraktorok (f/10 - f/15) nagyon kontrasztos és viszonylag színhelyes képet adnak. Sok amatõrnek e távcsövek jelentik a jó leképezés etalonját - annál is inkább, mi- vel kis átmérõ kevésbé érzékeny a légköri nyugtalanságra, ezért gyakran látni jó képet. Az 5-6 cm-es refraktorok inkább az égbolttal való ismerkedésre ajánlhatók, mivel fénygyûjtõ ké- pességük nagyon korlátozott. A 8-10 cm-es refraktorokkal viszont már szisztematikus nap-, hold-, kettõs- és bolygómegfigyeléseket lehet folytatni. 10 cm fölött az akromátok színi hibája egyre inkább elõtérbe kerül. Jó leképezést f/10 -f/15- ös objektívektõl várhatunk. Terjedelmes méretei miatt már egy 15cm-es refraktor is obszervató- riumi mûszernek számít.

Apokromatikus refraktorok: Az utóbbi évtizedben az amatõrtávcsövek területén új lendületet hoztak az apo-refraktorok. Ezek az objektívek f/6 - f/9 fényerõnél is alig mutatnak színi hibát. Nagyon drágák. A képkont- raszt optimális szintet ér el nagy látómezõ mellett. A 7-9 cm-es apokromátok lenyûgözõ kis táv- csövek. A 10-13 cm-es refraktorok vonzó alternatívát jelentenek a közepes teljesítményû táv- csövek világában. Képalkotásuk nagyon szép, és jól szállíthatóak. A 15 cm-es és nagyobb apokromatikus refraktorok már nehezebben mozgatható mûszerek, az áruk a csillagos éghez közelít.

Katodioptrikus távcsövek: Itt általában egy bonyolult felületû lencsetag korrigálja a fényerõs fõtükör optikai hibáit vi- szonylag nagy látómezõre. E mûszerek fényerõsebbek a klasszikus Cassegraineknél, általános az f/10-es fényerõ, de f/6,3 is létezik. A legnépszerûbbek a Celestron ill. a Meade gyártmányai, amelyek 4 hüvelyk átmérõtõl egészen a 16 hüvelyk átmérõig készülnek. A Schmidt-Cassegrainek ideális kompromisszumot képviselnek a könnyû szállíthatóság, a sokoldalú felhasználhatóság és az elérhetõ ár tekinteté- ben. A nagy központi kitakarás és a sok optikai elem miatt képminõségük többnyire csak köze- pes, ennek ellenére szinte mindenfajta észlelési feladatra beváltak. A Makszutov-Cassegrain rendszerû távcsöveket egyre több cég gyártja. Fényerejük és köz- ponti kitakarásuk kisebb, mint a Schmidt-Cassegrain-távcsöveké. Közülük az amerikai Questar 3, 5, 7 és 12 hüvelykes mûszerei a leghíresebbek. Rendkívül drága és manufakturális távcsö- vei csúcsot jelentenek optikailag és mechanikailag egyaránt. Hazánk számos bemutató csillag- vizsgálójában megtalálhatók a Zeiss 150/2250-es Meniscas távcsövei - ezek is Makszutov- -Cassegrain rendszerûek. Az utóbbi években jelent meg a Makszutov-Newton elrendezés, mely kíváló leképezése miatt gyorsan népszerûvé vált az amatõrök körében.