Uvod u posmatračku astronomiju - Istorijski razvoj optičkih teleskopa (2. deo)

in yu-stem •  last month

Veliki refraktor astronomske opservatorije u Beogradu ima prečnik objektiva 65cm. Više nije u funkciji. Izvor : Wikipedia

U uvodnom tekstu o teleskopima rekli smo da je osnovna namena objektiva da prikupi što veći broj fotona i da omogući posmatranje sa što većom uglovnom rezolucijom. Oba cilja se mogu positći povećanjem prečnika objektiva teleskopa.Takođe znamo da broj prikupljenih fotona proporcionalan je površini objektiva, a uglovna rezolucija proporcionalna je prečniku objektiva. Znajući ovo nije teško zaključiti da je sa razvojem nauke i tehnologije potreba za velikim teleskopima postajala sve veća.

Rast prečnika objektiva teleskopa u toku vremena. Prazna zvezda predstavlja refraktor dok su zvezdice i kružići reflektori čija su ogledala napravljena od metala i stakla, respektivno. Izvor: ESO/R. Gilmozzi

Razvoj refraktora

Sa grafika vidimo da je rast logaritma prečnika teleskopa u toku vremena skoro linearan. Pritom su refraktori u toku istorije uglavnom bili ispod reflektora. Izuzetak je Hajgensov teleskop sa kraja 17. veka, a može se reći da su refraktori bili konkurentni sve do početka 20. veka. 1897. godine napravljen je i pušten u rad najveći objektiv (refraktor) na svetu za teleskop na Jerks opservatoriji. Objektiv je bio najveći sve do 1909. godine, a i dan danas predstavlja najveći objektiv refraktor.

Albert Ajnštajn i radnici Jerks (Yerkes) opservatorije ispred najvećeg refraktora sa objektivom od 102cm. Izvor: Wikimedia

Objektive refraktore većeg prečnika nema svrhe praviti, jer usled apsorpcije svetlosti u debelom sočivu (mora da bude debelo da bi se ivice sočiva mogle prčvrstiti za tubu teleskopa) i refleksije na površinama, efikasnost objektiva se praktično ne povećava. Odnosno sa porastom objektiva raste broj prikupljenih fotona, ali nakon 102cm zbog interakcije fotona sa materijom(apsorpcija u sočivu) imamo i gubitak fotona. Objektivi prečnka iznad jednog metra isključivo se prave od ogledala.


Razvoj reflektora

Ako se vratimo na grafik vidimo da nakon 1900. godine počinje ekspanzija velikih reflektora (preko 1m) i za 20 godina konstruisana su 4 velika teleskopa. Ovu eru teleskopa zaključio je 2.5 metarski Hukerov teleskop koji je izgrađen 1917. godine na Mount Wilsonu-u.

Na sledeći veliki skok u prečniku objektiva čekalo se više od 30 godina. Posle Drugog svetskog rata 1948. godine na Mount Palomar-u izgrađen je čuveni 5-metarski teleskop (5m 8cm). Taj skok od 2.5m do 5m doprineo je velikom razvoju astronomije. 1975. godine izgrađen je teleskop sa prečnikom objektiva od 6m i postavljen na mestu Zelenčuskaja u Rusiji, ali optički nije bio dovoljno dobar pa je 1978. izvršena zamena objektiva. Nakon toga krajem 20. veka doalzimo u eru teleskopa sa prečnikom objektiva oko 10m.

Objektivi 10-metarskih teleskopa prave se na tri načina:

  • jednodelni
  • višesegmentni
  • višekomponentni.

Ispitivanje višesegmentnog ogledala James Webb Svemirskog Teleskopa. Izvor : JWST NASA

Spomenuli smo u prošlom tekstu nekoliko višesegmentnih i višekomponentih teleskopa, ali zbog njihove važnosti u trenutnoj nauci ne bi bilo u redu izostaviti ih u ovom tekstu. Keck teleskopi, VLT, Gemini i Gran Canario Telescope koji je zapravo i najveći jednodelni teleskop na svetu sa prečnikom ogledala od 10.4m. Teleskop koji je i dalje u konstrukciji a predstavlja budućnost posmatračke astronomije sa Zemlje je E-ELT teleskop imaće primarno ogledalo prečnika čak 39 metara.


Na fotografiji se vidi dvometarski teleskop na opservatoriji u Ondrejovu (Češka Republika). Iako dva metra ne deluju kao nešto veliko, to je zapravo samo prečnik ogledala; Konstrukcija koja je potrbena za ogledalo od 2m kako bi uspeli uspešno i precizno da pratimo nebesko telo tokom posmatranja je zapravo jedna velika grdosija.

Refraktori ili reflektori

U delu o refraktorima spomenuo sam da je teleskop sa objektivom od 102cm (iz 1897. godine) i dalje najveći na svetu. Razlog za to je što nema smisla praviti veće objektive iz nekoliko razloga. Glavni razlog je efikasnost objektiva. Porastom prečnika objektiva refraktora sa 91cm (Lik opservatorija) na 102cm (Jerks opservatorija) efektivna površina se neznatno povećala. Osim toga, sa povećanjem prečnika objektiva povećava se i njegova zapremina i težina. Teško je napraviti sočivo velike zapremine sa homogenim raspodelom materije. Najčešće se unutar sočiva javljaju sitne nehomogenosti u obliku mehurića koji kvare optički kvalitet sočiva. Pritom se pod velikom sopstvenom težinom javljaju deformacije koje dovode do znatnog odstupanja oblika sočiva od idealnog, što dovodi do kvara kvaliteta likova nebeskih tela.

Refraktori, imaju i neke prednosti nad reflektorima. Jedna od bitnih prednosti je postojanost objektiva. Optičke osobine refraktora se veoma sporo menjaju u toku vremena, dok refleksioni sloj kod ogledala se često mora obnoviti, jer sposobnost refleksije pod uticajem atmosferskih uslova u toku vremena opada. Još treba didatu da zbog konstrukcionih razlika teleskopa sa ogledalom i sočivom, refraktori u principu imaju bolji kontrast likova od reflektora.

Za kraj sam ostavio video koji prikazuje nekoliko posmatračkih noći na VLT teleskopu u Čileu na planini Paranal. Uživajte.


Literatura:


  1. Astrophysical Techniques, C. R. Kitchin
  2. Sopstvene beleške sa predavanja
  3. Wikimedia commons
  4. ESO/R. Gilmozzi
  5. JWST NASA


Authors get paid when people like you upvote their post.
If you enjoyed what you read here, create your account today and start earning FREE STEEM!
Sort Order:  

Odličan tekst, dobar nastavak serijala :-) Moram ti jednom prilikom ispričati avanturu prilikom kupovine (hobi) teleskopa - eh da sam tada imao steemit i naknadnu pamet :-)

·

Hvala! Biće još, samo da odredim kojim putem da krenem i u koji "prozor" da uskočim. :)
Hahaha mora da je bilo veselo i ludo. :D

Pašće ponovo prva strana na Google-tu za ovo :D

Fora za vampire je nenormalno dobra!

·

Haha :) Make google great again! :D
Zamisli imaš komšinicu vampiricu u nekoj od obližnjih zgrada... pa kakav bedak... :) Prednosti refraktora u ovim sutacijama su nesagledive! :)



This post has been voted on by the steemstem curation team and voting trail.

There is more to SteemSTEM than just writing posts, check here for some more tips on being a community member. You can also join our discord here to get to know the rest of the community!

Hi @svemirac!

Your post was upvoted by utopian.io in cooperation with steemstem - supporting knowledge, innovation and technological advancement on the Steem Blockchain.

Contribute to Open Source with utopian.io

Learn how to contribute on our website and join the new open source economy.

Want to chat? Join the Utopian Community on Discord https://discord.gg/h52nFrV