تلسكوب عاكس

تلسكوب ريتشي-كريتيان ، الذي اخترعه جورج ويليس ريتشي وهنري كريتيان في أوائل العقد الثاني من القرن العشرين، هو تلسكوب عاكس متخصص من نوع كاسغرين، مزود بمرآتين زائديتين (بدلاً من مرآة أساسية مكافئة). وهو خالٍ من الانحراف الكروي والزيغ الكروي عند مستوى بؤري شبه مستوٍ إذا تم حساب انحناء المرآة الأساسية والثانوية بشكل صحيح ، مما يجعله مناسبًا تمامًا للمراقبة واسعة المجال والتصوير الفوتوغرافي. ^{[ 19 ]} جميع التلسكوبات العاكسة الاحترافية تقريبًا في العالم مصممة وفقًا لتصميم ريتشي-كريتيان.

يُتيح تضمين مرآة منحنية ثالثة تصحيح التشوه المتبقي، وهو الاستجماتيزم، الناتج عن تصميم ريتشي-كريتيان. وهذا يسمح بمجالات رؤية أوسع بكثير.

صُمم تلسكوب دال-كيركام كاسغرين على يد هوراس دال عام 1928، واكتسب اسمه بعد مقال نُشر في مجلة ساينتفك أمريكان عام 1930، إثر نقاش بين الفلكي الهاوي آلان كيركام ومحرر المجلة آنذاك، ألبرت ج. إنغالز. يستخدم التلسكوب مرآةً رئيسيةً بيضاويةً مقعرةً ومرآةً ثانويةً كرويةً محدبةً . ورغم سهولة صقل هذا النظام مقارنةً بنظامي كاسغرين أو ريتشي-كريتيان الكلاسيكيين، إلا أنه لا يُصحح الانحراف الكروي خارج المحور. في الواقع، يكون انحناء المجال أقل من انحناء المجال في نظام كاسغرين الكلاسيكي. ولأن هذا الانحناء أقل وضوحًا عند نسب البؤرة الأطول ، نادرًا ما تتجاوز سرعة تلسكوبات دال-كيركام f/15.

يشتمل تصميم دال-كيركهام المعدل أيضًا على مجموعة عدسات صغيرة لتوفير تصحيح الصورة خارج المحور.

مسارات الضوء

تلسكوب هيرشليان

تلسكوب شيفسبيغلر

سُمّي عاكس هيرشلي نسبةً إلى ويليام هيرشل ، الذي استخدم هذا التصميم لبناء تلسكوبات ضخمة، من بينها تلسكوب بقطر 40 قدمًا عام 1789. في عاكس هيرشلي، تميل المرآة الرئيسية بحيث لا يحجب رأس الراصد الضوء الوارد. ورغم أن هذا يُسبب انحرافات هندسية، فقد استخدم هيرشل هذا التصميم لتجنب استخدام مرآة ثانوية نيوتونية، نظرًا لأن مرايا المعدن المصقول في ذلك الوقت كانت تتأكسد بسرعة ولا تتجاوز نسبة انعكاسها 60%. ^{[ 20 ]}

يُعد تلسكوب شيشبيغلر (أو العاكس المائل) أحد أنواع تلسكوبات كاسغرين، حيث يستخدم مرايا مائلة لتجنب إلقاء المرآة الثانوية ظلالًا على المرآة الرئيسية. ومع ذلك، فبينما يُزيل هذا أنماط الحيود، فإنه يؤدي إلى زيادة في الغيبوبة والاستجماتيزم. يمكن التحكم في هذه العيوب عند نسب بؤرية كبيرة - تستخدم معظم تلسكوبات شيشبيغلر نسبة بؤرية f/15 أو أطول، مما يحد من الملاحظات المفيدة للأجسام التي تقع ضمن مجال رؤية متوسط. يوفر تلسكوب بقطر 6 بوصات (150 مم) ونسبة بؤرية f/15 مجال رؤية أقصى يبلغ 0.75 درجة باستخدام عدسات عينية بقطر 1.25 بوصة. توجد عدة اختلافات شائعة، مع أعداد متفاوتة من المرايا من أنواع مختلفة. يستخدم تلسكوب كوتر (نسبةً إلى مخترعه أنطون كوتر ) مرآة رئيسية مقعرة واحدة، ومرآة ثانوية محدبة، وعدسة مستوية محدبة بين المرآة الثانوية ومستوى البؤرة، عند الحاجة (كما هو الحال في تلسكوب شيشبيغلر العاكس الكاسر ). يستخدم أحد أنواع تلسكوب شيفشبيغلر متعدد المرايا مرآةً أوليةً مقعرةً، ومرآةً ثانويةً محدبةً، ومرآةً ثالثيةً مكافئةً. ومن الجوانب المثيرة للاهتمام في بعض تلسكوبات شيفشبيغلر أن إحدى المرايا قد تشارك في مسار الضوء مرتين، حيث ينعكس كل مسار ضوئي على طول مسار زوالي مختلف.

تُعدّ تلسكوبات ستيفيك-بول ^{[ 21 ]} نسخًا خارج المحور من أنظمة بول ثلاثية المرايا ^{[ 22 ]} ، مع إضافة مرآة قطرية مسطحة. توضع مرآة ثانوية محدبة بجانب الضوء الداخل إلى التلسكوب، وتُضبط بعيدًا عن البؤرة لتوجيه الضوء المتوازي إلى المرآة الثالثة. توضع المرآة الثالثة المقعرة على بُعد ضعف المسافة التي كانت تفصل المرآة الثانوية المحدبة عن شعاع الضوء الداخل، ويكون نصف قطر انحنائها مساويًا لنصف قطر انحناء المرآة الثانوية. ولأن المرآة الثالثة تستقبل ضوءًا متوازيًا من المرآة الثانوية، فإنها تُكوّن صورة في بؤرتها. يقع مستوى البؤرة داخل نظام المرايا، ولكنه مرئي للعين بفضل وجود المرآة القطرية المسطحة. ينتج عن تصميم ستيفيك-بول انعدام جميع الانحرافات البصرية حتى الرتبة الثالثة، باستثناء سطح بيتزفال المنحني قليلًا.

طُوِّر تلسكوب يولو على يد آرثر إس. ليونارد في منتصف ستينيات القرن العشرين. ^{[ 23 ]} ومثل تلسكوب شيشبيغلر، فهو تلسكوب عاكس مائل غير محجوب. يتكون تلسكوب يولو الأصلي من مرآة مقعرة رئيسية وثانوية، لهما نفس الانحناء ونفس الميل بالنسبة للمحور الرئيسي. تستخدم معظم تلسكوبات يولو عواكس حلقية . يُزيل تصميم يولو الانحراف الكروي، ولكنه يُبقي على استجماتيزم كبير، والذي يُقلل عن طريق تشويه المرآة الثانوية بواسطة نوع من أجهزة التشكيل، أو بدلاً من ذلك، عن طريق صقل شكل حلقي في المرآة الثانوية. ومثل تلسكوبات شيشبيغلر، تم تطوير العديد من التعديلات على تلسكوب يولو. يمكن نقل المقدار المطلوب من الشكل الحلقي كليًا أو جزئيًا إلى المرآة الرئيسية. في التجميعات البصرية ذات النسب البؤرية الكبيرة، يمكن ترك كل من المرآة الرئيسية والثانوية كرويتين، وتُضاف عدسة تصحيح النظارات بين المرآة الثانوية ومستوى البؤرة (تلسكوب يولو العاكس الكاسر ). أدى إضافة مرآة ثالثية محدبة ذات بؤرة طويلة إلى تصميم ليونارد لتلسكوب سولانو . ولا يحتوي تلسكوب سولانو على أي أسطح حلقية.

يُشبه تصميم ناسمييث تصميم كاسغرين، إلا أن الضوء لا يُوجَّه عبر فتحة في المرآة الرئيسية؛ بل تعكس مرآة ثالثة الضوء إلى جانب التلسكوب، مما يسمح بتركيب أجهزة ثقيلة. وهذا تصميم شائع جدًا في التلسكوبات البحثية الكبيرة. ^{[ 26 ]}

يُتيح إضافة بصريات إضافية إلى تلسكوب من طراز ناسمييث لتوجيه الضوء (عادةً عبر محور الميل ) إلى نقطة تركيز ثابتة لا تتحرك عند إعادة توجيه التلسكوب، الحصول على بؤرة كوديه (من الكلمة الفرنسية التي تعني الكوع). ^{[ 27 ]} توفر بؤرة كوديه مجال رؤية أضيق من بؤرة ناسمييث ^{[ 27 ]} ، وتُستخدم مع الأجهزة الثقيلة جدًا التي لا تحتاج إلى مجال رؤية واسع. ومن هذه التطبيقات أجهزة قياس الطيف عالية الدقة التي تحتوي على مرايا تجميع كبيرة (مثاليًا بنفس قطر المرآة الرئيسية للتلسكوب) وأطوال بؤرية طويلة جدًا. لم تكن هذه الأجهزة تتحمل النقل، لذا كان الخيار الوحيد هو إضافة مرايا إلى مسار الضوء لتشكيل سلسلة كوديه ، وتوجيه الضوء إلى موضع ثابت داخل الجهاز الموجود على أرضية الرصد أو أسفلها (والذي يُبنى عادةً كجزء لا يتجزأ من مبنى المرصد). تم بناء تلسكوب هيل ذو الـ 60 بوصة (1.5 متر)، وتلسكوب هوكر ، وتلسكوب هيل ذو الـ 200 بوصة ، وتلسكوب شين ، وتلسكوب هارلان جيه سميث، جميعها باستخدام أجهزة بؤرية كوديه. وقد أتاح تطوير مطياف إيشيل إمكانية إجراء قياسات طيفية عالية الدقة باستخدام جهاز أكثر إحكامًا، يمكن تركيبه أحيانًا بنجاح على بؤرة كاسجرين. ومنذ تطوير حوامل تلسكوبات سمتية-ارتفاعية رخيصة الثمن ومستقرة بشكل كافٍ يتم التحكم فيها بواسطة الحاسوب في ثمانينيات القرن الماضي، حلّ تصميم ناسمييث محل بؤرة كوديه في التلسكوبات الكبيرة.