Có thể dễ dàng đoán rằng kính thiên văn là một dụng cụ quang học được thiết kế để quan sát các thiên thể. Thật vậy, nhiệm vụ chính của nó là thu thập bức xạ điện từ do một vật thể ở xa phát ra và hướng nó đến tiêu điểm, nơi hình thành một hình ảnh phóng to hoặc một tín hiệu khuếch đại được hình thành. Cho đến nay, có rất nhiều kính thiên văn khác nhau - từ nhà mà ai cũng có thể mua cho đến những kính siêu chính xác, chẳng hạn như Hubble, có khả năng nhìn sâu hàng triệu tỷ năm ánh sáng vào Vũ trụ …
Một chút lịch sử
Người ta thường chấp nhận rằng chiếc kính thiên văn hai thấu kính đầu tiên xuất hiện vào năm 1609 được phát minh bởi Galileo Galilei. Tuy nhiên, nó không phải là. Một năm trước đó, người Hà Lan Johann Lippershey muốn cấp bằng sáng chế cho thiết bị của mình, bao gồm các thấu kính được lắp vào một ống, mà ông đặt tên là "kính gián điệp", nhưngđã bị từ chối do tính đơn giản của thiết kế.
Thậm chí trước đó, vào cuối thế kỷ 16, nhà thiên văn học Thomas Digges đã cố gắng quan sát các vì sao qua gương và thấu kính lõm. Đúng vậy, ý tưởng không bao giờ được đưa ra kết luận hợp lý. Galileo chỉ tình cờ “đúng lúc, đúng chỗ”: chĩa ống Lippershey lên bầu trời, ông đã phát hiện ra miệng núi lửa và núi trên bề mặt mặt trăng cùng nhiều điều thú vị khác. Đó là lý do tại sao ông được coi là nhà thiên văn học đầu tiên sử dụng kính thiên văn. Điều này đã dẫn đến kỷ nguyên của kính thiên văn khúc xạ.
Các loại thiết bị quang học
Kính thiên văn quang học có thể được chia thành nhiều loại dựa trên loại phần tử chính thu thập ánh sáng trên các thiết bị gương, thấu kính và thấu kính gương (kết hợp). Mỗi loại này đều có ưu và nhược điểm riêng, do đó, khi lựa chọn một hệ thống phù hợp, phải tính đến một số yếu tố: điều kiện và mục tiêu quan sát, yêu cầu về kích thước, trọng lượng và khả năng vận chuyển, giá cả, v.v. Chúng ta hãy cố gắng hiểu chi tiết hơn kính thiên văn là gì và đặc điểm chính của các loại kính thiên văn phổ biến nhất là gì. Vậy kính thiên văn trông như thế nào?
Kính thiên văn thấu kính khúc xạ
Những kính thiên văn này sử dụng thấu kính để phóng to, thu thập ánh sáng do độ cong của chúng. Cũng giống như các thiết bị quang học khác (máy ảnh, kính hiển vi, v.v.), tất cả các thấu kính đều được lắp ráp thành một thiết bị - một thấu kính.
Hiện tại, kính thiên văn khúc xạ chủ yếu được sử dụng bởi những người nghiệp dư, vì chúng được thiết kế để quan sátchỉ dành cho các hành tinh lân cận và Mặt trăng.
Nhân phẩm:
- Thiết kế tương đối đơn giản, đáng tin cậy và dễ sử dụng.
- Không cần bảo dưỡng đặc biệt.
- Khả năng lên màu tuyệt vời trong môi trường không sắc và tốt trong không sắc.
- Tuyệt vời để quan sát các sao đôi, hành tinh, Mặt trăng, đặc biệt là ở các khẩu độ lớn.
- Ổn định nhiệt nhanh chóng.
- Ống kính không cần điều chỉnh, vì nó được nhà sản xuất điều chỉnh trong quá trình sản xuất.
Flaws:
- So với catadioptrics và gương phản xạ, chúng có chi phí trên mỗi đơn vị đường kính thấu kính cao hơn.
- Đường kính khẩu độ lớn nhất thực tế bị giới hạn bởi chi phí và sự cồng kềnh.
- Do hạn chế về khẩu độ, kính khúc xạ thường ít thích hợp hơn để quan sát các vật thể ở xa, mờ nhạt.
Kính thiên văn phản chiếu gương
Kính thiên văn phản xạ là một thiết bị quang học trong đó gương thực hiện chức năng của thấu kính thu ánh sáng. Gương chính có thể nhỏ (hình cầu) hoặc lớn (hình parabol).
Nhân phẩm:
- So với catadioptrics và khúc xạ, chi phí cho mỗi đơn vị đường kính khẩu độ thấp hơn.
- Nhỏ gọn và dễ vận chuyển.
- Do khẩu độ tương đối lớn, chúng hoạt động hiệu quả khi quan sát các vật thể ở xa và mờ: cụm sao, tinh vân, thiên hà.
- Không sắc sai. Hình ảnh tươi sáng và ít biến dạng
Flaws:
- Ổn định nhiệt cần thời gian do gương kính lớn.
- Hình ảnh bị méo một chút do đường ống hở, không được bảo vệ khỏi các luồng không khí ấm và bụi.
- Cần phải căn chỉnh gương định kỳ, có thể bị mất trong quá trình vận hành hoặc vận chuyển.
Ống kính gương, hoặc ống kính phản quang
Kính thiên văn catadioptric là một thiết bị quang học trong đó các loại biến dạng hình ảnh khác nhau được giảm thiểu do việc sử dụng gương trong đó cùng với thấu kính hiệu chỉnh. Do ánh sáng bên trong ống bị phản xạ nhiều lần nên tiêu điểm có thể dài. Một số kiểu máy có khả năng chụp ảnh. Nếu bạn sử dụng kính thiên văn catadioptric cho mục đích này, các bức ảnh sẽ có chất lượng khá tốt.
Nhân phẩm:
- Hiệu chỉnh quang sai mức cao.
- Tuyệt vời để quan sát cả các vật thể gần như Mặt trăng và các vật thể trong không gian sâu.
- Đường ống kín giúp bảo vệ tối đa khỏi bụi và các luồng không khí ấm.
- So với gương phản xạ và vật liệu khúc xạ có khẩu độ bằng nhau, độ nhỏ gọn nhất vẫn được duy trì.
- So với khúc xạ kính, chi phí của khẩu độ lớn thấp hơn nhiều.
Flaws:
- Ổn định nhiệt tương đối lâu.
- Khẩu độ bằng nhau đắt hơn gương phản xạ.
- Khó tự điều chỉnh do thiết kế phức tạp.
Kính viễn vọng không gian hiện đại
Đã trải qua một chặng đường dài (từ kính do thám của thế kỷ 17 đến những người khổng lồ không gian tự động), kính thiên văn đã mở ra những cơ hội tuyệt vời trong việc nghiên cứu bầu trời đầy sao. Nhưng có nhiều yếu tố ngăn cản bất kỳ kính viễn vọng nào đặt trên mặt đất mạnh nhất, tiến hành nghiên cứu. Chúng có thể bao gồm cả tia lửa và nhiễu động, cũng như những đám mây tầm thường nhất. Về mặt này, các trạm vũ trụ quỹ đạo có một lợi thế rất lớn, vì chúng có thể hoạt động suốt ngày đêm, trong mọi điều kiện thời tiết, truyền hình ảnh mà không bị biến dạng khí quyển dù là nhỏ nhất. Một trong những trạm như vậy là kính viễn vọng không gian Hubble. Các bức ảnh được chụp bằng quang học của nó mô tả một cách hoàn hảo các vật thể ở xa nhất trong vũ trụ, cách xa hàng tỷ km, cho phép các nhà thiên văn khám phá các ngôi sao, hành tinh và thiên hà mới.
