Кіріспе

Арнайы Кассегрен телескопы

Ритчи-Кретиен телескопы (РКТ немесе жай ғана РК) – гиперболалық негізгі және гиперболалық екінші айналары бар, остан тыс оптикалық қателерді (кома) жоюға арналған Кассегрен телескопының ерекше түрі. РКТ дәстүрлі шағылыстыратын телескоп конфигурациясына қарағанда оптикалық қателерден арылған кеңірек көру бұрышына ие. 20-ғасырдың ортасынан бері көптеген ірі кәсіби зерттеу телескоптары Ритчи-Кретиен конфигурациясында жасалған; олардың ішіндегі танымал мысалдар – Хаббл ғарыш телескопы, Кек телескоптары және ESO өте үлкен телескопы.

Тарих

Ричи-Кристиан телескобы 1910-шы жылдардың басында американ астрономы Джордж Уиллис Ричи және француз астрономы Анри Критиен тарапынан ойлап табылды. Ричи 1927 жылы алғашқы сәттілі RCT-ді құрастырды, оның апертурасының диаметрі 24 дюймді құрады (мысалы, Ричи 24 дюймдік рефлекторы). Екінші RCT – Ричидің АҚШ Әскери-теңіз обсерваториясы үшін құрастырған құралы; бұл телескоп әлі күнге дейін Әскери-теңіз обсерваториясының Флагстафф станциясында қолданылуда.

Дизайн

Басқа Кассегрен конфигурациясындағы рефлекторлар сияқты, Ритчи-Кретьен телескопының (RCT) оптикалық түтігі өте қысқа және берілген фокустық қашықтық үшін ықшамды болып келеді. RCT осьтен тыс оптикалық өнімділігі жақсы, бірақ оның айналарын жасау және сынау үшін күрделі технологиялар қажет. Сондықтан Ритчи-Кретьен конфигурациясы көбінесе жоғары өнімділікті кәсіби телескоптарда қолданылады.

Екі айналы негіз

Ньютон телескопы сияқты, тек бір қисық айнасы бар телескоптарда әрқашан аберрациялар болады. Егер айна шар тәрізді болса, ол негізінен сфералық аберрациядан зардап шегеді. Егер айна сфералық аберрацияны түзету үшін параболалық етілсе, онда да кома мен астигматизмнен зардап шегеді, себебі оларды жоюға болатын қосымша конструкциялық параметрлер жоқ. Ричи-Кристиан телескопы сияқты екі сфералық емес айнаны қолдану арқылы, екі айнаның жалпы комаға тигізетін әсерін өшіруге болады, соның арқасында команы жоюға мүмкіндік туады. Бұл көріс өрісін кеңейтуге мүмкіндік береді. Дегенмен, мұндай конструкциялар астигматизмнен де зардап шегеді. Бастапқы Ричи-Кристиан екі беткейлі конструкциясы үшінші реттік кома мен сфералық аберрациядан бос. Алайда, екі беткейлі конструкция бесінші реттік комадан, күшті кең бұрышты астигматизмнен және салыстырмалы түрде күшті өріс қисықтығынан зардап шегеді.

Үшінші элементтің қосымша түзетулері

Сагиттальды және тангенциалды фокустау жазықтықтарының арасында шоғырланған кезде жұлдыздар шеңберлер түрінде көрінеді, бұл Ritchey-Chrétien телескопын кең өрісті және фотосуреттік бақылаулар үшін өте ыңғайлы етеді. Екі элементтен тұратын негізгі конструкцияның қалған аберрацияларын фокустық жазықтыққа жақын кішкентай оптикалық элементтерді қосу арқылы жақсартуға болады. Астигматизмді үшінші қисық оптикалық элементті қосу арқылы жоюға болады. Егер бұл элемент айна болса, нәтижесінде үш айналы анастигмат пайда болады. Ritchey-Chrétien телескопында, мысалы, SDSS және VISTA телескоптарындағыдай, астигматизмді түзету және фокустық бетті тегістеу үшін фокустық жазықтықтың алдында бір немесе бірнеше аз қуатты линзаларды өріс түзетуші ретінде қолдануға болады; бұл шамамен 3° диаметрге дейін көру өрісін қамтамасыз етеді. Шмидт камерасы шамамен 7° дейін одан да кең өрістерді бере алады. Дегенмен, Шмидт камерасына толық апертуралық түзету тақтасы қажет, бұл оның апертурасын 1,2 метрден кішіге дейін шектейді, ал Ritchey-Chrétien телескопы одан әлдеқайда үлкен болуы мүмкін. Алдыңғы түзету элементтері бар басқа телескоп конструкциялары, мысалы Lurie-Houghton дизайны, бірнеше қисық Шмидт түзету тақтасын жасаудың практикалық қиындықтарымен шектелмейді.

Ашылманың бұзылуы

Ричи-Кристиан конструкциясында, Кассегрен жүйелерінің көпшілігі сияқты, екінші айна диафрагманың орталық бөлігін кеседі. Бұл сақина тәрізді кіреберіс диафрагмасы, рефрактор сияқты толық диафрагмалы конструкциямен салыстырғанда, төменгі кеңістіктік жиіліктер диапазонында модуляциялық трансфер функциясының (МТФ) бір бөлігін айтарлықтай төмендетеді. Бұл МТФ тілігі кеңінен жатқан нысандарды бейнелегенде кескіннің контрастын төмендетуге әкеледі. Сонымен қатар, екінші айнаны ұстау құрылғысы (арабұлақ) суреттерде дифракциялық сәулелерді тудыруы мүмкін.

Артық жазық айналар

Іс жүзінде, осы схемалардың әрқайсысы оптикалық жолды ыңғайлырақ конфигурацияларға бұру үшін қолданылатын кез келген сандағы жазық бүгілетін айналарды да қамтуы мүмкін. Бұл мақалада тек бейне жасауға қажетті айналар талқыланады, оны ыңғайлы жерге орналастыруға арналған айналар емес.

Үлкен Ритчи-Кристиан телескоптарының мысалдары

Ричи 100 дюймдік Маунт-Уилсон Хукер телескопын (1917) және 200 дюймдік (5 м) Хейл телескопын RCT-ге айналдыруды жоспарлаған. Оның конструкциясы, қолданылатын көрініс өрісі артық болғанда, параболалық конструкциялармен салыстырғанда өткір кескіндерді қамтамасыз ететін еді. Алайда, Ричи мен Хейл арасында келіспеушілік туды. 100 дюймдік жоба кешігіп, бюджеттен асып кеткендіктен, Хейл қиынырақ сынақтан өтетін жаңа конструкцияны қабылдаудан бас тартты, ал Ричи жобадан шығып кетті. Екі жоба да дәстүрлі оптикалық әдіспен салынды. Содан бері оптикалық өлшемдер мен өндірістегі жетістіктер RCT конструкциясын қабылдауға мүмкіндік берді. 1948 жылы қолданысқа енгізілген Хейл телескопы параболалық негізгі айнасы бар соңғы әлемдік жетекші телескоп болып шықты. 10.4 м Gran Telescopio Canarias, Испанияның Канар аралдарындағы Ла-Пальмадағы Роке-де-лос-Мучачос обсерваториясында. Мауна-Кеа обсерваториясындағы (АҚШ) Кек обсерваториясының екі 10.0 м телескопы. 8.2 м төрт телескоп Үлкен телескопты құрайды (Чили). Мауна-Кеа обсерваториясындағы (АҚШ) 8.2 м Субару телескопы. Мауна-Кеа обсерваториясындағы (АҚШ) және Чилидегі Джемини обсерваториясын құрайтын екі 8.0 м телескоп. Параналь обсерваториясындағы (Чили) 4.1 м Көру және Инфрақызыл зерттеу телескопы. 4.1 м Оңтүстік астрофизикалық зерттеу телескопы, Серро Пахон (Чили). Китт Пик Ұлттық обсерваториясындағы (АҚШ) 4.0 м Майалл телескопы. Чилидегі Cerro Tololo Inter American обсерваториясындағы 4.0 м Бланко телескопы. Түркияның Эрзурум қаласындағы Шығыс Анатолия обсерваториясындағы (DAG) 3.94 м телескоп. 3.9 м англо-австралиялық телескоп Сайдинг Спринг обсерваториясында (Австралия). Наниталдағы (Үндістан) Арьябхатта зерттеу институтының 3.6 м Devasthal Optical телескопы. Ла-Пальмадағы Роке-де-лос-Мучачос обсерваториясындағы (Канар аралдары, Испания) 3.58 м ұзындықтағы Галилей телескопы. 3.58 м Жаңа технологиялық телескоп Еуропалық Оңтүстік обсерваториясында (Чили). Апачи Пойнт обсерваториясындағы 3.5 м ARC телескопы, Нью-Мексико (АҚШ). Калар-Альто тауындағы (Испания) 3.5 м Калар-Альто обсерваториясының телескопы. Китт Пик Ұлттық обсерваториясындағы (АҚШ) 3.50 м WIYN обсерваториясы. Иранның Ұлттық обсерваториясындағы 3.4 м INO340 телескопы. ESO-ның Параналь обсерваториясындағы (Чили) 2.65 м VLT зерттеу телескопы. Ла-Пальмадағы 2.56 м тиімді 11 Нордикалық оптикалық телескоп, Канар аралдары (Испания). 2.50 м Слоан цифрлық аспан зерттеу телескопы (өзгертілген конструкциясы) Апачи Пойнт обсерваториясында, Нью-Мексико, АҚШ. Қазіргі уақытта Жер орбитасындағы 2.4 м Хаббл ғарыш телескопы. 2.4 м Тайланд Ұлттық обсерваториясының телескопы Дой Интанонда (Таиланд). Калар-Альто тауындағы (Испания) 2.2 м Калар-Альто обсерваториясының телескопы. Аргентинаның Сан-Хуан қаласындағы 2.15 м Леонсито астрономиялық кешенінің телескопы. Сан-Педро-Мартирдегі 2.12 м телескоп, Ұлттық астрономиялық обсерватория (Мексика). Китт Пик Ұлттық обсерваториясындағы (АҚШ) 2.1 м телескоп. Ливерпульдің 2.0 м телескопы (роботты телескоп) Ла-Пальма, Канар аралдары (Испания). Болгариядағы Рожен обсерваториясындағы 2.0 м телескоп. Үндістанның Ханле қаласындағы Үндістан астрономиялық обсерваториясының 2.0 м Гималай Чандра телескопы. Гавайидің Мауи аралындағы Халеакала обсерваториясындағы 1.8 м Pan STARRS телескопы. Молетай астрономиялық обсерваториясындағы (Литва) 1.65 м телескоп. Канаданың Квебек штатындағы Монт-Мегантиктегі 1.6 м Монт-Меганти обсерваториясының телескопы. Бразилияның Минас-Жерайс штатындағы Пико-дос-Диас обсерваториясындағы 1.6 м Перкин-Эльмер телескопы. Грекияның Крит аралындағы Скинакас обсерваториясындағы 1.3 м телескоп. АҚШ-тың Флагстафф станциясындағы 1.0 м Ричи телескопы (Г. Ричидің өлімінен бұрын жасаған соңғы телескопы). 1.0 м DFM Engineering 8 (Дейтона Бич, Флорида, АҚШ) қаласындағы Эмбри Риддл обсерваториясы. Чилидегі Параналь обсерваториясындағы төрт 1.0 м SPECULOOS телескопы Жер шарындай экзопланеталарды іздеуге арналған. 0.85 м Спитцер ғарыш телескопы, Жер орбитасына жақын инфрақызыл ғарыш телескопы (NASA 2020 жылдың 30 қаңтарында зейнеткерлікке шыққан). 0.8 м Астелко Системдер дизайнындағы Перрен телескопы Лондон университетінің колледжінің Милл Хилл обсерваториясында (Ұлыбритания). Британдық Колумбияның Виктория қаласындағы Виктория университетінің 0.8 м DFM Engineering CCT 32 телескопы. Жаңа Горизонттар ғарыш кемесі бортындағы 0.208 м LOng Range Reconnaissance Imager (LORRI) камерасы, қазіргі уақытта Плутоннан тыс.