Для чего используют телескопы при наблюдении луны планет

Как выбрать телескоп

Стивен Хокинг говорил: «Если вы понимаете, как функционирует Вселенная, то, в известном смысле, можете ею управлять». Таким образом, астрономия — это не только наука, но и ключ, с помощью которого можно открыть многие двери. Тот, кто сделает это первым, сможет покорить космос!

С чего начать этот тернистый путь? Разумеется, с выбора телескопа! Как сделать это правильно и сэкономить — расскажем в нашей статье!

Устройство телескопа

Телескоп нужен для наблюдения за различными космическими объектами (планетами, галактиками, туманностями и т.д.), а также для фотографирования или видеосъемки этих объектов. Телескоп представляет собой оптическую трубу, установленную на треногу с поворотным механизмом (монтировкой).

С одного конца трубы устанавливается объектив — линза или зеркало для сбора электромагнитного оптического излучения. На другом конце располагается окуляр, состоящий из собирающих или рассеивающих линз.

Разница между приборами заключается именно в оптических схемах (системах оптических приспособлений), которые служат для сбора и преобразования световых пучков. Первую рефракторную схему с двумя линзами изобрел итальянский ученый-универсал Галилео Галилей. С помощью своего телескопа он смог рассмотреть кратеры и горы на Луне, что стало новой вехой в астрономических наблюдениях.

Лайфхак: прежде чем купить телескоп, изучите тематическую литературу и сайты. Посмотрите, что представляют собой атласы звездного неба. Так вы сможете понять подноготную этого романтического увлечения и решить, насколько оно вам подходит.

Типы телескопов и их оптические схемы

От «оптической начинки» напрямую зависит качество наблюдений. Здесь важно учитывать тип принимающей оптики: линзы, зеркала или комбинированный вариант, а также схему их расположения внутри трубы. По типу принимающей оптики телескопы делят на рефракторные, рефлекторные и зеркально-линзовые.

Рефракторы и ахроматы

Рефракторный (линзовый, диоптрический) телескоп — устройство, где в качестве оптического оборудования используются линзы. Современная схема рефракторов является модифицированной системой Иоганна Кеплера. Он, в отличие от астронома-первопроходца Галилео Галилея, использовал в окуляре вместо рассеивающей линзы собирающую. Этот конструктивный трюк позволил увеличить поле зрения.

Основной недостаток таких приборов — наличие хроматической аберрации, т.е. синеватой каймы от ярких космических объектов. Эту проблему решают приборы с зеркальной оптической схемой или ахроматические линзовые объективы, сокращенно «ахроматы».

В ахроматах используется дублет линз с разными диоптрическими характеристиками, что позволяет гасить хроматическую аберрацию от световолн различной длины. Однако в ахроматах есть более «мягкая» сферическая аберрация, которая снижает резкость изображения.

Рефракторные телескопы отлично подходят для наблюдения за Луной и планетами. Как правило, их покупают в качестве первого телескопа, так как они просты в настройке.

Важно знать: условно астрономы-любители делятся на астрофизиков и астрометристов. Первые любят разглядывать и изучать строение небесного тела. Вторым важно оценить «геометрию неба» и определить расположение того или иного объекта.

Рефлекторы и «схема Ньютона»

Прибор, в котором в качестве окуляра используется зеркало, называется рефлектором или же зеркальным телескопом. Впервые оптическую схему такого типа собрал «отец физики» Исаак Ньютон. В качестве светособирающего элемента он использовал параболическое или сферическое зеркало. От этого главного зеркала изображение передавалось дополнительному плоскому, а уже затем на окуляр.

До сих пор «схема Ньютона» является самой популярной у любителей космоса. Ее используют для наблюдения за галактиками, туманностями и объектами глубокого космоса.

Такие рефлекторы дают качественное изображение, а кроме того, имеют приемлемую стоимость при большой апертуре (диаметре объектива). В отличие от рефракторных телескопов, здесь нет хроматической аберрации. Из недостатков рефлекторов отметим перевернутое изображение, сложную настройку, внушительные размеры и вес.

Лайфхак: при выборе «ньютоновского телескопа» лучше отдать предпочтение модели с параболическим зеркалом, у которой нет сферической аберрации. В то же время приборы со сферическим зеркалом и светосилой выше соотношения 1:7 почти лишены этой проблемы.

Зеркально-линзовые и «схема Максутова-Кассегрена»

Зеркально-линзовые (катадиоптрические) телескопы — это оборудование, в системе которого имеются как линзы, так и зеркала. При этом телескопы с корректирующей линзой малого размера не относятся к указанному типу, а являются улучшенной модификацией рефлекторных телескопов.

Зеркально-линзовые системы используются не только в астрономии. Их также применяют при производстве прожекторов, фар и маяков. Преимущество такой оптики — использование сферических зеркал без сферической аберрации. За счет этого уменьшается стоимость, но сохраняется качество изображения.

Интерес к такого рода телескопам возник в начале XX века, и уже к его середине была получена оптимальная оптическая «схема Максутова-Кассегрена». За счет использования мениска (линзы, сечение которой напоминает полумесяц) получилось снизить аберрации, в том числе коматическую и астигматическую.

Преимущества катадиоптриков заключаются не только в компромиссной цене (дороже линзовых, но дешевле зеркальных). У них также более простая юстировка за счет упрощенного крепления вторичного зеркала и более компактная труба благодаря корректору фокусного расстояния.

Из недостатков отметим длинный фокус и значительное время на термостабилизацию (составляет свыше 3 часов, а иногда может затянуться на целую ночь). Такие телескопы подойдут для астрометристов и наблюдения за планетами и Луной.

Апертура и светосила

От апертуры (диаметра объектива) напрямую зависит картинка, потому что чем больше диаметр объектива, тем больше света может собрать телескоп, соответственно, тем лучше будет изображение.

В зависимости от «специализации астронома» апертуру можно разделить на:

Значение светосилы записывается в виде числовой (1/2) или буквенно-числовой (f/5) дроби, а также как соотношение (1:7). Например, светосила 1/2 означает, что яркость отраженного телескопом света будет в 2 раза меньше, чем яркость реального объекта.

По светосиле приборы можно разделить на:

Важно знать: фокусное расстояние — это расстояние от объектива до точки, в которой собирается пучок световых лучей. Чем больше фокусное расстояние, тем шире угол обзора и кратность увеличения телескопа.

Апертура и максимально полезное увеличение

Кроме качества картинки, от апертуры еще зависит максимальное полезное увеличение — характеристика, которая показывает предельное увеличение картинки при сохранении ее качества. Чем выше этот показатель, тем детальнее и «ближе» можно увидеть дальние объекты.

Полезное увеличение находят по формуле 1.5–2D, где D — диаметр объектива. Так, для телескопа с апертурой 150 мм максимальное полезное значение будет составлять от 225 до 300 крат. Увеличение свыше 300 крат теоретически возможно с помощью дополнительных приспособлений (линз Барлоу), но это не имеет практического смысла. Причина в том, что оптика «не вытянет» такое приближение, и вместо четкой картинки вы получите размытое пятно.

Важно знать: «лунный фильтр» — это насадка на телескоп, которая приглушает свет от луны для более комфортного наблюдения за ней. Как правило, используется в телескопах с большой апертурой.

Монтировка: экваториальная vs альт-азимутальная

Оборудование, на котором держится оптика, имеет такое же важное значение, как и сама труба. За навигацию в телескопе отвечает монтировка. Она представляет собой поворотную площадку с осями, которая крепится к треноге.

Продвинутые модели телескопов оснащаются компьютерными системами наведения GoTo. Для нахождения и слежения за небесным объектом достаточно обратиться к базе данных системы. После этого компьютер самостоятельно найдет объект на небе и установит слежку за ним согласно «небесным часам».

Интересно знать: самой популярной разновидностью альт-азимутальной монтировки является монтировка Добсона, или просто «доб». Как правило, ее используют в дуэте с телескопом Ньютона.

Другие параметры и «фишки»

Определившись с основными характеристиками (тип телескопа, апертура и монтировка), стоит обратить внимание на другие параметры и «фишки».

Оптический искатель — это малая подзорная труба, которая используется для предварительного прицеливания. В отличие от «большого брата», имеет бо́льший угол обзора, но меньшее увеличение. Бывает с красной точкой, конструкцией прямого зрения или визирным перекрестием. В случаях, когда телескоп имеет внушительные размеры, его искатель также оснащается навигационной трубой.

Фокусировка в телескопе может осуществляться с помощью перемещения окуляра или главным зеркалом. Первый тип встречается почти во всех телескопах и отличается большим разнообразием: реечный, резьбовой, на салазках, фокусер Крейфорда и т.д. Оптимальный вариант — фокусер Крейфорда, который не имеет люфта и обладает плавностью хода. Фокусировка с помощью главного зеркала используется в аппаратах Максутова-Кассегрена, поэтому при выборе такого телескопа фокусер вам выбирать не придется!

Продвинутые астрономы при оценке оптики также обращают внимание на разрешающую способность и предельную звездную величину. Первый показатель влияет на «четкость» изображения и измеряется в минутах. Он характеризует минимальный угол между двумя объектами, при котором они не сливаются в один.

Второй показатель отражает то, какие «слабые» (неяркие) объекты можно увидеть в телескоп. Это значение напрямую зависит от апертуры: чем больше диаметр объектива, тем выше предельная звездная величина.

Если вам понадобится «прокачать» телескоп, вам помогут следующие аксессуары:

Лайфхак: если заявлено, что фокусное расстояние составляет 900 мм, а труба имеет длину 700 мм, значит, в таком телескопе используется фокусный корректор!

Детские телескопы

В отдельную категорию выделяют детские телескопы. Они представляют собой «примитивные» устройства для детей до 10 лет. Главная задача таких игрушек — возбудить интерес к изучению космоса и заодно проверить, насколько это занятие ребенку по душе. Согласитесь, не хочется отдавать кругленькую сумму за «телескоп Ньютона», чтобы через месяц спрятать его в шкаф.

Детский телескоп, как и взрослый, имеет оптическую трубу, треногу и даже приспособления для навигации. Как правило, за настройку отвечает жидкий компас, который позволяет определить направление для наблюдений.

Несмотря на малую апертуру (не более 60–80 мм) на детских телескопах есть возможность увеличения до 32 крат. Таких характеристик достаточно, чтобы наблюдать за окружающей природой, звездами, близкими планетами и Луной. В некоторых моделях предусмотрен держатель для мобильного телефона, что позволяет делать фото- и видеосъемку.

Поверьте, даже простой детский телескоп поможет вашему малышу стать более разносторонним и интеллектуально развитым человеком. Он научиться воспринимать мир шире: не только на земле, но и в небе!

Выводы

Для того, чтобы выбрать идеальный телескоп, необходимо:

Теперь вы знаете все, чтобы выбрать «идеальный» телескоп, который поможет вам и вашему ребенку отправиться в увлекательное космическое путешествие. Удачных и выгодных покупок!

Источник

Луна и как её наблюдать

Краткая справка Луна — естественный спутник Земли и самый яркий объект ночного неба. Сила тяжести на Луне в 6 раз меньше, чем на Земле. Перепад дневной и ночной температур составляет 300°С. Вращение Луны вокруг оси происходит с постоянной угловой скоростью в том же направлении, в котором она обращается вокруг Земли, и с тем же периодом 27,3 суток. Именно поэтому мы видим только одно полушарие Луны, а другое, называемое обратной стороной Луны, всегда скрыто от наших глаз.

Диаметр объектива (мм)

Диаметр наименьших образований,
доступных для наблюдения (км)

Конечно, приведенные выше данные — это в первую очередь теоретический предел возможностей различных телескопов. На практике он зачастую несколько ниже. Виновница этого — главным образом, неспокойная атмосфера. Как правило, в подавляющее число ночей максимальное разрешение даже большого телескопа не превышает 1». Как бы то ни было, иногда атмосфера «устаканивается» на секунду-другую и позволяет наблюдателям выжать максимум возможного из своего телескопа. Например, в самые прозрачные и спокойные ночи телескоп с диаметром объектива 200 мм способен показать кратеры диаметром 1,8 км, а 300-мм объектив — 1,2 км. Необходимое оборудование Луна — очень яркий объект, который при наблюдении через телескоп зачастую просто ослепляет наблюдателя. Чтобы ослабить яркость и сделать наблюдения более комфортными, многие любители астрономии используют нейтральный серый фильтр или поляризационный фильтр с переменной плотностью. Последний более предпочтителен, так как позволяет менять уровень передачи света от 1 до 40% (фильтр Orion). Чем это удобно? Дело в том, что количество света, поступающего от Луны, зависит от её фазы и применяемого увеличения. Поэтому при использовании обычного нейтрального фильтра вы будете то и дело сталкиваться с ситуацией, когда изображение Луны то слишком яркое, то чересчур темное. Фильтр с переменой плотностью лишен этих недостатков и позволяет при необходимости выставить комфортный уровень яркости.

Фильтр с переменной плотностью фирмы Orion. Демонстрация возможности подбора плотности фильтра в зависимости от фазы Луны

В отличие от планет, при наблюдениях Луны обычно не используются цветные фильтры. Однако применение красного фильтра нередко помогает выделить участки поверхности с большим количеством базальта, делая их более темными. Красный фильтр также помогает улучшить изображение при неустойчивой атмосфере и ослабить лунный свет. Если вы всерьез решили заняться исследованием Луны, вам необходимо обзавестись лунной картой или атласом. В продаже можно найти следующие карты Луны: «Field Map of the Moon», а также весьма неплохой «Атлас звездного неба». Есть и бесплатные издания, правда, на английском языке — «Фотографический Атлас Луны» и «Карманный Атлас Луны». И конечно, обязательно скачайте и установите «Виртуальный Атлас Луны» — мощная и функциональная программа, позволяющая получить всю необходимую информацию для подготовки к лунным наблюдениям.

Что и как наблюдать на Луне

Когда лучше наблюдать Луну
На первый взгляд кажется абсурдным, но полнолуние — не самое лучшее время для наблюдения Луны. Контраст лунных деталей минимальный, что делает почти невозможным их наблюдение. В течение «лунного месяца» (период от новолуния до новолуния) есть два наиболее благоприятных периода для наблюдения Луны. Первый начинается вскоре после новолуния и заканчивается через два дня после первой четверти. Этот период предпочитают многие наблюдатели, поскольку видимость Луны приходится на вечерние часы.

Второй благоприятный период начинается за два дня до последней четверти и длится почти до самого новолуния. В эти дни тени на поверхности нашей соседки особенно длинные, что хорошо заметно на горном рельефе. Еще один плюс наблюдения Луны в фазе последней четверти в том, что в утренние часы атмосфера более спокойная и чистая. Благодаря этому изображение более стабильное и четкое, что делает возможным наблюдение более мелких деталей на её поверхности.

Еще один немаловажный момент — высота Луны над горизонтом. Чем выше Луна, тем менее плотный слой воздуха преодолевает идущий от неё свет. Поэтому меньше искажений, и лучше качество изображения. Однако от сезона к сезону высота Луны над горизонтом меняется.

Таблица 2. Наиболее и наименее благоприятные сезоны для наблюдения Луны в различных фазах

Графическое представление благоприятных сезонов для наблюдения Луны

Планируя свои наблюдения, обязательно откройте вашу любимую программу-планетарий и определите часы наилучшей видимости.
Луна движется вокруг Земли по эллиптической орбите. Среднее расстояние между центрами Земли и Луны составляет 384 402 км, но фактическое расстояние изменяется в пределах от 356 410 до 406 720 км, благодаря чему видимый размер Луны колеблется от 33′ 30» (в перигей) до 29′ 22» (апогей).

Иллюстрация разности видимого размера Луны в перигей и апогей

Конечно, не стоит ждать, когда расстояние между Луной и Землей окажется минимальным, просто обратите внимание, что в перигей можно предпринять попытку рассмотреть те детали лунной поверхности, которые находятся на пределе видимости.

Приступая к наблюдениям, направьте свой телескоп в любую точку возле линии, которая делит Луну на две части — светлую и тёмную. Эта линия носит название терминатор, являясь границей дня и ночи. Во время растущей Луны терминатор указывает место восхода Солнца, а в период убывающей — захода.

Наблюдая Луну в районе терминатора, вы сможете рассмотреть вершины гор, которые уже освещаются солнечными лучами, в то время как окружающая их более низкая часть поверхности еще находится в тени. Пейзаж вдоль линии терминатора меняется в режиме реального времени, поэтому если вы проведете у телескопа несколько часов, наблюдая ту или иную лунную достопримечательность, ваше терпение будет вознаграждено совершенно потрясающим зрелищем.

Что наблюдать на Луне

Кратеры — самые распространенные образования на лунной поверхности. Они получили своё название от греческого слова, обозначающего «чаша». В своём большинстве лунные кратеры имеют ударное происхождение, т.е. образовались вследствие удара космического тела о поверхность нашего спутника.

Лунные Моря — темные участки, отчетливо выделяющиеся на лунной поверхности. По своей сути моря — это низины, которые занимают 40% от всей площади видимой с Земли поверхности.

Посмотрите на Луну в полнолуние. Темные пятна, образующие так называемое «лицо на Луне», являются не чем иным как лунными морями.

Борозды — лунные долины, достигающие в длину сотен километров. Нередко ширина борозд достигает 3.5 км, а глубина 0,5–1 км.

Складчатые жилы — по внешнему виду напоминают верёвки и, по-видимому, являются результатом деформации и сжатия, вызванных опусканием морей.

Горные цепи — лунные горы, высота которых колеблется от нескольких сотен до нескольких тысяч метров.

Купола — одни из самых загадочных образований, поскольку их истинная природа до сих пор неизвестна. На данный момент известно всего несколько десятков куполов, которые представляют собой небольшие (как правило, 15 км в диаметре) и невысокие (несколько сот метров) круглые и гладкие возвышения.

Как наблюдать Луну
Как уже было сказано выше, наблюдения Луны следует проводить вдоль линии терминатора. Именно здесь контраст лунных деталей максимальный, а благодаря игре теней открываются уникальные пейзажи лунной поверхности.

Рассматривая Луну, поэкспериментируйте с увеличением и подберите наиболее подходящее в данных условиях и для данного объекта.
В большинстве случаев вам хватит трех окуляров:

1) Окуляр, дающий небольшое увеличение, или так называемый поисковый, позволяющий комфортно рассматривать полный диск Луны. Такой окуляр можно использовать для общего знакомства с достопримечательностями, для наблюдения лунных затмений, а также проводить с его помощью лунные экскурсии для членов семьи и друзей.

3) Мощный окуляр (2D-3D, где D — диаметр объектива в мм) применяется для детального изучения лунной поверхности на пределе возможностей телескопа. Требует хорошего состояния атмосферы и полной термостабилизации телескопа.

Ваши наблюдения станут более продуктивными, если будут целенаправленными. Например, вы можете начать изучение со списка «100 лучших объектов Луны», составленного Чарльзом Вудом. Также обратите внимание на цикл статей «Неизвестная Луна», рассказывающих о лунных достопримечательностях.

Ещё одним увлекательным занятием может стать поиск крошечных кратеров, видимых на пределе возможностей вашего оборудования.

Возьмите за правило вести дневник наблюдений, куда регулярно записывайте условия наблюдения, время, фазу Луны, состояние атмосферы, применяемое увеличение и описание увиденных вами объектов. Такие записи можно сопроводить и зарисовками.

10 самых интересных лунных объектов

Залив Радуги (Sinus Iridum) T (возраст Луны в днях) — 9, 23, 24, 25
Располагается в северо-западной части Луны. Доступен для наблюдения в 10х бинокль. В телескоп на среднем увеличении представляет собой незабываемое зрелище. Этот древний кратер диаметром 260 км не имеет оправы. Многочисленные мелкие кратеры усеивают удивительно плоское дно Залива Радуги.

Кратер Коперник (Copernicus) T – 9, 21, 22
Одно из самых известных лунных формирований доступно для наблюдений в небольшой телескоп. В комплекс входит так называемая система лучей, простирающаяся на 800 км от кратера. Диаметр кратера 93 км, а глубина 3,75 км, благодаря чему восходы и заходы Солнца над кратером приводят к захватывающему виду.

Прямая стена (Rupes Recta) Т — 8, 21, 22
Тектонический разлом протяженностью 120 км, легко видимый в 60-мм телескоп. Прямая стена проходит по дну разрушенного древнего кратера, следы которого можно обнаружить с восточной стороны разлома.

Возвышенность Рюмкер (Rümker Hills) T — 12, 26, 27, 28
Большой вулканический купол, доступный для наблюдения в 60-мм телескоп или большой астрономический бинокль. Холм имеет диаметр 70 км и максимальную высоту 1,1 км.

Апеннины (Apennines) Т — 7, 21, 22
Горный хребет протяженностью 604 км. Легко заметен в бинокль, но его детальное изучение требует наличия телескопа. Некоторые вершины хребта возвышаются над окружающей поверхностью на 5 и более километров. В некоторых местах горную цепь пересекают борозды.

Мессье и Мессье А (Messier and Messier A) Т — 4, 15, 16, 17
Два маленьких кратера, для наблюдения которых необходим телескоп с диаметром объектива 100 мм. Мессье имеет продолговатую форму размером 9 на 11 км. Мессье А немного больше — 11 на 13 км. Западнее кратеров Мессье и Мессье А тянутся два светлых луча длиной 60 км.

Кратер Петавий (Petavius) Т — 2, 15, 16, 17
Несмотря на то что кратер заметен в небольшой бинокль, по-настоящему захватывающая картина открывается в телескоп с большим увеличением. Куполообразное дно кратера усеяно бороздами и трещинами.

Кратер Тихо (Tyсho) Т — 9, 21, 22
Одно из самых знаменитых лунных образований, прославившееся главным образом благодаря гигантской системе лучей, окружающих кратер и простирающихся на 1450 км. Лучи прекрасно видны в небольшой бинокль.

Кратер Гассенди (Gassendi) T — 10, 23, 24, 25
Овальный кратер, вытянутый на 110 км, доступен для наблюдений в 10х бинокль. В телескоп отчетливо видно, что дно кратера усеяно многочисленными расселинами, холмами, а также имеется несколько центральных горок. Внимательный наблюдатель заметит, что местами у кратера разрушены стены. С северной оконечности находится небольшой кратер Гассенди А, который вместе со старшим братом напоминает кольцо с бриллиантом.

Автор Роман Бакай. 2010 год

Источник