Основне призначення телескопа - показати якомога більше астрономічних об'єктів яскравими і чіткими. Для цього необхідно зібрати в оці спостерігача якомога більше світла - і, при необхідності, збільшити кутові розміри об'єкта, що спостерігається.
Паралельні промені світла, що потрапляють в телескоп, збираються об'єктивом в площині фокуса. Потім ми розглядаємо цю фокальній площині за допомогою окуляра, збільшуючи зображення об'єкта. Якщо передній фокус окуляра збігається з фокальною площиною об'єктива, вихідний пучок світла стає паралельним і ми бачимо об'єкт різко.
Всі телескопи можна розділити на три класи.
1. Рефрактори (лінзові телескопи)
Телескоп-рефрактор MEADE LXD75
Ці телескопи легкі в обслуговуванні, дають чітке зображення, і відносно дешеві при невеликих апертурах. Телескопи-рефрактори використовують лінзовий об'єктив як основний світлозбиральних елемент. Все Рефрактори MEADE, незалежно від моделі і апертури, використовують ахроматичний (2-елементний) об'єктив - щоб усунути "помилкову кольоровість" (хроматичну аберацію), яка виникає при проходженні світла крізь скло лінзи.
В результаті виходить висококонтрастне, з прекрасним дозволом зображення, яке ідеально підходить для спостережень Місяця і планет.
Одним же з основних недоліків ахроматов є залишковий хроматизм. який не усунений повністю. Причина появи ореолів - в тому, що промені різних довжин хвилі заломлюються лінзою по-різному. Цей недолік можна виправити, якщо створити об'єктив з декількох лінз, виготовлених із спеціально підібраних сортів скла. Такі об'єктиви називаються апохромат. Однак вартість таких об'єктивів дуже висока.
2. Рефлектори (дзеркальні телескопи)
Телескоп-рефлектор MEADE LXD75
Другий спосіб фокусування світла - віддзеркалення входять променів увігнутою дзеркальною поверхнею - використовується в телескопах, званих рефлекторами. Телескопи-рефлектори зазвичай мають найкраще співвідношення апертура / ціна і добре підходять астрономам середнього рівня. Найбільш поширені на сьогоднішній день рефлектори називають рефлекторами Ньютона, тому що першим таку конструкцію створив Ісаак Ньютон.
Дзеркало рефлектора представляє собою скляний диск, одна зі сторін якого має сферичну або параболічну форму і покрита шаром, що. При цьому фарбування предметів, як в рефракторі, не відбувається, тому що потрапляє в телескоп світло не проходить через скло, а відбивається від дзеркальної поверхні об'єктива.
Найбільш прості у виробництві дзеркала сферичної форми. Однак якщо зробити таке дзеркало досить светосильним (f / 7 і менш), промені з його країв і промені з центру будуть сходитися в різних точках, що призведе до падіння чіткості зображення. Щоб усунути цей дефект, званий сферичною аберацією, поверхню дзеркала роблять параболічною.
Оскільки зібраний головним дзеркалом світло відбивається назад, його потрібно перенаправити, щоб вивести з труби. Це робиться за допомогою невеликого плоского дзеркала еліптичної форми (званого вторинним), розташованого під кутом в 45 градусів до оптичної осі головного дзеркала.
На жаль, вторинне дзеркало і система його кріплення неминуче будуть екранувати головне дзеркало, зменшуючи кількість зібраного їм світла і знижуючи загальний контраст зображення.
Внаслідок того, що для виготовлення рефлектора потрібно відполірувати всього дві оптичні поверхні (головне і вторинне дзеркала), причому якість кожної з них можна проконтролювати окремо, виробництво телескопів цієї системи є найбільш дешевим, в порівнянні з телескопами інших конструкцій. З іншого боку, довга оптична труба рефлектора Ньютона робить його більш чутливим до коливань від вітру. Ще одним недоліком рефлекторів є необхідність періодично проводити юстування (настройку) його оптичних елементів через конструктивні особливості кріплення дзеркал.
Модифікація системи Ньютона - Шмідт-Ньютон
Телескопи такої системи чудово підійдуть для любителів астрономії, що цінують великий світловий діаметр і велику світлосилу. Роль коректора, що виправляє сферичну аберацію і кому виконує спеціальна асферична пластина Шмідта. Завдяки коректора Шмідта в системі телескопа використовується сферичне дзеркало великий світлосили. Варто відзначити співвідношення ціна-якість, яке важко перевершити.
Телескоп прекрасно підходить для Deep-sky і кометних спостережень, забезпечуючи високий контраст зображення. Великий світловий діаметр і висока світлосила дозволяють спостерігати безліч туманностей, галактик, комет, розсіяних і кульових скупчень. Низьке светорассеивание оптичної системи забезпечують дуже малі світлові втрати. Цей телескоп можна порекомендувати для астрофотографії.
3. катадіоптричні (дзеркально-лінзові) телескопи
Катадіоптричні телескоп Шмідта-Кассегрена MEADE LX200
Третя група телескопів, званих катадіоптричні (дзеркально-лінзовими), являє собою гібрид двох попередніх систем. Для того, щоб управляти ходом променів, в них використовуються скляні коректори, лінзи і дзеркала. Прикладами таких інструментів є катадіоптричні телескопи Ньютона, телескопи Шмідт-Кассегрена і Максутова-Кассегрена. Дзеркально-лінзовий телескопи більш портативні при великих апертурах і надзвичайно популярні серед досвідчених астрономів.
Катадіоптричні рефлектор Ньютона - це класичний рефлектор, в який додана коригуюча лінза, розташована на шляху світлових променів перед точкою фокусу. Цей коректор збільшує ефективну фокусну відстань об'єктива, дозволяючи значно укоротити довжину труби. Наприклад, поєднання головного дзеркала з фокусом 500 мм і 2-кратного коректора дає результуюче фокусна відстань 1000 мм, але довжина труби залишається такою ж, як і у звичайного ньютоновского рефлектора з фокусом 500 мм!
Катадіоптричні рефлектори більш компактні і менше схильні до коливань від вітру, ніж прості Ньютони, але мають більше екранування і можуть бути більш складними в юстирування.
У телескопах Шмидт-Кассегрена світлові промені спочатку проходять через тонку асферическую пластину, підібрану таким чином, щоб вона виправляла сферичну аберацію головного дзеркала. Відбившись від головного, а потім і вторинного дзеркала, проміння знову відправляються в сторону головного дзеркала і виходять з труби через отвір в ньому. Прямо за цим отвором встановлюється окуляр або діагональне дзеркало. Фокусування здійснюється переміщенням окуляра або головного дзеркала.
Основна перевага Шмідт-Кассегрена - компактність (труба виходить в три рази коротше рефлектора Ньютона з тим же фокусною відстанню). Основний недолік - відносно велике вторинне дзеркало, яке зменшує кількість збираного світла і призводить до невеликого падіння контрасту зображення.
Катадіоптричні телескоп Максутов-Кассегрена MEADE ETX
Телескопи Максутова-Кассегрена схожі з телескопами Шмідт-Кассегрена, тільки замість коректує пластини Шмідта в них використовується опукло-увігнута лінза (меніск), обидві поверхні якої мають сферичну форму. Роль вторинного дзеркала в цих телескопах грає невеликий центральний "п'ятачок", розташований з внутрішньої сторони меніска і покритий відображає матеріалом. Проходячи через меніск, світло потрапляє на головне дзеркало, відбивається від нього, потрапляє на дзеркальний "п'ятачок" на внутрішній стороні меніска, знову відбивається і, так само як і в телескопах Шмидт-Кассегрена, виходить з труби через отвір в головному дзеркалі.
Така конструкція простіше у виготовленні в порівнянні з телескопами Шмідт-Кассегрена, але має більшу вагу за рахунок більш важкого меніска.
В оптичній схемі модифікованого Річі-Кретьєна промені світла, зібрані і відбиті головним сферичним дзеркалом, перехоплюються вторинним гіперболічним дзеркалом і направляються на приймач випромінювання, розташований в фокальній площині телескопа. Схема модифікованого Річі-Кретьєна забезпечує навіть без коректора досить велике поле зору телескопа, яке неспотворене аберацією. А для забезпечення ще більшого поля зору, що необхідно для спеціалізованих панорамних спостережень, передбачено введення асферичного коректора для виправлення астигматизму і кривизни поля на його краях.
Цей різновид Шмідт-Кассегрена з асферіка на вторинному дзеркалі не має рівних з точки зору якості зображення. Гіперболічне вторинне дзеркало дозволило розробникам MEADE домогтися відсутності коми і максимально збільшити відносний отвір.