Для чего используют телескопы при наблюдении луны и планет кратко

Обновлено: 06.07.2024

Чтобы увидеть детали. Благодаря телескопу Галилей узнал, что у Юпитера есть спутники, а Ломоносов разглядел на Венере признаки атмосферы. Телескоп - инструмент приобретениях новых знаний об окружающей нас вселенной.

Чтобы получить увеличенное изображение Луны и планет. Это позволяет изучать детали поверхности.

Мы постоянно добавляем новый функционал в основной интерфейс проекта. К сожалению, старые браузеры не в состоянии качественно работать с современными программными продуктами. Для корректной работы используйте последние версии браузеров Chrome, Mozilla Firefox, Opera, Microsoft Edge или установите браузер Atom.

В самом начале кратко расскажем, что такое телескоп. В узком смысле телескопом принято называть оптический прибор, который применяется для наблюдения за объектами, расположенными на значительном расстоянии от наблюдателя. Такое определение является не до конца точным, так как телескоп необязательно должен быть оптическим. Более точно – это прибор, работа которого основана на сборе электромагнитных волн. Видимый свет является их разновидностью. Если рассматривать весь спектр электромагнитного излучения, то следует отметить, что кроме оптических существуют:

История появления и развития

Первое упоминание об оптическом приборе, который можно назвать как первый телескоп, относят к эпохе Леонардо да Винчи. Именно его перу принадлежат схемы подзорной трубы, которые появились в самом начале XVI-го века. Тема зрительных труб развилась лишь спустя век в Голландии. Там сразу несколько ученых пытались запатентовать свои изобретения. Известный немецкий астроном И. Кеплер также прославился первыми опытами по созданию оптической подзорной трубы.

Первым, кто стал наблюдать небесные тела через подзорную трубу, стал итальянец Галилео Галилей в 1609 году. Его оптический прибор давал лишь трехкратное увеличение. С его помощью он впервые в истории человечества смог рассмотреть лунные кратеры, спутники Юпитера и неизвестные на то время звезды из Млечного пути.

Знаменитый физик И. Ньютон прославился тем, что в 1668 году построил первый телескоп, в котором вместо выпуклой линзы использовалось выпуклое зеркало. Такая схема позволила добиться существенного улучшения качества изображения при 40-кратном увеличении.

Первые фотографии, сделанные с использованием телескопа, появились еще в позапрошлом веке, тогда же английскому ученому У. Хаггинсу впервые удалось объединить в одно устройство телескоп и спектроскоп. Так стали возможными исследования спектра звездных излучений.

На сегодняшний день наибольшее распространение получили телескопы с зеркальной системой. Их конструкции непрерывно совершенствуются. Самый большой в мире астрономический телескоп, установленный на Канарских островах, имеет зеркало диаметром 10,4 м.

Для чего используют телескопы при астрономических наблюдениях

Появление телескопов спровоцировало крайне бурное развитие астрономии. Еще в конце XVIII века У. Гершель, используя телескоп, открыл новую на то время планету солнечной системы – Уран. В объектив телескопа ученым впервые удалось рассмотреть солнечные пятна, увидеть горы и кратеры на Луне. Современные телескопы позволяют открывать новые звезды, планетные системы, галактики и туманности. Их активно используют для изучения различных космических явлений, например солнечных и лунных затмений.

Астрономия представляет собой науку, которая формирует общефизическое мировоззрение о строении, развитии и будущем не только нашей планеты, но и космоса в целом. Поэтому урок астрономии призван дать человеку необходимые знания не только для того, чтобы выполнить домашнее задание и сдать тест, но и стать толчком для развития самопознания окружающего материального мира, формирования философского отношения к научным дисциплинам в школьной программе.

Наблюдение за Луной и планетами очень интересно. Наблюдению планет не мешает световая засветка и их можно наблюдать прям из города. Для наблюдения планет не требуются окуляры с большим полем зрения. Даже недорогие окуляры Плёссла могут обеспечить продуктивный результат визуальных наблюдений.

Увеличение
Разрешение
Блеск
Рассеяние света
Контрастность
Резкость

Увеличение

Самый неоднозначный фактор. Планеты маленькие, так что чем больше увеличение, тем лучше!? Не совсем. Вам необходимо использовать оптимальное увеличение для вашего телескопа. Самый простой способ найти его — рассчитать по оптимальному выходному зрачку телескопа. Выходной зрачок — это размер сфокусированного изображения, которое вы видите через окуляр в вашем телескопе.

Выходной зрачок высчитывается следующим образом: диаметр объектива в телескопа в мм, делим на увеличение, даваемое с тем или иным окуляром. Напомню, увеличение телескопа высчитывается делением значения фокусного расстояния объектива в мм, на фокусное расстояние применяемого окуляра, тоже в мм.

Фокусное отношение (F/D) объектива телескопа высчитывается так: делим фокусное расстояние объектива на его диаметр (апертуру)

Получается, что для человеческого глаза 1 мм выходной зрачок обеспечивает наилучшее разрешение, для хорошо освещенных объектов. Допустим, у вас есть 90 мм рефрактор с фокусным расстоянием 900 мм и фокусным соотношением F/D-10. В этом случае для получения наилучших видов Луны или планет необходимо использовать 10-миллиметровый окуляр. Для F/D-5 следует использовать 5 мм окуляр, для F/D-8, 8 мм окуляр и так далее. Используя данное увеличение, большую часть ночей вы сможете наслаждаться прекрасным видом планет.

Есть два исключения:

Разрешение

Блеск

Луна и большинство планет очень яркие. Часто мельчайшие детали теряются при интенсивном освещении окуляра, ярким пятном, которое строит объектив, в своей фокальной плоскости. Как это контролировать? Самый простой способ— создать световое загрязнение. Ночная адаптация глаз бывает контрпродуктивна, когда дело доходит до наблюдения Луны и планет. Включите свет на крыльце, балконе или в любом другом месте, где вы проводите наблюдения. А еще лучше наблюдать в тот момент, когда небо еще синее. Лучшие виды Юпитера у меня были прямо перед закатом. Если этого недостаточно, вы можете либо применить диафрагму перед объективом (особенно рекомендуется по Луне, в случае отсутствия специализированного фильтра), либо использовать фильтры. Установка диафрагмы достаточно эффективна для светосильных телескопов, с фокусным отношением F/D-4. F/D-6. Для менее светосильных инструментов, с меньшей апертурой, такие как: F/D-8. F/D-15, я не рекомендую это делать, так как это уменьшает разрешение. Фильтры будут более эффективными (подробнее о выборе фильтра позже).

Рассеяние света

Контраст

Цель наблюдения планет и Луны заключается в обеспечении высокой контрастности. Это достигается за счет контроля бликов и рассеяния света, а также выбора окуляров с хорошей контрастностью. Вы также можете улучшить контраст некоторых деталей поверхности Луны и планет, используя соответствующие фильтры (подробнее об этом ниже). Так же при применении больших увеличений можно заметить снижение контрастности.

Резкость

Рекомендации по выбору телескопа и аксессуаров к нему:

Телескоп

В ключе планетных наблюдений можно использовать любой телескоп, независимо от размера и оптической схемы. Однако, если вы делаете покупку специально для наблюдений Луны/планет, длиннофокусные инструменты, с соотношением F/D-8…F/D-15 дадут более качественные результаты. Конструкция без хроматических аберраций предпочтительна, так как ХА снижает разрешение, особенно при применении больших увеличений.

С точки зрения производительности можно порекомендовать:

80-120мм длиннофокусные ахроматические рефракторы и небольшие 80-100мм APO/ED рефракторы.

Так же можно порекомендовать катадиоптрические телескопы (Максутов, Шмидт-Кассегрен) диаметром 5-11 дюймов. Но использовать их потенциал, к сожалению, удастся не часто, из-за нестабильности атмосферы.

Более крупные рефракторы APO способны дать высококачественные, большие увеличения, но они дорогие. Крупные телескопы Ньютона и катадиоптрики потенциально могут обеспечить наилучшие виды планет. Однако, чтобы воспользоваться преимуществами большей апертуры (диаметр объектива), для получения большого разрешения, необходимо выбирать ночи с исключительной стабильностью атмосферы. Это происходит не очень часто, и в среднестатистическую ночь использование меньшего диаметра объектива, будет более практичным.

Фильтры

Фильтры должны быть вашим следующим приоритетом после телескопа, и они должны быть хорошего качества. Держитесь подальше от современных планетарных фильтров, выполненных из пластмассы, продаваемых многими производителями. Они ухудшают разрешение и увеличивают рассеяние света. Для покупки рекомендую стеклянные фильтры Baader, Lumicon или НПЗ. Можно поискать б/у на ебэй, астробарахолках и т.п., главное что бы фильтры небыли поцарапанными

Нейтральная плотность и поляризационные фильтры часто рекомендуются для Луны и планет. Я использовал их вначале, но понял, что цветные фильтры дают лучшие результаты.

Цветные фильтры не только уменьшают блики, но и улучшают контрастность деталей поверхности. Оранжевый № 21 — лучший фильтр для полумесяца Луны и для Сатурна, так же он хорошо работает по Марсу. Лучшие фильтры для Марса — красный №23A и для больших апертур — красный №25. Синий №80A подходит для Венеры и Меркурия, а зеленый №58 — для полнолуния. Юпитер был самым непростым, в плане подбора лучшего фильтра. За эти годы я испробовал много фильтров. Среди цветных фильтров мне на помощь пришел только синий №80A.

Есть пара специальных фильтров от Baader, которые я настоятельно рекомендую для Юпитера, Сатурна и Марса (хотя они слишком слабы для Луны, Венеры и Меркурия). Baader Moon and Sky Glow — лучший фильтр для Юпитера, намного лучше, чем синий №80A. Для Сатурна и Марса получить лучшие результаты можно с контрастным фильтром Baader Contrast Booster. Когда планеты очень яркие (вблизи противостояния), можно использовать два фильтра: Baader Moon and Sky Glow и Baader Contrast Booster вместе и использовать их для всех трех планет. Что мне особенно нравится в этих фильтрах, так это то, что они уменьшают блики и усиливают контраст, но не изменяют в значительной степени естественные цвета поверхности планет.

Окуляры

Ортоскопики! Независимо от того, какое бы у вас увеличение не было самым рабочим, я настоятельно рекомендую приобрести хотя бы один из них для планет. Ортоскопические окуляры сочетают в себе резкость, высокую контрастность и превосходное снижение рассевание света. Подержанные ортоскопы можно легко найти в диапазоне $40-60. Большинство из них производятся на одном или двух заводах в Японии, поэтому контроль качества, как правило, хороший. Если вы предпочитаете покупать новые, то лучшее соотношение цены и качества — это Baader Classic Orthos (BCO). BCO также имеют 50 градусное поле зрения, что гораздо больше, чем у обычных ортоскопических окуляров, а также окуляров Плёссла.

За эти годы я попробовал много окуляров, в диапазоне цен от начального, до среднего уровня. Некоторые из них имеют размытую картинку на высоких увеличениях, низкий контраст и ужасное рассеяния света. Ортоскопы — лучшее решение для планет. Однако, если вы предпочитаете более широкое поле зрения (особенно актуально для владельцев телескопа Ньютона, на монтировке Добсона, без возможности ведения за объектом при помощи микрометрических винтов) или большой вынос зрачка, можно порекомендовать Vixen SLV, TeleVue Radians и Delites, Explore Scientific 68 и 82 серии и Meade 5000 UWAs как высококачественные Луна / планетарные окуляры. При очень ограниченном бюджете, можно обойтись и окулярами Плёссла, но только надо брать качественные.

Линзы Барлоу

Вам не нужна Барлоу, если у вас есть окуляры в нужном диапазоне фокусных расстояний. Кроме того, бюджетные линзы Барлоу могут ухудшить контрастность и увеличить рассеяние света. Тем не менее, хорошие, качественные Барлоу могут быть полезны. Чтобы получить 1 мм или меньше выходного зрачка в короткофокусном телескопе, необходимо использовать окуляр с коротким фокусным расстоянием. В этом случае может оказаться неудобным вынос зрачка. Лучшим вариантом, в данном случае, может быть использование 2-кратной или 3-кратной Барлоу, совместно с более длиннофокусным окуляром. Кроме того, Барлоу увеличивает эффективное фокусное расстояние телескопа, в результате чего можно получить более качественные планетарные изображения при комбинации линзы Барлоу + окуляр, по сравнению короткофокусным окуляром. Можно настоятельно рекомендовать Baader Q barlow 2.25x barlow, а в премиальном сегменте TeleVue 2x и 3x barlow.

Диагональ

Если вы ищете лучшую диагональ для Луны и планет, я бы выбрал призму хорошего качества. Призмы рассеивают меньше света, чем диэлектрические зеркальные диагонали и более предпочтительны для Луны и планет. С точки зрения соотношения производительности и цены, я бы порекомендовал призму Baader T2.

Наблюдение

Меркурий и Венера

Венеру увидеть легче. Элонгации планеты длятся неделями. Даже самый скромный бинокль (типа 10х50) способен показать фазы Венеры. В больших телескопах, с применением фильтров, иногда можно разрешать более темные облака в атмосфере Венеры.

В течение года Марс довольно быстро перемещается по зодиакальным созвездиям. Если он находится в небе, большую часть времени вы можете увидеть только маленький оранжевый диск планеты, без каких-либо деталей. Однако раз в два года Марс вступает в оппозицию (противостояние с Солнцем), когда его кажущиеся размеры значительно увеличиваются. Следующая оппозиция состоится 13 октября 2020 года, так что готовьтесь! :) Начинать наблюдения планеты можно уже с июля!

Юпитер

Юпитер обычно виден в течении 4-5 месяцев, каждый год. Благодаря динамичному квартету своих спутников и богатой деталям поверхности, Юпитер является одним из самых интересных объектов в астрономии. Даже бинокли с оптической схемой 10x50 разрешают диск планеты и 4 его спутника. Применяя большие увеличения и диаметр объективов бинокля (например 15х70, 20х80), можно без проблем увидеть пару основных полос на его диске. При наблюдении с применением высококачественных фильтров и окуляров, даже в 80 мм телескоп, появляется возможность увидеть сложную систему полос Юпитера. Вы также можете наблюдать транзиты Большого Красного Пятна и тени спутников Юпитера, по диску планеты. Увеличение диаметра телескопа до 8 дюймов и более, увеличит насыщенность цветов Юпитера, покажет больше мелких деталей в поясах и полярных регионах газового гиганта (включая небольшие штормы и фестоны). А также разрешит спутники планеты на маленькие диски. Наблюдение за Юпитером — это отличный навык, с практикой вы научитесь видеть больше.

Сатурн

Уран и Нептун

Плутон

Все еще планета в моем восприятии! :) Он находится в Стрельце, последние несколько лет. При очень стабильной атмосфере, его можно увидеть только как очень слабую звезду, используя телескоп диаметром 8 дюймов или больше.

Каждые два-три года планеты выстраиваются в линию, и видны все сразу, за одну ночь. Я наблюдал данное явление в прошлом — очень впечатляет! :) В следующий раз я сообщу об этом явлении заранее.

К сожалению я не смог описать все нюансы наблюдения Луны и планет в рамках одной, короткой статьи. Надеюсь, я предоставил достаточно информации, чтобы заинтересовать вас планетными наблюдениями. Надеюсь данная статья окажется для кого-то полезной.

Далекие неизведанные миры и яркие звезды, загадочные небесные тела и бесконечная Вселенная… Что может быть интереснее? И разве легко найти более интригующую тему? Звездное небо – зрелище всегда завораживающее, способное увлечь и пытливый детский ум, и пылких юных романтиков, и людей постарше. А потому неудивительно, что почти каждый из нас порой обращает взор ввысь, пусть даже неосознанно пытаясь проникнуть в тайны мироздания. И лучшим помощником в таком исследовании может стать телескоп.

В основе конструкции многих телескопов лежат линзы и зеркала различного размера, а также всевозможные варианты их комбинирования. Это так называемые оптические телескопы. Линзы и зеркала необходимы им для сбора света и увеличения изображения таким образом, чтобы его можно было рассмотреть в окуляр. Именно на оптических телескопах, которые можно использовать в домашних условиях или взять с собой за город, мы и остановимся подробнее. Они предназначены для тех, кто увлекается астрономией, и позволяют начать знакомство со звездным небом или оттачивать отдельные навыки изучения небесных объектов, светил и явлений.

ВИДЫ ТЕЛЕСКОПОВ. ИХ ОСОБЕННОСТИ

Оптические телескопы можно разделить на несколько групп:

- линзовые телескопы (рефракторы);

- зеркальные телескопы (рефлекторы);

- зеркально-линзовые телескопы (катадиоптрики).

Рефракторы отличает классическая конструкция. Они больше всего похожи на подзорную трубу. Изображение в таких телескопах строится с помощью двух линз. Рефракторы предпочтительнее использовать для наблюдения ярких небесных объектов (например, Луны, планет Солнечной системы, двойных звезд), а также для дневных земных наблюдений. Заглянуть в глубины космоса с помощью таких телескопов более проблематично, так как они не умеют концентрировать слабое свечение от удаленных небесных объектов. Преимущества рефракторов: качество изображения (благодаря высокой контрастности), простота эксплуатации (нет необходимости в частом техническом обслуживании), терпимость к смене температуры (это важно при использовании устройства как в помещениях, так и на улице). Недостатки: "окрашивание" рассматриваемых объектов (при наблюдении может быть заметно синее или фиолетовое окаймление ярких объектов), высокая цена для моделей с диаметром объектива более 100 мм. Ниже приведен пример изображения в телескоп-рефрактор (явно заметна синяя кайма по кромке объекта).

Рефлекторы строят изображение при помощи вогнутого и диагонального зеркал (в более дорогих моделях используется параболическое зеркало). Производство таких телескопов обходится дешевле, что связано с особенностями конструкции. Именно поэтому за сопоставимую сумму можно приобрести рефлектор с большей апертурой (диаметром объектива), чем у рефракторов. Это влияет на производительность устройства. В частности, рефлекторы с большой апертурой хорошо концентрируют свет, поэтому часто предпочтительнее рефракторов при наблюдении небесных объектов и явлений за пределами Солнечной системы, испускающих слабое свечение. Кроме стоимости к достоинствам таких телескопов можно отнести их компактность, отсутствие дефектов изображения, устойчивость. Особенности конструкции можно считать и относительным недостатком. Телескоп такого типа массивнее рефрактора. В него необходимо смотреть под углом, что может быть непривычно для начинающих астрономов. Еще один недостаток - относительно низкая контрастность изображения. Ниже приведены примеры изображений Туманности Андромеды (слева), Звездного скопления Плеяды (по центру) и Туманности Ориона (справа) в телескоп-рефлектор.

Катадиоптрики сочетают особенности конструкции как рефлекторов, так и рефракторов, а также преимущества и недостатки моделей этих типов. Катадиоптрики, как правило, отличаются относительной компактностью. Еще одно преимущество зеркально-линзовых телескопов - качество изображения (без искажений, свойственных рефлекторам, и "окрашиваний", как у рефракторов). Модели подобного типа не нуждаются в частом техническом обслуживании. Недостатки: низкая контрастность изображения (по сравнению с рефракторами), достаточно высокая стоимость. Ниже приведено изображение Луны в телескоп-катадиоптрик.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Выбор телескопа зависит не только от предполагаемого бюджета покупки, но и от планируемых сценариев наблюдения. При этом важно учитывать не только принадлежность телескопа к одной из групп, но и отдельные технические характеристики каждой модели. При покупке телескопа часто возникают дилеммы. На какие характеристики следует обращать внимание в первую очередь? Учитывать возможности устройства концентрировать свет от далеких небесных объектов или увеличивать эти объекты? Казалось бы, ответ на поверхности: всего и побольше. Впрочем, на практике такое сочетание не всегда возможно, чему преградой в том числе ценовые ограничения.

Рассмотрим основные технические характеристики телескопов подробнее.

Диаметр объектива (апертура) - важнейший параметр, влияющий на возможности телескопа. От него зависят уровень концентрации света устройством, что в свою очередь влияет на способность телескопа показывать тонкие детали объектов, а также минимальное и максимальное полезное увеличение. Кстати, именно на возможности телескопа концентрировать свет мы рекомендуем обращать особое внимание. Логика проста: чтобы рассмотреть кошку в темной комнате, человеку нужен скорее фонарь, чем лупа. Такой подход справедлив и в случае изучения звездного неба. Многие небесные объекты имеют значительные размеры, позволяющие созерцать их без дополнительного увеличения. В этом случае важна именно функция концентрации тусклого света от этих объектов. Именно поэтому телескоп с увеличенной апертурой, хорошо концентрирующей слабый свет, теоретически позволяет детальнее рассмотреть звездное небо, отдельные объекты и явления на нем (в частности тусклые объекты). Именно поэтому справедливо правило, согласно которому при прочих равных характеристиках оправдан вариант покупки телескопа с большей апертурой. При этом важно иметь ввиду, что увеличение главного зеркала или объектива неизбежно влечет увеличение габаритов всего устройства, что одновременно сокращает количество сценариев его использования. Слишком большой телескоп сложнее взять с собой. А ведь именно на природе, вдали от городских огней, открываются дополнительные возможности для изучения звездного неба. Поэтому при покупке любительского или полупрофессионального оптического телескопа оптимальным представляется вариант выбора моделей с апертурой от 70 до 130 мм.

Фокусное расстояние объектива - это расстояние, на котором линзы или зеркало объектива строят изображение изучаемого объекта. От фокусного расстояния объектива зависит максимальное полезное увеличение и светосила объектива. Светосила, в свою очередь, определяет возможности устройства концентрировать свет, позволяет разглядеть в телескоп тусклые небесные объекты. Важно учитывать, что при увеличении фокусного расстояния увеличивается максимальное полезное увеличение, а одновременно падает светосила. Здесь важен баланс характеристик.

Максимальное полезное увеличение. Безусловно, этот параметр играет серьезную роль. Увеличение важно при изучении любых объектов и явлений звездного неба, но первостепенно при условии их достаточной яркости. Например, при изучении планет Солнечной системы можно рассмотреть большее число деталей этих объектов, используя значительное увеличение. Впрочем, ограничивать себя только пределами нашей системы, пожалуй, нелогично. Именно поэтому обращать внимание исключительно на максимальное полезное увеличение неправильно. Важно учитывать, что чрезмерное увеличение еще и накладывает дополнительные ограничения на использование телескопа. В этом случае становится ощутима вибрация трубы при прикосновении к ней, становятся заметны искажения, вызванные турбулентностью атмосферы, и др. Использование телескопа – это всегда умение найти оптимальное увеличение рассматриваемого объекта или явления с целью минимизации искажений.

Тип монтировки телескопа – особенности его установки на поверхности для направления на небесные объекты и явления с целью их изучения. Подобные манипуляции обусловлены вращением Земли и перемещением небесных объектов. То есть при длительном наблюдении за одним и тем же объектом требуется постоянная подстройка с учетом его текущего расположения. Выделяют азимутальные и экваториальные монтировки. Первая позволяет поворачивать телескоп в двух направлениях: по вертикальной и горизонтальной осям (схоже с поворотом камеры на штативе). Особенности конструкции монтировки второго типа подразумевают необходимость поворота телескопа вокруг лишь одной оси, что удобно при наведении телескопа по координатам объекта на звездном небе. Заметим, что вне зависимости от типа монтировки крайне важны ее вес, прочность и надежность. Неустойчивый телескоп, вибрирующий от малейшего прикосновения или дуновения, бесполезен. Кстати, существуют и так называемые моторизованные монтировки, позволяющие автоматически осуществлять подстройку устройства.

Другие параметры телескопов, по сути, являются производными от указанных выше. К ним относятся, например:

- диаметр и максимальное увеличение окуляров;

- относительное отверстие (показывает светосилу объектива);

- предельная звездная величина (характеризует оптическую мощь телескопа, его возможности показать звезду определенной величины в случае оптимальных условий наблюдения) и др.

КРИТЕРИИ ВЫБОРА

Такой выбор позволит без чрезмерной переплаты увлечь ребенка темой изучения звездного неба, а взрослому любителю астрономии определиться с требуемым функционалом телескопа.

Наконец, исследователи космоса, желающие получить устройство с дополнительными возможностями, могут рассмотреть варианты покупки телескопа-катадиоптрика (в значительной степени подходит любителям выезжать за город или даже путешествовать с телескопом),

а также телескопов рефракторного и рефлекторного типа с диаметром апертуры 90-130 мм (в том числе с моторизованной монтировкой) в верхнем ценовом диапазоне (более 20 тыс. руб.).

Читайте также: