Embora os telescópios refletores produzam outros tipos de aberrações ópticas, este é um projeto que pode atingir alvos de grande diâmetro. Quase todos os principais telescópios usados em pesquisas astronômicas são assim. Os telescópios refletores vêm em uma variedade de designs e podem usar elementos ópticos adicionais para melhorar a qualidade da imagem ou posicionar a imagem em uma posição mecanicamente vantajosa.
Características dos telescópios refletores
A ideia de que espelhos curvos se comportam como lentes remonta pelo menos ao tratado de óptica de Alphazen no século 11, um trabalho que circulou amplamente em traduções latinas no início da Europa moderna. Logo após a invenção do telescópio refrator por Galileu, Giovanni Francesco Sagredo e outros, inspirados em seu conhecimento dos princípios dos espelhos curvos, discutiram a ideia de construir um telescópio usando um espelho emcomo ferramenta de imagem. Foi relatado que o bolonhês Cesare Caravaggi construiu o primeiro telescópio refletor por volta de 1626. O professor italiano Niccolo Zucci, em um trabalho posterior, escreveu que experimentou um espelho côncavo de bronze em 1616, mas disse que não deu uma imagem satisfatória.
História da Criação
Os benefícios potenciais do uso de espelhos parabólicos, principalmente a redução da aberração esférica sem aberração cromática, levaram a muitos projetos propostos para futuros telescópios. O mais notável foi James Gregory, que publicou um projeto inovador para um telescópio "refletor" em 1663. Demorou dez anos (1673) até que o cientista experimental Robert Hooke pudesse construir esse tipo de telescópio, que ficou conhecido como telescópio gregoriano.
Isaac Newton foi geralmente creditado com a construção do primeiro telescópio refletor-refrator em 1668. Ele usava um espelho primário esférico de metal e um pequeno espelho diagonal em uma configuração óptica, chamado de telescópio newtoniano.
Desenvolvimento adicional
Apesar das vantagens teóricas do projeto do refletor, a complexidade do projeto e o baixo desempenho dos espelhos metálicos usados na época fizeram com que demorassem mais de 100 anos para se tornarem populares. Muitos dos avanços nos telescópios refletores incluíram melhorias na fabricação de espelhos parabólicos no século XVIII.século, espelhos de vidro revestidos de prata no século 19, revestimentos de alumínio duráveis no século 20, espelhos segmentados para fornecer diâmetros maiores e óptica ativa para compensar a deformação gravitacional. Uma inovação de meados do século 20 foram os telescópios catadiópticos, como a câmera Schmidt, que usa um espelho esférico e uma lente (chamada de placa corretora) como elementos ópticos primários, usados principalmente para imagens em grande escala sem aberração esférica.
No final do século 20, o desenvolvimento de óptica adaptativa e imagens bem-sucedidas para superar os problemas associados à observação e reflexão de telescópios é onipresente em telescópios espaciais e em muitos tipos de ferramentas de imagem de espaçonaves.
O espelho primário curvilíneo é o principal elemento óptico do telescópio e cria uma imagem no plano focal. A distância do espelho ao plano focal é chamada de distância focal. Um sensor digital pode ser colocado aqui para gravar uma imagem ou um espelho adicional pode ser adicionado para alterar as características ópticas e/ou redirecionar a luz para o filme, sensor digital ou ocular para observação visual.
Descrição detalhada
O espelho primário na maioria dos telescópios modernos consiste em um cilindro de vidro sólido cuja superfície frontal é retificada em uma forma esférica ou parabólica. Uma fina camada de alumínio é evacuada para a lente, formandoespelho refletivo de primeira superfície.
Alguns telescópios usam espelhos primários que são feitos de forma diferente. O vidro fundido gira para tornar sua superfície paraboloidal, esfria e solidifica. A forma de espelho resultante aproxima-se da forma paraboloide desejada, que requer um mínimo de moagem e polimento para obter uma figura precisa.
Qualidade da imagem
Os telescópios refletores, como qualquer outro sistema óptico, não criam imagens "ideais". A necessidade de fotografar objetos a distâncias até o infinito, de visualizá-los em diferentes comprimentos de onda de luz e exigir alguma forma de ver a imagem que o espelho primário produz significa que sempre há algum comprometimento no design óptico de um telescópio refletor.
Como o espelho primário focaliza a luz em um ponto comum na frente de sua própria superfície refletora, quase todos os projetos de telescópios refletores têm um espelho secundário, suporte de filme ou detector próximo a esse ponto focal, impedindo parcialmente que a luz atinja o primário espelho. Isso não apenas resulta em alguma redução na quantidade de luz que o sistema coleta, mas também resulta em uma perda de contraste na imagem devido aos efeitos de obstrução difrativa, bem como picos difrativos causados pela maioria das estruturas de suporte secundárias.
O uso de espelhos evita aberrações cromáticas,mas criam outros tipos de aberrações. Um simples espelho esférico não pode transmitir luz de um objeto distante para um foco comum, pois a reflexão dos raios de luz que atingem o espelho em sua borda não converge com aqueles que refletem a partir do centro do espelho, defeito chamado de aberração esférica. Para evitar esse problema, os projetos de telescópios refletores mais avançados usam espelhos parabólicos que podem trazer toda a luz para um foco comum.
Telescópio Gregoriano
O telescópio gregoriano é descrito pelo astrônomo e matemático escocês James Gregory em seu livro de 1663 Optica Promota como usando um espelho secundário côncavo que reflete a imagem através de um buraco no espelho primário. Isso cria uma imagem vertical útil para observações terrestres. Existem vários grandes telescópios modernos que usam a configuração gregoriana.
Telescópio Refletor de Newton
O aparelho de Newton foi o primeiro telescópio refletor de sucesso, construído por Isaac em 1668. Geralmente tem um primário parabolóide, mas em razões focais de f/8 ou mais, um primário esférico, que pode ser suficiente para alta resolução visual. Um secundário plano reflete a luz no plano focal na lateral do topo do tubo do telescópio. Este é um dos projetos mais simples e menos caros para um determinado tamanho de matéria-prima e é comum entre os amadores. O caminho do raio dos telescópios refletores foi o primeirofuncionou precisamente na amostra newtoniana.
Aparelho Cassegrain
O telescópio Cassegrain (às vezes chamado de "Cassegrain clássico") foi construído pela primeira vez em 1672, atribuído a Laurent Cassegrain. Ele tem um primário parabólico e um secundário hiperbólico que reflete a luz para trás e para baixo através de um orifício no primário.
O projeto do telescópio Dall-Kirkham Cassegrain foi criado por Horace Dall em 1928, e foi nomeado em um artigo publicado na Scientific American em 1930 após uma discussão entre o astrônomo amador Allan Kirkham e Albert G. Ingalls, (o editor da revista na época). Ele usa um primário elíptico côncavo e um secundário convexo. Embora este sistema seja mais fácil de moer do que o clássico sistema Cassegrain ou Ritchey-Chrétien, ele não é adequado para coma fora do eixo. A curvatura do campo é realmente menor que a do Cassegrain clássico. Hoje, esse design é usado em muitas aplicações desses maravilhosos dispositivos. Mas está sendo substituído por contrapartes eletrônicas. No entanto, é este tipo de aparelho que é considerado o maior telescópio refletor.
