Сравнение Celestron Astro Fi 5 vs Celestron ExploraScope 114 AZ

Конструкция характеризует общий принцип устройства оптической системы телескопа.

— Линзовый (рефракторы). Как следует из названия, в подобных телескопах за построение изображения отвечает система линз. Главными их достоинствами являются простота конструкции и использования, а также неприхотливость к тряске, ударам и неблагоприятным погодным условиям (что облегчает применение вне помещений, в т.ч. и в холодное время года). С другой стороны, данная схема работы требует применения длинных тубусов, что соответствующим образом сказывается на габаритах конструкции, а диаметр объективов (см. ниже) у рефракторов в целом заметно меньше, чем у рефлекторов. Кроме того, линзы подвержены различным искажениям — в частности, хроматическим аберрациям, приводящим к появлению цветных ореолов и снижающим качество изображения. Впрочем, в современных телескопах часто используются различные конструктивные ухищрения, направленные на нейтрализацию этих искажений. Рефракторы хорошо подходят для наблюдений относительно близких объектов вроде Луны или планет, а также обзорных наблюдений на относительно небольшом увеличении. Кроме того, этот вариант считается оптимальным для начинающих астрономов, в т.ч. детей.

— Зеркальный (рефлекторы). В телескопах подобной конструкции роль объектива играет вогнутое зеркало, которое и обеспечивает основное уве...личение изображения. Простейшая и наиболее популярная рефлекторная схема — телескоп Ньютона — предполагает сочетание вогнутого основного зеркала с дополнительным плоским, которое отражает изображение в окуляр. Встречаются и другие вариации рефлекторов, но они заметно сложнее и дороже, а потому в любительской астрономии распространения не получили. В любом случае телескопы данного типа, будучи проще, дешевле и компактнее рефракторов, имеют более крупные объективы и менее склонны к искажениям, что позволяет получать высококачественное изображение довольно отдалённых объектов. Их главным недостатком является деликатность и сложность в обращении. Так, зеркала чувствительны к ударам и сотрясениям, оптику требуется время от времени юстировать, а перед началом наблюдения необходимо дождаться температурного равновесия — иначе разница температур воздуха в тубусе и снаружи приведёт к потере чёткости изображения (тот же эффект «марева», что можно видеть над нагретым асфальтом в летний день). Также отметим, что большинство рефлекторов дают искажения на краях изображения (т.н. «кома»), что сужает фактическое поле зрения и затрудняет их применение для астрофотографии. Впрочем, во многих моделях этот недостаток исправлен, в других возможно применение корректирующих линз и других подобных аксессуаров, благодаря чему самым популярным вариантом среди астрофотографов являются всё же именно рефлекторы.

— Зеркально-линзовый. Подобные телескопы, по сути, представляют собой зеркальные модели (см. выше), сконструированные по специфическим схемам и дополненные корректирующими линзами для устранения различных искажений. Благодаря этому появляется возможность ещё более улучшить качество «картинки» по сравнению с классическими рефракторами, сохранив в то же время их основные преимущества — в первую очередь компактность и относительно невысокую стоимость. Среди зеркально-линзовых моделей также встречается несколько различных систем. Так, системы Шмидта-Кассегрена компактны, недороги и не так чувствительны к мелким сотрясениям, как классические рефлекторы Ньютона; а системы Максутова (Максутова-Кассегрена для близких объектов и Максутова-Ньютона для удалённых) несколько дороже, но считаются более продвинутыми.

Диаметр объектива телескопа; также этот параметр называют «апертура». В рефракторных моделях (см. «Конструкция») он соответствует диаметру входной линзы, в моделях с зеркалом (см. там же) — диаметру основного зеркала. В любом случае чем крупнее апертура — тем больше света попадает в объектив, тем выше (при прочих равных) светосила телескопа и его показатели увеличения (см. ниже) и тем лучше он подходит для работы с небольшими, тусклыми или удалёнными астрономическими объектами (прежде всего их фотографирования). С другой стороны, при том же типе конструкции более крупный объектив обходится дороже. Поэтому при выборе по данному параметру стоит исходить из реальных потребностей и особенностей применения. К примеру, если Вы не планируете наблюдения и съёмки удалённых («дип-скай») объектов, незачем гнаться за высокой светосилой. Кроме того, не стоит забывать, что фактическое качество изображения зависит от множества других показателей.

Конструирование и производство крупных линз является непростой и недешёвой задачей, а вот зеркала можно сделать довольно большими без значительного увеличения стоимости. Поэтому рефракторные телескопы потребительского класса практически не оснащаются объективами с диаметром более 150 мм, а вот среди приборов рефлекторного типа показатели в 100 – 150 мм соответствуют среднему уровню, в наиболее же продвинутых моделях этот показатель может превышать 400 мм.

Фокусное расстояние объектива телескопа.

Фокусное расстояние — это такое расстояние от оптического центра объектива до плоскости, на которую проецируется изображение (экрана, фотоплёнки, матрицы), при котором объектив телескопа будет выдавать максимально чёткое изображение. Чем длиннее фокусное расстояние — тем большее увеличение способен обеспечить телескоп; однако нужно учитывать, что показатели увеличения также связаны с фокусным расстоянием используемого окуляра и диаметром объектива (подробнее об этом см. ниже). А вот на что данный параметр влияет напрямую — так это на габариты прибора, точнее, на длину тубуса. В случае рефракторов и большинства рефлекторов (см. «Конструкция») длина телескопа приблизительно соответствует его фокусному расстоянию, а в вот модели зеркально-линзового типа могут быть в 3 – 4 раза короче фокусного расстояния.

Также отметим, что фокусное расстояние учитывается в некоторых формулах, характеризующих качество работы телескопа. К примеру, считается, что для хорошей видимости через простейшую разновидность рефракторного телескопа — т.н. ахромат — необходимо, чтобы его фокусное расстояние было не меньше, чем D^2/10 (квадрат диаметра объектива, делённый на 10), а лучше — не менее D^2/9.

Наибольшее полезное увеличение, которое способен обеспечить телескоп.

Фактическая степень увеличения телескопа зависит от фокусных расстояний объектива (см. выше) и окуляра. Поделив первое на второе, получаем степень увеличения: например, система с объективом 1000 мм и окуляром 5 мм даст 1000/5 = 200х (при отсутствии других элементов, влияющих на кратность, таких как линза Барлоу — см. ниже). Таким образом, устанавливая в телескоп разные окуляры, можно изменять степень его увеличения. Однако повышать кратность сверх определённого предела попросту не имеет смысла: хотя видимые размеры объектов при этом будут увеличиваться, их детализация не улучшится, и вместо небольшого и чёткого изображения наблюдатель будет видеть крупное, но расплывчатое. Максимальное полезное увеличение как раз и является тем пределом, выше которого телескоп попросту не сможет обеспечить нормальное качество изображения. Считается, что по законам оптики этот показатель не может быть больше, чем диаметр объектива в миллиметрах, умноженный на два: например, для модели с входной линзой на 120 мм максимальное полезное увеличение составит 120х2=240х.

Отметим, что работа на данной степени кратности не означает максимального качества и чёткости изображения, однако в некоторых случаях может оказаться весьма удобной; подробнее об этом см. «Макс. разрешающее увеличение»

Наибольшее разрешающее увеличение, которое может обеспечить телескоп. Фактически — это увеличение, при котором телескоп обеспечивает максимальную детализацию изображения и позволяет видеть все мелкие подробности, которые в него в принципе возможно увидеть. При снижении степени увеличения ниже данного значения уменьшается размер видимых деталей, что ухудшает их видимость, при увеличении становятся заметны дифракционные явления, вследствие которых детали начинают расплываться.

Максимальное разрешающее увеличение меньше максимального полезного (см. выше) — оно составляет где-то 1,4…1,5 от диаметра объектива в миллиметрах (разные формулы дают разное значение, однозначно же определить это значение невозможно, поскольку многое зависит от субъективных ощущений наблюдателя и особенностей его зрения). Однако именно с такой кратностью стоит работать, если Вы хотите рассмотреть максимальное количество деталей — например, неровности на поверхности Луны или двойные звёзды. Более крупное увеличение (в пределах максимального полезного) имеет смысл брать только для рассматривания ярких контрастных объектов, а также в том случае, если наблюдатель имеет проблемы со зрением.

Наименьшее увеличение, которое обеспечивает телескоп. Как и в случае максимального полезного увеличения (см. выше), в данном случае речь идёт не об абсолютно возможном минимуме, а о пределе, заходить за который не имеет смысла с практической точки зрения. В данном случае этот предел связан с размерами выходного зрачка телескопа — грубо говоря, пятнышка света, проецируемого окуляром на глаз наблюдателя. Чем меньше увеличение — тем крупнее выходной зрачок; если он становится больше, чем зрачок глаза наблюдателя, то часть света в глаз, по сути, не попадает, и эффективность оптической системы снижается. Минимальное увеличение — это такое увеличение, при котором диаметр выходного зрачка телескопа равен размеру зрачка человеческого глаза в ночных условиях (7 – 8 мм); также этот параметр называют «равнозрачковое увеличение». Использование телескопа с окулярами, обеспечивающими меньшие значения кратности, считается неоправданным.

Как правило, для определения равнозрачкового увеличения используют формулу D/7, где D — диаметр объектива в миллиметрах (см. выше): например, для модели с апертурой 140 мм минимальное увеличение будет составлять 140/7 = 20х. Однако эта формула справедлива только для ночного применения; при наблюдении днём, когда зрачок в глазу уменьшается в размере, фактические значения минимального увеличения будут больше — порядка D/2.

Светосила телескопа характеризует общее количество света, «захватываемое» системой и передаваемое в глаз наблюдателя. С точки зрения цифр светосила — это соотношение между диаметром объектива и фокусным расстоянием (см. выше): например, для системы с апертурой 100 мм и фокусным расстоянием 1000 мм светосила будет составлять 100/1000 = 1/10. Также этот показатель называют «относительным отверстием».

При выборе по светосиле необходимо в первую очередь учитывать, для каких целей планируется применять телескоп. Крупное относительное отверстие весьма удобно для астрофотографии, т.к. обеспечивает пропускание большого количества света и позволяет работать с меньшими выдержками. А вот для визуальных наблюдений высокая светосила не требуется — даже наоборот, более длиннофокусные (и, соответственно, менее светосильные) телескопы характеризуются меньшим уровнем аберраций и позволяют применять для наблюдения более удобные окуляры. Также отметим, что большая светосила требует применения крупных объективов, что соответствующим образом сказывается на габаритах, весе и цене телескопа.

Проницающая способность телескопа — это звёздная величина наиболее тусклых звёзд, которые через него можно увидеть при идеальных условиях наблюдения (в зените, при чистом воздухе). Этот показатель описывает способность телескопа видеть небольшие и слабо светящиеся астрономические объекты.

При оценке возможностей телескопа по данному показателю стоит учитывать, что чем ярче объект — тем меньше его звёздная величина: к примеру, для Сириуса, самой яркой звезды ночного неба, этот показатель составляет -1, а для намного более тусклой Полярной звезды — около 2. Наибольшая звёздная величина, видимая невооружённым глазом — порядка 6,5.

Таким образом, чем крупнее число в данной характеристике — тем лучше телескоп подходит для работы с тусклыми объектами. Самые скромные современные модели позволяют рассмотреть звёзды величиной приблизительно 10, а наиболее продвинутые из систем потребительского уровня способны обеспечить видимость при показателях более 15 — это почти в 4000 раз тусклее, чем минимум для невооружённого глаза.

Отметим, что фактическая проницающая способность напрямую связана с кратностью увеличения. Считается, что своего максимума по данному показателю телескопы достигают при применении окуляров, обеспечивающих кратность порядка 0,7D (где D — диаметр объектива в миллиметрах).

Разрешающая способность телескопа, определённая согласно критерию Дауэса (Dawes). Также этот показатель называют «предел Дауэса». (Встречается также прочтение «Дейвса», но оно не является верным).

Разрешающая способность в данном случае — это показатель, характеризующий способность телескопа различить отдельные источники света, расположенные на близком расстоянии, иными словами — способность увидеть их именно как отдельные объекты. Измеряется этот показатель в угловых секундах (1'' — это 1/3600 часть градуса). На расстояниях, меньших, чем разрешающая способность, эти источники (например, двойные звёзды) будут сливаться в сплошное пятно. Таким образом, чем ниже цифры в данном пункте — тем выше разрешающая способность, тем лучше телескоп подходит для разглядывания близко расположенных объектов. Однако стоит учитывать, что в данном случае речь идёт не о возможности видеть полностью отдельные друг от друга объекты, а лишь о возможности опознать в вытянутом световом пятне два источника света, слившиеся (для наблюдателя) в один. Для того, чтобы наблюдатель мог видеть два отдельных источника, расстояние между ними должно быть приблизительно вдвое больше заявленной разрешающей способности.

Согласно критерию Дауэса разрешающая способность напрямую зависит от диаметра объектива телескопа (см. выше): чем крупнее апертура, тем меньше может быть угол между отдельно видимыми объектами и тем выше разрешающая способность. По общему принципу этот показатель аналогичен...критерию Рэлея (см. «Разрешающая способность (Rayleigh)»), однако он был выведен экспериментальным путём, а не теоретически. Поэтому, с одной стороны, предел Дауэса точнее описывает практические возможности телескопа, с другой — соответствие этим возможностям во многом зависит субъективных особенностей наблюдателя. Проще говоря, человек без опыта наблюдений за двойными объектами, или имеющий проблемы со зрением, может попросту «не узнать» в вытянутом пятне два источника света, если они будут располагаться на расстоянии, сравнимом с пределом Дауэса. Дополнительно о разнице между критериями см. «Разрешающая способность (Rayleigh)».