kolmapäev, 31. märts 2021

Teleskoopidest ja nende tüüpidest

Meilt küsitakse tihti nõu oma esimese teleskoobi ostmisel. Kui suur? Kui kallis? Millist tüüpi? Mida me sellega näha saame? Kuna tänapäeval on teleskoope müügil rohkem kui kunagi varem ning ka nende hinnad on muutunud praktiliselt igaühele taskukohaseks, tuleks seda teemat natukene pikemalt selgitada. Eks endal ole ka pärast lihtsam selle küsimuse peale juba valmiskirjutatud link saata...

Alustame teleskoopide üldlevinud tüüpidest ja ehitusest, võrdleme nende plusse ja miinused ning proovime tuua mõned soovitused vastavalt sellele, mida teleskoobiga soovitakse teha. Kuigi tänapäeval saab juba osta ka hobiraadioteleskoope, räägime siin ainult amatööridele mõeldud optilistest ehk nähtavas valguses töötavatest teleskoopidest.

Mis asi on teleskoop?

Teleskoop on optiline instrument, mis kasutab läätsi ja/või peegleid valguse kogumiseks ja fokuseerimiseks, eesmärgiga kauget objekti suurendada. Mida suurem on teleskoobi pealääts või - peegel (see mis on suunatud tähtede poole) seda rohkem valgust suudab see koguda ning seda teravamalt võime me avanevat vaatepilti hiljem okulaaris (pisem lääts või nende süsteem teleskoobi teises otsas) suurendada. Siinjuures võib kohe ära mainida, et teleskoopidel ei ole reeglina fikseeritud suurendust, vaid pigem suurima mõistliku suurenduse ülemmäär, mida saab saavutada vahetades okulaare. Seega, kui keegi üritab teile müüa mingi x suurendusega teleskoopi, tasub olla skeptiline. Jah, ka väiksest teleskoobist saab teoreetiliselt suurt suurendust, aga avaneva vaatepildiga pole midagi peale hakata. Tähtsaimad näitajad on läätse või peegli läbimõõt ning fookuskaugus. Teleskoobikomplekti peamised komponendid on teleskoobitoru, monteering, sihtija ja okulaarid.

Tõrva Astronoomiaklubi esimene teleskoop ja selle peamised osad. Teleskoobitoruks on Bresser Messier NT-203/1200 ja monteeringuks Bresser Messier EXOS 2/EQ5 GoTo. Teleskoop sobib nii Kuu, planeetide kui ka madalama heledusega objektide (kerasparved, heledamad udukogud, galaktikad) vaatlemiseks ning pildistamiseks.

Millised on levinumad teleskoobi(toru) tüübid?

Peamiseid tüüpe on kolm. Need on refraktor ehk läätsteleskoop, reflektor ehk peegelteleskoop ja katadioptriline teleskoop, mis kasutab korraga nii peegleid kui läätsi. Kõigist kolmest põhitüübist on tehtud omakorda mitmeid modifikatsioone, millest igal on omad eelised ja kehvad küljed.

Neist esimene on ajalooliselt kõige vanem, kuna esimene leiutatud teleskoop oli lihtne läätsteleskoop. Nagu nimigi ütleb, kasutab see valguse kogumiseks läätse või nende süsteemi. Tänapäeval jagunevad läätseleskoobid omakorda akromaatilisteks ja apokromaatilisteks refraktoriteks. Neist mõlemad korrigeerivad valguse murdumisel pealäätses tekkivat nii-nimetatud kromaatilist abberatsiooni, mis kimbutas esimesi taolisi teleskoope. Keerulise nime taga peitub efekt kus erineva murdumisnäitajaga lainepikkused põhjustavad lõppkujutises värvide laialimäärdumist. Akromaatiline suudab seda lisaläätsede abil teha kahe põhivärvi (näiteks punane ja sinine) suhtes. Apokromaatiline kolme värvi suhtes.

Kromaatilise abberratsiooni teke ja korrigeerimine akromaatilises ja apokromaatilises läätsteleskoobis.

Reflektor ehk peegelteleskoop leiutati paarkümmend aastat peale läätsteleskoopi kuulsa Isaac Newtoni poolt, kes oli toona veedunud, et kromaatilist abberatsiooni ei ole võimalik läätsteleskoopidest kaotada. Tema teleskoop kasutas läätse asemel valguse kogumiseks ja koondamiseks nõgusat peapeeglit ja pisemat sekundaarpeeglit, mis kujutise teleskoobi külje pealt välja suunas. Peegelteleskoobi eeliseks oli ja on, et suuri peegleid on oluliselt lihtsam ja odavam valmistada kui optiliselt puhtaid sama suuri läätsi. Tänapäeval on praktiliselt kõik professionaalsed teleskoobid peegel-tüüpi.

Newtoni teleskoobid on amatööride seas endiselt väga populaarsed, aga leidub ka teisi. Näiteks Cassegrain* tüüpi teleskoobi peapeegli keskel asub auk, läbi mille juhitakse valgus teleskoobi taha. Nii saab väga lühikese toru, aga pika fookuskauguse ehk suurendusega teleskoobi. Ritchey–Chrétien** tüüpi teleskoop on eelmise edasiarendus, mis kasutab pisut keerulisema kujuga, aga see-eest väga puhta lõppkujutisega peapeeglit (hüpeboolset). Olgu öeldud, et peaaegu kõik professionaalsed teleskoobid on viimast tüüpi.

Kuigi kromaatiline abberatsioon peegelteleskoopides praktiliselt puudub, esineb neil teisi moonutusi, millest näiteks Newtoni puhul on oluliseim nii-nimetatud kooma. Visuaalselt tähendab see seda, et kui vaatvälja keskel on tähed fookuses, siis äärte poole muutuvad nad väljavenitatuks (näevad välja nagu komeedid). Koomat saab õnneks okulaari alla lisatava vastava korrektoriga eemaldada. 

Levinumate teleskoobiskeemide ehitus.

Kolmas põhitüüp on katadioptrilised teleskoobid, mis kasutavad nii peegleid kui läätsi korrigeerimaks teatud peegelteleskoopides tekkivaid moonutusi, et suurendada "selget" vaatevälja. Üheks meie jaoks lähimaks näiteks on nii-nimetatud Shmidti teleskoop, mis leiutati Eestis Naisaarel sündinud baltisakslase Bernhard Schmidti poolt 1930. aastal. See kasutab peegelteleskoobi ees spetsiaalset korrektsiooniläätse, mis tühistab selle peeglite kujust tingitud moonutusi. Midagi sarnast teeb 1941. aastal venelase Dmitri Maksutovi poolt leiutatud ja tema nime kandev korrektsioonilääts. Neid läätsi ja eelnimetatud peegelteleskoope kombineerides saame mitmeid variatsioone, millest levinumad Schmidt-Cassegrain, Schmidt-Newton, Maksutov-Cassegrain ja Maksutov-Newton.

Mille järgi teleskoope hinnata?

Kõikidel teleskoopidel on kolm peamist arvulist näitajat. Need on peegli või läätse läbimõõt ehk apertuur, fookuskaugus ja suhteline ava.

Esimene neist näitab kui suur on teleskoobi võime valgust koguda. Siin kehtib üldjuhul lihtne loogika - mida suurem, seda parem. Näiteks inimsilma pupilli maksimaalne läbimõõt on kusagil 7mm (pimedas), mis teeb selle pindalaks 38 mm2. Seevastu 100mm läbimõõduga teleskoobiläätse pindala on 7854 mm2. Lihtne arvutus ütleb, et selline teleskoop suudab inimsilmaga võrreldes püüda üle 200 korra rohkem valgust ehk näha üle 200 korra nõrgemaid objekte. Suurem läbimõõt tähendab ka seda, et vaatepilti okulaari abil suurendades on võimalik näha pisemaid detaile. Järelikult paneb apertuur paika teleskoobi maksimaalse suurenduse. Arvutada saab seda korrutades peegli läbimõõdu millimeetrites kahega. Näiteks 200mm läbimõõduga peegelteleskoobi suurim suurendus on 400x.

Matemaatikat au sees hoidvatel inimestel tuleks tähele panna, et teleskoobi peapeegli või -läätse läbimõõtu suurendades kasvab selle pindala mitte lineaarselt, vaid vastavalt ringi pindala valemile. See tähendab, et 8 tolline peegel on 4 tollisest mitte kaks korda suurema pindalaga, vaid neli korda suurema ja 16 tolline peegel 4 tollisest lausa 16 korda valgusjõulisem.

Illustratsioon sellest kuidas teleskoobi apertuur mõjutab selle võimet valgust koguda. Kerasparve kujutis läheb apertuuri kasvuga üha heledamaks ja teravamaks.

Fookuskaugus on pikkus teleskoobi läätsest või peeglist punktini, kus kujutis fookuseerub ehk kus kauge objekti kuju muutub punktiks. Mida suurem on teleskoobi fookuskaugus, seda kitsam on nähtav vaateväli, aga seda lähemal see tundub asuvat. Läätsteleskoopide ja Newton-tüüpi peegelteleskoopide puhul on tegemist sisuliselt teleskoobitoru enda pikkusega. Cassegrainides ja selle edasiarendustes on valguse teekond "volditud", andes füüsiliselt lühikeste teleskoopide puhul suhteliselt suuri fookuskaugusi.

Suhteline ava ehk f-arv tähendab fookuskauguse jagatist läbimõõduga. Näiteks 200mm läbimõõdu ja 1000mm fookuskaugusega teleskoobi puhul on see 5 ehk f/5. Väiksema f-arvuga teleskoop on sama apertuuri korral reeglina lühem ning selle suurendus on väiksem, kuid vaateväli on laiem ning avanev pilt heledam.

Mis asi on okulaar?

Okulaar on lääts või nende süsteem, mis suurendab teleskoobi optika poolt kogutud ja koondatud kujutist otsekui luup. Teiste sõnadega on okulaar see teleskoobi osa, millest sisse vaadatakse (tulnud ladinakeelsest sõnast oculus ehk silm).

Kui näiteks binoklitel on okulaarid tavaliselt juba küljes ja neid eemaldada ei saa, siis teleskoobidel saab neid tavaliselt vahetada ning seeläbi muuta teleskoobi poolt võimaldavat suurendust. Saadava suurenduse arvutamine on lihtne. Selleks tuleb jagada teleskoobi foookuskaugus okulaari fookuskaugusega. Näiteks kui 1000mm fookuskaugusega teleskoobile kinnitada 25mm fookuskaugusega okulaar, saame me suurenduseks 40x. 10mm okulaari puhul 100x. Turul olevate okulaaride fookuskaugused ulatuvad tavaliselt 3 millimeetrist 50 millimeetrini (suurendused 1000mm fookuskaugusega telekoobi puhul vastavalt 333x ja 20x). Läbimõõdult on enimlevinumad 1,25tollised ja 2 tollised okulaarid.

Suurenduse määrab ära teleskoobi enda fookuskauguse ja okulaari fookuskauguse jagatis.

Minnes korraks okulaaride koha pealt täpsemaks, on nende puhul muuhulgas tähtsaks näitajaks vaatvälja näiline laius (AFoV - Apparent Field of View). Odavamatel okulaaridel on see tavaliselt 52kraadi, kallimatel üle 60kraadi kuni isegi 120kraadini välja. Mida suurem on see number, seda laiem vaatepilt läbi okulaari vaadates avaneb. Jagades näilise vaatvälja kraadid suurendusega saab välja arvutada okulaariga vaadeldava tõelise taevaala ulatuse (TFoV - True Field of View). Näiteks 25mm ja 52kraadise okulaari ja 1000mm teleskoobi puhul on see 52/(1000/25)=1,3 kraadi. 120 kraadise okulaari puhul on sama arv 3 kraadi. Võrdluseks on täiskuu laiuseks 0,5 nurgakraadi ja Taevasõelal ehk Plejaadidel umbes 1,9 kraadi. Peale selle erinevad okulaarid läätsede arvu, optiliste kattematerjalide, veekindluse ja fokuseerimismehhanismide osas. Üldiselt väljendub see kõik maksumuses ehk siis mida kallim, seda uhkem. Üks lihtne, kuid rahakotile kehvavõitu soovitus on, et 2 tollised okulaarid on peaaegu alati paremad kui pisemad 1,25 tollised.

Okulaaridega väliselt sarnased, aga pisut teisel põhimõttel töötavad lisad on Barlow läätsed ehk fookuskauguse kordistajad ja redutseerijad ehk fookuskauguse vähendajad. Esimesed neist lubavad okulaari alla asetatult sellest välja meelitada kõvemat suurendust ja teised sellest vähemat. Barlow läätsede kordaja on tavaliselt vahemikus 2x - 5x, redutseerijate puhul 0.8x - 0,5x. Nagu okulaaridega on ka neid müügil igas hinnaklassis ning eriti kasulikud on need astrofotograafias.

Mis asi on sihtija?

Sihtijaks nimetatakse abivahendit, millega saab teleskoobi suunata kiirelt soovitud objektile või selle lähistele. Asi selles, et teleskoobi okulaarist läbi piiludes näeme me tavaliselt väga väikest osa taevast. Esialgu on vaja midagi kohmakat, mille abil teleskoop huvipakkuvale objektile suunata.

Sihtijad on tavaliselt kas pisikese suurenduse aga laia vaateväljaga läätsteleskoobid või nn. lasertäpp sihikud. Sihtijad kinnituvad teleskoobi külge ning osutavad samas suunas.

Lihtsamad sihtijad on teleskoobitoruga paralleelsed mehhaanilised ristid või patareidega töötavad punatäpid. Levinumad on väikese fookuskauguse ja seega väikse suurendusega läätspikksilmad, millega saab näha korraga suhteliselt suurt taevaala.

Mis asi on monteering?

Lühidalt on tegu telgedest koosneva konstruktsiooniga, mille otsas teleskoobitoru seisab ja liigub. Olenevalt toru mõõtmetest, kaalust ja vajadustest võib monteering olla kogu teleskoobikomplekti üks kallimaid ja olulisemiad osasid. Üldjuhul tuleb monteering koos jalgadega (statiiviga), aga neid müüakse ka eraldi ja päris ühte patta neid panna ei saa.

Monteeringud jagunevad omakorda laias laastus ekvatoriaalseteks ja asimuut-kõrgus tüüpideks. Need omakorda käsitsi või mootorite abil liigutavateks (nn. Go-To).

Ekvatoriaalne monteering koosneb kahest üksteisega risti olevast teljest, millest esimene (RA) seatakse Maa pöörlemisteljega paralleelseks. Põhjapoolkeral on selle saavutamiseks kõige lihtsam viis suunata see Põhjanaela nimelisele tähele, mis paistab taeva põhjapooluse vahetus läheduses ja mille ümber tähistaevas näiliselt pöörleb (tegelikult pöörleb Maa koos teleskoobiga). Teise teljega (DEC) seatakse paika vaadeldava objekti nurkkaugus taevaekvaatorist (kujutletav joon ekvaatori kohal taevas). Sellise monteeringuga saab vaadeldavat objekti jälgida pika ajal jooksul pöörates vaid esimest telge samas tempos Maa pöörlemisega. Mootoritega varustatud monteeringu puhul toimub see automaatselt ja on asendamatu näiteks astrofotograafias.

Erinevate monteeringute tööpõhimõte.

Asimuut-kõrgus monteeringu tööpõhimõte on lihtsam ja intuitiivsem - teleskoopi saab liigutada üles-alla ja paremale-vasakule. Sellised monteeringud on tavalised odavamad ja mõeldud eelkõige visuaalseks vaatluseks. Näiteks viimasel ajal populaarseks muutunud Dobson teleskoobid toetuvad sellisel tööpõhimõttel töötavale alusele. Ka neid monteeringuid on müügil juhtmootoritega. Tehnilistel kaalutlustel kasutavad maailma suurimad maapealsed teleskoobid asimuut-kõrgus monteeringuid. Seevastu Eesti ja Baltimaade suurim 1,5 meetrine teleskoop Tõraveres kasutab ekvatoriaalset monteeringut.

Milline teleskoop on parim?

Nagu lugemisega siiamaani jõudnud võivad juba arvata, pole sellele küsimusele lihtsat vastust. Kõiki eelnimetatud komponente saab omavahel kombineerida ja piisab põgusast pilgust mõne teleskoopide müügiga tegelevale leheküljele, et veenduda kui lai teleskoopide valik tänapäeval õieti on. Küll aga tasub meelde tuletada üht kuldset reeglit - kõige parem teleskoop on see, mis leiab kõige rohkem kasutust. Ehk siis suurt ja kallist teleskoopi ei ole mõtet kuuri alla tolmu koguma osta. Pigem siis võtta juba väiksem ja odavam, mille üles seadmine on lihtsam ja millega tõepoolest viitsitakse taevast vaadata. Seda esiteks.

Teiseks tuleb igaks juhuks mainida, et väga paljud teleskoobist esimest korda sisse vaatavad inimesed kipuvad avanevas vaatepildis pettuma. Osalt on selles süüdi ebarealistlikult kõrged ootused, mille eest võime süüdistada/tänada näiteks Hubble kosmoseteleskoopi. Samuti mängivad vaatlemise juures asendamatut rolli eelteadmised meid ümbritseva universumi kohta. Planeedid, udukogud, täheparved ja galaktikad ei ole lilled, mille ilu võib nautida teadmata mitte midagi botaanikast. Udukogud ja galaktikad paistavad teleskoopides enamasti häguste heledate laikudena. Alles mõistes, et tegemist on sadu miljardeid päikeseid, triljoneid planeete ja võib olla miljoneid maaväliseid tsivilisatsioone sisaldavate universumitega universumis, omandab vaatepilt tõelise tähenduse ja ilu. Just tähendus ja mõistmine on see, mis toob ükskõikse mühatuse asemel huulile ahhetuse.

Tõrva Astronoomiaklubi teleskoobivaatlus 2020. aasta kevadel. Foto: Egon Bogdanov

Kolmandaks vajab teleskoobiga vaatlemine kannatust ja visadust. Vahel juhtub, et teleskoobi üles seadmisele, joondamisele ja soovitud objekti leidmisele kulub talumatult palju aega. Kui veel midagi untsu läheb, peab alustama algusest. Samal ajal tiksub uneaeg lähemale ja pilved lähenevad. Ilmadega on meie maal teadupärast suhteliselt kehv lugu ja tõeliselt selgeid õhtuid kohtab meil harva. Talvel tähendab selge ilm tavaliselt ka kõvasid miinuskraade, mis teevad teleskoobi plastdetailid hapraks ning ajavad läätsed ja peeglid härma.

Kõigi nende tegurite tõttu on soovitatav enne teleskoobi ostu asjaga lähemalt tuvuda. Näiteks külastage mõnd avalikku vaatlusõhtut (Tõrva Astronoomiaklubi, Tõravere observatoorium, Ahhaa teaduskeskus), vaadake ise läbi nende teleskoobi ja küsige nõu. Teile vastatakse hea meelega.

Lääts või peegel?

Valguse kogumise võime poolest on 5tollise (127mm) läbimõõduga peegelteleskoop ja 4tolline (101mm) läätsteleskoop umbes samaväärsed, sest peegelteleskoobi puhul varjutab sekundaarpeegel (see peegel, mis suunab vaatepildi okulaari suunas) osa valgusest ära. See tähendab, et 5tollise läbimõõdu juures on eelis läätsteleskoobil, kuna see "püüab" kinni kogu selle otsast sisse langeva valguse. Suurema optika puhul hakkavad aga kiiresti mõistlikumaks muutuma peegelteleskoobid, sest suuremaid läätsi on kallis valmistada ning ka nende kaal tõuseb kiiresti. Peaaegu kõik 6tollist (152mm) suuremad teleskoobid on peegelteleskoobid ja 8tollist (203mm) suuremaid läätsteleskoope leiab turult üksikuid ning  nende hinnad hakkavad muutuma ulmeliseks.

Läätsteleskoopide puhul on tänapäeval valida kahe erineva tüübi vahel. Need on akromaatilised ja apokromaatilised. Nagu eelnevalt sai räägitud, kasutavad mõlemad kromaatilise aberratsiooni (värvide laialimäärdumine) korrigeerimiseks lisaläätsi. Esimesed teevad seda kahe värvi ja teised kolme värvi suhtes. Sellest tuleneb ka nende märgatav hinnavahe. Näiteks 6tolliste akromaatiliste teleskoobitorude hind jääb 600 ja 1000 euro vahele. Sama suurte apokromaatide puhul algavad hinnad 2000 eurost ja küündivad 200 000 euroni.

Kas see tähendab, et odavamate akromaatiliste teleskoopidega pole midagi peale hakata? Sugugi mitte. Mida suurem on nende suhtelist ava väljendav f-arv (fookuskaugus jagatud läbimõõduga), seda väiksem ja vähemmärgatav on värvide moondumine ning lõppude lõpuks sõltub kõik inimesest. Niisama Kuu, planeetide ja täheparvede vaatlemisel võib tekkiv aberratsioon olla vaevumärgatav ja osasid inimesi see lihtsalt ei häiri. Samas astrofotograafia puhul, kus eelistatud on võimalikult selge ja loomulik vaade, võib see tulemust oluliselt mõjutada. Sellisel juhul võiks kaaluda apokromaadi või siis nendest odavamate peegelteleskoopide soetamist.

Tähed vaadelduna akromaatilises (vasakul) ja apokromaatilises teleskoobis. Akromaatilises tekib objektide ümber iseloomulik halo, mida on võimalik teatud filtritega küll eemaldada, kuid päris õigeks nende värvi ei saa.

Väga kiirelt ja lihtsutatult - kui tahta kompaktset, kerget ja vähest hooldust vajavat teleskoopi, siis tasub valida läätsteleskoop. Kui tahta võimsamat, valgusjõulisemat ja seega teravamat pilti võimaldavat optikat, siis pigem eelistada suuremat peegelteleskoopi.

Miks üldse osta läätsteleskoop?

Esiteks, nagu sai enne mainitud, on nad kuni 5tolliste teleskoopide võrdlusklassis peegelteleskoopidest valgusjõulisemad. Ehk siis väiksema toru mõõtmete juures on nad "võimsamad".

Teiseks on läätsteleskoopide optika tehases kalibreeritud ja fikseeritud. Neid võib kasutada aastaid praktiliselt ilma igasuguse hoolduseta. Osasid peegelteleskoope (nt Newton-tüüpi) tuleb seevastu enne igat vaatlust kollimeerida. Naljakana kõlava mõiste taga peitub vajadus teleskoobi peeglite omavahelist nurka joondada, seda eriti juhul kui neid näiteks regulaarselt autoga sõidutatakse või lihtsalt lohakalt koheldakse. Tänapäevased laserkollimaatorid on teinud selle protsessi suhteliselt lihtsaks, kuid tegemist on siiski nii rahalise kui ajalise lisakuluga.

Kolmandaks on läätsteleskoobid suletud ehk nende läätsed on väliste mõjude eest kaitstud. Lihtsamad peegelteleskoobid (Newton, Cassegrain) on avatud, ehk sisse pääseb nii tolm kui ka kastet ja härmatist tekitav niiskus. Kahe viimase vastu aitavad küll näiteks elektrilised  soojenduspaelad, kuid peegelteleskoopide puhul peab neid halvimal juhul kasutama mitmes kohas (peapeegel, sekundaarpeegel, fokuseerija, okulaar). Läätsteleskoobi juures piisab pealäätsest ja okulaarist ning ka nende optika puhastamine on seeläbi lihtsam.

Neljandaks esineb ka peegelteleskoopidel moonutavaid efekte, nagu näiteks Newtonite  kooma (vaatevälja äärtes valgub pilt laiali) ja sekundaarpeeglit paigal hoidvad toed tekitavad tähtedele peale nii-nimetatud difraktsiooniristid. Apokromaadid on sealjuures kummastki vabad ning annavad väga selge ja realistliku lõppkujutise. Väiksemaid nüansse leiab nende võrdlusel veelgi.

Kokkuvõtteks - head läätsteleskoobid on kompaktsed ja mugavad, aga kallid; peegelteleskoobid on valgusjõulised ja odavamad, aga kohmakad ja vajavad hooldust.

Kui suur apertuur ja fookuskaugus?

Universaalset teleskoopi pole olemas. Kõik oleneb sellest, et mida soovitakse sellega näha ja teha. Nagu ennist seletatatud, määrab teleskoobi suurenduse ära okulaar, kuid suurema peapeegli või -läätse puhul on suurendatud pilt heledam ja selgem ning pikem fookuskaugus lubab (vastava apertuuri juures) avanevat vaatepilti lihtsamini suurendada.

Kui vaadata tahetakse heledat Kuud, planeete ja kaksiktähti, siis piisab suhteliselt väikse läbimõõdu, kuid pikema fookuskaugusega läätsteleskoopidest. Eriti hea on neid aga vaadata Cassegrain või Ritchey–Chrétien tüüpi peegelteleskoopidega, millel on üldiselt väga pikk fookuskaugus ja suurt suurendust lubav apertuur. See viimane lubab nendega näha või pildistada ka nõrgemaid ja väiksema läbimõõduga objekte, nagu galaktikad, keraparved, kaugemad udukogud ja planetaarudud. Tuleb aga meeles pidada, et taolised peegelteleskoobid on küllaltki kallid.

Valik peegelteleskoope

Kui soov on püüda nõrgema heledusega objekte, aga eelarve kallist optikat ei luba, tasub vaadata pigem Newton-tüüpi peegelteleskoopide poole. Neid leiab väga laias valikus ja hinnaklassis, aga alla 6tollise peapeegliga pole neid väga mõtet soetada. Samuti peaks tähele panema, et mida väiksem on nende fookuskauguse ja peegli läbimõõdu suhe ehk f-arv, seda valgusjõulisemad nad on, aga seda rohkem mõjutab neid ka eelnimetatud kooma. Selle eemaldamiseks tuleb arvestada suhteliselt soolase lisakulutusega niinimetatud kooma korrektori näol, millest korralikumad maksavad paarisaja euro ringis. F/6 ja sellest kõrgemate puhul (näiteks 8tolline peegel ja 1200mm fookuskaugus) on tekkiv kooma vaevumärgatav. Newtonite läbimõõdud küündivad reeglina 4 tollist 12 tollini ja fookuskaugused 800 kuni 1600 millimeetrini. Tuleks aga arvestada, et 12 tolliste ja neist suuremate Newtonite transpordiga läheb asi raskeks ja need sobivad pigem alalisse observatooriumi.

Erinevas mõõdus Newton teleskoopide (Dobsoni monteeringul) ja inimeste suuruste võrdlused. Arusaadavalt on 12 tollised ja suuremad väga raskesti transporditavad. Jah, suurem on parem. Aga mingi piirini.

Apokromaatilise läätsteleskoobi peale võiksid mõelda need, kel võimalusi kulutusteks pisut rohkem ja kes kavatsevad oma teleskoobi näiteks reisidele kaasa võtta. Ka astrofotograafiaga alustamiseks sobivad apokromaadid tänu oma mõõtmetele ja kasutamislihtsusele suurepäraselt. Seda viimast võib tegelikult öelda ka korralike peegelteleskoopide kohta.

Kiire soovitus - Kuu ja planeetide vaatlemiseks piisab odavamast akromaatilisest läätsteleskoobist. Madala heledusega galaktikate ja udukogude vaatlemiseks tasub vaadata väiksema f-arvuga peegelteleskoopide suunas. Kaugete ja väikese näilise suurusega objektide jaoks võiks teleskoop olla korraga suure apertuuri ja pika fookuskaugusega – näiteks Cassegrainid ja Ritchey–Chrétien tüüpi teleskoobid. Astrofotograafiaga tegelemiseks tuleb langetada valik kallimate apokromaatiliste läätsteleskoopide või spetsiaalsete peegelteleskoopide vahel.

Milline monteering?

Heledate objektide kiireks vaatlemiseks piisab eelmainitud lihtsamatest kõrgus-asimuut (alt/az) monteeringutest, mis lubavad teleskoobitoru liigutada üles-alla ja paremale-vasakule. Nende hulka kuuluvad ka viimasel ajal väga populaarseks saanud Dobson-tüüpi teleskoobid.

Dobsonid on tavaliselt suhteliselt suured (8-12 tolli) Newton peegelteleskoobid, mis toetuvad väga lihtsale vineerist alusele, mida saab vabalt pöörata ja üles-alla kallutada. Nende kasutamiseks ei ole vaja monteeringut joondada ja teleskoobi vaadeldavale objektile suunamine käib väga intuitiivselt (sihi ja vaata). Paraku, kuna meie planeet on pidevas pöörlemises, ei püsi vaadeldavad objektid kuigi kaua liikumatu teleskoobi vaateväljas ning seda on vaja iga natukese aja tagant objektiga kaasa nihutada. Kui vaadeldakse suurema seltskonnaga, võib see osutuda üsna tüütuks. Samas on Dobsonid võimsad, lihtsastikasutavad ja ka suhteliselt odavad. Eksisteerib ka selliseid Dobsoneid, millel on mootorid ja sisseehitatud tähekataloogid, aga nende üleseadmine vajab juba pikemaid ettevalmistusi, aega ja ka nende hinnasilt on vastavalt kallim.

Üks asi milleks kõrgus-asimuut monteeringud praktiliselt kasutada ei saa on astrofotograafia. Jah, kiire klõpsu Kuust või videoklipi heledamatest planeetidest võib nendega teha, aga pika säriajaga astrofotograafiast, kus objekti peab pildistama liikumatuna mitu pikka minutit, ei saa nende puhul rääkida. Isegi kui monteering on varustatud mootoritega, võib ta küll objektiga kaasa liikuda, aga seni kuni taevapoolused ei asu su vaatlusplatsil otse seniidis (näiteks täpselt põhja- või lõunanabal asudes), hakkab vaadeldav objekt okulaaris tasapisi pöörlema. Selle vastu leidub küll vastavaid abivahendeid, kuid see on nagu osta jalgratas ja hakata sellele mootorit peale leiutama.

Kõrgus-asimuut monteering (vasakul) ja ekvatoriaalne monteering.

Eelmainitud monteeringutest sammuke edasi tulevad ekvatoriaalsed monteeringud, mille ülesandeks on teha teleskoobi vaadeldava objektiga kaasa liikumine võimalikult lihtsaks ja täpseks. See tuleb aga monteeringu algsele ülesseadmisele ja joondamisele kuluva aja hinnaga. Ka nendega harjumine vajab veidi aega, sest kiirelt objektile liikumine võib nendega osutuda päris keeruliseks ja nad kipuvad olema ka eelnevalt mainitud monteeringutest raskemad ja kallimad. Kuigi neid müüakse ka käsitsi juhitavatena, on paljud sellised monteeringud nii-nimetatud Go-To funktsiooniga, mis on hädavajalik juhul kui millalgi mõeldakse nendega astrofotograafias kätt proovida. Ka tähistaevast nõrkade objektide üles leidmine on kogenematul vaatlejal nendega oluliselt lihtsam, kuna peale algset joondamist ja kalibratsiooni käib see põhimõtteliselt automaatselt. Küll aga tuleb arvestada, et mootorid vajavad voolu - olgu selleks siis pikendusjuhe aias või vastavad akud/patareid põlluservas.

Monteeringute ja teleskoobitorude eraldi ostmisel tuleks tähele panna esimeste kandevõimet ehk kui rasket teleskoopi neile külge tasub kinnitada. Vaatlemiseks saavad enamikud monteeringud hakkama ka siis kui teleskoobitoru kaal on monteeringu kandevõime maksimumis, kuid astrofotograafia puhul soovitatakse kandevõime igaks juhuks jagada kahega.

Kiire soovitus - kui soov on vahel vaadelda kiirelt mõnda heledamat objekti, siis tasub eelistada kõrgus-asimuut monteeringut või hoopis Dobson-tüüpi teleskoobikomplekti. Kui vaatlemissoov on aga kindel, vaba aega on ja millalgi võib tekkida soov sukelduda astrofotograafia aega ja kannatust nõudvasse maailma, tasub soetada mootoritega ekvatoriaalne monteering.

Viimasel ajal on turule ilmunud ka uut tüüpi teleskoopide/monteeringute klass - automaatsed robotteleskoobid. Need kujutavad endast reeglina tagasihoidlikuma optikaga komplekte, mis joondavad ennast tähistaeva abil automaatselt ning jälgivad objekte sisseehitatud kaamerasensori abil.

Nendest samm edasi on robot(nuti)teleskoobid, mis on sisuliselt kaamera ja teleskoobi hübriidid ning millel puuduvad okulaarid sootuks. Kogu taeva vaatlemine käib nende puhul nutitelefoni või mõne muu seadme kaudu. Kasutades reaalajas astrofotograafiast tuntud tehnikat nimega stäkkimine või eestipäraselt ladumine, koguvad need vaadeldavate objektide kumulatiivset valgust ning kuvavad seda ekraanil. Kuigi oma silmaga taeva vaatamine jääb sellisel juhul ära, reklaamivad taoliste teleskoopide tootjad enda loomingut kui kõige lihtsamat ja mugavamat lahendust tähistaeva vaatlemisel ja pildistamisel. Esialgu on nende optika siiski küllaltki tagasihoidlik ning selliste teleskoopide hind jääb mitme tuhande euro kanti.

Nutiteleskoop nimega Stellina saab endale tellida 4000 euroga. Oma silmaga sellest aga sisse vaadata ei saa.

Järgnevalt räägime põgusalt klassikalistemate teleskoopide juurde käivatest lisadest.

Okulaarid

Okulaare võiks ühes teleskoobikomplektis olla vähemalt kolm - suuremat, keskmist ja väiksemat suurendust lubav (näiteks 9mm, 26mm, 32mm). Isiklikust kogemusest võime öelda, et kõige rohkem kasutust leiab neist keskmine, mille vaatevälja mahuvad enamikud vaadeldavad objektid kenasti ära. Nende soetamisel võiks eelistada suuremaid 2 tollise läbimõõduga okulaare, aga ka odavamad 1,25 tollised okulaarid on näiteks planeetide vaatlemiseks täitsa head. Tasub vaid meeles pidada, et 2 tolliseid okulaare kasutava teleskoobi juures saab vastava vaherõnga abil ka 1,25 tolliseid kasutada, aga vastupidine ei pruugi võimalikuks osutuda.

Valik erinevaid okulaare

Lisaks okulaaridele võiks komplektis leiduda ka 2x Barlow lääts, mida saab kasutada eriti suurt suurendust vajavate objektide vaatlemiseks. Niinimetatud kiiretest Newton teleskoopidest (ca f4) moonutustevaba vaatevälja saamiseks läheb tarvis kooma korrektoriks nimetatud läätse, mis kinnitub okulaari või kaamera alla.

Sihtijad

Kuigi sihtijad tulevad tavaliselt teleskoobikomplekti või vähemalt toruga kaasa, võib neid ka eraldi soetada. Silmaga eristatavate objektide leidmiseks on väga mugavad näiteks punatäpiga sihikud, kuid juba väikest suurendust vajavate objektide leidmiseks peaks teleskoobi küljes olema optiline sihik. Levikumad neist on 50mm läbimõõduga pisikesed läätspikksilmad.

Peeglid ja prismad

Kuna enamikud teleskoobid kipuvad pöörama pildi "tagurpidi" (jutumärgid, sest kosmoses ei ole sellist asja nagu üleval ja all), võivad mõned vaatlejad soovida soetada okulaari alla vastava diagonaalpeegli, mis pildi jälle püstiseks keerab. Paraku vahetab diagonaal ära objekti vasaku ja parema poole. Sellisel juhul tuleb kasutada pisut keerulisemat prismat, mis pildi täiesti õigeks keerab. Kui läätsteleskoopidega on taolised vidinad mõnikord ka kaasas, siis peegeltelteleskoopidega ei pruugi need alati töötada, kuna teleskoobi fookus nihkub nendega sekundaarpeeglile liiga lähedale. Peeglid ja prismad on eriti kasulikud siis kui soovitakse teleskoobiga maiseid sihtmärke vaadelda.

Filtrid

Optilised filtrid on kilest, plastikust või klaasist seadmed, mis lubavad endast läbi vaid teatud valguse lainepikkuste vahemikke või blokeerivad nähtavast valgusest mingi osa. Filtrite tüüpe on väga palju ning enamik neist leiavad kasutust astrofotograafias. Vaatlemiseks on neist levinumad Päikese, Kuu ja valgusreostuse filtrid.

Tavalise teleskoobiga Päikese vaatamine toob endaga kaasa silmapõhja jäädava kahjustuse või silmanägemise kaotuse (NB!). Kuigi turult leiab spetsiaalseid päikeseteleskoope, on nende hind üpris kõrge ning neil on üks suur miinus - nendega saabki ainult Päikest vaadata. Kui tahta tavalise öövaatlusteleskoobiga meie kodutähte lähemalt uurida, tuleks endale soetada kas teleskoobi ette käiv päikesefilter või niinimetatud Hercheli prisma ja kitsasriba filter. Esimene neist blokeerib lõviosa Päikese valgusest kõigis nähtavates lainepikkustes, seda saab kasutada kõikide teleskoopidega ning ka selle hind on suhteliselt taskukohane. Hercheli prisma teeb midagi sarnast, kuid seda saab kasutada vaid läätstelskoopidega (peegelteleskoobis võib see kuumuse mõjul puruneda) ning see vajab veel lisafiltrit okulaari alla. Päikesevaatluseks mingis väga spetsiifilises lainepikkuse vahemikus mõeldud filtrid (H-alfa, Naatrium D, Klatsium H) maksavad tuhandeid eurosid, kuid nendega näeb Päikest sõna otseses mõttes teises valguses. Päikesefiltrite valimisel tuleks kindlasti teleskoopide pakkujatega eelnevalt konsulteerida, kuna valesti kasutatuna võivad need lõppeda tõsiste vigastutega nii teleskoobile kui silmale.

Päike vaadatuna läbi H-alfa filtri.

Kuuvaatlusfiltrid töötavad tavaliste päikesefiltritega sarnasel põhimõttel blokeerides mingi osa nähtavast valgusest. Nimelt võib Kuu suurema läbimõõduga ehk valgusjõulistemas teleskoopides paista talumatult hele. Lisaks selle heleduse langetamisele suurendavad taolised filtrid ka Kuul nähtavate pinnavormide kontrasti.

Madala heledusega objektide vaatlemisel ja pildistamisel on üha kasvavaks probleemiks meie taevast heledaks muutev valgusreostus. Suuremates linnades asudes võib see väiksema heledusega objektide (udukogud, kerasparved, galaktikad) vaatlemise teha praktiliselt võimatuks. Reostuse vastu aitavad vastavad filtrid, mis lasevad endast läbi vaid teatud lainepikkuseid, milles huvipakkuvad objektid enam kiirgavad. Valgusreostusfiltreid leidub väga erinevaid ja erineva kallidusega, aga nendest saadav kasu võib olla märkimisväärne. Eriti astrofotograafias. Küll aga tuleb arvestada, et lisaks valgusreostuse blokeerimisele langetavad need üldjuhul ka objektide (eriti igas lainepikkuses kiirgavate galaktikate) koguheledust. Ka üha populaarsemaks muutuvate LED valgustite vastu need väga efektiivsed ei ole.

Soojendused ja kastesirmid

Selgetel, niisketel ja tuulevaiksetel õhtutel on teleskoobiga vaatlemisel üheks suurimaks probleemiks selle läätsedele ja peeglitele moodustuv kaste ja härmatis. Mõnikord võib selle moodustumine olla nii kiire, et vaatlemiseni väga ei jõuagi ning kaltsu või paberiga õrnade läätsede kuivatamine ja hõõrumine kõige parem mõte pole. Peegeltteleskoobi puhul ei ole see ka võimalik.

Kastega võitlemiseks on kaks peamist moodust. Kõige odavam ja lihtsam on seda teha niinimetatud kastesirmiga, mis käib pikenduseks teleskoobi otsa. Selliseid sirme võib nii osta, kui ka ise teha (mitte-peegeldavast tumedast ja kergest materjalist - näiteks joogamatist). Selline sirm ei pruugi aga kaste moodustumist täielikult ära hoida, kuid pikendab mõnevõrra selget aega. 

Peegelteleskoop kastesirmiga

Teiseks võimaluseks on kasutada spetsiaalseid elektrilisi soojenduspaelu, mis asetatuna teleskoobi optiliste elementide lähistele hoiab kaste kogunemist tagasi. Avatud peegelteleskoopide puhul on nendeks pisem sekundaarpeegel, okulaar ning halvimal juhul ka peapeegel ja okulaari sisemine pool. Läätsteleskoobi puhul piisab pealäätsest ja okulaarist. Optilise sihtija kasutamisel ka selle mõlemad pooled.

Kastet saab ajutiselt eemaldada ka tavalise juuksefööni või soojapuhuriga läätsesid ja peegleid kuivatades.

Akud

Mootoritega varustatud monteeringud vajavad voolu. Lisaks vajavad seda soojendid. Kuna suurlinnades elavad inimesed peavad valgusreostusest eemale pääsemiseks tihtipeale oma teleskoobiga kuhugi põlluserva või lihtsalt lagedamale platsile kolima, võib vooluvõrgu puudumisest saada suur probleem. Enamasti töötavad monteeringud 12 voldise pingega, mis tähendab, et põhimõtteliselt võib selleks kasutada tavalist autoakut või voolu saab võtta auto sigaretisüütajast. Mugavuse mõttes kuluks ära aga midagi kergemat - näiteks pisemad mootorratta akud. Teleskoobipoodidest leiab spetsiaalseid akupankasid, millel on muuhulgas juba kõik vajalikud väljundid küljes.

Näide spetsiaalsest teleskoobi akust, koos kõigi vajalike väljunditega


Kollimaator

Peegelteleskoope (eriti Newtoni skeemiga) peab tihtipeale enne vaatlema asumist ja kindlasti enne pildistamist kollimeerima ehk selle peegleid joondama. Eriti kui teleskoopi sõidutatakse autoga. Kõige odavam viis selleks on niinimetatud kollimeerimiskork, mis kujutab endast pisikese augu ja peegeldava sisekattega korki, mis käib okulaari asemele. Sealt vaheldumisi sisse vaadates ja peeglite reguleerimiskruve timmides tuleks need võimalikult hästi ühele joonele saada. Kõige mugavamaks ja kiiremaks abivahendiks kollimeerimisel on aga laserkollimaator, mille laserkiire algus ja lõpp-punkt tuleks peegleid reguleerides samastada. Õpetus selle saavutamiseks tuleb nendega tavaliselt kaasa ja mõned korrad läbi teinult kulub selleks vaid paar minutit.

Kaamera T-rõngad

Teleskoobiga pildistamiseks on kaks peamist moodust. Esiteks saab seda heledate objektide (Kuu, Päike, planeedid) puhul teha lihtsalt nutitelefoniga okulaari pealt. Selleks müüakse vastavaid nutitelefonihoidikuid, mille sihipärane kasutamine võib ausalt öeldes päris närvesöövaks osutuda. Teine viis on seda teha peegel-, hübriid- või spetsiaalsete astrokaameratega, kus kaamera kinnitatakse ilma objektiivi ja okulaarita otse teleskoobi külge (vastavate adapteritega saab seda teha ka läbi okulaari või näiteks suurendust kordistavate Barlow läätsede). Kinnitamiseks läheb vaja vaherõngast, mida kutsutakse T-rõngaks ja mille mõõdud on erinevatel kaameramarkidel erinevad. Sellised rõngad maksavad paarikümne euro ringis.

Peegelkaamera teleskoobi küljes

Astrofotograafia maailma me siin pikemalt ei sukeldu, aga teleskoopi ostes tuleks kõige pealt veenduda, et kas sellega üldse saab kaameraga pilti teha. Osadel ei võimalda seda teleskoobi enda tüüp (fookuspunkt asub liiga sügaval teleskoobitoru sees) või jääb teleskoop või selle fokuseerija raske kaamera jaoks liiga nõrgaks.

Tarkvara

Tähistaevast mitte midagi teadmata võib sellest huvitavate objektide üles leidmine päris keeruline olla. Eriti kui teleskoop on käsitsi juhitav ja/või vaadeldakse valgusreostatud taevast, millest ei leia neid ka sihikuga üles. Sellisel juhul on asendamatuks abimeheks erinevad planetaariumiprogrammid nii arvutile kui nutitelefonile, mille abil saab vaadata, et millised objektid ja kus paistavad. Meie isiklikuks lemmikuks on windowsi peale tasuta allalaadidav ja androidile mõni euro maksev programm nimega Stellarium. Sellest saab näilist tähistaevast ja selles asuvate objektide asukohta vaadata igal ajahetkel ja kõikjalt planeedilt. Programmis on tegelikult väga palju võimalusi, aga tavakasutajale on see tehtud piisavalt lihtsaks, et paaritunnise harjutamisega leiab sealt kõik vajaliku üles. Stellariumit võib näppida ka pilvistel õhtutel niisama ning ennast taeva ja selle näilise pöörlemisega kurssi viia.

Aga kui kallist teleskoopi ikkagi osta?

Oleneb. Täiesti korraliku akromaatlise optikaga ja käsitsi juhitava monteeringuga teleskoobikomplekti võib soetada poole tuhande euroga või isegi sutsu alla selle. Suure ja suhteliselt võimsa Dobsoni leiab turult 500-1000 euro ringis. Ekvatoriaalse mootoritega monteeringu ja sellele vastava akromaatilise või Newton peegelteleskoobiga komplekt maksab kusagil 1000-1500 eurot. Sealt edasi hakkame kohtama juba kvaliteetsema optikaga peegelteleskoope (Cassegrain, RC, Maksutov, Schmit), uhkemaid apokromaate ja võimekamaid monteeringuid, millest igaüks eraldi võib maksta paartuhat eurot ning mis on mõeldud juba tõsistele asjaarmastajatele. Mitukümmend ja mitusada tuhat eurot maksvaid teleskoope vaevalt algajad endale esimeseks ostavad, seega meie nõu neil ilmselt vaja pole. Mõnekümne kuni paarisaja euroseid komplete soovitame pigem lastele. Samas ei tohiks esimene teleskoop olla nii kehv, et see noore astronoomiahuvilise entusiasmi tapab. Ega ei tohiks see olla liiga keeruline, et see tekkinud huvi lämmataks.

Nagu juba öeldud võiks esimene teleskoop olla selline, et see ka reaalset kasutust leiab ning eelmainitud lisade peale tasuks mõelda alles siis kui nendeks vajadus tekib.

Kust teleskoope üldse osta?

Tõenäoliselt üks maailma kõige suurem taevavaatlustehnika edasimüümisega tegelev internetikaubamaja on astroshop.eu. Kodumaisetest võib nimetada selliseid e-poode nagu teleskoobipood.ee, teleskoop.ee ja teleskoobid.ee. Neist esimene on ka astroshop.eu ametlik edasimüüja.

Juhul kui soovite abi teleskoobi valikul, siis võite alati mõne kiire soovituse saamiseks meie poole pöörduda. Ka nende üles seadmise ja kasutamisega seotud muredega oleme teid Tõrva ümbruses valmis alati aitama.

Head vaatlemist!


*Cassegrain skeemiga teleskoobi kirjeldus ilmus esimest korda Prantsuse ajakirjas Journal des sçavans (1672), kus selle leiutamise au omistati prantslasest preestrile Laurent Cassegrainile.

**Ritchey–Chrétien teleskoop leiutati 1910. aastal ameerika astronoom George Willis Ritchey ja prantsuse astronoom  Henri Chrétieni poolt.


Kommentaare ei ole:

Postita kommentaar