تلسکوپ های بازتابی چیست؟
تلسکوپ های بازتابی نه تنها برای بررسی ناحیه مرئی طیف الکترومغناطیسی، بلکه برای کاوش در مناطق با طول موج کوتاهتر و طولانی‌تر مجاور آن (مانند فرابنفش و مادون قرمز) استفاده می‌شوند. برای مطالعه کامل این مقاله با مجله علمی آندرومدامگ همراه باشید.
نام این نوع ابزار از این واقعیت گرفته شده است که آینه اولیه به جای شکستن نور، نور را به کانون بازتاب می دهد. آینه اولیه معمولاً یک شکل کروی یا سهمی مقعر دارد و همانطور که نور را منعکس می کند، تصویر را در صفحه کانونی معکوس می کند. این نمودار اصل یک آینه بازتابنده مقعر را نشان می دهد. فرمول‌های قدرت تفکیک، قدرت بزرگنمایی و قدرت جمع‌آوری نور، همانطور که در مورد انکسارها مطرح شد، برای بازتابنده‌ها نیز اعمال می‌شود.
آینه اولیه در انتهای پایین لوله تلسکوپ در یک بازتابنده قرار دارد و سطح جلوی آن با یک لایه فلزی بسیار نازک مانند آلومینیوم پوشیده شده است. قسمت پشتی آینه معمولا شیشه ای است، البته هر از چند گاهی از مواد دیگری نیز استفاده شده است. پیرکس شیشه اصلی انتخابی برای بسیاری از تلسکوپ های بزرگ قدیمی بود، اما فناوری جدید منجر به توسعه و استفاده گسترده از تعدادی شیشه با ضریب انبساط بسیار پایین شده است. ضریب انبساط پایین به این معنی است که با تغییر دمای تلسکوپ در طول شب، شکل آینه به طور قابل توجهی تغییر نخواهد کرد. از آنجایی که قسمت پشتی آینه فقط برای ارائه فرم و پشتیبانی فیزیکی مورد نظر عمل می کند، لازم نیست استانداردهای کیفیت نوری بالا مورد نیاز برای یک لنز را رعایت کند.
تلسکوپ های انعکاسی چندین مزیت دیگر نسبت به انکسارها دارند. آنها در معرض انحراف رنگی نیستند زیرا نور منعکس شده بر اساس طول موج پراکنده نمی شود. همچنین، لوله تلسکوپ یک بازتابنده کوتاهتر از یک شکسته با همان قطر است که هزینه لوله را کاهش می دهد. در نتیجه، ساخت گنبد برای قرار دادن یک بازتابنده کوچکتر و مقرون به صرفه تر است. تا کنون تنها آینه اولیه برای بازتابنده مورد بحث قرار گرفته است. ممکن است کسی در مورد محل چشمی تعجب کند. آینه اولیه نور جسم آسمانی را به کانون اصلی نزدیک انتهای بالایی لوله منعکس می کند. بدیهی است که اگر ناظری چشم خود را برای مشاهده با یک بازتابنده با اندازه متوسط در آنجا قرار دهد، نور آینه اولیه را با سر خود مسدود می کند. اسحاق نیوتن یک آینه صفحه کوچک را با زاویه 45 درجه در داخل کانون اصلی قرار داد و بدین ترتیب کانون را به کناره لوله تلسکوپ آورد. مقدار نور از دست رفته توسط این روش در مقایسه با کل قدرت جمع آوری نور آینه اولیه بسیار ناچیز است. بازتابنده نیوتنی در میان سازندگان تلسکوپ آماتور محبوب است
لوران کاسگرین فرانسوی هم عصر نیوتن، نوع دیگری از تلسکوپ بازتابی را اختراع کرد. این ابزار که تلسکوپ کاسگرین نام دارد، از یک آینه محدب کوچک استفاده می کند تا نور را از طریق سوراخ کوچکی در آینه اولیه به کانونی که در پشت آینه اصلی قرار دارد بازتاب دهد. این نمودار یک بازتابنده معمولی کاسگرین را نشان می دهد. برخی از تلسکوپ‌های بزرگ از این دست، سوراخی در آینه اولیه ندارند، اما از یک آینه صفحه کوچک در جلوی آینه اولیه استفاده می‌کنند تا نور را به خارج از لوله اصلی منعکس کند و مکان دیگری را برای رصد فراهم کند. طرح Cassegrain معمولاً لوله های کوتاه را نسبت به قطر آینه آنها مجاز می کند.
نوع دیگری از بازتابنده توسط یکی دیگر از معاصران نیوتن، اخترشناس اسکاتلندی، جیمز گرگوری، اختراع شد. گرگوری یک آینه ثانویه مقعر را خارج از کانون اصلی قرار داد تا نور را از طریق سوراخی در آینه اولیه منعکس کند. قابل توجه این واقعیت است که طرح گریگوری برای رصدخانه فضایی مدار زمین، مأموریت حداکثر خورشیدی (SMM) که در سال 1980 پرتاب شد، اتخاذ شد.
بیشتر تلسکوپ‌های بازتابی بزرگی که در حال حاضر مورد استفاده قرار می‌گیرند، قفسی در کانون اصلی خود دارند که به ناظر اجازه می‌دهد تا در حین کار با دستگاه داخل لوله تلسکوپ بنشیند. بازتابنده 5 متری (200 اینچی) در رصدخانه پالومار، نزدیک سن دیگو، کالیفرنیا، بسیار مجهز است. در حالی که اکثر بازتابنده‌ها دارای پایه‌های استوایی شبیه به انکسارگرها هستند، بزرگترین بازتابنده جهان، ابزار 10.4 متری (34.1 فوت) در Gran Telescopio Canarias در لا پالما، جزایر قناری، اسپانیا، دارای نصب ارتفاع-آزیموت است. اهمیت طرح اخیر این است که تلسکوپ باید هم در ارتفاع و هم در آزیموت حرکت کند، زیرا یک جرم آسمانی را دنبال می کند. در مقابل، نصب‌های استوایی در حین ردیابی فقط به حرکت در یک مختصات نیاز دارند، زیرا مختصات انحراف ثابت است. بازتابنده‌ها، مانند رفرکتورها، معمولاً تلسکوپ‌های راهنمای کوچکی دارند که به موازات محور نوری اصلی خود نصب می‌شوند تا مکان‌یابی جسم مورد نظر را تسهیل کنند. این تلسکوپ‌های راهنما دارای بزرگنمایی کم و میدان دید وسیعی هستند که مورد دوم ویژگی مطلوبی برای یافتن ستاره‌ها یا دیگر اجرام کیهانی دوردست است. مفهوم تلسکوپ های بازتابی به خوبی در این مقاله بررسی شده است.
شکل سهمی یک آینه اولیه یک نقص اساسی دارد زیرا میدان دید باریکی ایجاد می کند. زمانی که فردی بخواهد اجرام آسمانی گسترده ای را مشاهده کند، این می تواند مشکل ساز باشد. برای غلبه بر این مشکل، اکثر بازتابنده‌های بزرگ اکنون طراحی کاسگرین تغییر یافته دارند. شکل ناحیه مرکزی آینه اولیه از شکل پارابولوئید عمیق تر شده است و آینه ثانویه برای جبران آینه اولیه تغییر یافته پیکربندی شده است. نتیجه طراحی Ritchey-Chrétien است که دارای فوکوس منحنی به جای صاف است. بدیهی است که رسانه عکاسی باید منحنی باشد تا تصاویر با کیفیت بالا در سطح صفحه کانونی منحنی جمع آوری شود. تلسکوپ 1 متری رصدخانه نیروی دریایی ایالات متحده در فلگستاف، آریزونا، یکی از نمونه های اولیه این طراحی بود.