ابزارهاي نجومي

[Rez@ee]

ابزارهاي نجومي- قسمت اول:مقدمه

بديهي است که ما براي درک ماهيت ستارگان و حتي فراتر از آن براي شناخت کيهان، همچون هر موضوع ديگري نياز به ابزارهايي براي کاوش داريم. نوع و کيفيت ابزارهاي نجومي در طول تاريخ تمدن بشر بسته به ميزان شناخت او از جهان و محيط پيرامونش متفاوت بوده است. دانشمندان قديم زماني با ساخت بناهايي از سنگ و صخره به مطالعه تغيير فصل ها و گردش افلاک مي پرداختند، نظير بقاياي رصدخانه باستاني که در استون هنج انگلستان مي بينيم.
با گذشت زمان و آشنايي بشر با قوانين رياضيات و هندسه حاکم بر جهان، اسطرلاب، ذات الربع، ***تانت و ده ها ابزار مختلف ساخته مي شدند و اسرار بيشتري را از هستي، رمزگشايي مي کردند. در اين بين ابزارهايي همچون انواع گوناگون ساعت هاي آفتابي از جمله ابزارهاي نجومي بودند که زندگي روزمره آدميان را نيز تحت تاثير قرار دادند. سرانجام روزي رسيد که گاليله تلسکوپ را به دنياي نجوم معرفي کرد و سير مطالعات نجومي وارد مرحله جديدي شد که با گذشته آن قابل قياس نيست. از آن زمان قريب به چهارصد سال مي گذرد و انواع گوناگون تلسکوپ هاي اپتيکي راه گشاي مطلوبي براي گسترش مطالعات نجومي به نظر مي رسيدند.





ديري نگذشت که طول موج هاي نور مرئي ديگر پاسخگوی کنجکاوي هاي انسان نبود و آن وقت نوبت به تلسکوپ هاي راديويي، پرتو ايکس، گاما، فرو سرخ و فرا بنفش رسيد. سپس گهگاه براي مطالعات دقيق تر، فناوري فضا به مدد گرفته شد و ابزارهاي زميني رنگ فضايي به خود گرفتند. با ورود CCD ها به دنياي نجوم تحولي ديگر رخ داد و داده هاي به دست آمده از تلسکوپ هاي اپتيکي با جزئيات بيشتر مورد بررسي قرار گرفت و سرانجام رصدخانه پرتوهاي کيهاني، آشکارسازهاي نوترينو و آشکارسازهاي امواج گرانشي در دنياي امروز ما سعي دارند اساسي ترين پرسش انسان را پاسخ دهند: کيهان چگونه و در چه زمانی متولد گرديد و سرانجام آن چه خواهد شد.
در اين نوشتار به معرفي و بررسي اجمالي تلسکوپ هاي اپتيکي و راديويي مي پردازيم.

[Rez@ee]

ابزارهاي نجومي- قسمت : دوم تاريخچه به کارگيري ابزارها در نجوم، تلسكوپ

تلسکوپ از سه طريق در شناخت بيشتر ستارگان به ما کمک مي کند:

الف) جمع آوري نور دريافتي بيشتر از ستاره که تحت عنوان قدرت جمع آوري نور بررسي مي شود. مردمک چشم انسان در تاريکي شب حداکثر 6 ميليمتر باز مي شود. حال در نظر بگيريد تلسکوپي را که قطر عدسي شيئي آن 60 ميلمتر است. اگر مساحت عدسي شيئي را با مساحت مردمک چشم انسان در شب مقايسه کنيد، متوجه مي شويد که اين تلسکوپ درست 100 برابر مردمک چشم قابليت جمع آوري نور بيشتر دارد.

ب) آشکار نمودن جزئيات بيشتر از آن چه كه قبلا مورد مطالعه قرار گرفته است، مثلا آشکار نمودن ويژگي هاي دقيق تر, در تصاوير حلقه هاي سياره دوردستي همچون زحل, که اين مورد تحت عنوان توان تفکيک تلسکوپ بررسي مي شود.
توان تفکيک از تقسيم عدد 5/12 بر قطر شيئي تلسکوپ بر حسب سانتيمتر به سادگي قابل محاسبه است. حاصل اين تقسيم اندازه توان تفکيک تلسکوپ را بر حسب ثانيه قوسي در اختيار ما مي گذارد. اين عدد در حقيقت توان تفکيک نظري تلسکوپ را ارائه مي کند، بدون آنكه اثر منفي لايه هاي جوي و تلاطم هاي آن در نظر گرفته شود. حد توان تفکيک عملي تلسکوپ به شدت به کيفيت آسمان رصدگاه بستگي دارد و اغلب اوقات از ميزان نظري آن کمتر است.

ج) نمايش جرم مورد نظر در آسمان در اندازه اي بزرگتر, که اين ويژگي همان است که بيشتر مردم تلسکوپ را با آن مي شناسند: توان بزرگنمايي تلسکوپ. اندازه بزرگنمايي در تلسکوپ از طريق تقسيم اندازه فاصله کانوني شيئي بر فاصله کانوني چشمي به سادگي قابل محاسبه است.



امروزه تلسکوپ هاي اپتيکي به طور کلي به سه دسته زير تقسيم مي شوند:
الف) شکستي (انکساري يا گاليله اي نيز ناميده مي شود)
ب) بازتابي (انعکاسي يا نيوتوني نيز ناميده مي شود)
ج) شکستي – بازتابي (ترکيبي يا کاتاديوپتريک نيز ناميده مي شود)



نام تلسکوپ از اندازه قطر دهانه خود تلسکوپ اقتباس مي شود که اين اندازه در بيشتر مواقع براي تلسکوپ هاي بازتابي بر حسب اينچ و براي تلسکوپ هاي شکستي بر حسب سانتيمتر بيان مي شود که البته هميشه هم اين رويه رعايت نمي شود. يک اينچ 54/2 سانتيمتر است.
براي مثال وقتي از يک تلسکوپ 8 اينچ در جايي صحبت مي شود، منظور تلسکوپي است که قطر دهانه آن تقريباٌ 20 سانتيمتر است و احتمال زياد اپتيک آن از نوع بازتابي است.

[Rez@ee]

تلسکوپ شکستي

تلسکوپ ابتدايي گاليله از اين نوع بود و در ساده ترين شکل فقط از دو عدسي تشکيل مي شود. عدسي بزرگ تر که در دهانه لوله تلسکوپ قرار مي گيرد، عدسي شيئي ناميده مي شود. پرتوهاي نوري تابش شده از جرم مورد نظر به صورت شعاع هاي نوري موازي با هم، از عدسي شيئي گذر مي کنند و تصويري که اين شعاع هاي نوري مي سازند بر صفحه کانوني تشکيل مي شود. اين تصوير که عدسي شيئي ايجاد کرده است تصوير اول ناميده مي شود. عدسي چشمي که در انتهاي لوله تلسکوپ قرار مي گيرد و اندازه کوچکتري از شيئي دارد تصوير اول را بزرگ مي کند، درست همانند کاري که ذره بين مي کند. پس چشمي درست بايد در پشت صفحه کانوني قرار بگيرد. چون چشمي در انتهاي لوله قرار گرفته است، رصدگر براي رصد نواحي نزديک به سرسو دچار مشکل مي شود. از اين رو بين محل اتصال چشمي و لوله تلسکوپ از وسيله اي به نام چپقي استفاده مي شود که موجب چرخش نور به اندازه 45 يا 90 درجه مي شود و با استفاده از آن رصد نواحي نزديک به سرسو با سهولت بيشتري امکان پذير مي شود. حال در تلسکوپ هاي شکستي اگر از چپقي 45 درجه استفاده کنيم، از پشت چشمي تصوير را به صورت مستقيم و طبيعي مي بينيم. اما در صورت استفاده از چپقي 90 درجه تصوير وارونه جانبي مي شود. همانند تصويري که از خودمان در آيينه مي بينيم. شايد در آغاز، کار با چنين ابزاري کمي دشوار باشد، اما فقط در آغاز کار اين طور است!






تلسکوپ هاي شکستي، به طور ذاتي ايرادهاي مهمي دارند که يکي از شاخص ترين آن ها کجنمايي رنگي است. مي دانيد که نور سفيدي که از ستاره ها و خورشيد به ما مي رسد، ترکيبي است از رنگ هاي رنگين کمان که به خوبي آميخته شده اند. وقتي نور سفيد از عدسي گذر مي کند، علاوه بر اين که مي شکند به رنگ هاي تشکيل دهنده اش نيز تجزيه مي شود. در حقيقت هر يک از اين رنگ ها با زاويه شکست جداگانه اي مي شکند و اين عدسي شيئي است که مسبب اين اتفاق است. نور بنفش بيشتر از همه و نور سرخ کمتر از بقيه مي شکند. از اين رو پرتوهاي بنفش رنگ در فاصله نزديک تر به شيئي و پرتوهاي سرخ رنگ در فاصله دورتري از شيئي کانوني مي شوند. در نتيجه به جاي اين که طول موج هاي مختلف نور در يک نقطه کانوني شوند، در چند نقطه کانوني مي شوند. عدم همگرايي پرتوهاي تابش شده از يک نقطه شيء, سبب مي شود که در تصوير نهايي که از پشت چشمي تلسکوپ مي بينيم، در حد فاصل مناطق تيره و روشن به جاي ديدن يک مرز، يک طيف رنگين کماني از رنگ هاي مختلف ببينيم که اين موضوع به شدت بر کيفيت تصوير نهايي اثر منفي مي گذارد. اين نقيصه عدسي هاي ساده، کجنمايي رنگي ناميده مي شود.





امروزه براي کاستن از اثر خطاي رنگي، عدسي ها را از دو تکه مي سازند تا محل کانوني شدن برخي طول موج هاي نور به هم نزديک تر شوند. براي اين کار از عدسي مرکب استفاده مي شود که متشکل از عدسي همگرا و واگرا،است. اين نوع تلسکوپ هاي شکستي، که از اين نوع عدسي شيئي بهره مي برند, آکرومانيک ناميده مي شوند. اما کماکان خطاي رنگي در اين تلسکوپ ها تا حدي وجود دارد و به خصوص پس از عکاسي از ستارگان با اين تلسکوپ ها، هاله اي از نور بنفش و آبي گرداگرد ستارگان ديده مي شود که اين خود معلول پديده کجنمايي رنگي است.
در نوع ديگر تلسکوپ هاي شکستي که آپوکروماتيک ناميده مي شوند, عدسي مرکب موجود در آن ها معمولاٌ از سه جزء ساخته مي شود، در اين نوع تلسکوپها سعي شده که تمام طول موج هاي نور سفيد در نزديک ترين حالت ممکن به يکديگر کانوني شوند. اين تلسکوپ ها از نظر قيمت نسبت به تلسکوپ هاي آکروماتيک بسيار گرانتر هستند. از اين رو با وجود ارائه تصاوير بسيار مطلوب، چندان رايج نشده اند.





ايراد ديگر تلسکوپ هاي شکستي کجنمايي کروي است که اين نقيصه خاص عدسي هايي است که گويي سطوح آن ها بخشي از يک کره بزرگ است. اين عدسي ها نمي توانند نور را به خوبي در يک نقطه کانوني کنند (توجه کنيد که اين بار منظور ما پرتوهاي رنگي تشکيل دهنده نور نيست). پرتوهاي نوري که از نزديکي لبه عدسي مي گذرند بيشتر از پرتوهايي که از مرکز عدسي مي گذرند می شکنند. بنابراين، باز هم پرتوها در فاصله هاي مختلف کانوني مي شوند و ما نتيجه را از پشت چشمي به صورت يک تصوير تار خواهيم ديد. براي حل مشکل بايستي به جاي ساخت سطوح عدسي به صورت کروي، اين سطوح سهمي وار ساخته شوند. لبه هاي يک عدسي سهمي وار، از مرکز انحناي کمتري دارد و مي تواند پرتوهاي موازي را در يک کانون مجتمع نمايد. در بسياري از تلسکوپ هاي آکروماتيک و آپوکروماتيک که از عدسي مرکب استفاده مي کنند، سطوح عدسي ها الزاما سهمي وار نيست. در ساخت اين عدسي ها با انتخاب نوع شيشه مناسب و با در نظر گرفتن ميزان انحناي کروي، عدسي مرکب طوري ساخته مي شود که اثر کجنمايي کروي به کلي از بين برود و يا دست کم به حداقل ممکن کاهش يابد.
مشکل ديگر عدسي ها اين است که براي ساخت نمونه هاي بزرگ با محدوديت تکنيکي مواجه اند. به علاوه وقتي عدسي هاي بزرگ که در تلسکوپ ها به کار برده شده اند، رو به آسمان نشانه مي روند، بر اثر سنگيني عدسي دچار تغيير شکل مي شوند و نمي توانند پرتوهاي نور را در يک نقطه کانوني کنند.





با اين حال امروزه تلسکوپ هاي شکستي که خطاهاي پيش گفته در آن ها اصلاح شده است به دلايل گوناگوني همچون ارائه تصاوير شفاف، حمل و نقل و نگهداري ساده تر و آسيب پذيري کمتر, از ابزارهاي محبوب بسياري از اخترشناسان محسوب مي شوند. اين تلسکوپ ها براي رصد ماه، سيارات و بسياري از موضوعات رصدي انتخاب خوبي هستند و در صورتي که خطاي رنگي در آن برطرف شده باشد از بهترين گزينه ها براي عکاسي محسوب مي شوند.

[Rez@ee]

ابزارهاي نجومي- قسمت چهارم: تلسکوپ بازتابي

نيوتون با مشاهده خطاي رنگي در تلسکوپ هاي شکستي نتيجه گرفت که اگر بتواند تلسکوپي طراحي کند که در آن به جاي اين که نور از يک محيط مانند شيشه عدسي گذر کند و دچار شکستگي شود، از يک سطح فقط بازتاب شود، به احتمال زياد خواهد توانست مشکل کجنمايي رنگي را به سادگي حل کند. به نظر مي رسد که او در نخستين گام سراغ يک آينه کاو کروي رفت و البته مشاهده کرد که در اين جا هم به علت استفاده از سطوح کروي در اپتيک، مشکل کجنمايي کروي به وجود مي آيد. بنابراين به سراغ آينه کاوي رفت که سهمي وار، باشد و اين چنين بود که تلسکوپ هاي بازتابي پا به دنياي نجوم گذاردند.





در اين تلسکوپ ها يک آينه کاو به جاي عدسي موجب همگرايي پرتوهاي ورودي مي شود و تصويري که آينه ايجاد کرده است را يک عدسي چشمي بزرگ مي کند، درست شبيه به آن چه در تلسکوپ هاي شکستي اتفاق مي افتد. نکته مهم آن که در آينه شيئي تلسکوپ بر خلاف آينه هاي معمولي، نقره بر روي شيشه تلسکوپ و روي سطح کاو آن قرار داده مي شود و شيشه آينه فقط نقش تکيه گاه براي اندود نقره را بازي مي کند. بنابراين نور بدون آن که از سطح شيشه بگذرد بازتاب مي شود و کاهشي در شدت نور به وجود نمي آيد. اما ايراد در اينجاست که لايه نقره بي حفاظ روي شيشه هر از چندگاهي که کدر مي شود بايد دوباره نقره اندود گردد. در سال هاي اخير از فرايند آلومينيومي کردن به جاي نقره اندود کردن آينه استفاده مي شود که اين روش برتري هاي زيادي دارد. ولي به طور کلي اندود نقره به جهت بازتاب بيشتر نور بهتر است.





در تلسکوپ هاي نيوتوني معمولي، آينه کاو که شيئي تلسکوپ بازتابي محسوب مي شود برخلاف شيئي تلسکوپ شکستي در انتهاي لوله تلسکوپ قرار مي گيرد. آينه تصوير را در ميان پرتوهاي ورودي بازتاب و کانوني مي کند که اين تصوير براي ديده شدن، پيش از رسيدن به صفحه کانوني با يک آينه تخت به شکل اريب و يا يک منشور منعکس کننده قطع مي شود و به خارج از لوله و به داخل چشمي هدايت مي شود. چون در اين تلسکوپ ها چشمي در قسمت بالايي لوله استفاده مي شود، براي سهولت کار با آن نياز به استفاده از چپقي نيست. ولي با اين وجود تصويري که تلسکوپ هاي بازتابي به طور ذاتي ارائه مي کنند وارونه معکوس و جانبي است.





در نوع ديگر تلسکوپ بازتابي به نام تلسکوپ کاسگرين، يک آينه کوژ پرتوهاي همگراي بازتاب شده از آينه کاو اوليه را قطع کرده و پس از منحرف کردن، آن ها را به سوراخي که در آينه اوليه تعبيه شده هدايت کرده و در آن جا کانوني مي کند که در پشت آن عدسي چشمي قرار مي گيرد. در طرح کاسگرين نور يک مسير اضافي را در لوله طي مي کند. به علاوه انحناي آينه دوم موجب مي شود که تلسکوپ با وجود بهره مندي از طول لوله اي کوتاه، فاصله کانون طويلي داشته باشد که اين امر بزرگنمايي هاي بيشتر ي را فراهم نموده و قابليت حمل و نقل ساده تر ي را نيز دارا مي باشد.
ساختار ساده تلسکوپ هاي بازتابي موجب شده تا امروزه بسياري از منجمان به ساختن دستي اين نوع تلسکوپ روي آورند و در حال حاضر تلسکوپ سازي از جمله علايق بسياري از علاقه مندان به نجوم است. امروزه تلسکوپ هاي بازتابي روز به روز متداول تر مي شوند که براي اين موضوع مي توان دلايل زير را برشمرد: عدم وجود کجنمايي رنگي، عدم جذب نور به وسيله شيشه، کوتاه بودن طول لوله نسبت به تلسکوپ هاي شکستي مشابه و هزينه پايين تر در ساخت. اين نوع تلسکوپ ها براي رصد بيشتر موضوعات رصدي و نيز عکاسي نجومي انتخاب خوبي محسوب مي شوند.
البته تلسکوپ هاي بازتابي اشکالاتي هم دارند. از جمله اين که گاهگاهي تنظيم و هم خطي آينه اوليه و ثانويه ممکن است به هم بخورد که تنظيم آن نيازمند تجربه است. همچنين آينه ثانويه که در دهانه ورودي نور تلسکوپ قرار مي گيرد موجب از دست رفتن بخشي از سطح مفيد گشودگي دهانه تلسکوپ در جمع آوري نور مي شود.
ديگر اينکه اگر آينه اوليه تلسکوپ بازتابي به جاي سهموي بودن، کروي باشد، آن گاه با کجنمايي کروي آزار دهنده اي مواجه خواهيم بود. به طوري که اگر نور ستاره ها در مرکز تصوير واضح و نقطه اي باشد، در لبه ها تصوير مبهمي از ستاره ها خواهيم داشت و بر عکس.
بعلاوه اندود آينه پس از چند سال نياز به دوباره اندود شدن پيدا مي کند و در کل نگهداري اين تلسکوپ ها نسبت به تلسکوپ هاي شکستي دشوارتر است.
همان طور که مي بينيد اولويت ها و هدف هاي کاربر تلسکوپ است, که نوع تلسکوپ مناسب براي او را تعيين مي کند و نمي توان بطور کلی تلسکوپي را بر تلسکوپ ديگر برتري داد.

[Rez@ee]

ابزارهاي نجومي- قسمت پنجم:تلسکوپ شکستي - بازتابي

در قسمت قبل گفتيم که در تلسکوپ بازتابي براي زدودن کجنمايي کروي بايد از آينه اوليه سهموي استفاده کنيم. اما تراش چنين آينه اي به نسبت دشوار بوده و هزينه بيشتري مي طلبد که اين موضوع خود باعث افزايش بهاي نهايي تلسکوپ مي شود و اين دلخواه سازندگان و خريداران تلسکوپ نيست. در سال 1931، برنارد اشميت تلسکوپي ابداع کرد که در آن از عدسي و آينه همزمان استفاده مي شد.



او از آينه کروي که ساخت آن ساده تر و ارزان تر است در طراحي آينه اوليه بهره برد و براي تصحيح خطاي کروي اين آينه از عدسي نازکي که تيغه تصحيح کننده نام دارد استفاده کرد. اين تيغه در مرکز انحناي آينه واقع در جلوي دهانه لوله تلسکوپ نصب مي شود. اين تلسکوپ ها را اشميت – کاسگرين مي نامند که مزاياي زيادي علاوه بر مزاياي معمول تلسکوپ هاي بازتابي دارند.









از جمله اين که تيغه تصحيح کننده مانع از نشستن گرد و غبار روي آينه و بروز حادثه براي آينه در اثر تماس مستقيم آن با بيرون مي شود و نوعي محيط امن را براي آينه ايجاد مي کند که موجب مي شود اندود آينه مدت بيشتري کارايي داشته باشد و کمتر نياز به دوباره اندود کردن پيدا کند.






در نوع ديگري از تلسکوپ ها شکستي - بازتابي به نام ماکستوف – کاسگرين، تيغه تصحيح کننده يک عدسي مقعر است که آينه ثانويه بر سطح داخلي قرار گرفته است و از اين رو همچون نمونه هاي پيشين تلسکوپ هاي بازتابي نيازي به هم خط کردن آينه ثانويه و اوليه در آن ها وجود ندارد. اين تلسکوپ ها مزايا و برتري هاي نوع اشميت - کاسگرين را نيز دارند، اما به دليل داشتن نسبت کانوني زياد براي رصد اجرامي که به ميدان ديد بسته نياز دارند مناسب است و از اين رو کاربري محدود تري نسبت به انواع ديگر پيدا مي کند.









در تلسکوپ هاي شکستي – بازتابي نيز براي سهولت در رصد اجرام نزديک به سر سو بايد به سراغ استفاده از چپقي رفت که همانند تلسکوپ هاي شکستي اگر از چپقي 90 درجه استفاده کنيم، تصوير در چشمي وارونه جانبي خواهدشد.تا به امروز طراحي هاي متعددي در مورد تلسکوپ ها انجام شده است که هر يک مزايا و معايب و کاربري خاص خود را دارند و پرداختن به يکايک آن ها از حوصله اين نوشتار خارج است.

[Rez@ee]

ابزارهاي نجومي- قسمت ششم: چشمي تلسکوپ و انواع آن

چشمي، ذره بيني با فاصله کانوني کوتاه است که اغلب از دو عدسي شامل: عدسي ميدان و عدسي ديد تشکيل مي شود. عدسي ميدان پرتوهاي نور را از شيئي گردآوري و آن را به سمت عدسي کوچکتر، ديد، هدايت مي کند. تصوير در عدسي ديد بزرگ مي شود. دو عدسي در يک وضعيت ثابت در لوله تلسکوپ قرار مي گيرند و براي تنظيم وضوح، قابليت حركت به سمت شيئي و دور شدن از آن را به اندازه معيني دارند. کيفيت چشمي به کيفيت اجزاي به کار رفته در ساخت آن، فاصله کانوني و ميدان ديد ظاهري چشمي وابسته است.





انواع چشمي ها نظير هويگنسي، کل نر، ارتوسکوپيک و پلوسل در ميان کاربران تلسکوپ ها رايج هستند که نوع پلوسل از جهت هاي بسيار داراي برتري است..
چشمي ها در سه اندازه عرضه مي شوند: چشمي 96/0 بيشتر در اپتيک هاي کوچک استفاده مي شوند و معمولاٌ کيفيت تصوير مطلوبي ارائه نمي کنند. چشمي 25/1 اندازه رايج چشمي در اغلب تلسکوپ هااست. چشمي 2 اينچ که براي اپتيک هاي بزرگ استفاده مي شوند، تصوير مطلوبي ارائه مي کنند و قيمت بالايي نيز دارد.

[Rez@ee]

ابزارهاي نجومي- قسمت هفتم- استقرار تلسكوپ، پايه سمت-ارتفاعي

بي شک اهميت پايه تلسکوپ اگر از خود اپتيک بيشتر نباشد، کمتر هم نيست. سه پايه تلسکوپ بايد در برابر وزش باد و نيز لرزش زمين (به خاطر حرکت افراد در اطراف تلسکوپ) استحکام مناسب را داشته باشد و نيز بايد بتواند وزن لوله تلسکوپ و ديگر متعلقات آن را تحمل کند. البته اگر قرار باشد تلسکوپ در مکاني ثابت نباشد، بايد براي سهولت در حمل و نقل، ضمن توجه به استحکام، پايه اي سبک انتخاب شود. همين طور بايد براي کاربر امکان نشانه در سراسر آسمان را فراهم کند: يعني از سرسو(سمت الراس) تا حتي چند درجه زير افق و در تمام جهت ها را پوشش دهد.
به طور کلي پايه تلسکوپ در دو نوع ساخته مي شوند:
الف) سمت – ارتفاعي ب) استوايي

الف) پايه سمت – ارتفاعي
تلسکوپي که مستقر بر روي پايه سمت – ارتفاعي است، آسمان را در سمت و ارتفاع جاروب مي کند. يعني يک محور متحرک افقي دارد که تلسکوپ را در چپ و راست حرکت مي دهد. محور متحرک عمودي سه پايه نيز تلسکوپ را در جهت بالا و پايين حرکت مي دهد. همان طور که مشخص است ساختمان پايه و طرز کار آن ساده است، اما بيشتر اين پايه ها به دليل عدم استفاده از موتور ردياب قابليت دنبال کردن اجرام آسماني را ندارند و از اين رو هر چه از بزرگنمايي بيشتري در هنگام رصد استفاده کنيم، سرعت خارج شدن جرم مورد نظر از ميدان ديد بيشتر خواهد بود(حركت تلسكوپ به خاطر چرخش زمين) که در اين جا کاربر تلسکوپ بايد با استفاده از پيچ هاي حرکت ريز تلسکوپ به صورت دستي جرم مورد نظر خود را دنبال کند و آن را در وسط ميدان ديد قرار دهد. با اين حال سبکي وزن، طرز کار و ساختمان ساده آن موجب شده تا بسياري از رصدگران از چنين پايه اي براي رصدهاي به خصوص تفنني استفاده کنند. عکاسي با نوردهي بلند مدت از پشت تلسکوپ هايي که مستقر روي چنين پايه هايي هستند تقريباٌ امکان ناپذير است.














تصاویر تلسکوپ سمت - ارتفاعی


نوع ديگري از پايه سمت – ارتفاعي به نام دابسوني نيز در بازار رايج است. حدود پنجاه سال پيش، جان دابسون که يک منجم آماتور امريکايي است اين پايه ساده را طراحي کرد که بسيار مورد استقبال قرار گرفت و به افتخار طراحش، معروف به پايه دابسوني شد. ساختمان ساده و هزينه کم براي ساخت پايه دابسوني موجب شده تا بسياري از کمپاني هاي معتبر تلسکوپ ساز بتوانند اپتيک هاي بزرگ و با کيفيت خود را با بهاي بسيار کمتري نسبت به نمونه هاي هم اندازه ديگر به مشتريانشان عرضه کنند. همچنين بسياري از علاقه مندان به ساخت تلسکوپ، براي طراحي پايه تلسکوپ به سراغ ساخت پايه هاي دابسوني مي روند. از اين رو نوع دابسوني، از رايج ترين و محبوب ترين پايه هاي سمت – ارتفاعي است و اغلب اوقات براي استقرار تلسکوپ هاي بزرگ آماتوري استفاده مي شود.









تصاویر تلسکوپ دابسونی

[Rez@ee]

ابزارهاي نجومي- قسمت هشتم- استقرار تلسكوپ، پايه استوايي

اين پايه، تلسکوپ را در راستاي دو محور بعد و ميل آسمان حرکت مي دهد. هر يک از دو محور در تلسکوپ مجهز به يک قفل براي آزاد کردن و متوقف کردن حرکت تلسکوپ در آن محور است. همين طور يک پيچ ريز جداگانه براي هر محور وجود دارد که با استفاده از آن مي توان به آرامي و با دقت بيشتر تلسکوپ را به سوي جرم مورد نظر در آسمان به صورت دستي هدايت کرد. رصدگر براي کار با اين تلسکوپ نياز به اندکي تجربه رصدي و شناخت مناسب از دستگاه مختصات سماوي دارد. اغلب، رصدگران تازه کار، هنگام کار با اين ابزار دچار سردرگمي مي شوند. براي جابجايي لوله تلسکوپ به سمت دلخواه، بايد به حرکت لوله تلسکوپ در راستاي دو محور دستگاه مختصات استوايي که اغلب نسبت به افق مايل است توجه داشت. بيشتر پايه هاي استوايي مجهز به موتور ردياب هستند(خنثي كردن چرخش زمين). تلسکوپي كه مجهز به پايه داراي موتور ردياب است، قادر به دنبال کردن حرکت ظاهري اجرام آسماني مي باشد. پس به کارگيري چنين پايه اي براي رصدهاي جدي و زمان بر، که در برخي از آن ها ممکن است از بزرگنمايي هاي بالا استفاده شود، مفيد است. همين طور براي عکاسي اعماق آسمان که نياز به نوردهي چند دقيقه اي براي ثبت اجرام کم نور بر فريم عکاسي است، استفاده از چنين سه پايه هايي مناسب است.










تلسکوپ با پایه استوایی



البته لازم به ذکر است که براي استفاده از اين قابليت پايه استوايي، آن ها بايد ابتدا قطبي شوند. يعني محور قطبي پايه درست در راستاي محور فرضي کره آسمان قرار گيرد که از قطب شمال (نزديک به ستاره قطبي) و جنوب کره آسمان مي گذرد. در اين شرايط دو محور بعد و ميل تلسکوپ هم راستا با محور بعد و ميل کره فرضي آسمان خواهند شد و آن گاه مي توان از درجه بندي هاي روي آن براي يافتن اجرام آسماني بهره برد. هر چه کيفيت و دقت در طراحي و ساخت پايه بيشتر باشد و نيز هر چه تلسکوپ با دقت بيشتري قطبي شود، موتور ردياب نيز مي تواند با دقت بيشتري حرکت ظاهري اجرام آسماني را تعقيب کند. چگونگي قطبي کردن تلسکوپ نيز بحث مفصلي است که خارج از اين قسمت ها ( تحت عنوان ابزارها نجومي ) به آن پرداخته خواهد شد.







در رصد هر جرم آسمانی، محور تلسکوپ بایستی همواره به سمت ستاره قطبی باشد( در نیم کره شمالی )



پايه هاي مجهز به سامانه رديابي خودکار (Go To)
اين پايه ها که از هر دو نوع سمت – ارتفاعي و استوايي ساخته مي شوند، مجهز به سامانه رايانه اي هستند که با وارد کردن زمان و مکان در رايانه تلسکوپ و نيز در برخي نمونه ها، دريافت خودکار اين اطلاعات به کمک GPS موجود روي پايه و سپس تصحيح خطاي ذاتي پايه به کمک شناساندن دو يا چند ستاره به آن، تلسکوپ نسبت به مکان و زمان توجيه مي شود. سپس رصدگر با فشردن چند دکمه به تلسکوپ مي تواند فرمان بدهد که رو به سوي هر جرمي در آسمان حرکت کند و ظرف چند ثانيه آن را در ميدان ديد آورده و حرکت ظاهري اش را تعقيب کند. از ماه و سيارات گرفته تا کهکشان هاي دوردست و حتي ماهواره ها از تيررس اين تلسکوپ ها در امان نيستند. البته اين به شرطي است که تلسکوپ خوب تنظيم شده باشد. قيمت بالاي اين ابزارها موجب شده تا بيشتر اوقات، رصدخانه ها و مراکز بزرگ آموزش نجوم و نيز عکاسان با تجربه اعماق آسمان, به سراغ چنين ابزارهايي بروند.






پايه مجهز به سامانه رديابي خودکار - پایه استوایی






پايه مجهز به سامانه رديابي خودکار - پایه سمت - ارتفاعی

[Rez@ee]

ابزارهاي نجومي- قسمت نهم- دوربين دوچشمي

دوربين دوچشمي ابزار مناسبي براي مشاهده بسياري از پديده هاي نجومي واجرام آسماني است که از يک جفت تلسکوپ شکستي موازي با هم تشکيل مي شود. تصوير ايجاد شده در پشت چشمي دوربين دوچشمي به صورت مستقيم و غير وارونه است و از اين رو مشاهده آسمان را بسيار ساده و دلپذير مي کند.







نام دوربين هاي دوچشمي معمولاٌ با دو عدد بيان مي شود که بين آن ها يک علامت ضربدر قرار داده مي شود. عدد سمت راست نشان دهنده قطر عدسي شيئي دوربين بر حسب ميليمتر بوده و عدد سمت چپ نشان از ميزان بزرگنمايي دوربين دارد.
براي مثال در دوربين دوچشمي 80×20 (که خوانده مي شود 20 در 80)، عدد 80 قطر عدسي شيئي دوربين بر حسب ميليمتر است و عدد 20 به معني بزرگنمايي بيست برابري است که دوربين مي تواند ايجاد کند.







براي استفاده نجومي از دوربين دوچشمي، بايستي حتماٌ دوربين روي سه پايه نصب شود. براي مثال يک سه پايه محکم عکاسي انتخاب مطلوبي است. در غير اين صورت لرزش شديد دست مانع از اين مي شود که بتوانيم تصوير واضحي را ببينيم. دوربين هاي دوچشمي مناسب براي کاربري نجومي بايد بيشتر از 7 برابر بزرگنمايي داشته باشند و قطر عدسي شيئي آن ها نيز بيش از 40 ميليمتر باشد. دوربين هاي 70×15، 80×20 و 100×25 از دوربين هاي دوچشمي رايجي هستند که بيشتر براي کاربري نجومي از آن ها استفاده مي شود.
با چنين دوربين هايي مي توان به سراغ رصد عوارض بزرگ سطح ماه و اقمار مشتري و حلقه زحل رفت و يا به رصد بسياري از خوشه هاي باز ستاره اي و کهکشان هاي معروف آسمان پرداخت. اصولاٌ بهتر است علاقه مندان به نجوم که قصد تهيه ابزار مشاهده اي را دارند نخست به سراغ مشاهده با دوربين دوچشمي بروند و پس از کسب تجربه لازم در پرش و پيمايش در آسمان، به فکر تهيه يک تلسکوپ مناسب باشند.

[Rez@ee]

ابزارهاي نجومي- قسمت دهم- راديو تلسکوپ

مي دانيم که دماي زياد ستاره ها موجب مي شود که مانند ساير اجرام داغ در تمام قسمتها طيف الکترومغناطيس همچون پرتو ايکس و امواج راديويي تابش کنند. اما جو زمين نسبت به امواج مرئي و راديويي نفوذپذير است و ساير پرتوهاي تابش شده از سوي ستاره ها را جذب مي کند. طول موج پرتوهاي مرئي بين 400 تا 700 نانومتر بوده وطول موج هاي راديويي که از جو مي گذرند بين 01/0 متر تا 30 متر متغير است. با انواع تلسکوپ هايي که در بخش هاي قبلي اين فصل درباره شان صحبت شد فقط مي توان کيهان را از زاويه ديد امواج مرئي بررسي کرد و ساير امواجي که از آن ها به زمين مي رسد، بدون استفاده مي مانند. تلسکوپ هاي راديويي به دانشمندان امکان مي دهند که کيهان را در ساير طول موج ها نيز بکاوند و بسياري از اسراري را که فقط در محدود امواج راديويي بازگو مي شوند دريابند.







امکان کاوش در کيهان با تلسکوپ هاي معمولي فقط در شب مهياست و در روز فقط مي توان به مطالعه خورشيد پرداخت. ولي تلسکوپ هاي راديويي قادرند امواج راديويي گسيل شده از ستاره ها را در تمام مدت شبانه روز دريافت کنند. اين امواج بي آن که با مانعي روبرو شوند از ميان گاز و غبار ميان ستاره اي و نيز از ميان ابرهاي جو زمين گذر مي کنند و خود را به تلسکوپ هاي راديويي مي رسانند که همچون تله اي آنها را به دام مي اندازند. دانشمنداني که با تلسکوپ هاي راديويي مشغول به کار هستند، نه ترسي از بابت افزايش آلودگي نوري شهرها دارند و نه نگران از دست دادن نواحي وسيعي از کيهان هستند که در پس ابر و غبار کيهاني از ديد تلسکوپ هاي نوري پنهان مانده است. هيچ چيز سد راه راديو تلسکوپ ها نيست. اما همين تلسکوپ ها گاهي از استارت زدن خودروهاي حوالي راديو تلسکوپ و امواج ارسالي ايستگاه هاي راديويي نزديک دچار مشکل مي شوند!
به علاوه آن چه از رصد با تلسکوپ هاي نوري معمولي به دست مي آيد يک عکس يا صرفاٌ يک رصد بصري است اما اطلاعاتي که راديو تلسکوپ ها ارائه مي کنند جريان هايي از امواج الکتريکي است که با دستگاه سنجشي قابل خواندن است.
در اين تلسکوپ ها امواج راديويي دريافت شده از ستاره ها از يک بشقاب سهمي وار منعکس مي شود و به گيرنده اي مي رسد که در کانون سهمي وار قرار دارد. سپس اين امواج در بخشي از راديو تلسکوپ تقويت مي شوند و به دستگاه سنجش انتقال مي يابند.





چيزي که در تعيين محل رصدگاه يک رصدخانه راديويي اثر گذار است، دوري از علائم راديو و تلويزيون و نيز نويزهايي است که از سيستم احتراق اتوموبيل ها و هواپيما منشاء مي گيرد ولي براي انتخاب رصدگاه به منظور ساخت يک رصدخانه نور مرئي، باز بودن افق از همه طرف، ثبات لايه هاي جوي و ميزان ديد آسمان (Seeing)، تعداد روزهاي ابري سال، غبار منطقه و بسياري از عوامل محيطي ديگر بايستي مد نظر قرار گيرند.
يکي از مشکلات کار با راديو تلسکوپ ها، پايين بودن قدرت تفکيک آن ها است که موجب مي شود تعيين محل دقيق يک منبع راديويي در آسمان دشوار شود. به طور کلي هر چه طول موج بيشتر باشد، قدرت تفکيک کمتر خواهد بود. براي مثال يک طول موج 10 سانتيمتري را درنظر بگيريد. چنين طول موجي 200000 بار بزرگتر از حد واسط طول موج مرئي است. پس اگر مي خواهيم در مورد چنين طول موجي به همان قدرت تفکيک تلسکوپ نوري معمولي برسيم، بايد قطر تلسکوپ راديويي 200000 برابرباشد، يعني آنتني که قطر بشقابش ده ها و حتي صدها کيلومتر باشد! واقعاٌ آيا مي توان چنين آنتن بزرگي را روي زمين ساخت؟!






دانشمندان براي حل مشکل ساخت دیشهای بسیار بزرگ که شاید بودجه های عظیمی را تحمیل کند و قابل ساخت نباشد راه حل هوشمندانه اي يافته اند كه در قسمت بعدي به آن اشاره مي شود.