Чем снимать через подзорную трубу


Простая астрофотография через телескоп

Не нужно быть профессионалом, чтобы сделать хороший снимок, важно лишь то, с чего и как вы его делаете. Астрофотография через телескоп — прямое тому доказательство. Если у вас есть телескоп, фотоаппарат и желание, естественно, то, как говорится, невозможное возможно!

Вначале астрофотографией занимались лишь в научно-исследовательских целях, но сейчас стали доступными и художественная либо любительская астрофотография. Из-за развития цифровой фотографии, процедура значительно упростилась, были созданы фотоаппараты со сверхчувствительной матрицей и мощными объективами с многократным увеличением.

Возможно, вам кажется, что это невозможно, но уверяю вас, это совсем не сложно. Для того чтобы добиться нужного результата, потребуется всего лишь выполнение технологии, терпение и использование нужного фотооборудования.

Как выбрать телескоп?

Телескоп используют не только как объект созерцания небесных тел, но и объект, с помощью которого можно сделать их фото. Важной особенностью его есть то, что вы увидите минимум искажений на фото. А за счет объединения кратного увеличения объектива камеры с телескопом вы увидите на фото то, что обычным глазом не заметно в поле зрения объектива телескопа.

Для фотографии подойдут все типы телескопов, для тех, кто не в курсе, их всего три (рефрактор – линзовый, рефлектор – зеркальный, катадиоптрический – зеркально-линзовый). Наиболее подходящим из них является третий вариант – зеркально-линзовый.

Он поможет сделать фото с наибольшей четкостью и насыщенностью цвета, изображение будет с минимально возможным количеством искажений. Благодаря технологическому прогрессу, нам доступны объективы, которые выполнены по оптической зеркально-линзовой системе с расстояниями фокуса 500 и 1000 мм.

Есть свои плюсы и у рефлекторов, поскольку они имеют зеркальный объектив, то меньше искажают картинку и имеют минимальную светопотерю. Также немаловажным плюсом будет и то, что они гораздо дешевле в цене. Не забываем о необычном свойстве данных телескопов, они переворачивают картинку, но для астрофотографии это совсем не страшно в отличие от наблюдения за космическим пространством.

Масштаб изображения напрямую зависит от фокусного расстояния, таким образом, чем больше фокусное расстояние, тем большим является кратность данного объектива. При наблюдении за звездами изображение регулируется окуляром, но, к сожалению, при съемке окуляр не задействован.

Вполне подходящим фокусным расстоянием для астрофотографии является 500 мм, а объекты с расстоянием 1000 мм и более куда сложнее отрегулировать, хотя и на фото вы сможете запечатлеть более дальние и незаметные космические объекты.

Главной характеристикой при выборе телескопа является диаметр его трубы, то есть – апертура. Чем больше апертура, тем больше возможность собрать поглощаемого света объективом телескопа и тем больше мы сможем увидеть. При диаметре объектива телескопа всего в 50 мм можно сделать неплохие снимки поверхности луны.

Какую же треногу-монтировку выбрать?

Снимки делают с большой выдержкой, которая может длиться от нескольких минут до нескольких часов. Но никто не отменял законов физики и того факта, что наша планета крутится вокруг своей оси. Из-за этого на фото могут возникать разводы или линии, можем наблюдать факт движения!

Именно поэтому практически во всех компьютеризированных монтировках есть такая функция, как отслеживание объекта исследования. Это не значит, что они очень дорогие или сложные в эксплуатации, данная функция есть даже в самых простых.

Иногда могут использовать экваториальную монтировку, на которую монтируют специальный электроприбор, с помощью которого происходит вращение телескопа по выбранной заранее оси. В свою очередь, азимутальная монтировка и фото штатив не предназначены для длительной съемки небесных тел.

Как подключать системную камеру к телескопу?

Системную камеру или фотоаппарат можно подключать к окуляру телескопа, крепится она так же просто, как и к любой другой фотооптике. Для того чтобы все работало, как нужно, нам понадобится всего две детали, это – универсальный Т-адаптер для возможности закрепить фотоаппарат к окулярному узлу и переходник на нужный байонет. Так можно прикрепить любую камеру со съемным объективом.

Таким образом, вы видите, что астрофотография через телескоп вполне реальна и достаточно доступна.

Снимок Луны: как сделать лунные фотографии в телескоп

Съемка луны - это весело, легко и очень полезно. Это потому, что луна такая яркая и кажется такой большой на небе, что даже небольшой телескоп может выявить множество интересных деталей поверхности.

Современные цифровые однообъективные зеркальные фотоаппараты (DSLR) при использовании вместе с телескопом позволят вам делать потрясающие портреты единственного естественного спутника Земли. Вы сможете запечатлеть не только бесчисленные ударные кратеры всех форм и размеров на лунном ландшафте, но и кратеры с яркими лучевыми системами, высокими пиками, зубчатыми горными хребтами и темными, относительно гладкими областями, которые ранние наблюдатели считали лунными » моря."

Вы также можете использовать настройку телескопа для документирования смены фаз Луны, которые происходят каждый месяц, когда спутник переходит от полумесяца к четверти к полному и обратно к полумесяцу. Вы даже можете записывать земной свет Луны и соединения (близкие группы) с планеты, а также частичные и полные затмения. В результате получаются сувенирные фотографии памятных лунных событий, которые вы можете с гордостью демонстрировать у себя дома или в офисе или делиться с семьей и друзьями.

В основном есть три способа сфотографировать луну через телескоп - съемка в прямом фокусе с использованием окулярной проекции и афокального метода.Ниже мы дадим обзор каждой техники, чтобы вы могли опробовать ее в следующую ясную ночь.

Чтобы прикрепить зеркальную камеру (без объектива) к фокусировщику окуляра телескопа, вам понадобится Т-образное кольцо, подходящее к креплению объектива вашей конкретной камеры, и адаптер основной фокусировки (внизу справа) с наружной Т-образной резьбой и стандартный ствол диаметром 1¼ дюйма, который можно вставить в фокусер. Вам также понадобится электронный «спусковой тросик» или дистанционный пусковой механизм / контроллер (внизу слева), чтобы вы могли управлять затвором камеры, минимизируя вибрации.(Изображение предоставлено Имельда Б. Джосон и Эдвин Л. Агирре)

Фотография с прямым фокусом

В этом методе вы прикрепляете камеру непосредственно к телескопу, который по сути действует как сверхмощный телеобъектив. Цифровые зеркальные фотоаппараты превосходно подходят для съемки с прямым фокусом (и проецирования через окуляр), поскольку они имеют съемные линзы, что упрощает использование Т-образного кольца и адаптера для подключения камеры к фокусировщику телескопа. Вы можете купить эти аксессуары у розничных продавцов телескопов, таких как Celestron и Orion.При выборе аксессуара обязательно указывайте марку и модель вашего телескопа и корпуса камеры. [См. Наше наглядное руководство по фотографии луны с помощью телескопов]

Имельда Джосон и Эдвин Агирре используют изготовленный на заказ адаптер из обработанного алюминия для прикрепления своей зеркальной камеры к рефрактору Takahashi FS-78. Это установка, которую они использовали для получения многих лунных фотографий, сопровождающих их статью. (Изображение предоставлено Имельда Б. Джосон и Эдвин Л. Агирре)

Размер лунного изображения в кадре камеры будет зависеть от фокусного расстояния объектива (передней) линзы в преломляющих телескопах и от главного (главного) зеркала в отражающие телескопы.Чтобы получить потрясающий вид на Луну крупным планом, вам понадобится телескоп с фокусным расстоянием 500 миллиметров или больше. Телескоп диаметром 500 мм даст изображение Луны размером около 5 мм в зеркальной камере с полнокадровым датчиком формата 35 мм; телескоп 1500 мм дает изображение 14 мм, а телескоп 2000 мм дает изображение 18 мм. С потребительскими зеркальными фотокамерами, в которых используются меньшие сенсоры APS-C, лунное изображение будет казаться больше из-за обрезки кадра камеры.

Для получения четких изображений Луны сфокусируйте комбинацию телескопа и камеры как можно точнее.Многие зеркальные камеры предлагают режим «live-view», который позволяет вам видеть то, что видит датчик камеры, через встроенный ЖК-экран. Вы можете увеличить изображение до 10-кратного увеличения, чтобы уточнить фокус.

На этой обрезанной фотографии, сделанной Имельдой Хосон и Эдвином Агирре 20 февраля, Венера изображена в виде блестящей «звезды» слева с более тусклым Марсом над ней. Обратите внимание на красивый "земной свет", освещающий темную сторону Луны. Хотя трио выглядело близко друг к другу, если смотреть вдоль нашего луча зрения, на самом деле небесные тела находились далеко друг от друга в космосе.Венера находилась в то время в 134 миллионах миль от Земли, а Марс - в 203 миллионах миль. Луна была намного, намного ближе - «всего лишь» в 225 000 миль. Имельда и Эдвин использовали цифровую зеркальную камеру Canon EOS 5D Mark II в главном фокусе рефрактора Takahashi FC-60, чтобы запечатлеть эту зимнюю сцену. (Изображение предоставлено: Имельда Б. Джосон и Эдвин Л. Агирре)

Самое большое преимущество цифровых фотоаппаратов перед пленкой для съемки Луны состоит в том, что вы получаете мгновенную обратную связь. То, что вы видите на ЖК-экране, - это именно то, что вы получаете.Ключевым моментом является «брекетинг» ваших экспозиций, то есть снимайте как можно больше изображений, используя различные настройки экспозиции. Таким образом вы увеличите свои шансы на получение действительно хороших снимков.

Например, если вы сфотографировали полнолуние с помощью короткофокусного телескопа при настройке ISO 200 и выдержке 1/1000 секунды, и получившееся изображение выглядит размытым (передержанным), попробуйте увеличить выдержку до 1/2 000 или быстрее. Если изображение выглядит тусклым (недоэкспонированным), попробуйте уменьшить скорость затвора до 1/500 или меньше.Вы также можете настроить чувствительность ISO, уменьшив ее, если изображение переэкспонировано, или увеличив, если оно недоэкспонировано. Не бойтесь экспериментировать; просто продолжайте пробовать различные настройки экспозиции, пока не получите результат, подходящий для вашей конкретной настройки.

Фотография через окуляр в проекции

Этот метод используется для получения сильно увеличенных изображений лунных гор или отдельных кратеров. Для этого вам нужно добавить окуляр между корпусом камеры и телескопом с помощью специальной переходной трубки, которая удерживает окуляр на месте.

В дополнение к Т-образному кольцу для метода проецирования окуляра вам понадобится специальная переходная трубка (показанная внизу справа), которая удерживает окуляр перед камерой. Обязательно надежно закрепите окуляр внутри тубуса винтом с накатанной головкой, чтобы он не выпал и не повредил зеркало камеры и / или датчик. Некоторые переходные трубки, подобные показанной на фотографии, позволяют изменять размер изображения луны на датчике, регулируя положение окуляра внутри выдвижной трубки.(Изображение предоставлено: Имельда Б. Джозон и Эдвин Л. Агирре)

Сначала вставьте окуляр внутри тубуса и зафиксируйте его, а затем прикрепите адаптер к соответствующему Т-образному кольцу. Во-вторых, установите Т-образное кольцо на корпус DSLR и прикрепите весь узел к фокусеру телескопа. Наконец, используйте фокусер, чтобы сфокусировать камеру, глядя в видоискатель камеры или на ЖК-экран. Чтобы облегчить фокусировку, наведите телескоп на яркий край Луны или на заметный кратер вдоль терминатора, границы лунного дня и ночи.[Цель: Луна - специальные приемы телескопа]

Конфигурация позволит вам удвоить или утроить масштаб изображения, в зависимости от фокусного расстояния используемого окуляра и расстояния проецирования между окуляром и датчиком камеры. Но обратная сторона заключается в том, что сфокусировать телескоп будет сложнее, поскольку результирующее изображение будет довольно тусклым. Вам также необходимо компенсировать снижение яркости изображения, увеличив время экспозиции камеры или соответственно повысив ее чувствительность ISO.

Имельда Джосон и Эдвин Агирре смогли увеличить изображение поверхности Луны, переключив окуляр рефрактора Takahashi FS-78 с 18 мм. до 7,5 мм. На этом крупном плане изрезанного, густо испещренного кратерами южного нагорья, вдоль терминатора или границы дневной и ночной сторон Луны, виден Клавиус шириной 225 километров (самый большой кратер слева). Внизу справа находится кратер Магинус (163 км), частично скрытый тенью. Гладкое темное лунное «море» внизу справа от центра называется Mare Nubium (лат. «Море облаков»).(Изображение предоставлено: Имельда Б. Джосон и Эдвин Л. Агирре)

При таком масштабе изображения любые вибрации также будут сильно увеличены. Чтобы свести к минимуму сотрясение камеры, обязательно установите телескоп на прочный штатив или основание. Вы можете уменьшить вибрацию еще больше, заблокировав зеркало видоискателя DSLR вверх и используя электронный «спусковой тросик» для нажатия кнопки спуска затвора. Хорошей альтернативой было бы использование встроенного в камеру таймера задержки для открытия затвора.

При очень большом увеличении даже движение луны по небу может смазывать изображение во время длинной выдержки.Вот почему в этой ситуации лучше всего использовать экваториальную монтировку с приводом от двигателя для настройки вашего телескопа.

Афокальная фотография

Вы можете использовать этот метод, если вы не можете снять объектив в своей камере, как в случае карманных фотоаппаратов «наведи и снимай» и камер смартфонов. Сначала наведите телескоп на Луну. Затем с помощью окуляра с малым или средним увеличением отрегулируйте фокусер телескопа до тех пор, пока лунное изображение не станет четким. После того, как телескоп сфокусирован, просто поместите камеру прямо в окуляр и используйте встроенный ЖК-экран камеры для компоновки кадра.

Имельда Йосон показывает, как техника афокальной проекции выполняется с помощью iPhone 6 и зрительной трубы Swarovski, которая на самом деле представляет собой небольшой портативный рефракторный телескоп. Это именно та установка, которую они с Эдвином использовали, чтобы сделать сопутствующие фотографии первой четверти и растущей луны. (Изображение предоставлено: Имельда Б. Джосон и Эдвин Л. Агирре)

Поднося камеру рукой к окуляру, постарайтесь удерживать камеру как можно устойчивее. Это сложнее, чем вы думаете, поэтому приготовьтесь разочароваться своими первоначальными результатами.Просто продолжайте делать пробные снимки, пока не сделаете все правильно. Если вы используете обычный штатив для камеры, луна будет плавно дрейфовать в поле зрения телескопа по мере вращения Земли, так что у вас будет всего полминуты или около того, чтобы сделать снимок. Затем вам придется перенастроить телескоп, чтобы луна была выровнена с окуляром и камерой.

Хотя держание в руке дает достойные результаты, вы можете получить более качественные и стабильные изображения, если купите коммерческий кронштейн или адаптер в розничных магазинах фотоаппаратов или в интернет-магазинах (просто «дигископинг» Google, что является другим термином для афокальной фотографии).Если вы умеете обращаться с инструментами и обработкой, вы можете сделать собственное крепление. Каким бы ни был ваш выбор, убедитесь, что кронштейн или адаптер надежно удерживают камеру на окуляре.

Используя афокальную конфигурацию, можно делать потрясающе детализированные крупные планы Луны с помощью обычных компактных фотоаппаратов «наведи и снимай» и камер смартфонов. Имельда Джосон и Эдвин Агирре сфотографировали этот вид луны в первой четверти 24 июля с помощью портативного устройства iPhone 6 и окуляра 80-мм зрительной трубы Swarovski на штативе при 60-кратном увеличении.(Изображение предоставлено Имельда Б. Джозон и Эдвин Л. Агирре)

Если вы видите виньетирование или затемнение по краям изображения, это означает, что камера расположена слишком далеко от окуляра. Чтобы уменьшить или устранить виньетирование, переместите камеру как можно ближе к окуляру, удерживая камеру в центре. Вы также можете увеличить размер лунного изображения, переключившись на мощный окуляр или используя функцию масштабирования объектива камеры.

Вы можете оставить камеру в режимах автофокусировки и автоэкспозиции при съемке изображений или, если хотите, вы можете настроить параметры самостоятельно (как это сделать, см. Руководство к камере).Вы можете приобрести сторонние приложения для камер смартфонов, которые позволят вам контролировать экспозицию и редактировать фотографии.

Некоторые заключительные мысли

Независимо от того, насколько точно сфокусирован ваш телескоп или насколько хорошо качество оптики вашего телескопа, резкость ваших лунных изображений всегда будет зависеть от турбулентности в верхних слоях атмосферы. Атмосферная турбулентность, из-за которой звезды мерцают, является проклятием для всех лунных и планетных фотографов, поскольку плохие условия "видимости" могут превратить мелкие детали поверхности в кипящий, бурлящий беспорядок.Поэтому, если части ваших изображений выглядят нечеткими или искаженными, это может быть из-за плохого зрения. Лучшим вариантом будет сфотографировать луну, когда она находится высоко в небе, и продолжить съемку в надежде, что вы сможете сделать снимок в тот мимолетный момент, когда атмосфера стабильна.

Удачи и чистого неба!

Примечание редактора: Если вы сделаете потрясающую фотографию Луны, которой хотите поделиться со Space.com и ее новостными партнерами для рассказа или галереи, вы можете отправить изображения и комментарии по адресу: spacephotos @ space.com.

Старые астрофотографы Имельда Хосон и Эдвин Агирре фотографируют Луну более трех десятилетий, начиная с черно-белой пленки Kodak Tri-X. Следуйте за нами @Spacedotcom , Facebook и Google+ . Оригинал статьи на Space.com .

.

Чтобы увидеть свет, нужно использовать несколько телескопов


Space Science News home

Чтобы увидеть свет, нужно использовать несколько телескопов

Зачем нужны разные типы телескопов, чтобы смотреть в космос

Feature Story: NASA NASA Science News представляет «Feature Stories», где вы можете расслабиться и насладиться подробным обзором текущих исследований (а иногда и просто забавной историей). 20 апреля 1999 г. : Изучая электромагнитные излучения таких объектов, как звезды, галактики и черные дыры, астрономы надеются прийти к лучшему пониманию Вселенной. Хотя многие астрономические головоломки можно решить только путем сравнения изображений с разными длинами волн, телескопы предназначены только для обнаружения определенной части электромагнитного спектра. Поэтому астрономы часто используют изображения с нескольких разных телескопов для изучения небесных явлений. Ниже показана галактика Млечный Путь, видимая с помощью радио-, инфракрасных, оптических, рентгеновских и гамма-телескопов.

Многоволновая галактика Млечный Путь


радио

инфракрасный

наглядный

Рентген

гамма-лучи

Телескопы разных типов обычно не снимают одновременные показания. Пространство - это динамическая система, поэтому изображение, сделанное в одно время, не обязательно является точным эквивалентом изображения того же явления, сделанного в более позднее время. И часто у одного вида телескопа едва хватает времени, чтобы наблюдать чрезвычайно короткоживущие явления, такие как гамма-всплески.К тому времени, как другие телескопы указывают на объект, он становится слишком тусклым, чтобы его можно было обнаружить.

Так почему же ученые не создали телескоп, предназначенный для того, чтобы смотреть на все сразу?

«Природа определила конструкцию наших телескопов», - говорит доктор Мартин Вайскопф, астрофизик из Центра космических полетов им. Маршалла НАСА.

Разные длины волн для разных энергий создают разные инструментальные потребности. Это приводит к разным, несовместимым устройствам обнаружения.

Справа : Электромагнитный спектр. Радио имеет длинные волны и низкие энергии, тогда как гамма-лучи имеют очень короткие длины волн и высокие энергии.

Телескопы основаны на взаимодействии энергии и материи. Атомная материя, из которой состоит телескоп, должна каким-то образом интерпретировать энергию, излучаемую астрономическими объектами. Эта энергия находится в форме электромагнитных волн. Хотя первый телескоп был создан 400 лет назад, мы не имели полной картины электромагнитного спектра до начала этого столетия.По мере того, как наши знания физики улучшаются, ученые могут создавать телескопы все более совершенного качества. Но по мере того, как технологии развиваются и становятся все более специализированными, различия между конструкциями телескопов становятся более заметными

Развитие телескопов

Большая часть Вселенной невидима для нас, потому что мы видим только видимую световую часть электромагнитного спектра. Когда большинство людей думают о телескопах, они представляют собой телескопы в видимом свете или оптические телескопы.

Когда в 1570-х годах появился первый оптический телескоп, его конструкция была простой - одна вогнутая и одна выпуклая линзы помещались внутри трубы. Трубка выполняла роль приемника или «легкого ведра». Линзы искривляли или преломляли свет, когда он проходил через стекло, в результате чего сцена казалась в 3-4 раза больше. Галилей усовершенствовал конструкцию и к 1609 году разработал рефракторный телескоп с 20-кратным увеличением. Галилей прославил телескоп, когда он обнаружил долины и горы Луны и заметил четыре спутника Юпитера.

Слева : Галилео Галилей (1564–1642), итальянский астроном, математик и физик.

Стеклянные линзы телескопа Галилео, однако, были не очень четкими - они были полны маленьких пузырьков и имели зеленоватый оттенок из-за содержания железа в стекле. Кроме того, форма стеклянных линз делала поле зрения очень размытым.

Увеличение телескопа Галилея можно было улучшить только за счет фокусировки света дальше за основной линзой, что привело к получению более длинных и длинных телескопов.Но однажды

телескопы достигли 140 футов в длину, они стали практически бесполезны для наблюдений. Было невозможно правильно выровнять линзы на такой большой длине. Для более длинных телескопов также требовались линзы большего размера, и после того, как линза достигала 1 метра (3,28 фута) в диаметре, она деформировалась, провисая под собственным весом.

Справа : 150 футов Иоганна Гевелия. телескоп (Machina Coelestis, 1673). Перепечатано с разрешения Королевского астрономического общества в Лондоне.

Исаак Ньютон изобрел первый телескоп-рефлектор в 1671 году.Используя изогнутое зеркало для отражения и фокусировки света внутри трубы, он смог значительно уменьшить длину телескопа. Отражающий телескоп решил еще одну проблему, присущую преломляющему телескопу: хроматическую аберрацию.

В 1672, Ньютон

описал, как белый свет на самом деле представляет собой смесь цветного света. Каждый цвет имеет свою степень преломления, поэтому изогнутые линзы разделяют белый свет на цвета спектра. Эта хроматическая аберрация привела к тому, что центральные изображения в преломляющих телескопах были окружены кольцами разных цветов.Планеты, видимые в преломляющий телескоп, кажутся окруженными радугой.

Слева : сэр Исаак Ньютон (1642-1727), английский математик и физик.

К 1730 году телескоп-рефлектор Ньютона приобрел популярность в научном сообществе. Даже сегодня большие оптические телескопы стоят

штук. на основе основной конструкции Ньютона. Еще одним преимуществом телескопа-рефлектора Ньютона является то, что его также можно использовать для изучения ультрафиолетового и инфракрасного света. Космический телескоп Хаббла, известный своими потрясающими оптическими изображениями Вселенной, также работает в ультрафиолетовой и инфракрасной частях спектра.

Но только в 1930-х годах астрономы даже начали искать другие части электромагнитного спектра. Карл Янски случайно обнаружил галактическое излучение радиоволн в 1933 году. Работая в Bell Telephone Laboratories, Янски пытался найти причину коротковолновых радиопомех в трансатлантических коммуникациях. Создав вращающийся радиотелескоп, чтобы посмотреть на

На горизонте он в конце концов обнаружил, что большая часть статического электричества возникла из-за шума зажигания двигателя и далеких гроз.Но Янский также обнаружил, что некоторый радиошум исходит из центра Галактики Млечный Путь.

Слева : «Антенна Янского» не очень похожа на современные антенны, то есть телевизионные антенны или спутниковые тарелки, потому что она была разработана для приема коротковолновых сигналов, идущих за горизонт.

Как и оптические телескопы, радиотелескопы имеют отражатели и приемники. Большинство радиотелескопов должны быть большими, чтобы работать с более длинными волнами радио и более низкими энергиями.Разрешение также имеет значение:

низкочастотные радиоволны были бы несфокусированными и нечеткими в меньших телескопах. Радиотелескопы также должны быть большими, чтобы преодолевать радиошум или «снег», который естественным образом возникает в радиоприемниках. Мы также создаем большое количество шума на Земле, поэтому меньшие телескопы будут терять некоторые астрономические радиосигналы из-за ежедневного воспроизведения рок-музыки, телевизионных передач и звонков по сотовым телефонам. Примером современного радиотелескопа является The Very Large Array в Нью-Мексико (справа), состоящий из 27 антенн, соединенных электронным способом, что дает разрешение антенны в 36 километров (22 мили) в поперечнике.

Радиотелескопы и оптические телескопы можно использовать на Земле, но некоторая разрешающая способность теряется из-за атмосферы Земли. Наблюдая с другой стороны неба, космический телескоп Хаббла позволяет астрономам видеть Вселенную без искажений и фильтрации, которые возникают при прохождении света через атмосферу Земли.

Атмосфера Земли сильнее влияет на инфракрасный и ультрафиолетовый свет. Поэтому их телескопы всегда должны располагаться высоко над землей или в космосе.

Инфракрасные телескопы размещены на вершинах гор, далеко над низко расположенным водяным паром, который мешает инфракрасному свету.

Слева : 3,0-метровый телескоп инфракрасного телескопа НАСА на вершине Мауна-Кеа, Гавайи. Фото любезно предоставлено Эрни Мастроянни.

Ультрафиолетовые телескопы необходимо размещать даже выше, чем инфракрасные телескопы. Озоновый слой стратосферы Земли, расположенный на высоте от 20 до 40 километров над поверхностью Земли, блокирует УФ-волны с длиной волны короче 300 нанометров.К 1940-м годам ученые запускали ракеты с элементарными УФ-детекторами на борту.

Атмосфера Земли рассеивает или поглощает высокоэнергетическое излучение, защищая нас от разрушительного воздействия ультрафиолетовых, рентгеновских и гамма-лучей. Атмосфера настолько хороша, что телескопы, предназначенные для обнаружения этих участков электромагнитного спектра, приходится размещать за пределами атмосферы.

Исследования астрономических объектов в рентгеновских и гамма-лучах высоких энергий начались в начале 1960-х годов.Хотя высотные воздушные шары и ракеты могут предоставлять данные о рентгеновских и гамма-лучах, наилучшие результаты получаются от спутников, находящихся полностью за пределами земной атмосферы. Первый рентгеновский телескоп НАСА был запущен из Кении 12 декабря 1970 года. Поскольку эта дата была 7-й годовщиной независимости Кении, спутник был назван Ухуру (суахили означает «свобода»).

Слева : Рентгеновские лучи могут отражаться с помощью комбинации параболоидальных зеркал и гиперболоидальных зеркал. Это расположение зеркал в рентгеновской обсерватории Чандра, запуск которой запланирован на июль 1999 года.

Зеркала рентгеновских телескопов покрыты золотом или другими металлами; Например, зеркала Ухуру были покрыты бериллием. Зеркала имеют малые углы отражения, потому что рентгеновские лучи настолько короткие, что отражаются только под углами, почти параллельными самим лучам. При более крутых углах зеркала лучи не будут отражаться - вместо этого они будут проникать в зеркало, как пуля, врезающаяся в стену.

Поскольку гамма-лучи даже короче рентгеновских лучей, невозможно предотвратить их прохождение сквозь детектор.Поскольку зеркала не могут использоваться для фокусировки гамма-лучей, пришлось разработать метод косвенного обнаружения гамма-лучей.

Справа : Изображение кристаллического детектора гамма-излучения. Электроны, испускаемые гамма-лучами, действуют как триггер срабатывания сигнализации, позволяя детектору узнать, когда гамма-лучи проходят через него.

Американский физик Артур Холли Комптон обнаружил, что гамма-лучи изгоняют электроны, когда они проходят через детектор. Современные детекторы гамма-излучения используют кристаллы или жидкости, которые активируются этими вытесненными электронами гамма-излучения, чтобы регистрировать проходящие гамма-лучи как вспышки света.Первый гамма-спутник Explorer XI был запущен в 1961 году, за год до смерти Комптона. Гамма-обсерватория Комптона, запущенная в 1991 году и до сих пор вращающаяся вокруг Земли, была названа в его честь.

Слева : Артур Холли Комптон (1892-1962) получил Нобелевскую премию по физике 1927 года за свою работу с гамма-лучами.

Физика 101

Большинство объектов испускают одновременно несколько частот энергии. Например, ваше тело светится в тепловом инфракрасном диапазоне вплоть до радио.Но чтобы получить астрономические данные о разных длинах волн, ученым приходится использовать несколько разных типов телескопов. Не существует "всеволнового" телескопа. Проблема с наличием одного телескопа, способного обнаруживать весь электромагнитный спектр, заключается в различиях в методах обнаружения.

«Телескопы разработаны с одной целью: создать устройство, которое взаимодействует с излучением, исходящим из космоса», - говорит доктор Тони Филлипс, радиоастроном, сейчас консультирующий веб-сайт Science @ NASA.

Волны различной длины по-разному взаимодействуют с веществом. Радиоволны отражаются от металла, сквозь который проходят рентгеновские лучи. Эти различия во взаимодействии между материей и энергией привели к тому, что телескопы предназначены только для работы с очень специфическими длинами волн.

Справа : Мозаика различных астрономических явлений на разных длинах волн.

Филипс говорит, что телескопы, разработанные для разных частей электромагнитного спектра, часто сильно отличаются друг от друга.«Низкочастотные радиотелескопы сильно отличаются от микроволновых, хотя оба изучают радиочастоту спектра», - заявляет он. «А низкочастотные радиотелескопы не имеют ни малейшего сходства с рентгеновскими телескопами».

При существующих технологиях невозможно построить один телескоп, способный эффективно исследовать весь электромагнитный спектр. Ученые следуют установленным законам физики при создании телескопов, и всеволновой телескоп должен был бы нарушить эти законы.

«Это стена, которая удерживает нас от создания одного устройства для всего», - говорит Филлипс.

Поскольку в настоящее время невозможно создать всеволновый телескоп, следующий выбор - создать устройство, которое использует сразу несколько телескопов.

«Нам нужна рождественская елка», - говорит Вайскопф. «Нам нужна система, которая могла бы контролировать все выбросы одновременно». Подобранные телескопы можно было бы выровнять, чтобы одновременно смотреть на одно и то же. Устройство, содержащее все различные типы телескопов, обязательно должно быть спутником, чтобы можно было регистрировать рентгеновские и гамма-лучи.

Слева: Если бы всеволновой телескоп был создан, он был бы в списке желаний как профессиональных, так и любительских наблюдателей. На дереве планеты представлены в порядке их удаленности от Солнца (вверху).

Несколько многоволновых обсерваторий уже пролетели - Skylab, Solar Maximum Mission и Solar и гелиосферная обсерватория (SOHO). В частности, космическая станция Skylab считается хорошей моделью для проведения многоволновых исследований в космосе.Запущенный в 1973 году, Skylab имел восемь скоординированных телескопов, расположенных на его держателе телескопа Apollo (ATM). Восемь телескопов изучали спектр Солнца от рентгеновских лучей почти до инфракрасных, все с очень высоким разрешением. Skylab также координировался с наземными астрономами.

Всякий раз, когда наземные наблюдатели обнаруживали активные солнечные протуберанцы, вспышки или выбросы массы, они уведомляли астронавтов, которые затем наводили свои телескопы, чтобы зафиксировать событие.

Справа : космическая станция Skylab на орбите Земли в 1973 году.

По словам Вайскопфа, сегодня при разработке этого типа технологий существует двоякая проблема. Деньги - самое непосредственное препятствие. Только создание высококачественного комбинированного оптического и рентгеновского телескопа обойдется в несколько миллиардов долларов.

Сложнее бороться с социальным мировоззрением ученых. Ученых часто обучают специализироваться; изучать только один сегмент электромагнитного спектра. Следовательно, у нас есть много рентгеновских астрономов, радиоастрономов и так далее, и меньше ученых следует многоволновому подходу.Оборудование и инструменты созданы для изучения только отдельных частей спектра, а не явлений в целом. Например, нет инструментов, предназначенных только для изучения шаровых скоплений.

Филлипс согласен с тем, что в научном сообществе преобладает специализация по длинам волн, но он считает, что это отношение меняется. Вплоть до последних тридцати лет многие астрономы построили свои собственные телескопы, сосредоточив тем самым все свое внимание на одной части спектра. Сегодня инженеры создают телескопы на основе того, что хотят изучать астрономы.Поскольку астрономы больше не строят телескопы, они охотнее смотрят на другие длины волн.

«Астрономы в настоящее время становятся более грамотными в многоволновом режиме, чтобы решать астрофизические головоломки», - говорит Филлипс.

Поскольку специализированные телескопы так хорошо разработаны и все еще активно поддерживаются учеными, наиболее логичным подходом было бы координировать уже существующие телескопы. Это произошло недавно из-за аварии со спутниковым оборудованием.Гамма-обсерватория Комптона (слева) однажды хранила данные на своих спутниковых магнитофонах и сбрасывала данные о гамма-всплесках на наземные станции несколько раз в день. Однако в 1992 году магнитофоны вышли из строя. Поскольку не было возможности сохранить данные, их нужно было передать мгновенно. Яркой стороной этой аварии было то, что эта мгновенная передача информации позволила другим типам телескопов получать немедленные предупреждения о вспышках в режиме реального времени. 23 января 1999 года роботизированные телескопы гамма-излучения и видимого света координировали наблюдение гамма-всплеска.Когда был обнаружен гамма-всплеск, GRO быстро разослала информацию через Интернет. Роботизированный эксперимент по оптическому поиску переходных процессов (ROTSE), видимый свет

телескоп использовал эту информацию, чтобы зафиксировать вспышку через 22 секунды после ее начала. Это позволило ученым впервые увидеть взрыв гамма-всплеска в видимой части спектра.

Справа : Эксперимент по роботизированному и оптическому поиску (ROTSE), проводимый Карлом Акерлоффом из Мичиганского университета.

«Вы хотите спросить:« Почему все не поступали так с самого начала? »- усмехается Вайскопф. «Это потому, что каждый сел в свои машины и начал водить, а многие просто следовали за машинами впереди них».

Такие случайные события, как отказ ленты хранения данных GRO, часто открывают новые взгляды на старую науку, заставляя ученых переосмысливать идеи, которые ранее считались само собой разумеющимися.

Хотя Филлипс говорит, что всеволновой телескоп в настоящее время не является темой серьезного обсуждения в научном сообществе, в прошлом спутники с согласованными телескопами работали хорошо.Возможно, успех Skylab и других многоволновых обсерваторий в сочетании со счастливой аварией GRO вдохновит на новые и революционные идеи о телескопах.


Присоединяйтесь к нашему растущему списку подписчиков - подпишитесь на нашу экспресс-доставку новостей , и вы будете получать сообщение по электронной почте каждый раз, когда мы публикуем новую историю !!!


Другие статьи о функциях


вернуться на главную страницу Новости космической науки

Автор: Лесли Маллен
Куратор: Линда Портер
Официальное лицо НАСА: Грегори С.Уилсон

.

Можете ли вы увидеть космические спутники в телескоп? | Вопросы

Дэйв - Вы, конечно, можете видеть спутники в телескоп.

Однозначно для живых спутников можно получить неплохие их снимки. Вы также можете увидеть Международную космическую станцию ​​(МКС) и все ее части в большой телескоп.

Невооруженным глазом вы можете видеть, что похоже на звезды, которые очень быстро движутся по небу и не имеют мигающего красного света - обычно это самолеты! Все, что движется по небу очень быстро, обычно является спутником.

Крис - Я видел ребят на веб-сайте BBC, где у них есть это программное обеспечение для отслеживания, которое они написали сами, и некоторые любительские телескопы. У них есть потрясающие снимки Международной космической станции. Это действительно похоже на компьютерную игру, насколько хороши картинки.

Дэйв - А еще иногда можно увидеть спутники, которых там быть не должно. У одного из моих соседей по дому есть друг, который фотографировал солнце - он астроном. Иногда вы видите спутники, проходящие мимо Солнца, и вы можете увидеть их на некоторых кадрах этого видео.Есть списки всех спутников, которые должны быть там, а этого не должно было быть. Там определенно больше спутников, чем кто-либо может признать!

Крис - Также они обманывают людей, потому что некоторые из них спускаются на более низкие орбиты, а затем снова возвращаются вверх. Вы получаете эти интересные иридиевые вспышки, когда сеть спутников Iridium, которые являются телекоммуникационными спутниками, опускаются ниже, чтобы общаться, а затем снова поднимаются выше. Они отправляют их на более высокие орбиты, когда они менее востребованы.Это означает, что они потребляют меньше топлива в долгосрочной перспективе, потому что им не нужно постоянно ускорять свою орбиту.

.

Телескоп, в 100 раз сильнее, чем Хаббл, откроет части космоса, которые мы никогда не видели

Взгляд внимательнее

Научный институт космического телескопа (STScI) детализировал 13 предложений, которые составят первоначальный набор научных наблюдений, выполненных с использованием долгожданный космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST).

«Я очень рад видеть список самых интересных целей астрономов для телескопа Уэбба и очень хочу увидеть результаты. Мы полностью ожидаем, что будем удивлены тем, что обнаружим », - сказал Джон К.Мэзер, старший научный сотрудник телескопа Уэбба и старший астрофизик Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, Гринбелт, штат Мэриленд, в пресс-релизе.

Эти исследования охватят широкий спектр исследований, которым будет способствовать телескоп, от наблюдений за нашей солнечной системой до некоторых из самых далеких галактик из известных. Будут использованы все четыре инструмента JWST, что полностью продемонстрирует его возможности.

Щелкните, чтобы просмотреть полную инфографику

Научное сообщество с нетерпением ждет возможности использовать JWST.Фактически, STScI получил в восемь раз больше запросов на подписку на период раннего выпуска, чем мог бы обеспечить. «Это довольно конкурентоспособно», - сказал Нил Рид из STScI Futurism, , но у исследователей есть все основания быть в восторге от JWST.

«Уэбб шесть с половиной метров. При этом чувствительность возрастает на несколько порядков, так что область открытий действительно огромна, - сказал Рид. «Вы можете делать яркие объекты намного быстрее. Вы можете делать гораздо более слабые объекты, чем когда-либо раньше с помощью любого телескопа.

«Чтобы видеть вещи слабее, нам нужен больший телескоп, чтобы собирать больше света», - сказал в интервью Futurism Джонатан Гарднер, заместитель старшего научного сотрудника JWST.

По словам Гарднера, JWST имеет несколько преимуществ перед телескопом Хаббл, и одна из его основных сильных сторон - способность заглянуть в прошлое, позволяя им наблюдать слабые галактики, когда они впервые образовались на много световых лет. прочь.

Еще одна причина, по которой JWST так популярен, - это его относительно короткие временные рамки для работы - никто не хочет упустить свой шанс воспользоваться им.

«Ограничивающим фактором для Уэбба в основном является топливо», - сказал Рид. «Поскольку он работает в инфракрасном диапазоне, все инструменты необходимо держать очень холодными. Это делается не с помощью жидкого азота или чего-то подобного - есть гигантская разворачивающаяся тень от Солнца, которая фактически помещает телескоп в тень ».

Чтобы сохранить тень от солнца в нужном месте и перемещаться между разными объектами, необходимо настроить орбиту телескопа с использованием ракетного топлива. JWST будет работать не менее пяти лет, но команда надеется, что у него будет достаточно топлива как минимум на 10 лет эксплуатации.

Планы для экзопланет

Даже в течение всего этого короткого периода JWST может предоставить новые захватывающие наблюдения, связанные с экзопланетами. Телескоп оснащен несколькими спектрографами, которые работают в инфракрасном и ближнем инфракрасном диапазонах волн, что позволяет исследователям исследовать области, ранее недоступные для поиска относительно небольших экзопланет.

«Мы сможем изучить их атмосферу гораздо более детально, чем когда-либо прежде», - сказал Рид.

Гарднер рассказал Futurism о программе, которая была выбрана как часть периода раннего выпуска, которая будет использовать процесс, называемый коронографией, для изучения характеристик атмосфер экзопланет, когда они путешествуют перед своими звездами.

«Я думаю, что одним из самых захватывающих моментов является то, что когда планета проходит мимо звезды, свет звезды на самом деле проходит через атмосферу планеты и достигает нашего телескопа», - сказал Гарднер.«Когда мы вычитаем это, мы можем получить прямой спектр атмосферы и определить его составляющие».

Учитывая, что это лишь некоторые из самых ранних планов JWST и что он может находиться в эксплуатации почти десять лет, телескоп мог бы предложить научному сообществу всевозможные идеи до его окончательной передачи.

.

Смотрите также