2.3. Устранение аберраций.

Перейти к предидущей главе / Содержание раздела

2.3. Устранение аберраций.

С помощью “воздушных телескопов” в обсерваториях XVIII в. было сделано немало открытий, но для некоторых наблюдений они оставались непригодными, поскольку они компенсировали аберрацию частично, и пользоваться телескопом с диаметром линзы большее 200 мм было невозможно (например, для проведения качественных наблюдений с помощью телескопа с диаметром линзы 1 м, его длина должна достигать 2 км). Поэтому понятно, что решение проблемы усовершенствования инструментов находилось не на этом пути. Телескопы с однолинзовыми объективами и окулярами к середине XVIII в. исчезли, а на смену им пришли телескопы, объективы которых состояли не из одной линзы, а с нескольких. Таким образом, аберрации начали компенсировать с помощью линз с разной кривизной, что значительно уменьшило длину телескопов. Возможность создания таких телескопов была доказана еще в 1695 году известным английским оптиком Д. Грегори.

Джон Доллонд

Над теорией Грегори в 1733 году начал работать Ч. Холл, а его работу продолжил Джон Доллонд (1758). Технология изготовления качественного оптического стекла оставалась довольно примитивной. Сначала расплавленное стекло несколько дней размешивали, стараясь достичь полной однородности и прозрачности. После охлаждения стеклянная масса через неравномерное остывание растрескивалась на много мелких кусков, которые потом повторно переплавляли. Во время повторной плавки кускам предоставлялась форма круглых толстых стеклянных пластинок. В конце концов, эти охлажденные блоки шлифовали, а иногда переплавляли в специальных тиглях, которые предавали им форму линз. Этот метод изготовления линз был бы еще более-менее пригодным, если бы не время, которое затрачивалось на охлаждение и шлифовку. Только на охлаждение расходовалось несколько месяцев, а на шлифовку – еще большее.

Телескоп Джона Доллонда

Как бы там не было, но телескопы Доллонда осуществили настоящий переворот в астрономической технике. Телескоп Гюйгенса длиной 64 м, давал худшее изображение, чем апохромат Долланда длиной всего 1,5 м. Несмотря на значительные успехи избавиться полностью от хроматической аберрации Доллонду не удалось. В поисках новых средств уничтожения аберрации Доллонд изготовил апохроматический объектив, который состоял из 3 линз (двояковогнутой, двояковыпуклой и плосковогнутой). Из-за сложности изготовления апохромата, он и до сих пор остается большой редкостью, но качество изображения замечательное.

Дальнейшее усовершенствование ахроматических рефракторов (линзовых телескопов) происходило одновременно с увеличением их диаметра и улучшения качества оптического стекла. В этом деле в начале XIX в. особого успеха достиг немецкий оптик и астроном Йосиф Фраунгофер. Когда Наполеон ввел континентальную блокаду, из Англии в Европу перестали поступать “доллонды”. Как их строить, никто не знал. Лишь Фраунгофер, который из детства очень тщательно изучал оптику, сам изобрел новые, более совершенные шлифовальные станки и начал изготовлять рефракторы, которые за размером и качеством превзошли “доллонды”.

Рефрактор Фраунгофера в Тарту (Эстония)

Наибольший рефрактор Доллонда имел объектив диаметром 4 дюйма (1 дюйм = 25,4 мм). Первый же телескоп Фраунгофера имел диаметр 7 дюймов. А в 1818 году Фраунгофер начал строить рефрактор диаметром 9 дюймов. Этот инструмент стал наилучшим его творением, и длительное время считался наибольшим в мире, установленный был в 1824 году в Дерптской обсерватории в городе Тарту (Эстония). С помощью этого телескопа было определенное расстояние к Веге (ярчайшей звезды в созвездии Лиры).

В 1826 году преждевременная смерть помешала Фраунгоферу создать телескопы большего диаметра. Но его преемники и ученики Мерц и Малер продолжили его дело. И в 1839 году им удалось изготовить для новой Пулковской обсерватории рефрактор с диаметром объектива 15 дюймов, который сохранял первенство среди рефракторов мира на протяжении 8 лет. С диаметром объектива 38 см пулковский рефрактор имел длину почти 7 м. Большой рефрактор для Миллианской обсерватории с объективом 18 дюймов Мерцу удалось изготовить лишь в 1879 году.

Но не смотря на прогресс в телескопостроении, некоторые аберрации все же таки оставались заметными. Для их устранения необходимо было применять многолинзовые окуляры.