Czym są katadioptryki? cz. 1: Krótka historia teleskopów z korektorem

Katadioptryk to rodzaj teleskopu (systemu optycznego), zwany również systemem zwierciadlano-soczewkowym. Obraz tworzony jest dzięki specjalnym kształtom soczewek i luster, które spełniają kolejną ważną funkcję – niwelują niektóre błędy tradycyjnych refraktorów ( teleskopów soczewkowych) i reflektorów (teleskopów lustrzanych), jak np. aberracje chromatyczne (charakterystyczne dla refraktorów achromatycznych) lub geometryczne, które mimo, że występują w mniejszym lub większym stopniu w każdym teleskopie zwierciadlanym, w katadioptrykach są znoczone dzięki zastosowaniu korektora (soczewki) przed lustrami. Wspomniana soczewka zwykle nazywana jest korektorem właśnie dlatego, że wprowadza do układu aberrację sferyczną równą sumie aberracji luster, tyle, że z przeciwnym znakiem, a więc spełnia funkcje korygujące.



Rozwój teleskopów z korektorem
Pierwsze pomysły korygowania wad systemów optycznych przy użyciu soczewek pojawiały się już w XIX w., kiedy W.F. Hamilton opatentował jednoelementowy refraktor z korektorem w postaci ujemnej soczewki (1814 r.). Pod koniec tamtego stulecia swoje prace nad systemami zwierciadlano-soczewkowymi prowadził również niemiecki architekt i optyk Ludwig Schupmann, który aberrację chromatyczną niwelował przy użyciu zwykłych soczewek od okularów. Jego teleskopy były stosowane we wczesnych badaniach powierzchni Księżyca, a później okazały się dobrym rozwiązaniem do obserwacji gwiazd podwójnych.
Dalszy rozwój katadioptryków przypadł dopiero na XX w., kiedy poszukiwano odpowiedniego systemu optycznego do rodzącej się wówczas astrofotografii. W związku z tym w 1931 r. Bernhard Schmidt wynalazł kamerę nazwaną jego nazwiskiem. Później wykorzystano również ten patent przy teleskopie systemu Schmidt-Cassegrain (SCT), korygując zwierciadlanego Cassegraina korektorem Schmidta. W latach 30’ nad swoim patentem pracował także Dmitri Dmitrievich Maksutov, który ostatecznie w 1941 r. opatentował system oparty na SCT, używając przy tym pełnoaperturowego menisku wklęsłego zamiast asferycznej płyty Schmidta. Korektor Maksutova stosowany jest najczęściej w dwóch kombinacjach: jako teleskop Maksutova-Cassegraina (Cassegrain z meniskiem Maksutova) lub Maksutova-Newtona (korygowany system Newtona). Trzy lata później swoją wizję zaprezentował Houghton, tworząc system Lurie-Houghton opierający się na dwóch soczewkach korygujących: dodatniej i ujemnej. Również dwa korektory zakłada konstrukcja Houghton-Cassegrain uważana za najlepszy teleskop katadioptryczny na świecie, jednak w związku z kosztami produkcji jest praktycznie niedostępna na rynku.
Wspomniane wcześniej układy teleskopów katadioptrycznych wykorzystywały korektory pełnoaperturowe, natomiast istnieją również systemy opierające się jedynie na miejscowej korekcji – jak np. Argunov–Cassegrain (1972 r.), czy wersja Maksutova-Cassegraina z korektorem niepełnoaperturowym (lata 80’ XXw.)
Jednak najbardziej popularnymi obecnie teleskopami zwierciadlano-soczewkowymi są konstrukcje Schmidt-Cassegrain, Maksutov-Cassegrain, Advanced Coma Free oraz Maksutov-Newton.

W kolejnej części opiszę zasadę działania teleskopów Schmidta-Cassegraina

→ Część 2: Układ Schmidta