Ennen kuin ryhdymme pohtimaan tähtiharrastajille nykyään tarjolla olevien teleskooppityyppien hyviä ja huonoja puolia, tarkastellaan lyhyesti viittä avainlukua, jotka kuvaavat jokaisen teleskoopin toimintaa ja suorituskykyä aina tavaratalon roskatähtikaukoputkista kunnianarvoiseen Hubble-avaruusteleskooppiin. Kun ymmärrät nämä viisi numeroa, ymmärrät kaukoputkien yhtäläisyydet ja erot ja osaat valita omiin kiinnostuksen kohteisiisi ja budjettiisi parhaiten sopivan kaukoputken.

Aukko – valon ämpäreitä

Kuten aiemmassa artikkelissa mainittiin, minkä tahansa kaukoputken tärkein spesifikaatio on aukko, kaukoputken päälinssin tai peilin halkaisija. Suurempi aukko tekee kuvasta kirkkaamman. Aukko vaikuttaa myös useimpiin muihin teleskoopin tärkeimpiin ominaisuuksiin, mukaan lukien käytännölliset (mutta ei-optiset) ominaisuudet, kuten kustannukset ja paino. Hyvän takapihan kaukoputken aukko amatööritähtiharrastajille on vähintään 80-300 mm (3,15″ – 12″). Joissakin suurissa miljardien dollarien ammattilaiskaukoputkissa on peilit, joiden aukko on 10 metriä (400 tuumaa), mikä on noin pienen taimenlammen kokoinen.

Teleskoopin valonkeruukyky on suoraan verrannollinen linssin tai peilin pinta-alaan, joka puolestaan on suhteessa aukon neliöön. Kaukoputki, jonka objektiivin peilin aukko on 200 mm, kerää siis neljä kertaa enemmän valoa kuin kaukoputki, jonka peili on 100 mm. Myös linssin tai peilin hinta ja paino kasvavat samassa suhteessa, joskus nopeammin kuin aukon neliö. Tämä on tärkein kompromissi, ja se on yksi syy siihen, miksi kaikilla ei ole autotallissaan 25″ Dobsonin heijastinta. Ne ovat isoja, painavia ja kalliita.

Viitteeksi: terveen ja pimeään sopeutuneen ihmissilmän aukko on 7 mm. Joten jopa vaatimattomalla kaukoputkella, jonka aukko on 100 mm (noin 4 tuumaa), on (100/7)2 = 204 kertaa silmän valoa keräävä kyky.

Fokaalipituus – Näytä minulle kuva

Kun valo putoaa peiliin tai linssin läpi, optiikan kaarevuus ohjaa sen tarkentumaan jonkin matkan päässä olevaan tasoon. Pituutta, jolla tämä tapahtuu, kutsutaan objektiivin polttoväliksi. Linssin tai peilin polttovälitason kohdalla voidaan nähdä todellinen kuva kaukana olevasta kohteesta. Jos siis objektiivilla varustettu kaukoputki suunnataan esimerkiksi kaukana olevaan puuhun tai Kuuhun, kuva puusta tai Kuusta näkyisi objektiivin polttotasolle sijoitetulla näytöllä.

Teleskoopin objektiivin tai peilin polttoväli vaikuttaa jossain määrin kaukoputken kokonaispituuteen. Tämän 12″ teleskoopin, joka käyttää suurta peiliä tähtien valon keräämiseen, polttoväli on noin 60″. Kaukoputken kokonaispituus on siis melko pitkä ja voi olla joillekin hankala. Joissakin nykyaikaisissa kaukoputkimalleissa käytetään älykästä optista asettelua, jolla pitkä polttoväli saadaan puristettua pieneen optiseen putkeen. Tässä kaukoputkessa on 8″ (200 mm) peili, jonka polttoväli on 80″ (2000 mm), mutta valo taittuu alle 20″ (500 mm) pituiseen putkeen. Lisää tämäntyyppisestä kaukoputkesta myöhemmässä artikkelissa…

Vahvistus – Kaukana ja kaukana, läheltä

Tähtikaukoputkessa käytetään toista linssiä tai linssikokoelmaa, jota kutsutaan okulaariksi, jotta saadaan silmillä havainnoitavaksi sopiva kuva, joka on polttotasossa. Okulaari suurentaa objektiivista tulevaa kuvaa. Okulaarilla on myös polttoväli. Kaukoputken ja okulaarin suurennos on hyvin helppo laskea. Jos objektiivin polttoväli on ”F” ja okulaarin polttoväli on ”f”, kaukoputken ja okulaarin yhdistelmän suurennus on F/f. Jos esimerkiksi kaukoputkessa on objektiivi, jonka polttoväli on 1200 mm (noin 48″), ja okulaari, jonka polttoväli on 25 mm (noin 1″), kaukoputken suurennos on 1200/25=48x. Lähes kaikki kaukoputket mahdollistavat okulaarien vaihtamisen eri suurennosten saamiseksi. Jos haluat saada 100-kertaisen suurennoksen tällä esimerkillä, käytät okulaaria, jonka polttoväli on 12 mm.

Toinen nyrkkisääntö… kaukoputken suurin käyttökelpoinen suurennos on noin 50-kertainen aukkoon nähden tuumaa. Vielä suurempi ja kuvasta tulee liian himmeä ja epätarkka ollakseen käyttökelpoinen. Neljän tuuman kaukoputkella saa siis noin 200-kertaisen suurennoksen ennen kuin kuva muuttuu liian sumeaksi ja himmeäksi, kuuden tuuman kaukoputkella 300-kertaisen ja niin edelleen. Tämä ei ole ehdoton sääntö. Joskus, kun ilmakehä on epävakaa, voit saada vain 20x tai 30x per tuuma aukkoa kohti. Laadukkaalla optiikalla ja tasaisella näkyvyydellä voit saada 70x tai jopa 100x aukkoa kohti, eli esimerkiksi 400x 4-tuumaisella kaukoputkella. Mutta tämä on harvinaista.

Tarkennussuhde – nopeampi, kirkkaampi, pienempi

Teleskoopin kolmas keskeinen ominaisuus on polttovälisuhde, joka on polttoväli jaettuna objektiivin halkaisijalla. Pitkä polttovälisuhde merkitsee suurempaa suurennosta ja kapeampaa näkökenttää tietyllä okulaarilla, mikä sopii erinomaisesti kuun ja planeettojen sekä kaksoistähtien tarkkailuun. Tällaisia kohteita varten polttovälisuhde f/10 tai enemmän on ihanteellinen. Jos kuitenkin haluat nähdä laajoja näkymiä tähtijoukoista, galakseista ja Linnunradasta, pienempi polttoväli on parempi. Saat pienemmän suurennoksen, mutta näet enemmän taivaasta. Laajakenttäkaukoputkien polttoväli on f/7 tai vähemmän.

Tarkennussuhde vaikuttaa myös laajojen kohteiden, kuten tähtisumun tai galaksin, kirkkauteen. Esimerkiksi kaukoputki, jonka polttovälisuhde on f/5, näyttää neljä kertaa kirkkaamman kuvan kuin kaukoputki, jonka polttovälisuhde on f/10, kun kaikki muut asiat ovat samat. Kuva f/5:llä on kuitenkin vain puolet pienempi. Tähtien, jotka ovat pistemäisiä valonlähteitä, kirkkauteen vaikuttaa kuitenkin vain kaukoputken aukko.

Resolving Power – yhden tähden lajitteleminen toisesta

Viimeiseksi jokaisen kaukoputken viimeinen tärkeä luku: resoluutio. Kaukoputken erottelukyky mittaa sen kykyä erottaa kohteen pieniä yksityiskohtia tai erottaa kaksi hyvin lähellä toisiaan olevaa kohdetta toisistaan. Resoluutio on tärkeä, kun yrität erottaa toisistaan esimerkiksi kaksi lähekkäin olevaa tähteä tai hienoja yksityiskohtia Kuusta tai planeetasta. Sellaisen kaukoputken erotuskyky, jonka objektiivin aukko on D (millimetreinä), on

Resolving Power = 116/D (kaarisekunteina)

Resoluutio on suoraan verrannollinen kaukoputken aukkoon. 200 mm:n kaukoputkella voidaan erottaa yksityiskohtia jopa 0,58 kaarisekunnin etäisyydeltä, mikä on kaksi kertaa parempi kuin 100 mm:n kaukoputkella, jos kaikki muut tekijät ovat samat. (Yksi kaarisekunti on 1/3600 astetta). Maan ilmakehän liike ja epävakaudet rajoittavat kuitenkin usein minkä tahansa kaukoputken käytännön erotuskyvyn 1″:iin tai enemmän.