Voordat we ingaan op de voor- en nadelen van de soorten telescopen die tegenwoordig beschikbaar zijn voor sterrenkijkers, kijken we eerst even naar 5 belangrijke getallen die de werking en prestaties beschrijven van elke telescoop, van de rommelige telescopen in een warenhuis tot de eerbiedwaardige Hubble-ruimtetelescoop. Als je deze 5 getallen eenmaal begrijpt, begrijp je de overeenkomsten en verschillen tussen telescopen, en weet je hoe je de beste telescoop kunt kiezen voor je eigen interesses en budget.

Apertuur – Emmers vol licht

Zoals in een eerder artikel al is gezegd, is de belangrijkste specificatie van elke telescoop de apertuur, de diameter van de hoofdlens of spiegel van de telescoop. Een grotere opening zorgt voor een helderder beeld. Het diafragma beïnvloedt ook de meeste andere belangrijke specificaties van een telescoop, waaronder praktische (maar niet-optische) specificaties zoals kosten en gewicht. Een goede achtertuintelescoop voor amateursterrenkijkers heeft een opening van 80 mm tot 300 mm of meer. Sommige professionele telescopen van miljarden dollars hebben spiegels met een opening van 10 meter (400 inch), ongeveer zo groot als een kleine forellenvijver.

Het lichtverzamelende vermogen van een telescoop is recht evenredig met de oppervlakte van de lens of spiegel, die op zijn beurt weer is gerelateerd aan het kwadraat van de opening. Een telescoop met een objectiefspiegel met een opening van 200 mm vangt dus vier maal zoveel licht op als een telescoop met een spiegel van 100 mm. De kosten en het gewicht van een objectief of spiegel gaan ook evenredig omhoog, soms sneller dan het kwadraat van de opening. Dat is de belangrijkste afweging, en het is een van de redenen waarom niet iedereen een 25″ Dobsonian reflector in zijn garage heeft staan. Ze zijn groot, zwaar en duur.

Ter vergelijking: de opening van een gezond en aan het donker aangepast menselijk oog is 7 mm. Dus zelfs een bescheiden telescoop met een opening van 100 mm (ongeveer 4 inch) heeft (100/7)2 = 204 keer het lichtverzamelende vermogen van het oog.

Focale lengte – Laat me het beeld zien

Als het licht eenmaal op een spiegel of door een lens valt, wordt het door de kromming van het optiek naar een brandpunt geleid op een vlak dat op enige afstand ligt. De lengte waarover dit gebeurt, wordt de brandpuntsafstand van het objectief genoemd. In het brandpuntsvlak van een lens of spiegel kun je een echt beeld zien van een ver weg voorwerp. Dus als een telescoop met een objectief wordt gericht op bijvoorbeeld een boom in de verte, of de Maan, dan zou een beeld van de boom of de Maan zichtbaar zijn op een scherm dat in het brandvlak van het objectief is geplaatst.

De brandpuntsafstand van het objectief of de spiegel van een telescoop zal tot op zekere hoogte de totale lengte van een telescoop beïnvloeden. Deze 12″ telescoop, die een grote spiegel gebruikt om sterlicht op te vangen, heeft een brandpuntsafstand van ongeveer 60″. De totale lengte van de telescoop is dus vrij lang en kan voor sommigen onhandelbaar zijn. Sommige moderne telescopen maken gebruik van een slimme optische lay-out om een lange brandpuntsafstand in een kleine optische buis te persen. Deze telescoop heeft een 8″ (200 mm) spiegel met een 80″ (2000 mm) brandpuntsafstand, maar het licht wordt opgevouwen in een buis van minder dan 20″ (500 mm) lang. Meer over dit type telescoop in een later artikel…

Vergroting – Ver weg, van dichtbij

Om een beeld te krijgen dat geschikt is om met onze ogen waar te nemen, maakt een telescoop gebruik van een tweede lens, of een verzameling lenzen, die een oculair in het brandvlak wordt genoemd. Het oculair vergroot het beeld van het objectief. Het oculair heeft ook een brandpuntsafstand. De vergroting van een telescoop en een oculair is heel eenvoudig te berekenen. Als de brandpuntsafstand van het objectief “F” is en de brandpuntsafstand van het oculair “f”, dan is de vergroting van de telescoop/oculair-combinatie F/f. Als een telescoop bijvoorbeeld een objectief heeft met een brandpuntsafstand van 1200 mm (ongeveer 48″) en een oculair met een brandpuntsafstand van 25 mm (ongeveer 1″), dan heeft hij een vergroting van 1200/25=48x. Bij bijna alle telescopen kun je de oculairen verwisselen om verschillende vergrotingen te krijgen. Als je in dit voorbeeld een vergroting van 100x wilt, gebruik je een oculair met een brandpuntsafstand van 12 mm.

Een andere vuistregel… de maximale nuttige vergroting van een telescoop is ongeveer 50x het diafragma in inches. Nog hoger en het beeld wordt te zwak en wazig om bruikbaar te zijn. Dus met een 4 inch telescoop kun je ongeveer 200x krijgen voordat het beeld te wazig en te zwak wordt, met een 6 inch telescoop krijg je 300x, enzovoort. Dit is geen vaste regel. Soms, als de atmosfeer onstabiel is, kun je maar 20x of 30x per inch opening halen. Met een hoogwaardige optiek en een stabiele seeing is het mogelijk om tot 70x of zelfs 100x per inch opening te gaan, dus bijvoorbeeld tot 400x met een 4 inch telescoop. Maar dit is zeldzaam.

Vocal Ratio – Faster, Brighter, Smaller

De derde belangrijke specificatie van een telescoop is de brandpuntsverhouding, die de brandpuntsafstand gedeeld door de objectiefdiameter is. Een lange brandpuntsafstand betekent een hogere vergroting en een smaller gezichtsveld met een gegeven oculair, wat geweldig is voor het waarnemen van de maan en planeten en dubbelsterren. Voor dergelijke objecten is een brandpuntsverhouding van f/10 of meer ideaal. Maar als je brede beelden van sterrenhopen, melkwegstelsels en de Melkweg wilt zien, is een lagere brandpuntsafstand beter. Je krijgt minder vergroting, maar je ziet meer van de hemel. Breedveldtelescopen hebben een brandpuntsafstand van f/7 of minder.

De brandpuntsafstand beïnvloedt ook de helderheid van grote objecten zoals een nevel of een melkwegstelsel. Een telescoop met een brandpuntsverhouding van f/5 zal bijvoorbeeld een beeld vertonen dat vier keer zo helder is als een telescoop met een brandpuntsverhouding van f/10, als alle andere dingen gelijk zijn. Maar het beeld bij f/5 zal slechts half zo groot zijn. De helderheid van sterren, die puntbronnen van licht zijn, wordt echter alleen beïnvloed door de opening van de telescoop.

Resolverend vermogen – de ene ster van de andere onderscheiden

Ten slotte het laatste belangrijke getal van een telescoop: de resolutie. De resolutie van een telescoop is een maat voor het vermogen om kleine details van een object te onderscheiden of om twee objecten die heel dicht bij elkaar staan van elkaar te onderscheiden. De resolutie is belangrijk als je bijvoorbeeld twee dicht bij elkaar staande sterren of fijne details op de maan of een planeet van elkaar probeert te onderscheiden. Het oplossend vermogen van een telescoop met een objectief met apertuur D (in millimeters) is

Resolverend vermogen = 116/D (in boogseconden)

De resolutie is recht evenredig met het diafragma van een telescoop. Een telescoop van 200 mm kan details tot op 0,58 boogseconde nauwkeurig oplossen, twee keer zo goed als een telescoop van 100 mm, als alle andere dingen gelijk blijven. (Een boogseconde is 1/3600 van een graad). Maar de beweging en de instabiliteit van de atmosfeer van de aarde beperken de praktische resolutie van een telescoop vaak tot 1″ of meer.