Эволюция телескопа: от первых линз Галилея до современных гигантов и точной реплики Ньютона

В российских магазинах появился уникальный прибор — телескоп ТАЛ-35, представляющий собой точную копию рефлектора, созданного Исааком Ньютоном ещё в 1668 году. Эта историческая реплика была воссоздана специалистами холдинга «Швабе», сохранив оригинальную конструкцию, но улучшив качество изображения за счёт современных материалов. Интересно, что базовые оптические схемы, разработанные в XVII веке, остаются актуальными и по сей день, что говорит о гениальности первых изобретателей. Давайте проследим путь развития телескопа от его скромных начал до современных гигантов.

У истоков астрономии: первые наблюдения

В 1609 году, 410 лет назад, итальянский учёный Галилео Галилей впервые направил телескоп на небесные тела. Его открытия были революционными: он увидел кратеры на Луне, отдельные звёзды в Млечном Пути и спутники Юпитера. Свои наблюдения Галилей описал в книге «Звёздный вестник», которая произвела настоящий фурор и считается поворотным моментом в становлении астрономии как науки о Вселенной.

Хотя первые зрительные трубы были изготовлены в Голландии в 1607 году, идеи подобных устройств появлялись и раньше. Например, ещё в 1509 году Леонардо да Винчи в своих записях изобразил чертежи простейшего линзового телескопа для наблюдения за Луной. Первые телескопы Галилея имели простую конструкцию: в трубе на расстоянии друг от друга располагались выпуклая линза-объектив и вогнутая рассеивающая линза-окуляр. Однако у таких устройств были существенные недостатки — очень маленькое поле зрения и низкая яркость изображения.

Прогресс не стоял на месте. В 1611 году немецкий астроном Иоганн Кеплер предложил новую схему телескопа с двумя собирающими линзами. Несмотря на то что изображение в нём было перевёрнутым, оно было значительно ярче, а поле зрения — шире. Первый телескоп по схеме Кеплера был создан в 1613 году учёным Кристофом Шейнером, который также впервые применил для наведения телескопа две взаимно перпендикулярные оси, что помогало компенсировать вращение Земли во время наблюдений.

Рефлектор Ньютона: революция в оптике

Первый телескоп Галилея имел лишь трёхкратное увеличение, хотя позже учёному удалось достичь 32-кратного. Исследователи быстро поняли, что для улучшения качества изображения и уменьшения искажений (аберраций) необходимо увеличивать фокусное расстояние, что привело к созданию гигантских телескопов длиной до 100 метров.

Одной из главных проблем ранних линзовых телескопов был хроматизм — оптическое искажение, при котором изображение становилось нечётким и обрамлялось цветными контурами. Чтобы решить эту проблему, Исаак Ньютон в 1660-х годах провёл серию экспериментов и предложил радикальное решение: заменить выпуклую линзу на сферическое зеркало. Для его создания он разработал особый сплав бронзы с мышьяком, который хорошо поддавался шлифовке. Первый телескоп-рефлектор Ньютона, построенный в 1668 году, был компактным: всего 15 см в длину и 33 мм в диаметре, но давал 40-кратное увеличение высокого качества. Изобретение так впечатлило короля, что Ньютон был избран членом Королевского общества.

В 1672 году французский учёный Лоран Кассегрен предложил двухзеркальную схему с параболическим и гиперболическим зеркалами. Первый такой телескоп был создан в 1732 году. Таким образом, к концу XVII века были заложены все основные принципы телескопостроения, которые впоследствии лишь совершенствовались.

Время гигантов: от фотографии до цифровых технологий

Середина XIX века ознаменовалась новым этапом — появлением первых астрономических фотографий. В 1860-е годы произошло ещё одно ключевое событие: английский астроном Уильям Хаггинс впервые объединил телескоп со спектроскопом.

Обратите внимание: История атомной промышленности СССР. Военные против учёных.

Исследуя спектры излучения звёзд, он доказал фундаментальные различия между галактиками и туманностями.

Если в XIX веке доминировали линзовые телескопы-рефракторы, то в XX веке пальму первенства перехватили зеркальные рефлекторы, которые остаются основными и в современной астрономии.

Эпоха гигантов началась с телескопа Хукера диаметром 2,54 метра, построенного в Калифорнии в 1917 году. Именно с его помощью Эдвин Хаббл сделал свои знаменитые открытия. В 1948 году там же был запущен ещё более крупный телескоп Хейла диаметром 5,15 метров, который удерживал титул самого большого в мире до 1976 года. Тогда в СССР, в Специальной астрофизической обсерватории на Кавказе, был введён в строй БТА (Большой телескоп азимутальный) с зеркалом диаметром 605 см. Это был первый в мире телескоп с компьютерной альт-азимутальной монтировкой. Ключевую роль в его создании сыграли предприятия, ныне входящие в холдинг «Швабе»: Лыткаринский завод оптического стекла и Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова. Зеркало БТА до сих пор остаётся самым большим по массе в мире.

С каждым десятилетием размеры и сложность телескопов продолжают расти. Самый большой в мире телескоп с цельным зеркалом диаметром 10 метров находится на Гавайях. А на Канарских островах установлен Большой Канарский телескоп с диаметром главного зеркала 10,4 метра, которое, однако, не является цельным — оно собрано из 36 шестиугольных сегментов. Использование составных ячеистых зеркал открыло новую главу в создании сверхкрупных астрономических инструментов.

Реплика от «Швабе»: связь эпох

Сегодня прикоснуться к истории астрономии может каждый. В 2008 году на Новосибирском приборостроительном заводе (НПЗ) холдинга «Швабе» была воссоздана точная копия телескопа-рефлектора Исаака Ньютона 1668 года. Изначально прибор выпускался как сувенир для гостей, приехавших в Новосибирск наблюдать полное солнечное затмение, но высокий спрос привёл к запуску серийного производства под названием ТАЛ-35.

Чертежи для создания реплики разрабатывались практически с нуля на основе архивных данных. Оптическая труба ТАЛ-35 состоит из двух частей, а его монтировка представляет собой классический деревянный шар. Как и в оригинале, зеркало повёрнуто под углом 45 градусов, поэтому наблюдение ведётся не с торца, а сбоку телескопа.

Детали для телескопа изготавливаются на тех же производственных линиях, что и современные телескопы линейки ТАЛ. Главное отличие реплики от исторического оригинала — качество изображения. Если Ньютон использовал полированную бронзу, то в ТАЛ-35 установлено современное оптическое зеркало с алюминиевым покрытием. Таким образом, этот телескоп — не просто сувенир, а полностью функциональный прибор для наблюдений.

Астрономия, формирующая наше мировоззрение, несколько лет назад вернулась в обязательную школьную программу. Как отмечает генеральный директор НПЗ Василий Рассохин, создавая ТАЛ-35, новосибирцы руководствовались не только коммерческим интересом: «Мы уверены, что телескопы Ньютона станут первым шагом в большую науку для многих молодых людей».

Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.

Источник статьи: История телескопа: от Галилея до наших дней.