AstronomiAmatör AstronomiEvrenPopüler Bilim

Aynalı Teleskop (Reflektör) Özellikleri ve Türleri

Teleskop denilince akla ilk gelen mercekli teleskoplar olsa da aynalı teleskoplar göreli daha düşük maliyetleri sebebiyle çok daha fazla tercih edilir. Aynı mercek/ayna çapına sahip kaliteli bir mercekli teleskop, kaliteli bir aynalı teleskoptan çok daha pahalıdır. Aynalı teleskoplarda ışığı toplayan birincil ayna bir çukur aynadır. Bu nedenle ışığı mercekli teleskoptaki gibi kırmadığından (refraktör), yansıttığı için reflektör olarak da adlandırılır.

17. yüzyılda Isaac Newton tarafından, mercekli teleskoplara alternatif olarak geliştirilmiştir. O dönemlerde mercekli teleskoplar özellikle renk sapıncından (chromatic aberration) dolayı çok problem yaşıyordu. Günümüzde bu problemin çözümü olsa da bu hala mercekli teleskopları oldukça pahalı yapmaktadır. Bu nedenle, diğer birçok nedenden de ötürü, aynalı teleskoplar daha sık tercih edilir. Ayrıca hem mercekli hem de aynalı olan sistemler de mevcuttur.

Aynalı Teleskop (Reflektör) Nedir?

Aynalı teleskobun (reflektör teleskobun) ışığı toplayan birincil aynası içeriye doğru eğime sahip bir aynadır. Normal aynalarda, camın arka tarafı kaplanırken bu teleskoplarda camın eğimli olan ön yüzeyi kaplanır. Böylelikle geniş bir alandan gelen ışık yakalanarak bir noktaya (odağa) doğru yönlendirilir. Birincil aynadan, odak düzlemine olan mesafe odak uzunluğu olarak adlandırılır.

Odağa doğrudan kamera gibi görüntü alan bir sistem konulabileceği gibi bazen ikincil bir ayna da bu sisteme dahil olabilir. Newtonian teleskoplar buna güzel bir örnektir. Newtonian teleskopta, teleskop tüpünün arkasında birincil ayna bulunur. Bu, ışığı teleskobun önüne doğru odaklar. Fakat buraya bir kamera koymak, teleskobun önünü kapatıp ışığı keseceğinden, buraya ikincil bir ayna konularak ışık teleskobun yan tarafına aktarılır. Buraya da odak ayarı yapan mekanik bir sistem konulur. Arzu edilirse kamera veya göz merceği takılabilir.

Bu nedenle Newtonian teleskoplarda gözlem yaptığınız nokta teleskobun ön kısmında yer aldığından gözlem mercekli teleskoba göre çoğunlukla daha kolaydır.

Aynalı Teleskop Türleri

Aynalı teleskoplar tasarımları gereği çeşitli türlere ayrılır. Bunlardan en çok bilinenleri Newtonian teleskop (ya da Newton teleskop), Cassegrain teleskop, Gregorian teleskop ve Ritchey–Chrétien teleskoptur.

Newtonian Teleskop (Newton Teleskop)

Newtonian teleskop. Görsel: Wikipedia – Krishnavedala

Isaac Newton tarafından 1668 yılında geliştirilen, ilk aynalı teleskop modeli budur. Genellikle paraboloid birincil aynaya sahiptir. İkincil ayna düzdür ve 45 derecelik açıyla teleskobun önünde durarak, birincil aynadan odaklanan görüntüyü teleskobun yanına aktarır. Görüntü ikincil aynada henüz odaklanmamıştır, ikincil ayna odaklanmakta olan görüntüyü sadece yana aktarır.

Basitliği ve pratikliği nedeniyle oldukça fazla kullanılan Newtonian teleskoplar, amatör teleskop yapımıyla ilgilenenler genellikle tercih ettiği modeldir. Ayrıca astrofotoğrafçılıkta kullanılan birçok teleskop Newtonian teleskoptur.

Dilimizde bazen Newton teleskop olarak da geçer fakat daha sık kullanımı, İngilizce’deki Newtonian teleskop şeklindedir. Aynalı teleskop türleri arasından oldukça çok tercih edilen bir türdür.

Cassegrain Teleskop

Cassegrain teleskop. Görsel Wikipedia – Krishnavedala

İlk defa 1672 yılında yayınlanarak Laurent Cassegrain’e atfedilmiştir (olası kaşifidir). Parabolik bir birincil aynaya ve hiperbolik bir ikincil aynaya sahiptir. Birincil aynanın ortası deliktir ve teleskobun arka tarafında yer alır. Buradan yansıtılan ışınlar hiperbolik ikincil aynaya çarpar. Bu iki aynaların düzlemleri birbirlerine paraleldir. Dolayısıyla ikincil aynadan yansıtılan ışık, teleskobun arkasından (birincil aynanın olduğu delikten) geçerek odaklanır. Yani mercekli bir teleskopta olduğu gibi çıkış noktası teleskobun arkasında yer alır.

Işığın tüp içerisinde gidip gelmesi sayesinde Newtonian tasarıma göre daha kompakttırlar (kısadırlar). Dolayısıyla oranı yüksek olan (F/8, F/10 ve hatta ötesi) için tercih edilir. Çünkü odak uzaklığı arttıkça tüpün uzunluğu da artmalıdır ve bu nedenle mekanik sorunlar yaşanmaktadır. Takip sistemlerinin verimli çalışabilmesi için ağırlık minimum olmalıdır. Bu da Cassegrain türü teleskopları cazip kılar.

Gregorian Teleskop

Gregorian Teleskop. Görsel Wikipedia – Krishnavedala

İskoç astronom ve matematikçi James Gregory tarafından 1663 yılında tasarlanmıştır. Cassegrain teleskoptaki gibi birincil aynanın ortası deliktir, fakat bu sefer ikincil ayna konkavdır. Bu da görüntünün düz oluşmasına olanak sağlayarak, kara gözlemlerine imkan tanır. Magellan teleskobu, Large Binocular Telescope gibi birçok büyük gözlemevinde bu tasarım görülebilir.

schmidt-cassegrain teleskop aynalı teleskop
Schmidt-Cassegrain teleskop türünün bir örneği. Altında ekvatoryal kundak ile birlikte (Go-To).
Newtonian teleskop türüne bir örnek. Altında ekvatoryal kundak ile birlikte (Go-To).

Avantajları ve Dezavantajları

Aynalı teleskoplarda her ne kadar dezavantajları listesi daha uzun görünse de bunların çoğu ciddi problemler teşkil etmezler ve çoğunlukla avantajları kısmı daha baskındır. Bunun gibi birçok nedenden ötürü çoğu amatör ve profesyonel işlerde aynalı teleskoplar tercih edilir. Devasa gözlemevi teleskopları da aynalı teleskoptur, mercekli değildir (önceden mercekli teleskop çok daha yaygındı).

Avantajları

  • Renk sapıncından etkilenmez.
  • Daha ekonomiktir.
  • Amatör olarak yapılabilir.
  • Daha büyük çap (daha çok ışık)
  • Mekanik açıdan avantajlı tasarımlar
  • Parça parça aynalardan daha büyük ayna

Dezavantajları

  • Parlak yıldızlarda + şeklinde yansıma
  • Koma (coma) problemi
  • Alan eğriliği (field curvature)
  • Astigmatizm
  • Tozlanma problemi
  • Ayarlama gerektirir.
  • Zamanla aynanın kaplanması gerekir.

Renk Sapıncından Etkilenmez

Renk sapıncı (chromatic aberration) mercekli teleskoplar için ciddi bir problemdir. Işık mercekten geçerken farklı dalga boyları farklı açılarda kırılır. Bu nedenle görüntünün bir tarafında kırmızılık, öbür tarafında mavilik görülebilir. Örneğin Ay’ın üstünde mavi bir hale altında kırmızı bir hale görüyorsanız (ya da en azından mavi olan varsa) renk sapıncından etkileniyor demektir. Bunun günümüzde çözümleri olsa da fiyatı ciddi anlamda yükseltmektedir. Ucuz her mercekte bu problem görülür. Aynalı teleskopta ise böyle bir problem yoktur.

Daha Ekonomiktir

Aynalı teleskoplar, aynı çapa sahip kaliteli bir mercekli teleskopa göre çok daha uygun fiyatlıdır. Dolayısıyla daha büyük ayna çapında bir teleskop alınabilir. Böylelikle aynı fiyata daha çok ışık toplama gücüne sahip olunur ki bu bir teleskobun zaten birinci önceliğidir. Ne kadar çok ışık toplanırsa o kadar sönük cisimler, o kadar fazla detay görünür.

Amatör Olarak Yapılabilir

Her ne kadar teleskop yapımı denilince akla basit merceklerden Galileoskop yapımı gelse de bunlar bahsettiğimiz optik kusurlardan ötürü pek kullanışlı değildir. Lakin kendi imkanlarınızla aynalı teleskop imal edebilirsiniz. Bu biraz teknik detay ve emek gerektirse de bu işle uğraşan amatörlerin, piyasadaki ticari teleskoplarla aynı (hatta bir tık daha iyi) kalitede ayna ürettiklerini yapılan testlerde daha önce gördük. Çünkü aynayı kendiniz yaparken gördüğünüz kusurları geri dönüp düzelterek daha kusursuz hale getirme şansınız her zaman var.

Daha Büyük Çap (Daha Çok Işık)

Daha ekonomik olmasına neden olan durumdur. Aynı çaptaki bir mercekli teleskoba göre daha uygun olması, daha büyük çaplarda ayna alıp, daha fazla ışık toplanmasına, daha sönük cisimlerin görülüp daha fazla detay görülmesine yardımcı olur.

Mekanik Açıdan Avantajlı Tasarımlar

Birçok tasarımı olduğundan amaca uygun olanı tasarlamak mümkündür. Örneğin Cassegrain türünde optik tüpün kısalması, altında onu yönlendiren takip sistemi açısından üzerine bindirilen yükün azalması ve daha sorunsuz takip yapılması hatta daha büyük çaplara çıkılabilmesi anlamına gelir.

Parça Parça Aynalardan Daha Büyük Ayna

Bu durum sadece devasa teleskoplar için geçerli bir durumdur. Örneğin önümüzdeki yılda fırlatılması planlanan James Webb Teleskobu, 18 ayrı altıgen parçanın bir araya gelmesiyle oluşan daha büyük bir aynaya sahiptir. Parça parça aynaları bir araya getirerek daha büyük bir ayna elde etmek, tek başına büyük bir ayna yapmaya göre çeşitli avantajlara sahiptir.

Parlak Yıldızlarda + Şeklinde Yansıma

Özellikle Newtonian teleskoplarda ikincil aynayı tutan örümcek adını verdiğimiz kollar, çok parlak yıldızlar pozlanırken, yıldızın etrafında + şeklinde (veya kollar nasılsa) bir parlama olmasına neden olur. Bazıları bu durumu estetik açıdan tatminkar bulurken, bazıları istemez. Bu sorunu çözmek mümkündür.

Koma (Coma) Problemi

Bir sapınç türüdür ve görüntünün kenarlarındaki nokta kaynaklı yıldızların köşelere doğru uzaması durumunu ifade eder. Yıldızlar uzayıp kuyruklu yıldız (comet) gibi göründüğünden bu ismi alır. Genellikle bu tür sorunlarla baş etmek için çoğu astrofotoğrafçı, görüntünün kenarlarını direkt kırpar. Bu durumu düzelten coma corrector adlı optikler bulunur.

Alan Eğriliği (Field Curvature)

Odağın gerçekleşme biçimi eğimli bir yüzey tarafından gerçekleştiğinden, odaklandığı noktada her ne kadar küçülüp bu fark azalsa da, kameranın sensörünün bu eğriliği sağlamaması nedeniyle bazı noktalarda odak problemi oluşur. Bu durum çeşitli lenslerle düzeltilebilir.

Astigmatizm

Dar görüş açısına (FoV) sahip teleskoplarda pek belirgin olmasa da geniş alan gözlemi yapmak için düşük odak oranına sahip hızlı olarak tabir ettiğimiz F/5 gibi teleskoplarda daha belirgin hale gelebilen bir optik kusurdur. Bu kusurda dairesel nesneler eliptikleşmeye başlar. Amatör teleskop yapımında bazen bu problemle karşılaşılsa da genelde bir problem değildir ve çözülebilir.

Tozlanma Problemi

Mercekli teleskoplar kapalı sistemlerdir lakin bazı aynalı türleri açık sistemler olduğundan zamanla ayna tozlanır. Optikleri bir bezle silmek iyi bir fikir olmadığından -asla yapmayın kaplamaya zarar verirsiniz- fön makinesi gibi güçlü hava üfleyen bir cihazla temizlemek gerekir. Fakat bunu sık sık yapmaya gerek yoktur, genelde yıl mertebesinde bakım süresi fazlasıyla yeterlidir.

Ayar Gerektirir

Mercekli teleskoplarda optikler sabittir ve bakım gerektirmeyeceği için yerlerinden oynamazlar. Lakin aynayı temizlemek için çıkardığınızda veya sistem bir şekilde oynadığında özellikle kolimasyon ayarı dediğimiz bir ayar gerektirir. Elbette çözülebilir bir durumdur, fakat mercekli teleskop kadar tak-kullan olmadığı da aşikardır.

Zamanla Aynanın Kaplanması Gerekir

Aynaların kaplamasının zamanla yenilenmesi gerekebilir, fakat bu yine bahsettiğimiz gibi yıllar mertebesinde gerçekleşebilecek olaydır ve genellikle ciddi bir problem teşkil etmez. Bunu oldukça uygun fiyata yapan yerler mevcuttur.


Teleskoplar hakkında daha detaylı bilgilere ulaşmak istiyorsanız ve özellikle mercekli teleskopları da yakından tanıyarak kıyaslama yapmak istiyorsanız, bu konuda detaylıca ele aldığımız aşağıdaki yazılarımıza göz atmanızı öneriyoruz.


Hazırlayan: Ögetay Kayalı

Referanslar
1. University of Oregon, “Reflecting Telescope”, <http://abyss.uoregon.edu/~js/glossary/reflecting_telescope.html>
2. ScienceDirect, Daniel J. Shroeder, “Reflecting Telescopes”, <https://www.sciencedirect.com/topics/physics-and-astronomy/reflecting-telescopes>

Ögetay Kayalı

Rasyonalist kurucu, editör ve kıdemli yazar. NASA'nın APOD platformunda görevli olmak üzere, Michigan Tech. Üniversitesinde araştırma görevlisi olarak Astrofizik üzerine doktora yapmaktadır. Ege Üni. Astronomi ve Uzay Bilimleri Bölümünden birincilikle mezun olduktan sonra bir yıl kozmoloji üzerine yüksek lisans, ardından bir yıl da İzmir Uluslararası Biyotıp ve Genom Merkezinde Moleküler Biyoloji ve Genetik üzerine yüksek lisans yapmıştır.
Başa dön tuşu
Bilim dünyasındaki önemli gelişmelerden haberdar olmak için haftalık/aylık bültenimize abone olun.
Devam ederek gizlilik politikasını kabul etmiş olursunuz.