טלסקופ מחזיר אור

טלסקופ מחזיר אור (באנגלית: Reflecting telescope) הוא טלסקופ אופטי שבו משתמשים במראה או במספר מראות כדי להשיב את האור וליצור תמונה. המכשיר הומצא בידי אייזק ניוטון במאה ה-17 כחלופה לטלסקופ עדשות (טלסקופ שובר אור), שסבל מאברציה כרומטית, עיוות צבע שנגרם בעבודה עם עדשות.

הרעיון שמראה קעורה יכולה לפעול כמו עדשה הוזכר כבר במאה ה-11 על ידי אבן אל-היית'ם (Alhazen). במאות הבאות הציעו כמה מדענים לבנות טלסקופים עם מראות. ג'יימס גרגורי תאר טלסקופ מסוים ב-1663, ורוברט הוק בנה דגם ב-1673. ניוטון בנה את הטלסקופ המחזיר הראשון הידוע ב-1668, שנקרא מאז "טלסקופ ניוטוני".

תחילה השתמשו במראות ממתכות כמו סגסוגת ארד (Speculum Metal), שהשפיעו לרעה על הביצועים. במאה ה-18 השתמשו בזכוכית מצופה כסף, ובהמשך במאה ה-19 עברו לציפוי אלומיניום שעמיד יותר. במאה ה-20 פותחו טכנולוגיות רבות: מראות מרובות לקטרים גדולים, אופטיקה פעילה (כוונון מדויק של המראות) וטכניקות ליטוש מדויקות.

מראות מונעות בעיות צבע של עדשות וניתן לתמוך בהן טוב יותר, לכן אפשר לבנות מראות בקוטר גדול בהרבה מעדשות. יכולת איסוף האור וכושר ההפרדה של טלסקופ גדלים עם קוטר המראה, ולכן מרבית הטלסקופים המחקריים הגדולים הם מחזירי אור.

כדי לראות עצמים חלשים ורחוקים יש לאסוף הרבה אור. טלסקופ גדול אוסף יותר אור ונותן תמונה חדה יותר. בניית טלסקופ גדול לוקחת שנים, ורוב הזמן מוקדש ליציקת וליטוש המראה הראשית.

טלסקופ החלל האבל קרוי על שמו של אדווין האבל. זהו טלסקופ מחזיר אור עם מראה ראשית בקוטר 2.4 מטרים. בשל היותו בחלל הוא מקבל תמונות חדות יותר, ללא הפרעות ויכולת לצלם באור על-סגול ותת-אדום שאינן נגישות מן הקרקע. האבל הוא תכנון מסוג ריצ'י-קרטיין (Ritchey, Chrétien), סוג קסגריין שבו המראות הותאמו להפחתת עיוותים ו"מריחה" של נקודות אור.

בטלסקופ גרגוריאני יש מראה משנית קעורה שמחזירה את הדמות דרך חור במראה הראשית. התוצאה היא דמות ישרה, מה שנוח גם לצפייה יבשתית.

בטלסקופ ניוטוני המראה הראשית פרבולית (מעצבת קרני אור) והמשנית שטוחה, המוחזקת בזווית של 45 מעלות. היא בונה חוג של אור לצד גוף הטלסקופ, שם נמצא העינית. זהו עיצוב פשוט וזול, פופולרי בקרב חובבים.

הדגם הקלאסי של קסגריין (Cassegrain) כולל מראה פרבולית ראשית ומשנית היפרבולית המוחזרת דרך חור במראה הראשית. ריצ'י-קרטיין, שפותח בתחילת המאה ה-20, הוא גרסה מיוחדת עם שתי מראות היפרבוליות ומשמש ברוב הטלסקופים המקצועיים.
טלסקופ דאל-קירקהם (Dall, Kirkham) הוא וריאציה שמשתמשת במראה ראשית אליפטית ומשנית כדורית.

הרשליאני, מראה ראשית מוטה הצידה כדי להימנע במראה משנית. שייפספיגלר, מראה מוטה להקטין הצללות ולשפר קונטרסט, אך זה יוצר עיוותים בתמונה. מוזכר גם עיצוב בשם YOLO שמזכיר מראות מוטות עם אותה קמירות למראה הראשית והמשנית.

בבניית טלסקופ ביתי מחשבים את מרחק המוקד, המרחק שבו המראה מקבצת את קרני האור לנקודה. ביום שמשי מניחים נייר ומכוונים את המראה עד שאור השמש מתרכז בנקודה. המרחק בין המראה לנייר הוא מרחק המוקד. לאחר מכן מתאימים גליל (צינור) באורך המוקד ומתקינים מראת משנית בזווית 45 מעלות ומשקפים את האור לעינית נעה שמאפשרת מיקוד סופי.

טלסקופ מחזיר אור הוא טלסקופ שמשתמש במראות כדי לראות שמיים. המראה מרחפת ומחזירה את האור כמו מראה גדולה.

אייזק ניוטון בנא את הטלסקופ המחזיר הראשון ב-1668. הוא רצה להמנע מבעיה שנקראת אברציה כרומטית, צבעים שמתווספים כשמשתמשים בעדשות. לפניו חשבו על הרעיון כבר אנשים כמו אבן אל-היית'ם.

מראות לא יוצרת "צבעים שגויים" כמו עדשות. אפשר להכין מראות גדולות מאוד. טלסקופים גדולים אוספים הרבה אור ולכן רואים דברים חלשים ורחוקים.

האבל הוא טלסקופ בחלל עם מראה של 2.4 מטרים. בחלל אין אוויר שמטשטש, לכן התמונות חדות מאוד.

ניוטוני, מראה ראשית מעצבת את האור ומשנית שטוחה שולחת את האור הצידה לעינית. זה תכנון פשוט וטוב לפרויקטים ביתיים.
קסגריין, יש מראה שמשלחת את האור חזרה דרך חור במראה הראשית. ריצ'י-קרטיין הוא סוג מיוחד שלו, ומשתמשים בו בטלסקופים גדולים.

מוחזקים מראה קעורה ומכוונים אותה כך שאור השמש יתרכז על נייר. המרחק שבו האור מתרכז הוא מרחק המוקד. מצמידים גליל באורך הזה, שמים מראה משנית קטנה בזווית 45 מעלות, ואז העינית לזיהוי ותיקון התמונה.