История телескопостроения.
Рефракторы Первые упоминания о возможности создания телескопа относятся к XIII веку. Роджер Бэкон писал: «Расскажу о дивных делах природы и искусства, в которых нет ничего магического... Прозрачные тела могут быть так обделаны, что отдаленные предметы покажутся приближенными, и наоборот, так, что на невероятном расстоянии будем читать малейшие буквы и различать мельчайшие вещи, а также будем в состоянии усматривать звезды, как пожелаем» (Кудрявцев П. С. История физики: ч. I.— М.: Учпедгиз, 1948).
Самые ранние из известных чертежи зрительной трубы (однолинзовой и двулинзовой) обнаружены в записях Леонардо да Винчи, датируемых 1509-м годом. В рукописях Леонардо имеется рисунок, на котором явно изображена двулинзовая зрительная труба с выдвижным тубусом, объективом трубы служит выпуклая линза, окуляром — двояковыпуклая.
Несомненно, перед нами — конструкция двулинзовой зрительной трубы, известной сейчас как зрительная труба системы Кеплера.
Подтверждают высказанное предположение и пояснения, сделанные Леонардо да Винчи к его рисункам. В рукописи «Атлантического кодекса», лист 190а,
читаем: «Сделай очковые стекла (ochiali) для глаз, чтобы видеть Луну большой» (LeonardodaVinci. «LIL CodiceAtlantico...», I Tavole, С. А. 190а),
Здесь Леонардо явно говорит о зрительной трубе, причем не однолинзовой, а двулинзовой, поскольку «очковое стекло» (линза) упомянуто не в единственном,
а во множественном числе.Не известно удалось ли Леонардо создать зрительную трубу или она так и осталась рисунком. Никаких свидетельств об её использовании не сохранилось.
Почти столетие спустя почти одновременно несколько мастеров сумели изготовить зрительные трубы своей конструкции. Джованни Батиста де ла Порта в книге «Derefractioneoptices» («Об оптическом преломлении»), вышедшей в 1593 г.описывает оптические системы, состоящие из комбинации выпуклой и вогнутой линз, т.е. зрительные трубы по схеме Галилея. Он утверждал, что ему удавалось видеть на громадном расстоянии мельчайшие предметы, однако подтверждений этому нет.
Первые сведения о достоверно изготовленных зрительных трубах относятся к началу XVII века. Почти одновременно они были изготовлены Иоанном Липперсгеем, Якобом Метциусом и ЗахариемЯнсеном. Есть свидетельства, что существовал некий итальянский прототип, датированный 1590-м годом. (Borellus P. De veroTelescopiiinventore, cum breviomnium cons-piciliorumhistoria...— In: AccesitetiamCenturiaobservationummicroscopicarum.— The Hague, 1655. (П.Борель.Об истинном изобретателе телескопа)).
В «Звездном вестнике» (1610) Галилей пишет: «Месяцев десять тому назад до наших ушей дошел слух, что некоторый нидерландец приготовил подзорную трубу*, при помощи которой зримые предметы, хотя бы удаленные на большое расстояние от глаз наблюдателя, были отчетливо видны как бы вблизи; об его удивительном действии рассказывали некоторые сведущие; им одни верили, другие же их отвергали. Через несколько дней после этого я получил письменное подтверждение от благородного француза Якова Бальдовера из Парижа; это было поводом, что я целиком отдался исследованию причин, а также придумыванию средств, которые позволили бы мне стать изобретателем подобного прибора; немного погодя, углубившись в теорию преломления, я этого добился; сначала я сделал себе свинцовую трубу, по концам которой я приспособил два оптических стекла, оба с одной стороны плоские, а с другой первое было сферически выпуклым, а второе — вогнутым; приблизив затем глаз к вогнутому стеклу, я увидал предметы достаточно большими и близкими; они казались втрое ближе и в девять раз больше, чем при наблюдении их простым глазом. После этого я изготовил другой прибор, более совершенный, который представлял предметы более чем в шестьдесят раз большими.Наконец, не щадя ни труда, ни издержек, я дошел до того, что построил себе прибор до такой степени превосходный, что при его помощи предметы казались почти в тысячу раз больше и более чем в тридцать раз ближе, чем пользуясь только природными способностями. Сколько и какие удобства представляет этот инструмент как на земле, так и на море, перечислять было бы совершенно излишним.
Но, оставив земное, я ограничился исследованием небесного и сначала наблюдал Луну настолько близкой, как будто она отстояла всего лишь на два диаметра Земли».
«Звездный вестник» Галилея – первое документированное использование зрительной трубы в астрономии. Таким образом Галилей считается изобретателем телескопа. Хотя еще в июле 1609 г. Вильям Лоуэр писал Томасу Хэрриотту: «Согласно вашим желаниям, я наблюдал Луну во всех ее изменениях. После появления новой Луны я открыл отблеск Земли незадолго до первой четверти; первым появляется пятно, которое представляет человека на Луне (но только без головы). Немного позже вблизи края выпуклой части по направлению к верхнему углу появляются блестящие места вроде звездочек; они гораздо ярче остальных частей; и весь край вдоль своей длины походит на чертеж береговой линии в голландских книгах путешествий. В полнолунии она кажется чем-то вроде пирога с вареньем, который моя кухарка сделала мне на прошлой неделе; в одном месте жилка блестящей материи, в другом темные части, и все это перемешано друг с другом по всей поверхности. Я должен признаться, что без моего цилиндра ничего этого видеть не могу» («ThehistoryofTelescope». H. С. King,- London, 1955, стр. 39). Но это письмо тогда опубликовано не было, и приоритет остался за Галилеем.
Важность изобретения Галилея состоит не в том, что он создал зрительную трубу – это было сделано до него – а в том, что он первым понял, что использование очковых линз в зрительных трубах неэффективно, для зрительных труб требуются линзы более высокого качества и Галилею удалось усовершенствовать технологию изготовления линз таким образом, что его зрительная труба позволяла получить тридцатикратное увеличение (есть данные, что им были изготовлены и трубы позволяющие получить большее увеличение), тогда как зрительные трубы изготовленные ранее позволяли получить лишь трехкратное увеличение.
Свою трубу Галилей назвал perspicillum (перспектива). Термин «телескоп» предложил Джованни Демизиани в 1611 году.
Иоганн Кеплер в 1611г. усовершенствовал телескоп Галилея - он заменил рассеивающую линзу окуляра собирающей, что увеличило поле зрения, но давало перевернутое изображение. Кеплер рассматривал и возможность включения в схему третьей линзы для получения прямого изображения. Воплотил идею Кеплера К.Шейнер, вероятно в 1613 году.
Телескопы Гевелия и Гюйгенса.
Первые телескопы давали бледное изображение, которое позволяло рассматривать Луну, планеты и звездные скопления. Увеличению светосилы препятствовала хроматическая аберрация, возникающая из-за того, что лучи света с разной длиной волны преломляются линзой под разными углами. С увеличением диаметра объектива необходимо увеличивать фокусное расстояние, а следовательно и длину телескопа. Предел увеличения длины телескопа-рефрактора был достигнут во второй половине XVII века.
Польский астроном-любитель Ян Гевелий создал несколько воздушных (не имеющих трубы) телескопов-гигантов. Объектив в конструкциях Гевелия соединялся с окуляром при помощи четырех деревянных планок, в которые вставлялись диафрагмы. Эта конструкция подвешивалась на столбе и управлялась при помощи системы канатов.
Самый большой телескоп конструкции Гевелия имел длину около 45 метров. При этом диаметр объектива составлял всего около 20 см.
Христиан Гюйгенс создал другую конструкцию телескопа-гиганта. Он закрепил объектив при помощи шарнира на столбе и наводил его при помощи веревки, соединенной с окуляром. Самый большой телескоп Гюйгенса, построенный в 1686 году имел объектив диаметром 22 см и фокусное расстояние 65 м.
Продолжение....