maanantai 16. maaliskuuta 2009

Taivaan tuijottajat.

Philippe Henarejoksen kirjassa "Yötaivaan opas" kerrotaan että paljain silmin voidaan nähdä taivaalta noin 6000 tähteä. Jos olemme yhteen paikkaan sidottuja, emme tietenkään näe koko taivasta, esimerkiksi meiltä pohjoisen ihmisiltä jää etelän risti näkemättä, jos emme matkusta etelämmäksi katsomaan. Tietenkin näkemisen laatu riippuu lisäksi omasta näkökyvystä sekä tarkastelupaikasta. Markus Hotakaisen "Tähtitaivas" kertoo esimerkiksi että tarvitaan pimeä ja avoin paikka. Pimeä ei täyty helposti kaupunkejen lähellä, koska kaupungin valot häiritsevät. Olisi hyvä etsiä paikka, jossa valosaaste olisi pohjoiseen päin. Kuitenkin myös tehtaiden tuottama lämmin savu muuttaa ilmakehän tiheyttä ja vaikuttaa havaintoihin sotkevasti. Tämän jälkeen kannattaa ottaa avuksi teknisiä apuvälineitä. Kiikarilla näkee paremmin (kunhan muistaa ottaa linssinsuojuksen pois) ja kaukoputkella tietysti vielä paremmin.

Kaukoputken kehitti ensimmäisenä tiettävästi anonyymiksi jääny silmälasikauppias 1608. Yksi nimeltä mainittu ehdokas on Hans Lippershey, tosin monia muitakin nimiä on ehdotettu. Kaukputkea epäillään myös paljon tätä vanhemmaksi keksinnäksi: Roger Baconin huhutaan rakentaneen kaukoputken mainittua aikaisemmin, jo niinkin aikaisin kuin 1200 -luvulla. Kaukoputkella katseltiin aluksi maallisempia kohteita. (Kuten vaikka "tipujen tiiraamiseen", (c)ornitologiaan.) Galileo Galilei keksi kuitenkin tarkatella sillä tähtitaivasta 1609. Hänen kaukoputkensa suurensi noin 30x, eli se ei ollut mikään hirveän hyvä. Kaukoputkilla oli kuitenkin apua. Tähtitieteessä alettiin tarvitsemaan kaukoputkia. Kehitysketju huipentui teleskooppeihin, jotka olivat erityisen voimakkaita. Tälläisen ensi kertaa Christiaan Huygens 1600-luvun puolivälissä.

Aluksi kaikki kaukoputket olivat linssikaukoputkia. Niissä toiminta perustui siihen, että linssi taivuttaa valoa, kuten suurennuslasi. Kaukoputkia käytettiin ennen kuin niiden toimintaperiaate ymmärrettiin: 1611 Kepler kehitti kaukoputken optisen periaatteen. Tämän avulla voidaan koota valoa. Kun haluttiin lisää tarkkuutta, piti kasvattaa peilin kokoa. Toinen ongelma oli linsseistä tuleva värivirhe. Koska lasi taittaa valoa, seurauksena on samaa ilmiötä, joka nousee vahvasti esille prismassa. Tämän vuoksi linsseistä piti hioa vähemmän kuperia. Tämän seurauksena polttopiste etääntyi, mikä tarkoitti entistä pidempiä putkia. 1733 värivirheen korjaamiseksi Chester Hall liitti kaukoputkiin koveria linssejä. Värivirhe on tosin yhä edelleen halvemmissa linssikaukoputkissa. Tyypillinen heitto on sini-puna -heitto, jossa esimerkiksi planeetan toisessa reunassa näkyy sinistä ja toisessa punaista väriä.

Toinen tapa suhtautua värivirheeseen oli peilien käyttö. Peilissähän jokainen valonsäde taittuu samassa kulmassa, missä se tulee, joten väri ei vääristy samaan tapaan kuin linsseissä. Kokoavien peilien avulla saadaan rakennettua peilikaukoputki, reflektori. 1668 Isaac Newton rakensi ensimmäisen peilikaukoputken. 1672 Laurent Cassegrain teki tähän parannuksia. Tämäkään ei ollut täydellinen ratkaisu, koska apupeilit heijastavat ja synnyttävät helposti taipumisrenkaita. ; Linssikaukoputkessa suurempi määrä valosta tulee perille asti. Apupeilien metalliset kiinniketelineet poistavat näkökentästä kohtia ja aluksi peilit olivat sen verran himmeitä, että kuvista tuli suttuisempia ja epäselvempiä. Peilikaukoputkien valmistaminen oli kuitenkin paljon halvempaa. Peilikaukoputkissa peilejä on toteutettu puolipallomaisilla ja parabolin mallisilla peileillä. Parabolinmalliset peilit toimivat paremmin.
Ohessa erilaisten kaukoputkien hieman yksityiskohtaisempia toimintaperiaatteita.

Ei kommentteja: