���ͧ�÷��ȹ�Ẻ�ѡ���ʧ (Refractor)
�繡��ͧ�÷��ȹ������Ź��㹡������ʧ ����ö������·���� ����ѹ���ҧ������� ���ͧ�÷��ȹ�Ẻ�ѡ���ʧ��ǹ�ҡ�բ�Ҵ��� ���������Ѻ���ѧࡵ��ó��鹼�Ǵǧ�ѹ�����д�������� ���ͧ�ҡ����Ҿ���Ѵ ���բ�����¤�� �������ͧ�ٴ�Ƿ�����ҧ�ҡ �Ҩ�դ�����Ҵ�� ����ҡ�س�Ҿ�ͧ�Ź�����վ�
���ͧ�÷��ȹ�Ẻ�ѡ���ʧ�·���� �������СѺ�ҹ���Ǩ ���� ��С���硫� ���ͧ�ҡ����ѵ�ػ�������� �դ������ҧ���� ���繵�ͧ����ѧ����ʧ�٧ �Ź�좹Ҵ�˭����դ����������� ���ҧ�ҡ ������Ҥ�ᾧ�ҡ �Ź�����բ�Ҵ�˭� ������ӡ��ͧ�������չ��˹ѡ�ҡ ����дǡ��͡����ҹ
���ͧ�÷��ȹ�Ẻ�з��ʧ (Reflector)
���ͧ�÷��ȹ쪹Դ���١�Դ���� "���� �� ��ǵѹ" �֧���ա����˹����� "���ͧ�÷��ȹ������¹" (Newtonian telescope) ���ͧ�÷��ȹ쪹Դ������Ш�����᷹�Ź��ٹ ��������Ҥһ����Ѵ ��Ш���Ҵ�˭������ѧ����ʧ�٧ �֧���������Ѻ���ѧࡵ��ó� ����ѵ�ط���������ҡ ���������ҧ �� ���� ��� ����硫� ������º��º�Ѻ���ͧẺ�ѡ���ʧ ����բ�Ҵ��鹼�ҹ�ٹ���ҧ��ҡѹ���� ���ͧ�÷��ȹ�Ẻ�з��ʧ �����ҤҶ١���һ���ҳ�ͧ���
���ҧ�á��� ���ͧ������¹�ա�Ш��ص������ �ç�ҡ�ӡ��ͧ �����з��ʧ�ҡ�������Ź��� �������ҧ��ҧ�ӡ��ͧ �֧���ػ��ä��ҧ�ҧ�Թ�ͧ���ʧ ��������º��º���ͧẺ�ѡ���ʧ ����բ�Ҵ��鹼�ҹ�ٹ���ҧ��ҡѹ ���ͧẺ�ѡ���ʧ������Ҿ���ҧ ��Ф��Ѵ����) ���㹷ӹͧ���ǡѺ���ͧ��Դ�ѡ���ʧ ������Ш���Ҵ�˭� ����դ���������ҡ��� �ӡ��ͧ��е�ͧ�˭����з� ����չ��˹ѡ�ҡ
���ͧ�÷��ȹ쪹Դ��� (Catadioptic)
��ԡ ���ʹ��Ҿ�������
���ͧ�÷��ȹ�Ẻ������繪�Դ���� � �����ª�Դ �ҷ��� ��Դ��-�����ù�� (Schmidt-Cassegrains), �ѡ�ٵͿ-�����ù�� (Maksutov-Cassegrains) ������Ъ�Դ���դ���ᵡ��ҧ�ѹ�
���ͧ���Сͺ�ҧ��ȹٻ�ó� ����Ҩ���Ź�����͡�Ш�����ѹ ������ѡ������� ���ͧ����������繡��ͧ�÷��ȹ�Ẻ�з��ʧ ������Ш� 2 �ش �з��ʧ��Ѻ仡�Ѻ�� ���ͪ���Ŵ���������й��˹ѡ�ͧ�ӡ��ͧ ���ͧ�÷��ȹ�Ẻ����ҧ��Դ �Ҩ�ա�ù�����Ź������㹡������Ҿ�����Ѵ ���������ͨش���ʧ��㹡������ʧ �ѧ�� �Ź��ͧ���ͧẺ�ѡ���ʧ ��Ҩо���� ���ͧ�÷��ȹ좹Ҵ�˭���������ʹٴ�� ��ǹ�˭� �ѡ���繡��ͧ�÷��ȹ�
Ẻ���
�ҵ�駡��ͧ�÷��ȹ� ���� 2 ������
1. �ҵ��Ẻ��ŵҫ��ظ (Alt-azimuth Mount) �繢ҵ�駡��ͧẺ��鹰ҹ ����ѹ���ͧ�� 2 ��� �ѹ������Һ�ҧ��ҧ ��С�д����ŧ��Ǵ�� �ҡ��ͧ��Դ������������Ѻ�����ҹ�����
����� �ٹ� ���ʹٴ�� ����������ѧ�����٧ �·���仨о����� 2 �ѡɳФ�� Ẻ����� (Tripod) ���Ẻ��ͺ���¹ (Dobsonian) �����Ѻ���ͧ�÷��ȹ�Ẻ�з��ʧ
�Ҿ��� 4 �ҵ�駡��ͧẺ��ŵҫ��ظ (��ͺ���¹)
2. �ҵ��Ẻ���Ƿ������ (Equatorial Mount) �繢ҵ�駫�������§��ҹ�Ѻ�ͧ�š ���������ѧ���˹觢��ǿ�� (������˹��) �����ع���¤���������ҡѺ�š��ع�ͺ����ͧ �����
�ӡ��ͧ�����ѧ��Ƿ���ͧ��õ�ʹ����
(����ͧ��繴�Ǻ��������������ͧ�ҡ�š��ع�ͺ�ͧ
����ͧ) �ҡ��ͧ��Դ�������� ����Ѻ��ôٴ�Ƿ���ͧ����ѧ�����٧��Чҹ�����Ҿ�ҧ������ʵ��
��������������Ѻ㹡����ͧ����Ǻ�����š ���ͧ�ҡ��ع�ͧ���ͧ���§ ������á�Ҵ���ͧ仵���ͺ��� �����ҡ�Ӻҡ �͡�ҡ��鹢ҵ�駡��ͧẺ��� �ѧ�չ��˹ѡ ����Ҥ��٧�ҡ
�Ҿ��� 5 �ҵ�駡��ͧẺ���Ƿ������
5 มกราคม 2548 โดย: วิมุติ วสะหลาย ()
ปรับปรุงครั้งล่าสุด 19 ธันวาคม 2559
ในการสังเกตการณ์ดาราศาสตร์นั้น กล้องโทรทรรศน์เป็นสิ่งที่จำเป็นต้องใช้แทบจะขาดมิได้ เนื่องจากวัตถุท้องฟ้า ไม่ว่าจะเป็นดวงดาว กาแล็กซี หรือเนบิวลาต่าง ๆ ล้วนอยู่ห่างจากโลกเราหลายปีแสง และมักมีความสว่างน้อยนิด จึงจำเป็นต้องใช้กล้องโทรทรรศน์เพื่อดึงภาพของวัตถุเหล่านั้นให้เหมือนกับว่ามาอยู่ใกล้ ๆ เพื่อศึกษารายละเอียดได้สะดวก และรวมแสงให้สว่างพอให้ตามองเห็น นอกจากการดึงภาพให้เข้ามาใกล้แล้ว กล้องโทรทรรศน์ยังมีประโยชน์อื่น ๆ อีก เช่น ช่วยให้เราได้สามารถศึกษาวัตถุท้องฟ้าในย่านสเปกตรัมอื่น ๆ ที่ตาเรามองไม่เห็นอีก ทั้งนี้เนื่องจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มาจากดวงดาวและวัตถุท้องฟ้าต่าง ๆ นั้นมีย่านความถี่ที่กว้างมาก ตั้งแต่ความถี่วิทยุ ไมโครเวฟ รังสีอินฟราเรด แสงขาว (สีแดงถึงสีม่วง) รังสีอัลตราไวโอเลต รังสีเอกซ์ จนถึงรังสีแกมมา ตาของมนุษย์นั้นสามารถมองเห็นได้เฉพาะแสงขาวเท่านั้น การสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ในย่านแสงขาวเพียงย่านเดียว จึงดูเป็นการสังเกตการณ์ในขอบเขตที่แคบมาก ๆ สัญญาณบางอย่างที่ปลดปล่อยมาจากดวงดาวและวัตถุท้องฟ้า มักจะอยู่ในย่านความถี่ที่ตามองไม่เห็นเสียมาก เช่น หากสังเกตมองควอซาร์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ธรรมดาที่ทำงานในยานแสงขาว จะมองเห็นไม่ต่างกับดาวฤกษ์ธรรมดาดวงหนึ่งเลย และเมื่อถ่ายภาพควอซาร์ในย่านอินฟราเรดแล้ว จะพบว่ามันมีลักษณะแตกต่างจากดาวฤกษ์โดยสิ้นเชิง นอกจากนี้ กล้องโทรทรรศน์ยังมีประโยชน์ในการถ่ายและบันทึกภาพของดวงดาวได้อีกด้วย
กล้องโทรทรรศน์โดยทั่วไปแบ่งออกเป็นชนิดใหญ่ ๆ ตามย่านความถี่ที่ทำงาน เช่นกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรด (Infrared telescope) กล้องโทรทรรศน์วิทยุ (Radio Telescope) เป็นต้น กล้องโทรทรรศน์ที่พบเห็นและรู้จักกันมากที่สุดก็คือ กล้องโทรทรรศน์ที่ทำงานในย่านความถี่ที่ตามองเห็นหรือ Optical telescope ในที่นี้จะกล่าวถึงกล้องโทรทรรศน์แบบหลังนี้เท่านั้น
ชนิดของกล้องโทรทรรศน์
กล้องโทรทรรศน์อาจแบ่งได้ตามหลักการสร้างภาพได้เป็น 2 ชนิดใหญ่ ๆ ได้ดังนี้
กล้องแบบหักเหแสง
กล้องแบบหักเหแสงใช้เลนส์นูนอย่างน้อยสองชิ้นประกอบด้วยกัน ชิ้นหนึ่งเรียกว่า เลนส์วัตถุ อยู่ทางด้านหน้าของตัวกล้อง อีกชิ้นหนึ่งเรียกว่า เลนส์ตา อยู่ตำแหน่งใกล้ตา อัตราขยายของกล้องชนิดนี้สามารถหาได้จาก
กำลังขยาย = ความยาวโฟกัสของเสนส์วัตถุ / ความยาวโฟกัสของเลนส์ตา
กล้องแบบสะท้อนแสง
กล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงประกอบด้วยกระจกเว้าโค้งแบบพาราโบลาเรียกว่า กระจกหลัก (primary mirror) กับเลนส์ตาอีกอันหนึ่ง กำลังขยายของกล้องแบบสะท้อนแสงหาได้จาก
กำลังขยาย = ความยาวโฟกัสของกระจกหลัก / ความยาวโฟกัสของเลนส์ตา
เมื่อเปรียบเทียบกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงกับกล้องโทรทรรศน์หักเหแสงแล้ว กล้องแบบสะท้อนแสงเหมาะกับกล้องขนาดใหญ่มากกว่ากล้องแบบหักเหแสง เนื่องจากกระจกสะท้อนแสงสามารถสร้างให้มีขนาดใหญ่ และมีโครงสร้างเสริมหนุนอยู่ด้านหลังกระจกเพื่อรักษาความโค้งเอาไว้ได้ ในขณะที่กล้องหักเหแสงสามารถยึดติดกับสิ่งอื่นได้เฉพาะที่ขอบเลนส์เท่านั้น จึงมีขีดจำกัดอยู่ที่เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1 เมตรเท่านั้น หากสร้างกระจกใหญ่กว่านี้ น้ำหนักของเลนส์จะถ่วงให้กระจกมีรูปร่างบิดเบี้ยวจนภาพที่ได้มีความเพี้ยนมากเกินไป ปัจจุบันกล้องโทรทรรศน์หักเหแสงที่ใหญ่ที่สุดตั้งอยู่ที่หอสังเกตการณ์เยอร์คีส์ มีเส้นผ่านศูนย์กลางของเลนส์ 1 เมตร กล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงยังมีชนิดย่อย ๆ อีกหลายชนิด เช่น
กล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงแบบนิวตัน (Newtonian Reflecter)
มีกระจกเว้าอยู่ท้ายกระบอก ที่ด้านหน้าใกล้กับปากกระบอกกล้องมีกระจกเฉียง 45 องศาเพื่อสะท้อนแสงออกไปทางด้านข้างลำตัวกล้องซึ่งมีเลนส์ตาติดอยู่ เวลาส่องดูจึงต้องส่องดูข้าง ๆ ลำตัวกล้อง ชื่อของกล้องชนิดนี้ตั้งขึ้นเพื่อเป็นเกียรติแก่นิวตัน ผู้ออกแบบกล้องชนิดนี้
กล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงแบบแคสสิเกรน (Cassigrain Reflecter)
มีกระจกนูนชิ้นเล็ก ๆ เรียกว่ากระจกรอง (secondary mirror) อยู่ที่ด้านหน้าของตัวกล้อง กระจกชิ้นนี้สะท้อนแสงจากกระจกหลักผ่านรูที่อยู่ตรงกลางของกระจกหลัก ซึ่งเลนส์ตาจะติดอยู่ที่ด้านหลังของกระจกหลัก เนื่องจากกระจกรองช่วยย่นความยาวของกระบอกกล้อง กล้องชนิดนี้จึงมักมีรูปร่างสั้นป้อม
กล้องโทรทรรศน์แบบชมิดท์แคสสิเกรน
คล้ายกับกล้องแบบแคสสิเกรน แต่มีกระจกปรับความโค้ง (correcter plate) ปิดอยู่ด้านหน้าของตัวกล้อง ส่วนกระจกหลักโค้งแบบทรงกลม กล้องชนิดนี้มักจะสั้นป้อมกว่าแบบแคสสิเกรนเล็กน้อย เป็นชนิดที่นักดูดาวใช้กันมาก
กล้องโทรทรรศน์แบบมักซูตอฟ
กล้องโทรทรรศน์แบบมักซูตอฟนี้ คล้ายกับแบบชมิดท์แคสสิเกรน แต่ความโค้งกระจกด้านหน้าต่างกัน กระจกปรับความโค้งของกล้องชนิดนี้ดูคล้ายกับเป็นเลนส์เว้า เลนส์ซูเปอร์เทโลโฟโต้ชนิดรีเฟล็กซ์สำหรับถ่ายภาพทั่วไปมักใช้โครงสร้างของเลนส์เป็นแบบมักซูตอฟนี้
เอฟเรโช (f ratio)
ดังได้กล่าวมาแล้วว่า กล้องโทรทรรศน์นอกจากมีหน้าที่ขยายภาพให้ใหญ่ขึ้นหรือให้เหมือนกับวัตถุอยู่ใกล้เข้ามา นอกจากนี้ยังมีอีกหน้าที่หนึ่งก็คือ ขยายแสงหรือการรวมแสงให้สว่างมากขึ้นนั่นเอง บางครั้งวัตถุท้องฟ้าที่เราต้องการส่องนั้นมีขนาดไม่เล็กเลย แต่ว่าจางมากจนมองไม่เห็น ดังนั้นการขยายทางแสงจึงเป็นปัจจัยที่สำคัญไม่น้อยไปกว่าการขยายขนาดภาพเลย ในขณะที่กำลังขยายภาพของกล้องโทรทรรศน์ถูกกำหนดด้วยความยาวโฟกัสของเลนส์หรือกระจก กำลังขยายทางแสงจะขึ้นกับขนาดความกว้างของกระจกและเลนส์เป็นสำคัญ ซึ่งบอกด้วยตัวเลขที่เรียกว่า เอฟเรโช
เอฟเรโช เป็นค่าที่บอกความสามารถในการรวมแสงของเลนส์วัตถุ มีความหมายเดียวกันกับเอฟเรโชของเลนส์กล้องถ่ายรูป (หรือกระจก ในกรณีของกล้องสะท้อนแสง) ค่าเอฟเรโชหาได้จาก ความยาวโฟกัสของเลนส์หารด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางของเลนส์ เช่นกล้องโทรทรรศน์หักเหแสงเส้นผ่านศูนย์กลางเลนส์วัตถุ 110 มม. ความยาวโฟกัส 1100 มม. ก็จะมีค่าเอฟเรโชเป็น 1100/110 = 10 หรือเขียนว่า f/10 ค่าเอฟเรโชยิ่งต่ำจะยิ่งมีกำลังรวมแสงมาก
ฐานตั้งกล้อง
ฐานตั้งกล้องมีหน้าที่ยึดจับและรับน้ำหนักของกล้องโทรทรรศน์ ฐานตั้งกล้องสำหรับกล้องโทรทรรศน์มีความจำเป็นมาก เนื่องจากกล้องโทรทรรศน์นั้นมักมีกำลังขยายสูงและมีขนาดใหญ่ และหนัก ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะใช้กล้องโทรทรรศน์โดยปราศจากฐานตั้งกล้อง นอกจากนี้ในฐานตั้งกล้องบางระบบยังมีหน้าที่หันทิศทางกล้องเพื่อติดตามจับภาพดวงดาวให้คงที่อีกด้วย เนื่องจากดวงดาวนั้นมีการเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลาอันเกิดจากการหมุนรอบตัวเองของโลก หากเราซื้อกล้องโทรทรรศน์มาชุดหนึ่ง มักพบว่าราคาในส่วนของฐานตั้งกล้องนั้นจะสูงกว่าส่วนตัวกล้องเสียอีก มีนักดูดาวบางคนถึงกับกล่าวว่า "ใช้กล้องคุณภาพธรรมดากับฐานตั้งกล้องดี ๆ ยังดีกว่าใช้กล้องคุณภาพดีแต่ฐานตั้งกล้องไม่มีคุณภาพ"
ฐานตั้งกล้องพอจะแบ่งได้เป็น 2 ชนิดใหญ่ ๆ ตามลักษณะของแกนหมุนคือ
แบบอัลตาซิมุท (Altazimuth)
ฐานตั้งกล้องระบบนี้เป็นระบบที่เรียบง่ายที่สุด มีแกนหมุนสองแนวคือแนวราบ (azimuth) และแนวตั้ง (altitude) ฐานตั้งกล้องถ่ายรูปทั่ว ๆ ไปก็เป็นฐานตั้งกล้องแบบอัลตาซิมุทนี้นั่นเอง ฐานตั้งกล้องแบบนี้มีราคาถูก สร้างง่าย แต่ไม่เหมาะกับงานทางดาราศาสตร์นัก เนื่องจากทิศทางการหมุนของแกนนั้นไม่สอดคล้องกับทิศทางการเคลื่อนที่ของดวงดาว แต่จะเหมาะการถ่ายภาพดาราศาสตร์บางอย่าง โดยเฉพาะภาพที่อิงขอบฟ้าโลก เช่นภาพปรากฏการณ์คอนจังก์ชันที่ขอบฟ้า ภาพดาวเคลื่อนที่เป็นเส้นยาว หรือภาพซึ่งใช้เวลาการเปิดหน้ากล้องค่อนข้างสั้น เช่น ภาพดวงอาทิตย์ ภาพดวงจันทร์ ภาพสุริยุปราคา หรือภาพจันทรุปราคา เป็นต้น
แบบอิเควตอเรียล
ฐานตั้งกล้องแบบอิเควตอเรียลจะมีแกนหมุนสองแกน แกนหนึ่งชี้ไปที่ขั้วท้องฟ้า (บริเวณใกล้ดาวเหนือ) เรียกว่าแกนขั้วฟ้า (Polar axis) แกนนี้จึงหมุนตามการเคลื่อนที่ของดวงดาว อีกแกนหนึ่งซึ่งตั้งฉากกับแกนขั้วฟ้า คือ แกนเดคลิเนชัน (Declination axis) แกนนี้จะหันกล้องไปในทางเดคลิเนชันหรือตามแนวขั้วฟ้าเหนือ-ใต้นั่นเอง ในขณะที่ตั้งกล้องสังเกตวัตถุท้องฟ้านั้น วัตถุจะเคลื่อนที่ตามแนวเดคลิเนชันไปทางตะวันตกช้า ๆ ผู้สังเกตการณ์จึงต้องปรับที่แกนเดคลิเนชันตามตลอดเวลาเพื่อไม่ให้วัตถุตกขอบจอภาพไป ถ้าเป็นฐานตั้งกล้องที่มีราคาจะมีมอเตอร์ไฟฟ้าหมุนแกนเดคลิเนชันด้วยความเร็ว 1 รอบต่อ 1 วันตามความเร็วในการหมุนรอบตัวเองของโลก ทำให้ผู้สังเกตการณ์สามารถสังเกตการณ์ได้นานต่อเนื่องกันโดยไม่ต้องคอยปรับตำแหน่งกล้องเรื่อย ๆ ฐานตั้งกล้องคุณภาพสูงมักเป็นแบบอีเควตอเรียลทั้งสิ้น
ฐานตั้งกล้องแบบอิเควทอเรียลยังแบ่งย่อยไปได้อีกหลายชนิดตามโครงสร้างของกลไก ดังรูปทางด้านล่าง ซึ่งแสดงฐานตั้งกล้องอิเควตอเรียลแบบต่าง ๆ กล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็กที่สามารถขนย้ายได้มักจะใช้ฐานตั้งกล้องแบบเยอรมันหรือแบบง่าม แบบเยอรมันจะเหมาะกับการสังเกตการณ์ในประเทศใกล้ศูนย์สูตรเช่นประเทศไทย ฐานตั้งกล้องแบบง่ามจะเหมาะกับประเทศในแถบละติจูดสูง ๆ นักดูดาวในประเทศสหรัฐอเมริกานิยมใช้ฐานตั้งกล้องแบบนี้มาก แต่สำหรับประเทศไทยไม่เหมาะกับฐานตั้งกล้องแบบนี้
ฐานตั้งกล้องแบบอังกฤษ แบบโย้ก และแบบเกือกม้านั้นเหมาะกับกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ตามหอดูดาวต่าง ๆ มากกว่ากล้องขนาดเล็ก มีจุดยืดบนพื้นสองจุดจึงมีความมั่นคงมาก ฐานตั้งกล้องแบบอังกฤษและแบบโย้กหาดูได้ยากและไม่เป็นที่นิยมแล้ว หอดูดาวสมัยใหม่นิยมใช้ฐานตั้งกล้องแบบเกือกม้า ซึ่งเป็นแบบที่พัฒนามาจากแบบโย้ก สามารถรับน้ำหนักกล้องได้มาก และสามารถหันกล้องส่องที่ขั้วเหนือได้ด้วย
* ดัดแปลงจากบทความ "กล้องโทรทรรศน์" ในเอกสารประกอบการจัดค่ายนักดาราศาสตร์ในอนาคต (รุ่นสารสนเทศดาราศาสตร์ไทย) ปี 2540 โดยสมาคมดาราศาสตร์ไทย