Zvětšovací skla a čočky pro snadnější čtení lidé znali již ve 13. století, dalekohled byl ale vynalezen až mnohem později, na začátku 17. století. Definice říká, že se jedná o optický přístroj zvětšující zorný úhel, pod kterým lidské oči pozorují vzdálené předměty. Obvykle se skládá z objektivu a okuláru, jež jsou vycentrovány na společné optické ose. Do objektivu vstupují rovnoběžné paprsky světla a z okuláru opět vystupují rovnoběžné světelné paprsky. Pokud Vás zajímá příběh tohoto úžasného přístroje, který nám dnes dokáže poskytnout fascinující pohled do blízkého i vzdáleného vesmíru, prohlédněte si naši virtuální výstavu.
První čočkové dalekohledy
Názory na prvenství objevu dalekohledu se dnes různí. Jisté ale je, že v létě roku 1608 podal holandský výrobce brýlí Hans Lippershey patent na přístroj, který způsoboval, že: „Všechny předměty ve velké vzdálenosti mohou být viděny, jako by byly blízko, pokud je budeme sledovat pomocí skel, která představují nový vynález.“ Zlí jazykové sice tvrdí, že na tento objev přišly spíše jeho děti, které se hrály s nepovedenými výrobky jeho optické dílny, to už ale dnes není podstatné.
Informace o novém objevu se rychle šířila Evropou. A tak se v létě roku 1609 dostala i k učenci, kterým nebyl nikdo jiný, než věhlasný Galileo Galilei. Ten, jen na základě mlhavých informací o principu dalekohledu, začal brousit a skládat čočky tak, že se mu podařilo zkonstruovat vlastní verzi tohoto přístroje. Stejně jako u původního holandského přístroje, byl dalekohled tvořen objektivem ze spojné čočky a okulárem z čočky rozptylné.
Tato kombinace optických prvků poskytovala obraz stranově i výškově správně orientovaný, nevýhodou ale bylo, že obraz nebyl příliš kvalitní a nešlo dosáhnout větších zvětšení a širšího zorného pole.
Galileo zkoumal možnosti dalekohledu a napadlo ho zamířit přístroj i na noční oblohu. Užasl, když spatřil, že na nebi je mnohem více hvězd, než lidé dosud tušili. Při svých pozorováních na začátku roku 1610 učinil celou řadu objevů. Z jeho deníků víme, že studoval pohoří a krátery na povrchu Měsíce, objevil čtyři velké měsíce planety Jupiter, zjistil, že Venuše vykazuje podobné fáze jako náš Měsíc, pozoroval skvrny na Slunci.
Svá pozorování shrnul v útlém spisu Sidereus nuncius (Hvězdný posel), který způsobil v tehdejším vědecké světě velké pozdvižení. Jeden z výtisků se dostal i do Prahy k Johannesi Keplerovi.
Kepler, v té době již slavný matematik a uznávaný teoretik astronomie, reagoval na Galileovy poznatky velmi kladně. Napsal mu dlouhý dopis, v němž se pochvalně vyslovil k jeho objevům, a připojil i svá zdůvodnění toho co Galileo popisuje. Tento dopis byl pak zveřejněn formou spisu Dissertatio cum Nuncio sidereo (Rozprava s Hvězdným poslem). Kepler se také zamýšlel nad konstrukcí dalekohledu a přišel s vlastním vylepšením.
Jeho dalekohled má objektiv i okulár tvořený spojnou čočkou. Jeho obraz je sice stranově a výškově převrácený a má větší konstrukční délku, ale má širší zorné pole a lze dosáhnout větších zvětšení. Navíc umožňuje do ohniskové roviny vložit záměrný kříž nebo měřítko pro odečítání úhlových rozměrů pozorovaných těles. Výhody této konstrukce způsobily, že prakticky všechny dnešní čočkové dalekohledy, cizím slovem refraktory (dochází k lomu, nebo-li refrakci paprsků na čočkách) jsou právě typu Kepler. S Galileovou konstrukcí dalekohledu se setkáme snad jen u divadelních kukátek.
První konstruktéři dalekohledů se snažili o dosažení co největšího zvětšení svých přístrojů. Protože zvětšení jako jedna ze základních charakteristik dalekohledu je definováno např. jako poměr ohniskových vzdáleností objektivu a okuláru, vedla tato snaha ke vzniku dalekohledů extrémní konstrukční délky s nízkou světelností.
Pozorování s takovými přístroji bylo velmi komplikované a nepohodlné. Teprve později astronomové pochopili, že užitečnější bude, aby jejich přístroje měli co největší průměr objektivu, a zachytili tak co nejvíce světla. Na průměru, resp. na ploše objektivu totiž závisí světelný zisk dalekohledu, tedy jak slabé objekty spatříme.
Zvětšování průměru čoček tvořících objektiv dalekohledu ovšem časem narazilo na technologické limity. Největší refraktor, který se kdy povedlo vyrobit, má průměr objektivu 40 palců (102 cm) a nachází se v Yerkersově observatoři v USA.
Zrcadlové dalekohledy
Se zcela odlišnou koncepcí dalekohledu přišel v roce 1672 Isaac Newton. Ten si uvědomil, že nejen čočka dokáže soustředit paprsky světla do jednoho bodu (ohniska), ale stejně se chová i duté kulové zrcadlo. Navrhl tedy dalekohled, který jako objektiv místo čoček používal soustavu primárního kulového a sekundárního rovinného zrcadla.
Zrcadlové dalekohledy, cizím slovem reflektory (dochází k odrazu, nebo-li reflexi paprsků světla), odstranily některé z optických vad čočkových objektivů, např. barevnou vadu. Navíc zrcadla jsou z hlediska výroby snazší. Obrábíte totiž pouze jednu optickou plochu. Použití reflektorů se v astronomii velmi rozšířilo. Postupně se objevila celá řada konstrukčních řešení, která se snažila o dokonalejší přístroje. Velmi populární je Cassegrainův dalekohled.
Objektivem je soustava primárního parabolického a sekundárního hyperbiolického zrcadla. Tato konstrukce odstranila drobnou nectnost Newtonova přístroje, tedy někdy obtížně přístupný okulár. Navíc radikálně zkrátila konstrukční délku dalekohledu.
Pro potřeby velmi světelných astrofotografických dalekohledů byly navrženy systémy, které jsou kombinací refraktoru a reflektoru. Tyto zrcadlo-čočkové dalekohledy jsou souhrnně označovány jako katadioptrické. Oproti klasickým reflektorům mají navíc do trasy optického paprsku zařazenu korekční desku, jejímž cílem je korigovat optické vady jednoduché zrcadlové soustavy. Podle tvaru korekční desky jsou dnes nejčastější používány systémy Schmidt-Cassegrain a Maksutov-Cassegrain.
Tyto dalekohledy se postupem doby staly velmi populární i pro vizuální pozorování.
Nástup nových technologií jako jsou odlehčená žebrovaná zrcadla, použití složitých matematických ploch místo tradičního kulového nebo parabolického zrcadla, či zrcadla složená zvjednotlivých segmentů dovolí vyrábět stále větší a výkonnější přístroje, které nám přinášejí stále více poznatků o vesmíru.
Dalekohledy vsetínské hvězdárny
V současné době je v pozorovatelně vsetínské hvězdárny nainstalováno celkem pět dalekohledů. Jsou zde zastoupeny přístroje obou konstrukčních škol. Jak čočkové, tedy refraktory, tak i jeden zrcadlový.
Základ současné sestavy pochází z první poloviny 60. let minulého století, kdy došlo k instalaci nové paralaktické montáže a výměně optiky u stávajících refraktorů amatérské konstrukce. Jak montáž, tak i optické součásti, dodala německá firma Carl Zeiss Jena.
Největším optickým přístrojem na vsetínské hvězdárně, určeným pro vizuální pozorování, je refraktor s ohniskovou vzdáleností 3 000 mm a průměrem objektivu 200 mm. Mimo standardních okulárů je vybaven i k pozorování Slunce, buď pomocí projekčního nástavce, nebo helioskopického okuláru.
Při klasické nebo digitální astrofotografii je potřeba dalekohledy neustále pointovat. Tedy udržet vybraný objekt co nejpřesněji v zorném poli dalekohledu. K tomu slouží refraktor o ohniskové vzdálenosti 2 300 mm a průměru objektivu 120 mm. Je vybaven speciálním okulárovým nástavcem s pohyblivým osvětleným pointačním křížem.
Sestavu přístrojů na montáži doplňuje hledáček s průměrem objektivu 90 mm a zorným polem 3,2°. Centrální rytí, které usnadňuje orientaci v zorném poli, může být osvětlováno obdobným způsobem jako kříž pointačního dalekohledu.
Zástupcem zrcadlových dalekohledů, tedy reflektorů, je dalekohled typu Newton s objektivem o průměru 300 mm a ohniskovou vzdáleností 1 700 mm. Přístroj pro naši hvězdárnu vyrobila v roce 2008 firma pana Drbohlava ze Rtyně v Podkrkonoší. Vzhledem ke specifické konstrukci, kdy okulárový nástavec se nachází vysoko nad podlahou kopule, je používán výhradně ve spojení s CCD kamerou G2-1600 pro astroforografii. Další odbornou činností jsou záznamy zákrytů hvězd planetkami pomocí kamery QHY 5L.
Panoramatická prohlídka dalekohledů vsetínské hvězdárny