كتب reflecting telescope designs

تصميم جريجوري

يستخدم المقراب الجريجوري الذي وَصَفَه العالم جيمس جريجوري في كتابه "التعزيز البصري" (Optica Promota) عام 1663، مرآةً ثانوية مقوسة تعيد عكس الصورة من خلال فتحة في المرآة الأساسية، وهذا ما ينتج عنه صورة معدولة، تستخدم في أخذ الملاحظات عن كوكب الأرض، وما زالت بعض مقاريب تحديد النطاق تُصَنع بنفس الطريقة، وهناك العديد من المقاريب الحديثة الكبيرة التي تستخدم التصميم الجريجوري مثل: مقراب الفاتيكان التكنولوجي المتطور، ومقاريب ماجلان، ومقراب بينوكلر الكبير، ومقراب ماجلان العملاق.

تصميم نيوتن

يُعد المقراب النيوتوني أولَ مقرابٍ عاكس ناجح، والذي أكمله إسحاق نيوتن في عام 1668، وعادةً يحتوي على مرآةٍ قطعية أساسية ولكن عند معدل بؤري يساوي f/8 أو أطول، وقد يكفي وجود مرآة كروية للحصول على رؤية عالية الدقة، وتقوم مرآة ثانوية مُسَطَّحة بعكس الضوء على سطح التركيز الموجود على جانب رأس أنبوب المقراب، وتعد هذه واحدة من أبسط وأقل التصاميم كلفة والتي يمكن رؤية الكواكب والأجسام السيارة من خلالها، ويشتهر هذا التصميم بين الهواة من صناع المقاريب حيث يمكن بناؤه في المنزل.

تصميم كاسيجريان وتنوعاته

المقراب الكاسيجرياني (وأحيانًا يُطلَق عليه اسم "الكاسيجرياني الكلاسيكي") هو تصميم لـلوران كاسيجريان (Laurent Cassegrain) تم نشره في عام 1672، ويحتوي على مرآة أساسية قطعية مكافئة، ومرآة ثانوية زائدة المقطع تقوم بعكس الضوء مجددًا خلال فتحة في المرآة الأساسية، ويخلق تأثير الطي والتباعد للمرآة الثانوية مقرابًا ذا بعد بؤري طويل بينما يكون له أنبوب قصير.

ريتشي-كريتيان

مقراب ريتشي-كريتيان، هو ذلك الذي اخترعه كلٌ من جورج ويليس ريتشي (George Willis Ritchey) وهنري كريتيان (Henri Chrétien) في أوائل العقد الثاني من القرن العشرين، وهو نوع متخصص من العاكس الكاسيجرياني، ويحتوي على مرآتين زائدتي المقطع (بدلاً من مرآة مكافئة أساسية)، ويُعد هذا المقراب خاليًا من الزغب والزيغ الكروي قرابة سطح تركيز، هذا إنْ كان التقوسان الأساسي والثانوي مشكلين بصورةٍ مناسبة، الأمر الذي يجعله أفضل للاستخدام في المجال الواسع والملاحظات الفوتوغرافية، وتقريبًا يعد كل مقراب عاكسًا احترافيًا في العالم من التصميم الريتشي-كريتيان.

مصحح البؤرية ثلاثي المرايا

إن إدراج مرآة ثالثة من شأنه أن يساعد في تصحيح أية تشوهات أو بؤرية باقية في الصورة في تصميم الريتشي-كريتيان، وهذا يسمح بمجالات رؤية أوسع بكثير.

دال-كيركهام

قام (هوراس دال (Horace Dall)) في عام 1928 بعمل تصميم مقراب دال-كيركهام الكاسيجرياني، وأخذ الاسم المذكور في المقالة المنشورة في مجلة ساينتفك أمريكان في عام 1930، والتي تبعت النقاش بين عالم الفلك الهاوي (ألان كيركهام (Allan Kirkham)) و(ألبرت جي إنجالاس (Albert G. Ingalls))، والذي كان محررَ المجلة في ذلك الوقت. ويستخدم التصميم مرآة أساسية بيضاوية مقعرة ومرآة ثانوية كروية محدبة، ومع أن هذا النظام أسهل في الصقل من الكاسيجرياني الكلاسيكي أو الريتشي-كريتيان، فهو لا يقوم بتصحيح الزغب البعيد عن المحور، وفي الحقيقة فإن تقوس المجال أقل منه في الكاسيجرياني الكلاسيكي، وبسبب صعوبة ملاحظة هذا التقوس عند معدلات بؤرية أطول، فقليلاً ما تكون مقاريب دال-كيركهام أسرع من f/15، وتعد مقاريب تاكاهاشي ميولون نوعًا من معدات دال-كيركهام بسرعة f/12 ويُعتَد بها إلى حدٍ كبير، وتتطلب مُعدِلاً للتطبيقات واسعة المجال.

التصاميم اللامحورية

هناك العديد من التصاميم التي تحاول تجنب إعاقة الضوء القادم عن طريق التخلي عن المرآة الثانوية أو نقل أي عنصر ثانوي بعيدًا عن المحور البصري للمرآة الأساسية، والتي عادة ما يُطلَق عليها اسم الأنظمة البصرية اللامحورية.

تصميم هيرشل

تم تسمية تلسكوب هيرشل على اسم ويليام هيرشل (William Herschel)، الذي استخدم هذا التصميم في بناء مقاريب كبيرة الحجم، من ضمنها مقراب بقطر 49.5 بوصة (126 سم) في عام 1789، وتكون المرآة في التصميم الهيرشلي مائلة حتى لا تعوق رأسُ الملاحظ الضوءَ القادم. وعلى الرغم من أن هذا يُنتج زيغًا هندسيًا، فقد قام هيرشل بتوظيف هذا التصميم لتجنب استخدام مرآة ثانوية نيوتونية، بما أن المرايا المصنوعة من العاكس المعدني وقتها كانت تفقد اللمعان سريعًا ولم تتمكن من تحقيق سوى 60% فقط من الانعكاس.

شيفشبيجلر

يُعد مقراب شيفشبيجلر ("المنحرف" أو "العاكس المائل") من أنواع المقاريب الكاسيجريانية، والذي يستخدم مرايا مائلة لتجنب إلقاء ظل المرآة الثانوية على الأساسية، ومع ذلك، يؤدي هذا إلى زغب وبؤرية زائدين عند استبعاد أنماط الحيود، ويمكن معالجة هذه العيوب عند المعدل البؤري الواسع — معظم مقاريب شيفشبيجلر تستخدم f/15 أو أطول، مما يؤدي إلى تقيد الملاحظة المفيدة للقمر والكواكب.

وتشيع عدة أنواع متباينة، بعدد متغير من المرايا من أنواعٍ مختلفة، ويستخدم أسلوب (كاتر (Kutter)) مرآة أساسية مقعرة وحيدة وأخرى ثانوية محدبة، بينما يستخدم نوع معين من الشيفشبيجلر-المتعدد مرآةً أساسية مقعرة، وأخرى ثانوية محدبة وثالثة مكافئة، ومن أحد الجوانب المثيرة للاهتمام لبعض مقاراب الشيفشبيجلر هو أنه من الممكن أن تتدخل المرايا في مسار الضوء مرتين — كل مسار للضوء ينعكس على طول مسار جنوبي مختلف.

تصميم يولو

تم تطوير نظام اليولو على يد (آرثر إس. ليونارد (Arthur S. Leonard)) في منتصف الستينيات من القرن العشرين، وعلى غرار الشيفشبيجلر، فهو مقراب عاكس غير معاق ومائل. يتكون اليولو من مرآة أساسية وثانوية مقعرتين، بنفس درجة التقوس، وعلى نفس الميل من المحور الأساسي، وتستخدم معظم مقارب اليولو عاكسًا حلقيًا، ويخلو تصميم اليولو من الزغب، إلا أنه يحتفظ بدرجة كبيرة من البؤرية، والتي يتم خفضها بتشويه المرآة الثانوية بنوعٍ من أحزمة التشويه أو تلميع شكل حلقي بداخلها.

مقارب المرآة السائلة

تستخدم تصاميم المقارب مرآة دوارة تتكون من معدن سائل في إناءٍ يدور على سرعةٍ ثابتة، ومع دوران الإناء، يشكل السائل سطحًا مكافئًا غير محدود الحجم، ويخصص هذا لمرايا المقارب ذات الأحجام الكبيرة (أكبر من ستة أمتار)، ولكن لسوء الحظ لا يمكن توجيهها بسبب وضعها العمودي الدائم.