隨著我國教育事業的不斷發展,作為六大基礎學科之一的天文學越來越受到人們的重視。一些地方的大、中、小學都先後建立了小型天文臺、天象廳,天文愛好者的隊伍也日益壯大。對於天文愛好者和從事天文科普教學的老師來說,擁有一架品質優良的科普天文望遠鏡是最基本的要求,如何選購天文望遠鏡時最重要的兩條參考依據是價格與使用目的,即根據需要購置天文望遠鏡的單位及個人可承受的價格以及使用目的來確定所選購望遠鏡的種類、規格與檔次。本文無法具體討論價格標準,僅從使用目的的角度進行一些比較。
一、固定式天文望遠鏡
固定式天文望遠鏡一般都裝在天文圓頂室或其它觀測室內,當安裝調試完畢後,一般不再輕易搬動。
1、固定式裝置 固定式天文望遠鏡的裝置穩定、可靠,結構比較複雜,有較高精度地調整極軸使之位於子午面(南北平面)並指向北天極、並能牢靠鎖定的結構,以保證望遠鏡極軸穩定地、精確地指向北天極。 固定式裝置所採用機械裝置形式最為多樣,其中德國式、叉式、地平式都被廣泛採用,但一般以德國式比較常用。德國式裝置的優點是結構穩定、鏡筒及接收器的換用較為方便,這些優點在固定式裝置中得到充分的發揮。 當然,對於一些反射望遠鏡及折反射望遠鏡,特別是口徑大於500mm大型望遠鏡,叉式結構還是很有利的並應用得很廣泛的 。
2、固定式望遠鏡的轉儀鍾 固定式望遠鏡的轉儀鍾一般精度與自動化程度都相當高。它的傳動系統必須穩定、可靠,末級蝸輪(或齒輪)的直徑一定要與望遠鏡的口徑相當,且一般要求模數較大、精度較高。選擇時應充分注意這一點。望遠鏡一定有自動跟蹤系統,並且赤經、赤緯傳動一定有慢動及微動。從可靠的角度來考慮,快動採用手動比較有利,但隨著計算機技術的普及,應用計算機尋星及演示時,則要求望遠鏡的快動必須是電動。由於固定式望遠鏡的驅動裝置不必為電源負荷擔憂,因此無論是同步電機、直流電機或步進電機驅動系統都被廣泛應用。
3、固定式望遠鏡的光學系統 原則上講,所有的天文望遠鏡光學系統都可以用於固定式望遠鏡中,但是,固定式望遠鏡的穩定性要求高,對於折射望遠鏡來講則優點最多。如: (1)光軸穩定。折射鏡鏡頭裝在1個穩定的鏡框內,長時間使用不會變動。 (2)透光性不易改變,使用壽命特別長。 (3)維護、裝修比較簡單。 (4)比較壯觀。通俗地講就足看起來像個大型望遠鏡。 (5)同等口徑下,因為其沒有中間反射的元件而通光量大於反射或折反射望遠鏡。 但是,同等口徑條件下,折射鏡的價格將是最高的,因為鏡筒長,其它的所有構件都要加大,成本就高。此外,鏡簡長,觀測室就得大,增加建設費用。 此外,普通單位採用的折射望遠鏡的口徑不宜太大,一般不超過200mm。6m的圓頂室內可容納的折射望遠鏡的最大口徑約為250mm。若要求更大口徑,建議採用反射望遠鏡或折反射望遠鏡。
二、可攜式天文望遠鏡
絕大部分天文愛好者都希望擁有一臺輕便結實、性能優良、拆裝調方便、而且價格不太高的可攜式天文望遠鏡。由於城市內光汙染嚴重,要想得到一張高質量的天文照片,必須攜帶儀器到農村或山上去(當然有條件者在光汙染少的地區建立天文臺,安裝較大的望遠鏡又當別論)。 星跡、黃道光等的拍攝,需要有一座穩固的且攜帶方便的照相機或攝像機三角架,一般購買國產的三角架即可,使用任何品牌的135相機或120相機均可,照相機焦距一般選用28~80mm。
1、可攜式裝置 可攜式裝置一般採用德國式或叉式兩種,腳架採用伸縮式或拆裝式,一般以伸縮式較為方便。由於可攜式要求輕便而不失穩定,三角架一般用鋁合金製成。為實現穩定,三角架的截面要寬大,但管壁則不必太厚,三角架的橫撐對穩定度起著重要的作用。 (1)德國式裝置不僅廣泛用於小型折射望遠鏡中,同時也應用於折反射和反射望遠鏡中。由於相對口徑較小的折射望遠鏡在同樣口徑的各類望遠鏡中焦距最長,因而它作為可攜式望遠鏡中一般口徑不能太大,相對口徑在1/12左右的折射鏡一般口徑不宜超過100mm,否則就過於笨重;而對於反射或折反射望遠鏡則當別論,拿短鏡筒的折反射望遠鏡來說,甚至可將可攜式望遠鏡的口徑做到300mm(當然,300mm口徑的可攜式望遠鏡一般都須有兩人以上拆裝)。德國式裝置對於業餘觀測者來講,最大的好處在於可以根據拍攝天體對象的不同,「隨心所欲」地更換不同的鏡筒和接收器。 (2)叉式裝置一般僅用於折反射望遠鏡。由於這種裝置沒有笨重的平衡錘,因此在同等口徑的望遠鏡中自重較輕,再加上赤緯系統有兩個固定點,赤經傳動系統的末級也可做得較大而十分穩定,精度也比較容易做得高,因此叉式裝置在可攜式望遠鏡中十分重要,為很多業餘觀測者所青睞。 不過,叉式結構最大的缺點是不能任意調換鏡筒及接收器,平衡問題較難解決。
2.可攜式望遠鏡的轉儀鍾 可攜式望遠鏡的轉儀鍾設計中一般須考慮重量與精度的匹配,有時為了減輕重量而不得不降低一些精度。一般來講,可攜式望遠鏡的跟蹤精度不及固定式的高,末級蝸輪(或齒輪)也小於固定式。可攜式望遠鏡的如要長時間曝光拍攝,需靠不停地導星來提高拍攝精度。 對於電機選用,小功率的直流電機、步進電機及同步電機都在可選範圍。由於可攜式望遠鏡經常要在沒有市電供應的地方觀測,電池或蓄電池供電的將作為首選。 可攜式望遠鏡的轉儀鍾一般僅有「恆動」(即與天體周日運動同步的跟蹤轉動)為電動,其餘快、慢、微動均為手動,但具備慢、微電動的轉儀鍾,將會對拍攝時的導星帶來很多方便之處。近來,單片機控制的小型轉儀鍾控制器已問世,這對於尋星及導星帶來很大的方便。例如美國Meade LX200 GPS-SMT望遠鏡(固定與便攜兩用式),與全球定位系統(GPS)聯網,實現定位、校準、尋星、跟蹤的全自動控制,將望遠鏡的控制提高到世界頂級水平。