Σφάλματα Οπτικής Σχεδίασης

Σφάλματα οπτικής σχεδίασης αναφέρονται γενικά σε όλα τα οπτικά συστήματα. Το παρών άρθρο ασχολείται με το πως συνδέονται τα σφάλματα αυτά με τα οπτικά τηλεσκόπια, το κύριο όργανο της ερασιτεχνικής αστρονομίας. Υπάρχουν διάφοροι οπτικοί σχεδιασμοί τηλεσκοπίων. Ένα τηλεσκόπιο είναι σχεδιασμένο να συλλέγει φως και να σχηματίζει ένα είδωλο. Κατά τον σχεδιασμό των οπτικών συστημάτων, ο σχεδιαστής πρέπει να κάνει συμβιβασμούς για να ελέγξει τα σφάλματα και να πετύχει το επιθυμητό αποτέλεσμα. Τα σφάλματα, συντελούν στην εμφάνιση ατελειών στο είδωλο και μπορούν να προέρχονται είτε από την κατασκευή, είτε την σχεδίαση ή και από τα δύο. Κάποια από τα σημαντικότερα σφάλματα τηλεσκοπίων είναι τα εξής:

Χρωματικό σφάλμα

Συνήθως σχετίζεται με τους αντικειμενικούς φακούς των διοπτρικών τηλεσκοπίων. Είναι η αδυναμία του φακού να εστιάσει φως διαφορετικού μήκους κύματος. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την δημιουργία μιας αμυδρής φωτεινής άλους (συνήθως βιολετί) γύρω από τα φωτεινά αστέρια, τους πλανήτες και τη Σελήνη. Επίσης μειώνει το κοντράστ στη σελήνη και τους πλανήτες. Συνήθως εμφανίζεται πιο έντονη όσο αυξάνεται η διάμετρος και μικραίνει ο εστιακός λόγος. Αχρωματικά ζεύγη στα διοπτρικά βοηθούν στην μείωση του σφάλματος και πολύ πιο ακριβές και πολύπλοκες σχεδιάσεις όπως οι αποχρωματικοί φακοί και fluorite φακοί μπορούν να το απαλείψουν εντελώς.

Σφαιρικό σφάλμα

Προκαλείται όταν ακτίνες φωτός, περνώντας μέσα από τον φακό ή ανακλώμενες πάνω στο κάτοπτρο σε διαφορετικές αποστάσεις από το οπτικό κέντρο, εστιάζονται σε διαφορετικά σημεία πάνω στον άξονα. Αυτό κάνει τα αστέρια να φαίνονται ως θολοί δίσκοι και όχι σαν ένα καθαρά σημεία. Τα περισσότερα τηλεσκόπια είναι σχεδιασμένα ώστε να μην εμφανίζουν το σφάλμα αυτό.

Κόμη

Σχετίζεται κυρίως με τα παραβολικά κατοπτρικά τηλεσκόπια και επηρεάζει τα αντικείμενα έκτος άξονα ενώ είναι πιο έντονη κοντά στις άκρες του οπτικού πεδίου. Οι εικόνες που φαίνονται έχουν μια μορφή V. Όσο πιο γρήγορος είναι ο εστιακός λόγος, τόσο περισσότερη κόμη θα είναι εμφανής κοντά στην άκρη αν και το κέντρο του πεδίου θα είναι απαλλαγμένο από την κόμη, σε καλά σχεδιασμένα και κατασκευασμένα τηλεσκόπια.

Αστιγματισμός

Είναι σφάλμα του φακού το οποίο επιμηκύνει τα είδωλα που αλλάζουν από οριζόντια σε κάθετη θέση σε αντίθετες πλευρές καλής εστίασης. Γενικά σχετίζεται με κακή ποιότητα οπτικών ή σφάλματα ευθυγράμμισης.

Καμπύλωση πεδίου

Προκαλείται από ακτίνες φωτός που δεν εστιάζονται όλες μαζί στο ίδιο επίπεδο. Το κέντρο του πεδίου μπορεί να είναι εστιασμένο αλλά οι άκρες του όχι και αντιστρόφως.