Kaukoputken ostajan opas

URSA:n opas:

Milloin kaukoputki kannattaa hankkia?
Harrastus kannattaa aloittaa tutustumalla tähtitaivaaseen paljain silmin ja kiikareiden avulla. Kaukoputken hankinta on hyvä jättää siihen asti, kunnes on saavuttanut jonkinlaisen tähtitaivaan tuntemuksen. Paikallisella tähtitornilla voi käydä tutustumassa erilaisiin kaukoputkiin ja niiden käyttöön. Kaukoputkea ei kannata hankkia hetken mielijohteesta.

Mitä kaukoputkella näkee?

Taivaan havaintokohteet näyttävät hienommilta valokuvissa kuin kaukoputkeen katsottaessa. Kirjojen ja lehtien kuvat on otettu pitkillä valotusajoilla suurilla kaukoputkilla ja kuvia on yleensä aina käsitelty voimakkaasti. Monet kuvat on lisäksi otettu ilmakehän ulkopuolelta ja hienoimmat kuvat planeetoista ovat peräisin lähellä planeettaa lentäneiltä avaruusluotaimilta.

Harrastelijaputkilla ei kovin suuriin suurennuksiin päästä, eikä silmä erota värejä kuin harvoista kirkkaista kohteista. Planeetat näyttävät kaukoputkessa aina pienikokoisilta (lisäys: poikeuksena Jupiter ja Saturnus ), mutta Kuu ja Aurinko ovat näyttäviä jo pienilläkin putkilla. Yksittäiset tähdet pysyvät pistemäisinä, joten niistä ei ole kaukoputkikohteiksi. Eräät kirkkaat kaksoistähdet ovat kuitenkin kauniita kohteita, jos niiden eri värit erottuvat. Aurinkokunnan ulkopuoliset kohteet, tähtijoukot, sumut ja galaksit ovat pääosin himmeitä, ja niiden löytäminen on vaikeaa. Kaukoputken käytössä vaikeinta onkin himmeiden kohteiden löytäminen sopivan kartan avulla. Oma työ kuitenkin palkitsee: miljoonien valovuosien päässä olevan kohteen löytäminen kaukoputken näkökenttään on upea elämys.

Minkä kokoinen kaukoputki kannattaa hankkia?

Kokoon liittyy kaksi suuretta: objektiivin halkaisija ja polttoväli.

Objektiivi on kaukoputken linssi tai peili, joka kerää valoa. Aiemmin yleisiä olivat putket, joiden objektiivin halkaisija on noin 60 mm (6 cm), nykyään tällaisia putkia pidetään auttamattoman pieninä. Yleiseen harrastukseen sopivat 100 mm (10 cm) ja sitä suuremmat objektiivit. Himmeiden kohteiden havaitsijat pitävät alarajana 200 mm objektiivia, mutta tällainen peili pääsee oikeuksiinsa vain hyvissä olosuhteissa pimeällä maaseudulla. Ensimmäiseksi kannattaa siis miettiä omaa havaintopaikkaa. Suuri putki on yleensä myös painavampi ja vie enemmän tilaa. Varsinkin jos isoa putkea joutuu kuljettamaan, käyttökynnys saattaa pian nousta korkeaksi.

Polttoväli eli kuvatason etäisyys objektiivista on tyypillisissä harrastajaputkissa puolesta metristä pariin metriin. Putken fyysinen pituus vastaa polttoväliä, paitsi katadioptrisissa malleissa, joissa pituus on noin viidesosa polttovälistä. Pitkä polttoväli antaa helposti suuria suurennuksia ja kapean näkökentän. Lyhyt polttoväli suo laajemman näkökentän, mutta sillä ei päästä käytännössä suuriin suurennuksiin. Pitkä polttoväli sopii siis paremmin esim. planeetta- ja kuuhavaintoihin, lyhyt taas laaja-alaisiin kohteisiin kuten avoimiin joukkoihin ja sumuihin, samoin maakohteisiin.

Minkälainen jalusta tarvitaan?

Jalusta on tärkeä osa kaukoputkea. Sen täytyy olla tukeva; pienet tuulenpuuskat tai tärähdykset eivät saa heiluttaa sitä. Pienikin tärinä kaukoputkessa näkyy heti kuvassa suurina heilahduksina.

Jalustoja on useita malleja. Ursasta saatavissa kaukoputkissa on joko tolppajalusta, kolmijalka tai dobson-jalusta.

Tal-kaukoputkissa on tukeva tolppajalka. Tällainen jalusta vaatii tasaisen alustan, joten maastossa katselupaikan etsiminen voi olla hieman hankalaa. Vinolla alustalla tolpan voi kyllä helposti saada pystyasentoon asettamalla sopiva koroke yhden jalan alle. Tolppajalka on melko painava, joten sen kuljettaminen maastossa on raskasta. Se sopii parhaiten vaikkapa parvekkeelle, pihamaalle tai katselupaikalle, jonne pääsee autolla.

Kolmijalka on helpompi pystyttää maastoon epätasaisellekin pinnalle. Jalustan keveys on eduksi kannettaessa, mutta kostautuu yleensä tukevuudessa: kevyt jalusta on herkempi häiriöille. Tukevuutta voi lisätä ripustamalla lisäpainoja jalustan keskiöön. Lisäksi täytyy ottaa huomioon, että jalusta on oikean kokoinen itse kaukoputkeen nähden. Pitkä putki vaatii myös akselistolta erityistä tarkkuutta ja lujuutta. Liian pieni ja kevyt jalusta suuressa kaukoputkessa turhauttaa havaitsijan nopeasti tärinällä ja häiriöillä, jotka pahenevat suurennuksen kasvaessa.

Dobson-jalustaa käytetään lähinnä Newton-kaukoputkissa, joissa objektiivin halkaisija on suuri ja putki on pitkä ja painava. Dobson-jalusta on helppo pystyttää ja kuljettaa. Sen huono ominaisuus on atsimutaalisuus (ks. alla), suurilla suurennuksilla kohdetta on hankala seurata, sillä hienoliikuntaominaisuus puuttuu.

Yleensä tähtikaukoputkissa on ekvatoriaalinen akselisto. Tällöin putki kääntyy kahden akselin ympäri, ja sitä ohjataan hienoliikuntaruuvien avulla. Ekvatoriaalisessa akselistossa toinen akseleista, ns. tuntiakseli, voidaan kääntää Maan akselin suuntaiseksi, joten kohde pysyy vaivattomasti okulaarin näkökentässä hienoliikuntaruuvia kääntämällä. Maakaukoputkissa, ns. Dobson-malleissa sekä halvimmissa tähtikaukoputkissa on atsimutaalinen akselisto. Näissä putki kääntyy vain vaaka- ja pystysuunnassa, ja hienoliikunta puuttuu, joten kohteen seuraaminen on hankalaa. Ursan välittämissä kaukoputkissa on dobson-mallia lukuun ottamatta kaikissa ekvatoriaalinen akselisto.

Mitä eroa on linssi- ja peilikaukoputkella?

objektiivi = kaukoputken linssi tai peili

Hyvälaatuisen linssi- ja peilikaukoputken eroa ei juuri huomaa. Linssikaukoputkessa on yleensä parempi kontrasti, mitä pidetään etuna kirkkaiden kohteiden, kuten planeettojen ja Kuun katselussa. Peilikaukoputken objektiivi on puolestaan halvempi valmistaa, joten suurta valonkeräyskykyä (himmeitä kohteita) tavoiteltaessa peilikaukoputki on hinnaltaan edullisempi. Kumpikin malli sopii kuitenkin kaikenlaisten kohteiden havaitsemiseen, joten kahta erilaista kaukoputkea ei tarvitse tämän takia hankkia.

Peilikaukoputket

Nykyisin kaikki suuret tähtitieteilijöiden käyttämät kaukoputket ovat peilikaukoputkia. Harrastajakäytössä olevat edulliset mallit ovat Newton-tyyppiä, joissa katselu tapahtuu putken kyljessä olevan okulaarin kautta. Peilikaukoputkessa oleva apupeili aiheuttaa periaatteessa kuvaan häiriöitä, jotka vaikuttavat kaukoputken erotuskykyyn ja kuvan tarkkuuteen. Virhe on kuitenkin erittäin pieni, ja selvästi pahimpia kuvan laadun huonontajia ovat ilmakehä ja jalustan huteruus, joissakin tapauksissa myös huonolaatuiset okulaarit. Ursan välittämistä kaukoputkista Newton-tyyppisiä ovat Tal-1, Tal-1M ja Skyliner 200.

Linssikaukoputket

Linssikaukoputki on hyvä havaintoväline, mutta linssi aiheuttaa kuvan reunaan värivirhettä, koska eri värien aallonpituudet taittuvat hieman eri tavoin. Värivirhettä voidaan lieventää esimerkiksi hiomalla linssi kahdesta eri lasielementistä. Tällaista linssiä kutsutaan akromaatiksi, ja sellaisen valmistus on tietysti kalliimpaa kuin yhden linssin hiominen, koska siinä on neljä hiottua pintaa. Vastaavasti peilikaukoputkessa hiottuja pintoja on vain yksi. Paras kuvan laatu saavutetaan useampielementtisillä apokromaattilinsseillä, mutta ne ovat huomattavan kalliita ja harrastuskäytössä harvinaisia.

Toinen kuvan laatua parantava toimenpide on linssien päällystäminen kalvoilla, jotka vähentävät valon heijastumista ja parantavat linssin valonläpäisykykyä. Merkintä Multicoated tarkoittaa, että linssissä on useampi kalvo ja siten parempi kuva. Linssikaukoputki on rakenteeltaan suljettu, joten sen sisälle ei pääse muodostumaan häiritseviä ilmapyörteitä.

Katadioptriset putket

Katadioptrisissa putkissa optisina elementteinä on sekä peilejä että linssi. Tavallisimpia tyyppejä ovat Schmidt-Cassegrain-putket, esim. Celestron Nexstar, sekä Maksutov-putket, esim. Skymax.

Katadioptrisissa putkissa polttoväli (kuvatason etäisyys objektiivista) säilyy pitkänä, vaikka putki on itse suhteellisen lyhyt, vain viidesosa polttovälistä. Valo heijastuu putken sisällä useaan kertaan. Tällaiset putket ovat yleensä hieman kalliimpia kuin valovoimaltaan vastaavat Newton-mallit.

Kiikarit

Kiikari sopii aloittelijalle kaukoputkea paremmin, koska kohteet löytyvät sillä helposti. Planeettoihin ja pienialaisiin kohteisiin sen antama suurennus ei tosin riitä.

Myös kaukoputken omistajalle kiikari on mainio väline: pieni suurennus antaa suuren valovoiman ja ja laajan näkökentän. Jalusta on tarpeen yli 10x suurennuksilla, mutta sitä voi suositella käytettäväksi myös pienempien kiikarien kanssa. Vain videopäällä varustettu ja tarpeeksi korkea kameran jalusta soveltuu kunnolla taivaan kiikarointiin.

Kiikarin suurennus ja objektiivin läpimitta on merkitty sen takaosaan. Esim. 7x50 kertoo suurennuksen olevan 7 -kertainen ja linssin läpimitan 50 mm. Jos suurennusta on enemmän, tulisi objektiivin olla vastaavasti isompi, jotta valovoima säilyisi tähtitaivaan kohteisiin riittävänä.

Kuinka suuria suurennuksia on mahdollista käyttää?

Ensimmäistä kaukoputkeaan hankkivat haluavat usein kaukoputkeensa mahdollisimman suuria suurennuksia. Erilaisia suurennuksia saadaan vaihtamalla okulaareja, mutta kaukoputken erotuskyky asettaa ylärajan suurimmalle käyttökelpoiselle suurennukselle. Erotuskyky taas riippuu objektiivin läpimitasta, joten pienillä putkilla maksimisuurennuksetkin ovat pieniä. Ei siis kannata tuijottaa kaukoputken suuria suurennuslukemia, vaan kannattaa pitää mielessä, että pieni suurennus tarjoaa kirkkaan ja laajan näkymän. Kohteen etsimisessä laaja näkökenttä on etu. Pienen suurennuksen antavaan pitkäpolttoväliseen okulaariin on lisäksi helpompi katsoa kuin lyhytpolttoväliseen. Tässä muutamia aiheeseen liittyviä termejä ja laskukaavoja:

Erotuskyky ja suurennus
Erotuskyky kertoo kuinka lähellä toisiaan olevat kohteet kaukoputki näyttää erillisinä (esimerkiksi kaksoistähdet) ja samalla saadaan selville millaisia suurennuksia kaukoputkella on mahdollista käyttää.

Suurennusta voidaan kasvattaa vaihtamalla okulaaria, mutta kaukoputken erotuskyky asettaa rajan suurimmalle suurennukselle. Jos suurennusta kasvatetaan vielä tästä, kuva suurenee, mutta yksityiskohtia ei tule lisää näkyviin. Asia on käytännössä sama kuin katsottaessa valokuvaa suurennuslasilla: yksityiskohdat tulevat paremmin näkyviin, mutta kuvan rakeisuus alkaa haitata.

Käytännössä suurin käyttökelpoinen suurennus on kohteesta ja katselijasta riippuen 1,5 - 2 x D (D= objektiivin halkaisija, mm). Erotuskyvystä riippumatta myös ilmakehän häiriöt rajoittavat suurinta käyttökelpoista suurennusta. Jos kohde sijaitsee yli 30 asteen korkeudella horisontista ja ilmakehä on rauhallinen, voidaan käyttää jopa yli 200x suurennuksia. Nämä suurennukset saavutetaan vain hyvälaatuisella optiikalla. Huonolaatuisella optiikalla ei saavuteta korkeaa erotuskykyä, vaikka objektiivi olisikin suurikokoinen.

Suurennuksen laskeminen

Suurennusta on mahdollista muuttaa vaihtamalla okulaaria. Okulaarin antama suurennus on helppo laskea: objektiivin polttoväli jaettuna okulaarin polttovälillä. Jos objektiivin polttoväli on esimerkiksi 1200 mm ja okulaareja on kaksi, vaikka 10 mm ja 25 mm, niin suurennukset ovat 1200 mm / 10 mm = 120x ja 1200 mm / 25 mm = 48x. Niin sanotulla Barlow-linssillä suurennusta voi kasvattaa vielä esimerkiksi kaksin- tai kolminkertaiseksi. Linssi pidentää objektiivin polttoväliä, joten yllä mainituilla okulaareilla ja kaksinkertaisella Barlow'lla saadaan neljä suurennusta: 48x, 96x, 120x ja 240x. Uusia okulaareja hankkiessa kannattaa laskea suurennukset myös Barlow'n kanssa päällekkäisten suurennusten välttämiseksi. Barlow-linssi ei heikennä kuvan laatua, joskus pikemminkin päinvastoin.

Mitä suurempi suurennus, sitä pienempi osa taivaasta näkyy ja sitä enemmän se menettää kirkkautta. Laajempia kohteita, kuten Seulasten tähtijoukkoa, ei voi havaita kunnolla kaukoputkella, sillä kohde on liian laaja mahtuakseen okulaarin antamaan näkökenttään. Seulaset ovat parhaimmillaan kiikarilla katsottuna, mutta pienellä suurennuksella ne näyttävät hyvältä myös kaukoputkessa.

Maakohteet ja tähtitaivas

Maa- ja tähtikaukoputken ominaisuuksien yhdistäminen on hankalaa, muttei mahdotonta. Tähtikaukoputkissa kuva on ylösalaisin, ja lisäksi vielä peilikuvana. Tämä johtuu siitä, että katsottaessa taivaan kohteita suunnilla ei ole väliä, ja valon määrä vähenee jokaisella kerralla, kun se taittuu peilistä tai kulkee linssin läpi. Lisäksi tähtikäyttöön tarkoitettu suuri objektiivi on hyödytön ja painava päiväkäytössä ja ekvatoriaalinen jalusta on hiukan hankala putken suuntaamisessa (kaukoputki ei liiku horisontin suunnassa, vaan kaaressa, kuten tähdet). Maakaukoputken käyttökelpoisimmat suurennukset ovat välillä 20 - 60x. Tähtikaukoputkien vakio-okulaareilla ei yleensä näihin lukemiin päästä, mutta lyhytpolttovälisillä putkilla tämäkin onnistuu.

Joissakin jalustoissa, esim Skywatcher 102 -kaukoputken EQ2-jalustassa, tuntiakseli on mahdollista kääntää pystyasentoon, jolloin kaukoputki liikkuu vaaka- ja pystysuunnissa. Muissa kuin Newton-tyyppisissä putkissa mukana on tavallisesti 90 asteen kääntöpeili. Tällöin kuva on pystysuunnassa oikeinpäin, mutta vasen ja oikea väärinpäin. Tämä ei ole suurikaan haitta, kun tottuu kääntämään putkea vastakkaiseen suuntaan näkökenttään nähden. Kuvan voi kääntää oikein päin myös esim. 45 asteen kääntöprismalla, jolloin katseluasentokin on sopiva. Newton-tyypin kaukoputkissa tämä ei onnistu.

Onko seurantamoottorista hyötyä?

Seurantamoottori kääntää ekvatoriaalijalustan tuntiakselia samoin kuin käsiseurannassa, mikä kompensoi Maan pyörimisen. Näin kohde pysyy kaukoputken näkökentässä, kun kaukoputki liikkuu samaa tahtia tähtitaivaan kanssa. Koska hienoliikuntaruuvin kääntäminen käsin on vaivatonta, ei moottorista ole yleensä erityistä hyötyä. Sen sijaan valokuvattaessa putken läpi pitkillä valotusajoilla seurantamoottori on tarpeen. Samoin, jos katsojia on useita jonossa. Esimerkiksi koulujen kannattaa hankkia kaukoputki, jossa on seurantamoottori tai mahdollisuus liittää sellainen, sillä varsinkin suurilla suurennuksilla kohde liikkuu nopeasti pois näkökentästä. Skymax- ja Skyliner-putkiin on mahdollista liittää seurantamoottori, ja TAL-1M- sekä Celestron Nexstar -kaukoputkissa se on vakiona.

Miten tähtiä voi valokuvata?

Kaukoputken läpi valokuvaaminen on yleisesti mahdollista vain hyvän seurantamoottorin avulla ja ohjauskaukoputken kanssa seuraamalla ja säätämällä seurannan käyntiä koko ajan. Valokuvauksen vaatimukset ovat aivan toiset kuin silmän, esimerkiksi Tähdet ja avaruus -lehdessä nähtävät harrastajien ottamat kuvat on otettu tarkoitukseen soveltuvilla laitteilla. Tällaisten hinta valmiina ostettuina on huomattava. Toisaalta hyviä kuvia saa kameran omalla optiikalla käyttämällä kaukoputkea käsikäyttöisenä seurantalaitteena. TAL-1 kaukoputken vastapainon akselilla on vakiovarusteena tukeva kamerateline, muissa malleissa täytyy itse keksiä sopiva keino kameran kiinnittämiseksi jalustan akselistoon. Ursan valikoimissa olevista laitteista kaukoputken läpi tapahtuvaa kuvausta pääsee kokeilemaan Skymax-malleilla sekä Skyliner 200:lla varustettuna JS-Observatoryn ekvatoriaaliseurannalla ja ohjauskaukoputkella.

Muutamia valokuvaamiseen liittyviä perusasioita kaukoputken optiikasta
Tähtivalokuvausta suunnitteleva haluaa tietää kaukoputken aukkosuhteen. Tämä saadaan jakamalla objektiivin polttoväli objektiivin halkaisijalla, esim. 1200 mm / 200 mm = 6. Aukkosuhde merkitään f / 6. Mitä pienempi kaukoputken aukkosuhteen jakaja on, sitä nopeammin kuvatasoon asetettu filmi valottuu.

Valokuvauksessa kaukoputken kuvan mittakaavaa saadaan parannettua hankkimalla pitkäpolttovälinen kaukoputki. Mitä pitempi kaukoputken polttoväli on, sitä suurempi on sen muodostama kuva kuvatasossa, johon kamera filmeineen asetetaan (normaalisti tähän asetetaan okulaari, joka muuttaa kuvan kokoa silmin katsottaessa). Kuvan läpimitan voi laskea kaavasta L = F · tan(a), missä F on kaukoputken polttoväli (mm), ja a on kohteen halkaisija asteissa (esim. Kuun halkaisija on 0,5 astetta). Jos esimerkiksi F = 1000 mm, Kuu näkyy kuvatasossa 8,7 mm kokoisena, ja arvolla F = 500 mm se näkyy 4,35 mm kokoisena, vaikka putkien objektiivi on saman kokoinen. Vastaavasti Saturnus, jonka halkaisija on 20", näkyy F=1000 mm putken filmillä 0,1 mm kokoisena ja F=500 mm putkessa 0,05 mm kokoisena. Silmin havaittaessa tällä ei ole merkitystä, sillä okulaari määrää silloin suurennuksen.

http://www.ursa.fi/ursa/julkaisut/havaintovalineet/osto-opas.html