Principe de réflexion des télescopes

Les systèmes de télescopes réfléchissants courants sont généralement de type newtonien ou Cassegrain. Ces télescopes utilisent un miroir concave comme miroir principal pour faire converger la lumière et former une image, évitant ainsi l'aberration chromatique associée aux lentilles.

Alors que les scientifiques contemporains tentaient de réduire l'aberration chromatique en étendant infiniment la longueur des télescopes, Newton pensait que l'aberration chromatique dans les télescopes réfractaires était inévitable. Par conséquent, il a broyé un alliage cuivre-étain-arsenic de 2.5 cm en une forme sphérique et a utilisé un miroir plat placé devant le point focal pour diriger la mise au point hors du tube. En 1668, il a créé avec succès le premier télescope réfléchissant, connu sous le nom de télescope newtonien, qui reste le type le plus courant de télescope réfléchissant. En 1672, Cassegrain a introduit un design avec un miroir primaire parabolique et un miroir secondaire hyperbolique, qui a plié le trajet de la lumière en une structure très compacte.

Il est à noter que Newton n'a pas été le premier à concevoir un télescope réfléchissant. En 1663, Gregory a publié un système optique dans «Optica Promota» qui utilisait deux miroirs concaves pour former une image verticale derrière le miroir primaire. Cette conception comportait un miroir primaire parabolique et un miroir secondaire ellipsoïdal concave placé derrière le point focal, connu sous le nom de télescope grégorien. Étant donné que toutes les surfaces de cette conception étaient asphériques, Gregory, manquant de solides compétences pratiques, était incapable de produire un télescope utilisable. Ce n'est que 10 ans plus tard que Hooke a réussi à construire un modèle fonctionnel de cette conception.

Les réflecteurs newtoniens modernes utilisent un miroir parabolique comme miroir principal, qui fait converger les rayons lumineux parallèles vers un point focal, évitant ainsi les aberrations sphériques causées par les miroirs sphériques (comme indiqué sur le diagramme). Cependant, étoiles situéesRétroviseur hors axePeut apparaître déformé en formes de comètes, un phénomène connu sous le nom de coma.

Les télescopes réfléchissants forment des images à l'aide de miroirs, de sorte que la lumière ne passe pas à travers les lentilles, éliminant ainsi le besoin de verre spécial. Pour la même taille d'ouverture, les télescopes newtoniens sont plus abordables. Étant donné que la précision de la surface du miroir affecte considérablement la qualité de l'image, la précision de la fabrication du miroir est une mesure cruciale pour évaluer les télescopes réfléchissants. Les réflecteurs newtoniens modernes n'utilisent plus de métal lourd pour le miroir primaire, mais utilisent plutôt du verre enduit d'aluminium. Parce que les télescopes réfléchissants nécessitent un miroir secondaire, ils doivent être collimatés après avoir été transportés, ce qui peut être encombrant.

Presque tous les grands télescopes de recherche sont des réflecteurs. Par exemple, le fameux télescope spatial Hubble utilise un télescope réfléchissant Cassegrain (comme le montre le schéma). Les principales raisons de cette préférence sont les principaux avantages des réflecteurs par rapport aux réfracteurs: aucune aberration chromatique, un coût inférieur et la capacité d'obtenir des ouvertures plus grandes.