Mengapa teleskop radio berbentuk sangat berbeda dari teleskop optik?

Mengapa teleskop radio biasanya hanya antena piringan dengan penerima di atasnya, sedangkan teleskop optik memiliki teleskop primer, plus sekunder, dan terkadang bahkan tersier?

Dengan kata lain, mengapa teleskop radio hanya memiliki satu reflektor, sedangkan teleskop optik memiliki hingga tiga atau lebih?

Fenomena gelombang yang sama, seperti fokus, harus diterapkan dalam kedua kasus. Jadi saya tidak mengerti mengapa geometri akan sangat berbeda. Anda bisa mengganti cermin yang sebenarnya dengan benda padat yang nyaman, seperti plastik, yang memantulkan gelombang radio dan cermin memantulkan gelombang optik.

Mereka tidak berbeda. Prinsip yang sama berlaku. Anda dapat memiliki cermin sekunder, tersier, kuaterner, dan sebagainya, dengan instrumen pada panjang gelombang apa pun, baik optik, atau radio, atau inframerah, dll. Anda juga dapat memiliki instrumentasi yang ditempatkan langsung di fokus utama (jadi tidak ada cermin selain primer) dengan segala jenis instrumen - radio atau inframerah atau terlihat atau apa pun.

Lihat gambar ini dari teleskop Hale 5 meter di Mt. Palomar - tidak ada cermin sekunder dalam hal ini, pengamat duduk di kandang kecil di fokus utama, menggunakan cermin primer langsung:

Tentu saja, untuk skenario lain, teleskop Hale menggunakan cermin sekunder dan tersier - tergantung pada rincian teleskop, instrumentasi, percobaan atau penelitian yang Anda lakukan, dll.

Salah satu alasan banyak teleskop optik besar sangat sering memiliki setidaknya cermin kedua adalah bahwa arsitektur yang disukai dalam sebagian besar kasus ini adalah Ritchey-Chrétien - yang sering dipilih untuk teleskop profesional terbesar karena menghilangkan koma , penyimpangan yang merugikan bagi astrometri (dengan koma, gambar bintang tidak bulat, sehingga sulit untuk mengukur jarak sudut di antara mereka). Anda dapat menggunakan cermin utama dari teleskop semacam itu secara langsung, tentu saja, tetapi sebagai cermin hiperbolik cekung, ia memiliki penyimpangan yang kuat sendiri, dan karenanya memerlukan cembung sekunder hiperbola (sering hiperbola yang kuat, dengan eksentrisitas yang besar) untuk mengoreksi penyimpangan.

Teleskop Hale yang digambarkan di atas memiliki primer parabola, jadi menggunakannya langsung bukan masalah.

Sekali lagi, semua hal di atas bukanlah aturan yang ketat, hanya pengamatan statistik.

Beberapa teleskop radio memiliki instrumentasi pada fokus utama hanya karena nyaman untuk kasus tertentu. Teleskop radio lainnya memiliki cermin sekunder. Sekali lagi, semuanya tergantung pada apa yang Anda coba capai. Misalnya, teleskop radio Arecibo dapat digunakan baik dalam fokus utama, atau dengan cermin sekunder dalam konfigurasi Gregorian - inilah gambar dengan instrument fokus utama dan cermin Gregorian ke kiri:

Dalam kasus lingkup Arecibo, cermin N-ary kadang-kadang digunakan untuk mengoreksi aberasi a dari reflektor utama bola, tetapi itu bukan satu-satunya alasan mengapa mereka digunakan.

Berikut adalah diskusi yang membandingkan berbagai arsitektur (Cassegrain klasik versus Ritchey-Chrétien versus anastigmatic aplanat) untuk teleskop radio besar, menyoroti berbagai masalah desain, kinerja, dan operasional untuk masing-masingnya. TLDR: Cassegrain klasik adalah tradisional untuk teleskop radio, tetapi arsitektur RC berkinerja lebih baik dan tidak secara signifikan lebih sulit untuk dibangun; OTOH, dengan RC Anda harus selalu menggunakan yang kedua.

Teleskop radio berbentuk berbeda terutama karena kita tidak dapat melihat gelombang mikro atau gelombang radio. Teleskop optik dirancang sedemikian rupa sehingga ada titik fokus di mana Anda dapat melihat dan melihat gambar. Namun, teleskop radio dan teleskop optik sebenarnya bekerja sangat mirip, dan kadang-kadang teleskop radio memiliki reflektor sekunder.

Dalam teleskop optik, cermin sekunder biasanya dimaksudkan untuk mengarahkan ulang cahaya dan memfokuskan gambar untuk mata Anda. Cermin utama adalah apa yang mengumpulkan cahaya, jadi itulah yang melakukan pembesaran. Anda dapat melihat contoh yang bagus dengan gambar teleskop Newton di bawah ini (terima kasih, Wikipedia!).

Teleskop Radio

Teleskop radio sebenarnya bekerja dengan cara yang sangat mirip. Bagian "antena" dari teleskop memantulkan gelombang, sama seperti cermin utama dalam lingkup optik. Kemudian diterima di bagian LNB / LNA / penerima. Anda dapat menganggapnya sebagai titik fokus di mana cermin sekunder diposisikan di teleskop optik.

Selain itu, terkadang teleskop radio benar-benar memiliki reflektor sekunder. Saya akan menggunakan gambar teleskop radio di Kompleks Komunikasi Luar Angkasa NASA Jet Propulsion Laboratory untuk menunjukkan ini (juga dari Wikipedia). "Piringan" adalah reflektor utama, kemudian dipantulkan lagi pada reflektor sekunder yang ditopang oleh lengan logam. Setelah refleksi kedua, sinyal masuk ke penerima yang terpasang pada reflektor utama.

Salah satu alasan perbedaannya adalah banyaknya instrumen optik (dan inframerah dekat) yang tersedia. Kebanyakan teleskop optik profesional memiliki dua atau lebih instrumen standar (misalnya, sebuah imager dan spektograf), dengan kemungkinan menambah instrumen tamu dari waktu ke waktu; beberapa memiliki sebanyak lima instrumen standar secara bersamaan. Memiliki instrumen yang dipasang di dasar teleskop membuatnya lebih mudah untuk beralih di antara mereka (kadang-kadang, seperti dengan pemasangan Nasmyth, dengan hanya memutar cermin tersier 90 atau 180 derajat) daripada jika instrumen dipasang pada fokus utama .

Lihat, misalnya, gambar di halaman web ini untuk SOAR Telescope, yang memiliki port untuk lima instrumen berbeda: http://www.lna.br/soar/telescope_e.html