望远镜的分类
望远镜的分类
望远镜是人类探索宇宙的重要工具，从早期的光学望远镜到现代的空间望远镜，其种类繁多，功能各异。本文将为您详细介绍各种类型的望远镜，包括它们的工作原理、特点和应用。
光学望远镜
参观过天文台或天文馆的人都知道，天文台望远镜种类繁多。天文工作者研究的目的不同，所需要观测的对象也各不相同，因此需要有适合不同要求的望远镜。尽管光学望远镜多种多样，但万变不离其宗，总不外乎折射、反射和折反射三种类型。
- 折射式望远镜原理：
- 反射式望远镜原理：
- 折反式望远镜原理：
射电望远镜
射电望远镜是探测天体射电辐射的基本设备，可以测量天体射电的强度、频谱及偏振等量。通常，由天线、接收机和终端设备3部分构成。天线收集天体的射电辐射，接收机将这些信号加工、转化成可供记录、显示的形式，终端设备把信号记录下来，并按特定的要求进行某些处理然后显示出来。表征射电望远镜性能的基本指标是空间分辨率和灵敏度，前者反映区分两个天球上彼此靠近的射电点源的能力，后者反映探测微弱射电源的能力。射电望远镜通常要求具有高空间分辨率和高灵敏度。根据天线总体结构的不同，射电望远镜可分为连续孔径和非连续孔径两大类，前者的主要代表是采用单盘抛物面天线的经典式射电望远镜，后者是以干涉技术为基础的各种组合天线系统。20世纪60年代产生了两种新型的非连续孔径射电望远镜--甚长基线干涉仪和综合孔径射电望远镜，前者具有极高的空间分辨率，后者能获得清晰的射电图像。
历经十几年筹备，五年半施工，被称为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜（Five hundred meters Aperture Spherical Telescope，简称FAST）于2016年9月25日落成并投入使用，坐落于贵州省平塘县克度镇。FAST项目是我国重大科技项目，系目前世界上口径最大的单天线射电望远镜，是人类直接观测遥远星系行星、寻找类似太阳系或地球的宇宙环境，以及潜在智慧生命的重要设施。其科学目标主要是巡视宇宙中的中性氢、发现新脉冲星、主导国际甚长基线网、探测星际分子、寻找地外文明等，在航天工程及其他领域具有广泛用途。FAST项目采用我国科学家独创的设计：利用贵州天然的喀斯特漏斗洼地作为台址；在洼地内铺设4450块反射面单元组成500米球冠状主动反射面；采用轻型索拖动机构和并联机器人，实现望远镜接收机的高精度定位。FAST全新的设计思路，加之得天独厚的台址优势，突破了望远镜的百米工程极限，开创了建造巨型射电望远镜的新模式。该项目的建设，使我国形成具有国际先进水平的天文观测与研究平台，为我国开展“暗物质”和“暗能量”本质、宇宙起源和演化、太空生命起源和寻找地外文明等研究活动提供重要支持。同时，填补美国、西班牙和澳大利亚三个深层空间跟踪站在经度分布上的空白。
空间望远镜
空间望远镜是在地球大气外进行天文观测的大望远镜。由于避开了大气的影响和不会因重力而产生畸变，因而可以大大提高观测能力及分辨本领，甚至还可使一些光学望远镜兼作近红外、近紫外观测。但在制造上也有许多新的严格要求，如对镜面加工精度要在0.01微米之内，各部件和机械结构要能承受发射时的振动、超重，但本身又要求尽量轻巧，以降低发射成本。第一架空间望远镜又称哈勃望远镜 ，于1990年4月24日由美国发现号航天飞机送上离地面600千米的轨道。其整体呈圆柱型，长13米，直径4米 ，前端是望远镜部分，后半是辅助器械，总重约11吨。该望远镜的有效口径为2.4米 ，焦距57.6米，观测波长从紫外的120纳米到红外的1200纳米 ，造价15亿美元。原设计的分辨率为0.005 ，为地面大望远镜的100倍。但由于制造中的一个小疏忽 ，直至上天后才发现该仪器有较大的球差，以致严重影响了观测的质量。1993年12月213日，美国奋进号航天飞机载着7名宇航员成功地为"哈勃"更换了11个部件，完成了修复工作，开创了人类在太空修复大型航天器的历史。修复成功的哈勃望远镜在10年内将不断提供有关宇宙深处的信息。1991 年4月美国又发射了第二架空间望远镜，这是一个观测γ射线的装置，总重17吨，功耗1.52瓦，信号传输率为17000比特/秒，上面载有4组探测器，角分辨率为5′10′。其寿命2年左右。
双子望远镜
双子望远镜是以美国为主的一项国际设备(其中，美国占50%，英国占25%，加拿大占15%，智利占5%，阿根廷占2.5%，巴西占2.5%)，由美国大学天文望远镜联盟(AURA)负责实施。它由两个8米望远镜组成，一个放在北半球，一个放在南半球，以进行全天系统观测。其主镜采用主动光学控制，副镜作倾斜镜快速改正，还将通过自适应光学系统使红外区接近衍射极限。
太阳望远镜
日冕是太阳周围一圈薄薄的、暗弱的外层大气，它的结构复杂，只有在日全食发生的短暂时间内，才能欣赏到，因为天空的光总是从四面八方散射或漫射到望远镜内。1930年第一架由法国天文学家李奥研制的日冕仪诞生了，这种仪器能够有效地遮掉太阳，散射光极小，因此可以在太阳光普照的任何日子里，成功地拍摄日冕照片。从此以后，世界观测日冕逐渐兴起。日冕仪只是太阳望远镜的一种，20世纪以来，由于实际观测的需要，出现了各种太阳望远镜，如色球望远镜、太阳塔、组合太阳望远镜和真空太阳望远镜等。
红外望远镜
红外望远镜是接收天体的红外辐射的望远镜。外形结构与光学镜大同小异，有的可兼作红外观测和光学观测。但作红外观测时其终端设备与光学观测截然不同，需采用调制技术来抑制背景干扰，并要用干涉法来提高其分辨本领。红外观测成像也与光学图像大相径庭。由于地球大气对红外线仅有7个狭窄的"窗口"，所以红外望远镜常置于高山区域。世界上较好的地面红外望远镜大多集中安装在美国夏威夷的莫纳克亚，是世界红外天文的研究中心。1991年建成的凯克望远镜是最大的红外望远镜，它的口径为10米，可兼作光学、红外两用。此外还可把红外望远镜装于高空气球上，气球上的红外望远镜的最大口径为1米，但效果却可与地面一些口径更大的红外望远镜相当。
数码望远镜
数码望远镜被主流科技媒体评为"百项科技创新"之一，由于结构简单，成像清晰，能够用较小的机身长度实现超长焦的效果，在加上先进的数码功能，可以实现较为清晰拍照录像功能，在大大拓宽了望远镜的应用领域，可以广泛的应用在侦查、观鸟、电力、野生动物保护等等。数码望远镜具备的拍照功能，可以保存人生历程中经历的众多难忘瞬间，在美国，此款产品广受体育运动教练员、球探、猎鸟人、野生动物观察员、狩猎爱好者以及任何一个摄影、摄像爱好者的青睐。在中国，这一领域的佼佼者，当属watchto系列的远程拍摄设备，尤其是WT-20A系列和30B系列，目前国内很多公安、军警、野生动物保护已经利用数码望远镜的优势，应用到工作中了，尤其是公安部门，他们可以轻松的远程拍照取证。高达5.1百万像素cmos传感器的内置数码照相机结合在一起的。可以快速并简单的从静态高分辨率照片(2594*1786)拍照转换到可30秒连续摄相。这能确保捕捉到最佳效果。照片和录象存储在内存中，或sd卡中，并可以通过可折叠的液晶显示屏查看、删除、通过电视机查看，或不需安装其他软件将照片下载到计算机中。光学部分主要流行的倍率是35倍和60倍，并且可以进行高低倍的切换!
硬X射线调制望远镜
2015年，作为空间天文领域的重要研究手段，我国在天文卫星发射上将实现零的突破。由中国科学院院士、我国著名高能天体物理学家李惕碚研制的一种新型的天文望远镜--硬X射线调制望远镜(HXMT)将正式升空，成为我国的第一颗天文卫星。
"按照计划，将在2014年完成HXMT的全部建设，2015年将它送入近地轨道。"中国科学院高能物理研究所研究员、HXMT卫星首席科学家助理张双南在接受《中国科学报》记者采访时说，"天文卫星一般按照探测波段分为射电、紫外、γ射线和X射线天文卫星。正在建设的硬X射线调制望远镜(HXMT)就属于X射线天文卫星。空间天文发展历史上，最早也是从X射线领域突破的。""从功能上，天文卫星可以分为专用和天文台级两种。专用天文望远镜是针对特定的科研目标设计建设的，而天文台级的天文望远镜搭载的仪器就比较多，功能更加强大，可涉及的科学研究范围也更加广。"HXMT属于专用的天文卫星，规模比天文台级小。与其他专用天文卫星相比，HXMT属于中型专用天文卫星。上天后，它将主要承担对黑洞研究，以及与黑洞有关的，比如中子星的研究。"在宇宙中，有很多极端的天体，比如黑洞，及其发生的一些极端的物理过程是在地面上无法进行试验和观测的。因此，天文卫星就成了其中最重要的研究手段之一。