Refraktori koriste isključivo sočiva za formiranje slike, dok reflektori koriste isključivo ogledala (teleskopi koji za formiranje slike koriste i sočiva i ogledala - vrlo popularni u poslednjih par decenija - nazivaju se "katadioptrici" i po optičkim osobinama su obično bliži reflektorima). Vrlo je rašireno mišljenje da refraktori generalno imaju bolji kvalitet slike, što naročito dolazi do izražaja pri posmatranju objekata sa niskim kontrastom, kao što su planete. Da li je ovo istina? Ako jeste, zbog čega, i u kolikoj meri? To su pitanja na koja će ovaj članak pokušati da odgovori.
R e f l e k t o r i
Za razliku od refraktora, reflektori nemaju ni približno tako rigorozne zahteve u pogledu žižne daljine. Znatno kraći tubusi omogućavaju praktičnu upotrebu teleskopa sa prečnikom objektiva do 400 mm i veće. Ovo im daje veliku prednost u pogledu količine svetlosti i razdvojne moći, posebno kad se kombinuje sa činjenicom da je prosečan reflektor 2-3 puta jeftiniji od ahromata, i deset i više puta jeftiniji od apohromata slične aperture i kvaliteta. Da li su refraktori zaista toliko bolji da se opravda ovakva razlika u ceni? Da vidimo...
Kvalitetno polje slike Newton i Cassegrain reflektora ograničeno je komom, u istoj meri. Međutim, pošto je jačina kome proporcionalna kvadratu relativnog otvora (D/f), ona je zanemarljiva u Cassegrainu, koji po pravilu ima relativni otvor od oko 1/12 i manje. Kod Newton reflektora, posebno onih većih sa relativnim otvorima od 1/5 do 1/4, prečnik kvalitetnog polja je ograničen, ali ne u meri da ozbiljnije remeti osmatranje. Središnji deo slike je kvalitetan, bez značajnih aberacija - ali ipak ne toliko oštar kao kod dobrog refraktora slične aperture. Razloge smo već spomenuli, pa da vidimo u malo više detalja i zašto i u kojoj meri slika reflektora zaostaje za slikom refraktora.
Krivica se najčešće baca na efekat centralne opstrukcije u reflektorima. Prosečna centralna opstrukcija Newton reflektora je oko D/5, dok je u Cassegrainu oko D/3. Time što povećava količinu svetlosti van difrakcionog diska, centralna opstrukcija smanjuje kontrast i razdvojnu moć teleskopa pre svega u slučaju objekata sa niskim kontrastom, kao što su planete. Ovaj efekat je sličan smanjenju aperture, i može se približno izraziti formulom De=(1-c/2D)D, gde je "De" efektivna apertura, "c" centralna opstrukcija, a "D" je fizička apertura. To znači da bi effektivna apertura jednog 200mm Cassegarin reflektora sa D/3 centralnom opstrukcijom u pogledu kontrsta i rezolucije bila oko 167 mm, dok bi za 200 mm Newton sa D/5 centralnom opstrukcijom ova bila oko 180 mm. Razlika je vrlo umerena prvom slučaju, i blizu zanemarljive u drugom. Štaviše, efekat D/3 centralne opstrukcije na oštrinu slike je sličan efektu hromatizma na pomenutom prihvatljivom nivou ove aberacije (na primer, u 100 mm f/12 ahromatu), dok je efekat D/5 opstrukcije neznatno veći od effekta hromatizma na nivou kada on postaje zanemarljiv (100mm ~f/20 ahromat). Očigledno je da smanjenje oštrine slike kod reflektora nije isključivo posledica centralne opstrukcije. Ono što najčešće više snižava kvalitet slike u reflektorima su posledice već pomenute četiri puta veće osetljivosti reflektivne površine na bilo kakve nepravilnosti i deformacije.
Kao prvo, ista greška u figuri optičke površine prouzrokovaće 4 puta veću grešku u fokusu reflektora, nego u fokusu refraktora. Zatim, isti stepen mikroskopskih nepravilnosti na optičkoj površini prouzrokovaće četiri puta veće rasipanje svetlosti kod reflektora. Ova dva faktora su verovatno bila glavni uzrok loše reputacije reflektora u prošlosti, kada je kvalitet izrade ogledala bio generalno nizak. U poslednjoj deceniji ogledala se sve više prave na visokom nivou kvaliteta, gde su ovi efekti svedeni na minimum. Međutim, ova "preosetljivost" reflektivne površine još uvek doprinosi lošijem kvalitetu slike reflektora zbog veće osetljivosti na nepravilnu kolimaciju, kao i na termalne deformacije optičke površine.
Odstupanje od idealnog položaja ose ogledala od ose fokusera, ili centriranosti i razmaka među ogledalima kod Cassegraina takođe će prouzrokovati veće aberacije u reflektoru nego u refraktoru. Kod Newton reflektora, maksimalno tolerantno odstupanje ose primarnog ogledala od ose fokusera je oko 3 lučne minute (slično efektu 1/3 talasa sferne aberacije. U ravni slike jednog 200mm f/6 Newton reflektora ovo odgovara odstupanju ose primarnog ogledala od središta fokusera od svega 1 mm. Većina vlasnika Newton reflektora nema bitno bolji nivo kolimacije (što ne znači da je to teško, ili neizvodljivo), a ne retko je i gora od toga.
Najzad, termalne deformacije optičke površine prouzrokovaće takođe četiri puta veće aberacije u reflektoru nego u refraktoru. Do ovog dolazi zbog toga što se staklo skuplja kad se hladi, ali se ne skuplja ravnomerno celom optičkom površinom. Deformisana optička površina dovodi do sniženja kvaliteta slike, i teleskop je obično beskoristan za viša uvećanja. Kada staklo dostigne termalnu ravnotežu sa vazduhom, optička figura se vraća u svoje originalno stanje.
Ovome su više izloženi veći reflektori, i ako se temperatura vazduha menja (obično pada) tokom noći, ovi instrumenti mogu nikad da ne dostignu termalnu ravnotežu. Sa druge strane, refraktori, manje osetljivi i ograničeni na manje aperture, mnogo brže dostignu termalnu ravnotežu (obično do pola sata, ili manje).
Dodatni faktor koji više pogađa kvalitet slike u većim aperturama nego u manjim - i prema tome više reflektore nego refaktore - je uticaj atmosferskih turbulencija. Što je veći otvor objektiva, to je veći deo talasnog fronta svetlosti sa nebeskog tela koji objektiv koristi. I što je veći deo talasnog fronta, to je veća deformacija izazvana njegovim prolaskom kroz atmosferu. Ova atmosferska deformacija je po efektu ista kao i deformacija same optičke površine teleskopa. Počinje primetno da utiče na kvalitet slike kako apertura prelazi ~100 mm. Što je apertura veća, to je veće i ograničenje teoretskog kontrasta i razdvojne moći prouzrokovano atmosferskim turbulencijama. Kao posledica toga, praktična granica razdvojne moći teleskopa je na nivou aperture od 250 mm-300 mm (vrlo retko ostvarljiva). Daljim porastom aperuture dobija se samo na količini svetlosti. Drugim rečima, 200 mm reflektor često neće dati bitno bolju sliku planetarnih detalja od, recimo, 120 mm refraktora - čak i ako su podjednakog optičkog kvaliteta - samo zbog toga što je više pogođen uticajem atmosferskih turbulencija. Veće aperure, u principu, zahtevaju bolje osmatračke uslove da bi se približile svom teoretskom potencijalu.
Postoje i drugi činioci koji doprinose "lošem glasu" reflektora. Jedan je da je polje slike često nedovoljno zaštićeno od zalutale svetlosti i internalnih refleksija. Sa malo pažnje, ovo se može potpuno odstraniti u Newton reflektoru, dok Cassegrain uvek ima makar minimalan nivo zalutale direktne svetlosti u centralnoj tubi koja vodi u fokuser. Zbog toga je vrlo važno da je unutrašnjost ove tube anti-reflektivna.
Sve u svemu, reflektori su izloženi većem broju faktora koji potencijalno mogu da snize nivo kvaliteta slike. Međutim, ako je instrument kvalitetno izrađen, i vlasnik zna koji su uslovi neophodni da on dostigne svoje stvarne mogućnosti, kvalitet slike u reflektoru može sasvim da se približi kvalitetu slike u refraktoru slične aperture. Mada će apohromat još uvek primetno da premaši reflektor slične aperture, ako se poredi sa kvalitetnim reflektorom podjednake cene, jednostavno nema šanse.
U zaključku, dobro izrađen reflektor je uvek bolja vrednost od refraktora ahromata, a posebno od apohromata. Bilo koja određena suma novca kupuje dvostruko - ili više - neba sa reflektorom. I pored toga, uvek je bilo i biće ljudi koji će radije posedovati refraktor. Jedan od razloga je da refraktori zahtevaju manje pažnje i održavanja, i da su generalno manje osetljivi na niz činilaca koji mogu da ugroze kvalitet slike. Takođe, usmeravanje i vođenje teleskopa je prirodnije sa zadnjeg, nego sa prednjeg kraja tube. Newton je udobniji za posmatranje objekata blizu zenita, ali položaj okulara zahteva dosta šetanja oko teleskopa, i ne retko neudobne položaje - posebno ako je ekvatorijalno montiran i tuba ne može da se rotira u nosačima (oko ose). Najzad, za neke ljude su refraktori jednostavno lepši - slika i prilika toga kako teleskop treba da izgleda. I kako govoraše stari Latini: "De gustibus non est disputandum." (o ukusima se ne raspravlja).
U prethodnom delu: