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和星星亲密“接触” 你该怎么挑选天文望远镜
来源:科技日报
炎炎夏日，深邃的银河又在天空舒展身姿。爱好星空的你，也许希望有一台天文望远镜，实现与星星更亲密的“接触”。那么，什么样的天文望远镜更适合初入天文圈的你呢？
兼顾成本和便携，折射式为入门首选
在人类文明诞生和发展的漫长岁月里，绝大多数时间都是在用肉眼来观察和探索这个世界。但我们的眼睛并不像想象中那么强大，由于瞳孔很小，在黑暗的环境下人眼辨识物体的能力很差，这就影响了人类对星空更深层次上的探索，成为了认识和了解宇宙的瓶颈。直到1609年，意大利天文学家伽利略第一次将望远镜指向天空，天文望远镜从此诞生，人类文明也翻开了崭新的一页。
什么是天文望远镜？如果你向一位天文学家提出这个问题，得到的答案可能是“Keck”“VLT”“Subaru”这样动辄口径几米的专业望远镜。而实际上，只要能被指向天空，能让你看到某个天体的望远镜都是天文望远镜。这当然既包括天文学家使用的大型天文望远镜，也包括天文爱好者所使用的小型便携望远镜和双筒望远镜。
天文爱好者日常使用的望远镜结构和基本原理非常简单。天文望远镜按光学系统类型不同可大致分为折射式望远镜、反射式望远镜、折反式望远镜。这三类望远镜天文爱好者都能接触到，但大多数人的第一台望远镜都是折射式望远镜。
折射式望远镜就是通过两片或多片透镜组合来实现放大效果的望远镜，它的基本原理和400多年前伽利略所使用的望远镜没有本质区别。简单的结构意味着较低的成本和很好的便携性，因此它成了入门级天文爱好者的首选。
别再问放大倍数了，口径才最重要
面对一台天文望远镜，很多人的第一反应就是它能放大多少倍。其实，放大倍率并非是描述望远镜好坏的参数。因为这除了和它本身有关外，还与后端的探测器有关。当以人眼作为探测器时，望远镜必须安装目镜才能实现观测。而使用不同的目镜，望远镜也能得到不同的放大倍率。
望远镜真正重要的参数有两个，即口径和焦距。口径指望远镜物镜所能收到的最大光束的直径，对于常见的折射式望远镜，可以简单理解为前段圆形主镜片的直径。焦距是从望远镜光学系统主点到主焦点的距离，它的数值会和口径一起标在镜身上。而放大率实际上是由主镜焦距除以目镜焦距得到的。用望远镜的焦距除以口径，还可以得到焦比，与我们常用的相机镜头的光圈同理，反映了望远镜的集光能力，这个数值越小越好。
天文望远镜的出现就是为了弥补人眼的不足。由于瞳孔很小，人眼的分辨率很低，我们无法分辨出日面上的太阳黑子、月面上的环形山、木星的卫星等，也无法看到暗弱的天体，在理想条件下人眼最暗只能看到6.5等左右的星。“看得见”和“看得清”这两个问题被望远镜很好地解决了，而实际上决定这两项能力的就是瞳孔的直径，相当于一台望远镜的口径。望远镜的口径越大，理论上就能观测到更暗弱的天体，也能分辨出更小角距离范围内的两个点。因此，在选择望远镜时，口径是最主要甚至是唯一需要考虑的基本参数。
按需选望远镜，还要配一副“好鞍”
口径越大的望远镜价格一定是越高。如果你只是想买个望远镜来目视观测，可以先不追求很大的口径。如果一个折射式望远镜的口径超过150毫米，一来价格会很高，二来会又大又沉，便携性大大降低。80毫米至100毫米口径的折射式望远镜更适合熟悉和开展初阶的天文观测，价格大多在2000元以内。
如果你还想观测一些进阶的目标，比如行星表面细节等，需要口径大一些，焦距长一些的望远镜，这时反射式和折反式望远镜会是更好的选择。相比之下，这两类望远镜的镜筒会比相同焦距的折射式望远镜短一些，便于携带和搬运。
再进阶一些的需求就是进行天体摄影了，这样的望远镜无论是什么类型，都需要很好的光学系统质量。通常，天文摄影用望远镜的口径不一定很大，但便宜的也要数千元，贵的要数万至数十万元。
在选购望远镜时不光是买一个主镜，通常还包括它的支架，以及控制它在赤经和赤纬两个方向上转动的赤道仪等。支架多数情况下是三脚架，作为整个望远镜的支撑系统，它的作用非常重要。
至于赤道仪，功能需求不同价格相差很大。最基本的赤道仪只具备手动调节功能，做工也比较粗糙，价格可以低至几百元。好一些的赤道仪除了做工精良，还有电动跟踪功能，价格一般在数千元。更高端一些的赤道仪可以精确调整极轴，做到高精度跟踪，并具备导星等功能扩展，售价可达数万元。对于普通目视观测的望远镜，一般与主镜配套的赤道仪和三脚架就可以满足需求。如果你已经入手了一个很好的摄星望远镜，当然要为好马配一副好鞍。
“神器”双筒镜，能看演出也能看星星
有一类很常见的望远镜，能很好地应用到天文观测中，那就是双筒望远镜。作为市场保有量最高的望远镜，双筒望远镜不仅能在观看文艺演出、体育比赛时派上用场，还可以在天文观测中大显身手。
大家能接触到的大多数双筒望远镜，都是折射式望远镜。双筒望远镜最大的特点就是便携，也能很容易地指向某个方向，所以操作简单。对于天文观测来说，双筒望远镜还有一个很重要的优势。虽然大多数的双筒望远镜放大倍率都不高，但会拥有很大的视场，也就是说使用它可以得到比其他望远镜更大的视野，这点对于很多类天文观测非常重要。
双筒望远镜当然也是口径越大越好，但选择时也要兼顾它的视场。如果能做到两全其美，这样的双筒望远镜一定是比较贵的。考虑到其应用更广泛，推荐大家买一个好一些的双筒望远镜。
双筒望远镜镜的口径、放大率和视场一般都标在镜身上。口径和放大率用两组数字表示，例如“10×50”表示这部双筒镜的放大率为10倍，口径是50毫米；再如“15～40×60”表示放大率在15倍至40倍之间可调，口径是60毫米。视场是反映双筒望远镜性能的另一个重要指标，但它一般不以“度”为单位给出，而是用“在1000米或1000码处能看到的景物的最大宽度”来表示。例如“130m/1000m”或“400Ft./1000Yd.”表示用这架双筒镜能看到1000米或1000码处景物的最大宽度为130米或400英尺。（李昕）
世界上最牛光学望远镜即将建成，一面镜子成本2000万并花10年时间
巨型麦哲伦望远镜是一个正在智利的拉斯卡姆帕纳斯天文台建造中光学望远镜，并计划于2025年投入使用的地基极端巨大望远镜，是目前世界上正在使用的最大光学望远镜的2倍。由等效口径21.4 m的主镜由7块直径8.4 m的子镜组成，它的每个镜片重约17吨，七片镜子呈花瓣形状排列，六个不对称的镜子围绕着一个中央对称的部分。预算造价达6.25亿美元。但在这个巨大工程的背后却是让人非常吃惊的细致。
理查德·F·卡里斯（Richard F. Caris）镜像实验室虽然规模可观，但却坐落在一座更大的56000个足球场建筑的阴影中。即使是这样，其显著的特征： 一个八角形的混凝土突出与学校的标志，仍然看起来像隔壁竞技场的建筑特点。是整体建筑设施最关键的部分。
进行巨型麦哲伦望远镜镜片的建造现场，口袋不能带东西
在镜像实验室内，一幢狭窄的荧光绿色的楼梯在高楼的入口处盘旋在五层楼间，在一个直径8.4米镜子的上方有一条24米塔顶。实验室经理Stuart Weinberger再三强调;想要去塔顶的位置就必段把口袋里的东西都清除了，“眼镜，钥匙，钢笔，任何可能掉落和损坏镜子的东西都不能带。” 这面镜子已制作、打磨及安装花了六年时间，这只是七个镜子之一，就整整花了两千万美元。最终七块构成了巨型麦哲伦望远镜。 Weinberger甚至不准实验室里过多的工作人员。
巨型麦哲伦望远镜，拥有10倍于哈勃太空望远镜的分辨能力，将用来捕捉和聚焦宇宙边缘的星系和黑洞发出的光子及研究宇宙中恒星形成和环绕它们的太空环境，在宇宙中寻找可居住地区气氛中的痕迹。
科学家们正在赶制镜片，工程艰巨
为了赶制剩下的镜子，镜像实验室的科学家和工程师需要制造这些巨大的玻璃板。正如你所期望的那样，这绝对是一个真正的巨大任务。镜子实验室的副主任杰夫·金斯利（Jeff Kingsley）称：这些镜子是有史以来制造的最困难的镜子之一，它们是离轴的，非球面的，非常大的，非常精确的。我们的计划是后面的每一面镜子制造时间为四年。 但第一面镜子就花费了近十年的时间。第二面镜子冒着摧毁赶制于2012年1月开始生产，可能直到2019年才完成。
爆光巨型麦哲伦望远镜镜片惊 人制造过程
目前镜子实验室在不同的阶段安装了四面大镜子，但本周又刚刚开始了新的艰苦生产过程。第一步是通过将20吨E6硼硅酸盐玻璃块装入一个巨大的旋转炉中手动铸造镜面。在镜面里面有着1700个六角形柱子形成了一个蜂窝状的模子，这部分的工作需要六个月的时间才能完工。在几天的时间里，炉子将会加热到2100华氏度以上，转速为每分钟5转。现在液化的玻璃流入蜂窝的负空间，而旋转迫使熔化的玻璃泥到达模具的边缘，使得镜子成为凹形。
当镜子形成后，炉子需要三个月的时间才能恢复到室温。只有这样，实验室工作人员才能拆下镜子，直立起来，并且在操纵电梯系统的帮助下，用优化后的洗车工具来清洁它。从那里开始，实验室成员将镜面朝下翻转到一个巨大的气动气垫船上，并将其转移到设施的中央室，中央室内设有两个镜面抛光站。这些从铸件的后面移走大约半厘米的玻璃。一旦平稳，镜像实验室的工作人员就可以将165个负载传播器固定在镜子的背面，当示波器最终在阿塔卡马沙漠竖立时，执行器将连接到镜子的背面。
镜片头发丝四分之一的瑕疵，结果瑕疵就会放大1000倍
然后，实验室成员正面朝上翻转镜子，艰难的工作就开始了。六个外部反射镜部分（花瓣上的花瓣，如果你愿意的话）都是不规则形状的。这些曲线是不可能用肉眼看到的。负责实验室研磨和抛光操作的光学科学家巴迪·马丁（Buddy Martin）说：“我们希望望远镜受到基础物理学的限制， 光的波长和镜子的直径 ， 而不是镜子表面的不规则处。所谓的“不规范”就是大于20纳米的缺陷，20纳米大约是约为人发的四分之一宽度。但是当镜子从模具中出来时，其缺陷就会被放大1000倍变成可以测量一毫米或更多。
巨型麦哲伦望远镜是一套非常精密的仪器，测量过程非常敏感，所以足球场运动，及邻近街道的交通，和飞往的直升机产生的震动都影响到镜子，所以巨型麦哲伦望远镜必须建造在气动系统上，使其与地面建筑物的运动分离。
每个镜片要经过无数次的反复调试和打磨
打磨和抛光的工序也极其繁杂，测试塔中的传感器创建镜面的等高线图。把这张地图送入抛光机，他们会把所有镜子的高点去掉。但不是全部。一年多来，镜子将在测试塔和抛光站之间来回移动，直到它在百万分之一英寸的寿命内平滑。只有这样，一面超极大镜子才真正地离开了实验室，被安装到巨型麦哲伦望远镜上。