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天文望远镜介绍
导语：按结构不同，光学天文望远镜大致可以分为三大类：以透镜作为物镜的，称为折射望远镜；用反射镜作为物镜的，称为反射望远镜；既包含透镜，又有反射镜的，称为折反射望远镜。其中，折射天文望远镜用途较广，使用方便，比较适合做天文普及工作。此外，又有射电望远镜和空间望远镜等，专供科研使用。
【天文望远镜介绍】
性能
1、倍率
透过天文望远镜看地上的风景或月亮，物体好像变得好近了，同时，也可以看见月亮表面许许多多的坑洞，这是因为望远镜有放大的功能。
望远镜的倍率是如何计算的呢？倍率是由物镜的焦距除以目镜的焦距。
在倍率的计算中，通常物镜的焦距是固定的，而变换不同的目镜，就可以使用多种不同的倍率观测星星季节。放大倍率越大，看到的范围就越小。
2、集光力
望远镜的另外一个重要的性能是集光力。集光力是表示望远镜收集光线的能力。 聚光能力的大小，是由天文望远镜的口径大小来决定，口俓越大，集光能力就越强，可以看到更暗的星星。
3、解析力
解析力是分辨物体清楚与否的能力， 它跟口径大小有关。望远镜的口径越大，解析力就越好。
4、极限星等
星等越大，代表星星越暗，一台天文望远镜能看到多暗的星星是有一定的限制，所以每台天文望远镜都有极限星等。譬如说，一台望远镜只能看到13等的星星，它就看不到15等的星星。
5、物镜
物镜直径越大，就能看到更暗的星等，小直径的物镜适合观测行星，对于不同的星体需采用不同口径的天文望远镜
【天文望远镜的结构】
主镜筒
主镜筒是观测星星的主角， 藉著不同的目镜， 我们可以尽情将星星看个够。
寻星镜
主镜筒通常都以数十倍以上的倍率观测星体。在找星星时， 如果使用数十倍来找， 因为视野小 ，上海天文台要用主镜筒将星星找出来， 可没那么简单， 因此我们就使用一支只有放大数倍的小望远镜， 利用它具有较大视野的功能， 先将要观测的星星位置找出来， 如此就可以在主镜筒， 以中低倍率直接观测到该星星。
目镜
如果一部天文望远镜缺少了目镜， 就没有办法看星星。目镜的功用在於放大之用。 通常一部望远镜都要配备低， 中和高倍率奇观三种目镜。
赤道仪
赤道仪是一种可以跟踪星星， 长时间观测星星的装置。 赤道仪有许多种形式， 我们经常看到的是德国式的赤道仪 。赤道仪分成赤经轴和赤纬轴， 其中重要的是赤经轴。在使用上， 必须先将赤经轴轴心对准天球北极点， 当找到星星之后 ，开启追踪马达， 锁住离合器， 即可追踪星星。为了方便赤经轴对准北极星，北京天文馆 在赤经轴中心装置了一支小望远镜， 叫做极轴望远镜。在赤经和赤纬轴上， 有大和小微调， 它们的功用是在於找辅助找星星之用。
追踪马达
赤经追踪马达可以驱动赤经轴， 以跟地球自转相同的角速度逆向转动， 跟踪星星， 将星体长时间保持在视野中观测。此外，也可以利用较快的速度寻找欲观测的星星，以及增减速上海气象来做天文摄影的功能。赤纬追踪马达的功用是当观测中的星体偏离视野中心， 寻找星体和天文摄影时， 做调整及修正之用。 一般赤道仪应有赤经马达， 若需要长时间的摄天文影， 就同时需要赤经和赤纬马达。
三脚架台和脚架
三脚架台是承接赤道仪和镜筒， 以连接脚架用的， 脚架是承载望远镜和赤道仪， 并且做为一种使用的支柱。 小型赤道冰河时代3仪通常使用三脚架， 较重的赤道仪， 则为单柱脚。
赤道仪控制盒和电源
赤道仪要能运转， 就必须要使用电源， 驱动追踪马达工作。一般可携带型式的赤梅雨歌道仪， 都要购置乾电池或蓄电池， 适合野外山区的使用。赤道仪的控制盒设计有许多种功能， 如此才能观测星体， 寻找星体和从事天文摄影等的需求。
【天文望远镜分类】
一、按观测波段分类
射电望远镜、红外望远镜、光学望远镜（可见光望远镜）、紫外望远镜、X射线望远镜和γ射线望远镜。
光学望远镜
光学天文望远镜主要观测可见光波段，具体说就是波长在380nm（纳米）-750nm的光，也就是我们肉眼可见的赤橙黄绿青蓝紫。其实我们生活的环境中存在着各种波段的光，只是有些我们肉眼不可见罢了。
光学望远镜按光路设计又可分：折射式望远镜（伽利略式、开普勒式）、反射式望远镜（牛顿式、卡塞格林式）和折反射式望远镜（施密特-卡塞格林、马克苏托夫-卡塞格林）。
折射式望远镜
折射式望远镜是最古老类型，也就是望远镜最初的样子。第一期我们介绍的伽利略望远镜就是典型的折射式望远镜。伽利略望远镜以凸透镜为物镜，以凹透镜为目镜，但是像差和色差都比较大。
后来开普勒对其进行改良，将目镜也改用凸透镜，增大了视场，光学性能更加优良，成像效果也更好，但缺点就是像变成了倒立的。
折射式望远镜存在两个制约其发展的问题，导致其光路结构必须进行改进。
折射光路存在色差；
折射望远镜物镜受成本和制造工艺的限制，无法造出大口径望远镜。
反射式望远镜
反射式望远镜主要采用一块抛物面反射镜作为主镜，望远镜焦点位于主镜前方。牛顿在磨制透镜多次失败的情况下决定用反射镜代替透镜作为主镜，并用一块平面镜将光线从侧面引出镜筒，发明了牛顿式反射望远镜。
卡塞格林修改了牛顿式反射望远镜的光路，将镜筒中的平面镜改为曲面镜，并从主镜后方将光路引出镜筒，由此发明了卡塞格林式反射望远镜。卡塞格林式望远镜提高了主镜的焦长，提升了望远镜的放大倍率。反射镜相比折射镜最大的特点是需要镀膜。
反射式望远镜三大优点使其成为现代天文研究主要采用的大口径望远镜类型。
光线无需透过介质进行折射，有效避免了色差；
反射主镜可进行拼接以造出更大的口径；
反射镜可采用主动调节系统以应对镜面变形。
折反射式望远镜
折反射式望远镜是在卡塞格林反射式望远镜的前方加装矫正镜建造的望远镜。折反射式望远镜又可以分为施密特-卡塞格林式（简称施卡/S-C）和马克苏托夫-卡塞格林式（简称马卡/M-C），其主要区别在于矫正镜。折反射式望远镜兼顾了折射镜和反射镜的优点，色差小、呈像明亮。
施卡式采用非球面透镜作为矫正镜，视野较大，集光能力强，成像效果良好。光路经过前端被研磨成接近于平行的非球面的改正透镜后进入镜筒，再由位于后端的球面主镜汇聚至小反射镜后反射输出，改正镜可以很好地改正与消除主镜造成的球面像差，因而使呈像更加清晰。例如位于兴隆观测站的我国最大的巡天望远镜郭守敬望远镜，又叫LAMOST（Large SkyArea Multi-Object Fiber Spectroscopy Telescope，大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜）便是采用这种系统。该望远镜主体由中科院南京天光所研制，它实现了中国大口径光学望远镜技术的重大突破。
马卡式采用弯月形改正镜，视野相对较小，集光能力较弱，但焦距更长，并且有封闭的镜筒和全球面镜的光学系统。中科院南京天文仪器有限公司（原南京天文仪器厂）生产的120望远镜就是采用这种系统。
射电望远镜起源于上世纪三十年代，这也推动了射电技术的快速发展。射电望远镜主要对天体发出的无线电波进行观测。由于大气层对无线电波的屏蔽效果较弱，使得射电望远镜基本不受天气的影响。加之无线电波对射电望远镜主镜的材质要求不高，使得射电望远镜口径相比光学望远镜更容易做到更大。我国500米口径的FAST是目前世界上单体口径最大的射电望远镜。
虽说射电望远镜在观测时受天气影响较小，但会受到不同射电波段信号的干扰，比如人类活动等。射电望远镜的两个重要指标就是灵敏度和分辨率。这也是FAST建在贵州的喀斯特地貌大窝凼中的主要原因。中国科学院新疆天文台110米口径全可动射电望远镜QTT也正在建设之中。
二、按安装位置分类
地基望远镜：
地基望远镜顾名思义就是安装在地面上的望远镜，也是为数最多的天文望远镜。比如，目前国内所有的光学望远镜均为地基望远镜。
空间望远镜：
空间望远镜就是放在太空中的望远镜，知名度最高的非哈勃望远镜莫属了。
空间望远镜相比于地基望远镜优势简直是完爆式的，单凭它可以完全摆脱自适应光学技术这一点，就已经让地基望远镜望尘莫及了。或者换句话说，空间望远镜摆脱了大气层这一层厚厚的“毛玻璃”区域。大气层是地球生命的保护伞，避免了地球因太阳直射造成的白天温度过高和夜里温度过低的风险。同时，大气层也能将太阳的紫外线和其它宇宙高能辐射隔离。但是，恰恰是这种保护壳的作用对天文观测是极不友好的。
但是哈勃的贡献也是史无前例的，堪称天文学史上最重要的仪器。不过目前哈勃已是超期服役多年，其继任者詹姆斯·韦伯望远镜发射日期也因各种原因多次推迟，原2021年3月的发射计划也推迟了，NASA目前还没有给出明确日期，拭目以待吧。
中国首台空间天文望远镜“慧眼”（Insight）硬X射线调制望远镜（简称HXMT）已于2017年发射成功，不过其并非光学望远镜，称之为中国“哈勃”似乎并不合适。不过国内首台真正意义上的空间光学望远镜已在研制之中，期待中国的“哈勃”早日升空。
三、按支架结构类型分类
赤道式望远镜和地平式望远镜
赤道式望远镜的两个转轴分别称为赤经轴和赤纬轴，和镜筒相连的轴为赤纬轴，垂直于赤纬轴的即为赤经轴，也称为极轴。赤道式望远镜观测需要先调节北极星仰角，再调整赤经轴和赤纬轴。赤道式望远镜最大的优点就是跟踪天体时，只需将赤纬轴固定下来，赤经轴即可对天体进行长时间的跟踪观测。南极巡天望远镜AST3-3即是典型的赤道式望远镜。总之，斜躺着的就属于赤道式。
地平式望远镜的两个转轴分别称之为高度轴和方位轴，垂直于地平面的为方位轴，平行于地平面的为高度轴。中国下一代12米光学望远镜即为地平式望远镜。
四、引力波望远镜
近年来引力波望远镜也受到了很大的关注，特别是在2017年诺贝奖物理奖颁发给了首次探测到引力波的贡献者，引力波的研究成为一大热点。引力波即重力波，是爱因斯坦广义相对论中首先提出来的，是一种与电磁波相似但又不完全相同的波动形式。引力波望远镜主要分为谐振式引力波望远镜和激光干涉式引力波望远镜。
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