나스미스 망원경
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1. 개요
나스미스 망원경은 카세그레인 망원경과 유사하게 오목한 주 반사경과 볼록한 부 반사경을 사용하며, 3차 평면 거울을 추가하여 빛을 망원경 측면으로 반사시키는 반사 망원경의 한 종류이다. 경위대식 가대에 얹어 접안부의 위치를 고정할 수 있어 대형 관측 장비 사용에 용이하며, 분광기와 같은 무거운 장비를 사용하는 연구 천문대에 적합하다. 시야가 회전하는 단점이 있어 장시간 관측 시에는 가이드가 필요하다. 켁 천문대, 스바루 망원경, 유럽 남방 천문대의 초대형 망원경 등에서 활용되며, 제임스 나이스미스가 발명했다.
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뉴턴식 망원경은 아이작 뉴턴이 발명한 반사 망원경으로, 포물면 주반사경과 평면 부반사경을 사용하여 빛을 모아 상을 만들며 색수차가 없고 대구경 제작에 유리하지만 코마 수차와 회절 현상 등의 단점이 있어 천문 관측, 교육, 연구에 널리 쓰이고 돕소니안 망원경 등으로 변형된다.
| 나스미스 망원경 |
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2. 원리
카세그레인 망원경에서와 같이 빛은 오목한 1차 반사경에 도달하여 볼록한 2차 반사경 쪽으로 반사된다. 비교적 작은 3차 평면 거울은 빛을 망원경의 측면 중 하나로 반사한다. (1차 거울의 중앙 구멍 부분에는, 3차 거울을 광의 진행에 방해가 되지 않도록 이동시킬 수 있다면 카세그레인 초점이 맺도록 할 수 있다.)[3] 이 평면 거울은 고도축에 배치되어 광선이 고도축을 지탱하는 베어링의 중앙에 있는 구멍을 통해 나가도록 한다. 주 망원경 축과의 3차 거울의 각도를 망원경의 방향과 수평선 상의 별의 고도의 함수로 조정할 수 있기 때문에 이것은 접안경이나 기구를 망원경에 따라 위아래로 움직일 필요가 없다는 것을 의미한다. 따라서 망원경의 균형을 무너뜨리거나 고도축 베어링에 하중을 증가시키지 않으면서 무거운 장비를 사용할 수 있게 된다. 이것은 일반적으로 연구 천문대에서 사용되는 분광기 및 기타 중장비에 상당한 이점이 있다. 대부분의 현대 연구용 망원경은 나스미스 망원경으로 구성하여 "나스미스 초점"을 사용할 수 있다.[3]
카세그레인식 망원경이나 리치-크레티앵 망원경에 평면 거울을 1개 추가하여 광선을 망원경의 귀축으로 유도하여 관측하는 형식이다.[3] 3차 평면 거울은 고도축에 배치되어 광선이 고도축을 지탱하는 베어링의 중앙에 있는 구멍을 통해 나가도록 한다. 1차 반사경 중앙 구멍 부분에 3차 거울을 광로에 방해되지 않게 이동시킬 수 있다면 카세그레인 초점을 맺도록 할 수 있다.
3. 구조
나스미스식 망원경의 채용 사례로는 리치-크레티앵 망원경을 나스미스식으로 한 구 소련의 6m 망원경 "BTA-6", 키타카루이자와 순다이 학원 천문대의 75cm 망원경 등이 있다.[3]
3. 1. 장점
카세그레인 망원경에서와 같이 빛은 오목한 1차 반사경에 도달하여 볼록한 2차 반사경 쪽으로 반사된다. 비교적 작은 3차 평면 거울은 빛을 망원경의 측면 중 하나로 반사한다. 이때문에 무거운 장비를 사용할 수 있는데, 이는 분광기 및 기타 중장비에 상당한 이점이 있다. 3차 평면 거울은 고도축에 배치되어 광선이 고도축을 지탱하는 베어링의 중앙에 있는 구멍을 통해 나가도록 한다. 주 망원경 축과의 3차 거울의 각도를 망원경의 방향과 수평선 상의 별의 고도의 함수로 조정할 수 있기 때문에, 접안경이나 기구를 망원경에 따라 위아래로 움직일 필요가 없다. 따라서 망원경의 균형을 무너뜨리거나 고도축 베어링에 하중을 증가시키지 않으면서 무거운 장비를 사용할 수 있다.[3] 경위대식 가대에 얹으면 접안부가 항상 수평이고 높이도 일정하여 대형 관측 장치를 탈착하기에 편리하며, 대형 망원경에 채용된다.[3]
3. 2. 단점
나스미스 망원경은 장시간 관측 시 시야가 회전하는 단점이 있어, 사진 촬영을 할 경우 이를 보정하기 위한 가이드가 필요하다.[3]
4. 천문대
하와이 W. M. 켁 천문대의 쌍둥이 10미터 망원경과 그 옆에 있는 8.2미터 스바루 망원경, 유럽 남방 천문대의 8.2미터 초대형 망원경 네 대와 그 이전 모델인 3.6미터 신 기술 망원경은 나스미스 플랫폼에서 다양한 특수 장비를 지원한다.[3] 미래의 30미터 망원경과 초대형 망원경에도 유사한 설계가 사용될 예정이다. 캘리포니아 리크 천문대의 2.4미터 자동 행성 탐지기 망원경은 두 개의 나스미스 초점 사용을 지원한다. 스페인 시에라 네바다 천문대(OSN)는 직경 1.5미터 망원경을 포함하여 두 대의 나스미스 망원경을 보유하고 있다. SOFIA 공중 망원경 역시 이 설계를 사용한다.[3]
5. 발명
제임스 나이스미스는 발명으로 부를 얻어 48세에 은퇴하여 천체 관측에 전념하게 되었다.[2] 그는 재료를 구매하고 주의, 지식, 인내를 통해 훌륭한 반사 망원경을 직접 만들었다.[2] 점차 자작 망원경이 커지면서 51cm 망원경을 계획했을 때, 사다리를 사용하는 위험과 불편함을 피하기 위해 경통에 지지축을 부착하여 광축을 그곳에 내고, 접안렌즈를 장착하는 방법을 고안했다.[2]
참조
[1]
서적
Astronomical Optics and Elasticity Theory: Active Optics Methods
Springer-Verlag
2009
[2]
서적
天文アマチュアのための望遠鏡光学・反射編
[3]
서적
天文アマチュアのための望遠鏡光学・反射編
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