กล้องส่องทางไกลชนิดสองตา
กล้องส่องทางไกลชนิดสองตา (Binocular) มีหลักการเช่นเดียวกับกล้องโทรทรรศน์กล่าวคือ ประกอบด้วยเลนส์ 2 ชุด คือ เลนส์ใกล้วัตถุและเลนส์ใกล้ตา และใส่ปริซึมไว้ภายในระหว่างเลนส์ทั้งสองเพื่อหักเหลำแสงกลับไปกลับมา ทำให้ลำกล้องสั้นและให้ภาพหัวตั้งดังไดอะแกรมใน ขนาดของกล้องจะประกอบด้วยตัวเลข 2 จำนวน ได้แก่ 8×40, 7×50 หรือ 10×25 เป็นต้น จำนวนแรกเป็นกำลังขยาย จำนวนหลังเป็นขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของเลนส์วัตถุซึ่งมีหน่วยเป็นมิลลิเมตร
กล้องส่องทางไกลแบบสองตามีหลายแบบและหลายขนา ขึ้นอยู่กับความสะดวกในการใช้งาน ยกตัวอย่างเช่น
เดินทางไกลและไต่เขา: ควรเลือกกล้องที่มีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา พกพาง่าย หรือกันน้ำ ได้แก่ 8×24 หรือ 10×25
ดูนก: ควรเลือกกล้องที่มีกำลังรวมแสงพอสมควร กำลังขยายปานกลาง น้ำหนักไม่มากนัก เพื่อให้ภาพไม่สั่นไหว หรือเมื่อยแขนเมื่อยกนานๆ ขนาดกล้องที่เหมาะสมควรจะเป็น 8×40 หรือ 8×42
ดูดาว: วัตถุท้องฟ้าส่วนใหญ่มีความสว่างไม่มาก ดังนั้นกล้องเลือกใช้ควรมีเลนส์วัตถุขนาด 50 มิลลิเมตรขึ้นไป เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพในการรวมแสง แต่ถ้ากล้องมีขนาดใหญ่และน้ำหนักมาก ก็ต้องติดตั้งไว้บนขาตั้งกล้อง
ในการใช้กล้องส่องทางไกลจะสังเกตได้ว่า หากถือกล้องไว้ห่างจากดวงตามากเกินไป เราจะมองไม่เห็นภาพทั้งหมดในกล้อง ขอบของภาพจะเบลอจนกว่าเราจะขยับกล้องให้ใกล้กับดวงตามากขึ้น จึงจะเห็นภาพชัดเจนทั้งหมดจนถึงขอบดังระยะห่างระหว่างเลนส์ตากับดวงตาซึ่งทำให้มองเห็นภาพทั้งหมดในกล้องได้ชัดเจนจนถึงขอบเรียกว่า “อายรีลีฟ” (Eye relief) กล้องสองตาทั่วไปมีอายรีลีฟประมาณ 8 – 14 มิลลิเมตร ซึ่งสั้นเกินไปสำหรับผู้สวมใส่แว่นสายตา ดังนั้นหากท่านมีความประสงค์จะใช้กล้องสองตาโดยไม่ต้องถอดแว่นออกเลย ควรเลือกกล้องที่มีอายรีลีฟยาวกว่า 17 มิลลิเมตรขึ้นไป อย่างไรก็ตามอายรีลีฟแปรผกผันกับกำลังขยาย กล้องกำลังขยายสูงมีอายรีลีฟสั้น กล้องกำลังขยายต่ำมีอายรีลีฟยาวกว่า ดังนั้นการสร้างกล้องกำลังขยายสูงที่มีอายรีลีฟยาวจึงต้องออกแบบเป็นพิเศษและมีราคาแพงมาก
ฐานตั้งกล้องพอจะแบ่งได้เป็น 2 ชนิดใหญ่ ๆ ตามลักษณะของแกนหมุนคือ
แบบอัลตาซิมุท (Altazimuth)
ฐานตั้งกล้องระบบนี้เป็นระบบที่เรียบง่ายที่สุด มีแกนหมุนสองแนวคือแนวราบ (azimuth) และแนวตั้ง (altitude) ฐานตั้งกล้องถ่ายรูปทั่ว ๆ ไปก็เป็นฐานตั้งกล้องแบบอัลตาซิมุทนี้นั่นเอง ฐานตั้งกล้องแบบนี้มีราคาถูก สร้างง่าย แต่ไม่เหมาะกับงานทางดาราศาสตร์นัก เนื่องจากทิศทางการหมุนของแกนนั้นไม่สอดคล้องกับทิศทางการเคลื่อนที่ของดวงดาว แต่จะเหมาะการถ่ายภาพดาราศาสตร์บางอย่าง โดยเฉพาะภาพที่อิงขอบฟ้าโลก เช่นภาพปรากฏการณ์คอนจังก์ชันที่ขอบฟ้า ภาพดาวเคลื่อนที่เป็นเส้นยาว หรือภาพซึ่งใช้เวลาการเปิดหน้ากล้องค่อนข้างสั้น เช่น ภาพดวงอาทิตย์ ภาพดวงจันทร์ ภาพสุริยุปราคา หรือภาพจันทรุปราคา เป็นต้น
แบบอิเควตอเรียล
ฐานตั้งกล้องแบบอิเควตอเรียลจะมีแกนหมุนสองแกน แกนหนึ่งชี้ไปที่ขั้วท้องฟ้า (บริเวณใกล้ดาวเหนือ) เรียกว่าแกนขั้วฟ้า (Polar axis) แกนนี้จึงหมุนตามการเคลื่อนที่ของดวงดาว อีกแกนหนึ่งซึ่งตั้งฉากกับแกนขั้วฟ้า คือ แกนเดคลิเนชัน (Declination axis) แกนนี้จะหันกล้องไปในทางเดคลิเนชันหรือตามแนวขั้วฟ้าเหนือ-ใต้นั่นเอง ในขณะที่ตั้งกล้องสังเกตวัตถุท้องฟ้านั้น วัตถุจะเคลื่อนที่ตามแนวเดคลิเนชันไปทางตะวันตกช้า ๆ ผู้สังเกตการณ์จึงต้องปรับที่แกนเดคลิเนชันตามตลอดเวลาเพื่อไม่ให้วัตถุตกขอบจอภาพไป ถ้าเป็นฐานตั้งกล้องที่มีราคาจะมีมอเตอร์ไฟฟ้าหมุนแกนเดคลิเนชันด้วยความเร็ว 1 รอบต่อ 1 วันตามความเร็วในการหมุนรอบตัวเองของโลก ทำให้ผู้สังเกตการณ์สามารถสังเกตการณ์ได้นานต่อเนื่องกันโดยไม่ต้องคอยปรับตำแหน่งกล้องเรื่อย ๆ ฐานตั้งกล้องคุณภาพสูงมักเป็นแบบอีเควตอเรียลทั้งสิ้น
ฐานตั้งกล้องแบบอิเควทอเรียลยังแบ่งย่อยไปได้อีกหลายชนิดตามโครงสร้างของกลไก ดังรูปทางด้านล่าง ซึ่งแสดงฐานตั้งกล้องอิเควตอเรียลแบบต่าง ๆ กล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็กที่สามารถขนย้ายได้มักจะใช้ฐานตั้งกล้องแบบเยอรมันหรือแบบง่าม แบบเยอรมันจะเหมาะกับการสังเกตการณ์ในประเทศใกล้ศูนย์สูตรเช่นประเทศไทย ฐานตั้งกล้องแบบง่ามจะเหมาะกับประเทศในแถบละติจูดสูง ๆ นักดูดาวในประเทศสหรัฐอเมริกานิยมใช้ฐานตั้งกล้องแบบนี้มาก แต่สำหรับประเทศไทยไม่เหมาะกับฐานตั้งกล้องแบบนี้
ฐานตั้งกล้องแบบอังกฤษ แบบโย้ก และแบบเกือกม้านั้นเหมาะกับกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ตามหอดูดาวต่าง ๆ มากกว่ากล้องขนาดเล็ก มีจุดยืดบนพื้นสองจุดจึงมีความมั่นคงมาก ฐานตั้งกล้องแบบอังกฤษและแบบโย้กหาดูได้ยากและไม่เป็นที่นิยมแล้ว หอดูดาวสมัยใหม่นิยมใช้ฐานตั้งกล้องแบบเกือกม้า ซึ่งเป็นแบบที่พัฒนามาจากแบบโย้ก สามารถรับน้ำหนักกล้องได้มาก และสามารถหันกล้องส่องที่ขั้วเหนือได้ด้วย
- ดัดแปลงจากบทความ “กล้องโทรทรรศน์” ในเอกสารประกอบการจัดค่ายนักดาราศาสตร์ในอนาคต (รุ่นสารสนเทศดาราศาสตร์ไทย) ปี 2540 โดยสมาคมดาราศาสตร์ไทย
กล้องโทรทรรศน์แบบชมิดท์แคสสิเกรน
คล้ายกับกล้องแบบแคสสิเกรน แต่มีกระจกปรับความโค้ง (correcter plate) ปิดอยู่ด้านหน้าของตัวกล้อง ส่วนกระจกหลักโค้งแบบทรงกลม กล้องชนิดนี้มักจะสั้นป้อมกว่าแบบแคสสิเกรนเล็กน้อย เป็นชนิดที่นักดูดาวใช้กันมาก
กล้องโทรทรรศน์แบบมักซูตอฟนี้ คล้ายกับแบบชมิดท์แคสสิเกรน แต่ความโค้งกระจกด้านหน้าต่างกัน กระจกปรับความโค้งของกล้องชนิดนี้ดูคล้ายกับเป็นเลนส์เว้า เลนส์ซูเปอร์เทโลโฟโต้ชนิดรีเฟล็กซ์สำหรับถ่ายภาพทั่วไปมักใช้โครงสร้างของเลนส์เป็นแบบมักซูตอฟนี้
กล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงแบบมักซูตอฟ
เอฟเรโช (f ratio)
ดังได้กล่าวมาแล้วว่า กล้องโทรทรรศน์นอกจากมีหน้าที่ขยายภาพให้ใหญ่ขึ้นหรือให้เหมือนกับวัตถุอยู่ใกล้เข้ามา นอกจากนี้ยังมีอีกหน้าที่หนึ่งก็คือ ขยายแสงหรือการรวมแสงให้สว่างมากขึ้นนั่นเอง บางครั้งวัตถุท้องฟ้าที่เราต้องการส่องนั้นมีขนาดไม่เล็กเลย แต่ว่าจางมากจนมองไม่เห็น ดังนั้นการขยายทางแสงจึงเป็นปัจจัยที่สำคัญไม่น้อยไปกว่าการขยายขนาดภาพเลย ในขณะที่กำลังขยายภาพของกล้องโทรทรรศน์ถูกกำหนดด้วยความยาวโฟกัสของเลนส์หรือกระจก กำลังขยายทางแสงจะขึ้นกับขนาดความกว้างของกระจกและเลนส์เป็นสำคัญ ซึ่งบอกด้วยตัวเลขที่เรียกว่า เอฟเรโช
เอฟเรโช เป็นค่าที่บอกความสามารถในการรวมแสงของเลนส์วัตถุ มีความหมายเดียวกันกับเอฟเรโชของเลนส์กล้องถ่ายรูป (หรือกระจก ในกรณีของกล้องสะท้อนแสง) ค่าเอฟเรโชหาได้จาก ความยาวโฟกัสของเลนส์หารด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางของเลนส์ เช่นกล้องโทรทรรศน์หักเหแสงเส้นผ่านศูนย์กลางเลนส์วัตถุ 110 มม. ความยาวโฟกัส 1100 มม. ก็จะมีค่าเอฟเรโชเป็น 1100/110 = 10 หรือเขียนว่า f/10 ค่าเอฟเรโชยิ่งต่ำจะยิ่งมีกำลังรวมแสงมาก
ฐานตั้งกล้อง
ฐานตั้งกล้องมีหน้าที่ยึดจับและรับน้ำหนักของกล้องโทรทรรศน์ ฐานตั้งกล้องสำหรับกล้องโทรทรรศน์มีความจำเป็นมาก เนื่องจากกล้องโทรทรรศน์นั้นมักมีกำลังขยายสูงและมีขนาดใหญ่ และหนัก ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะใช้กล้องโทรทรรศน์โดยปราศจากฐานตั้งกล้อง นอกจากนี้ในฐานตั้งกล้องบางระบบยังมีหน้าที่หันทิศทางกล้องเพื่อติดตามจับภาพดวงดาวให้คงที่อีกด้วย เนื่องจากดวงดาวนั้นมีการเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลาอันเกิดจากการหมุนรอบตัวเองของโลก หากเราซื้อกล้องโทรทรรศน์มาชุดหนึ่ง มักพบว่าราคาในส่วนของฐานตั้งกล้องนั้นจะสูงกว่าส่วนตัวกล้องเสียอีก มีนักดูดาวบางคนถึงกับกล่าวว่า “ใช้กล้องคุณภาพธรรมดากับฐานตั้งกล้องดี ๆ ยังดีกว่าใช้กล้องคุณภาพดีแต่ฐานตั้งกล้องไม่มีคุณภาพ”
