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天文裝備從入門到精通(3)|天文望遠鏡

作者:由 Violinwang 發表于 攝影時間:2021-02-26

特約攥稿:盧雯濤 編輯&校對:Violinwang

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一個望遠鏡系統至少該由

主鏡

目鏡

構成,

支架

極端情況下也不是完全不能省但還是別那麼做了吧。本文將介紹天文望遠鏡的主鏡部分,在閱讀本文前請先閱讀本系列的上一篇文章,以對天文望遠鏡的指標與術語有基本的瞭解。

折射鏡

作為望遠鏡中歷史最悠久的類別,折射鏡在反差、色彩飽和度、易用性、舒適度和清晰度上總歸有其獨特的優勢。入門級折射鏡最大和最被詬病的問題就是所謂的色差,在高倍率和觀測亮天體(行星、月球等)時尤為嚴峻。在高階產品中會使用一種叫超低色散玻璃(ED玻璃)的技術予以解決,屆時折射鏡會成為同口徑最為強大的存在,稱作復消色差(APO, apochromatic)望遠鏡,對應非apo的則被通稱為普消。在本文中我們不打算討論這一系列產品(雖然許多apo的價格其實在入門級的範疇內)。

選購時最重要的引數,除了口徑,個人認為就是

焦比

了。在上一篇文章中提到,焦比的計算公式是焦距/口徑,例如,下文要提到的80EQ的焦比就是f/11。25(900/80);而天狼畫師80DS則是f/7。5(600/80)。焦比所涉及的是

色差影響畫質的程度

,因為某些光學上的原理,焦比數值越大的(天文圈內一般稱為長焦)望遠鏡所體現的像差

——

包括色差——會越不明顯。玩攝影的同學應該有這樣的經歷,同一個鏡頭,大光圈(對應小的焦比數值,比如f/1。4)下畫質可能很差,縮小到(對應大的焦比數值,比如f/5。6, f/8)畫質就立馬改善了起來。

然而,長焦望遠鏡不適合天文攝影,更準確地說是攝影的效率會極其糟糕,同樣的天體要花數倍的時間來曝光才達得到同等的效果。不過,普消的色差也決定了其本身就極不適合天文攝影。

可能有攝影玩家會問,那我收縮光圈到f/16畫質又變差了,望遠鏡會不會也有類似的限制。望遠鏡並非如此,因為相機鏡頭控制光圈是靠縮小口徑來改變的,而小口徑本身又會限制解析度。而在選購望遠鏡時,口徑一般本身會被作為不變的核心引數看待——25/400的畫質肯定比80/400差,但和80/1280比就不一樣了。同理,望遠鏡的“長焦”“短焦”與攝影的“長焦”“廣角”有著相當不同的內涵。

靠提升焦比來改善畫質本身也有其限制:一者,長焦意味著長鏡筒,也就是更大的體積和重量,降低了易用性和舒適性;二者,長焦限制了低倍的使用,繼而限制瞭望遠鏡的

視野

,在觀察大型天體時就會有諸多不便。因此,還是要根據自身的情況做多方面的妥協。

最後,普消可稱是

最缺乏天文攝影潛力的器材

以下是選購指南:

xxEQ,xxAZ類:

在千元以下的市場,這個類別的望遠鏡大概有著統治級的地位,而一類器材能成為主流,或者成為小眾肯定都是有其原因的(某些熱衷於開發邪教省教路線的人請將這一點牢記在心)。

這類望遠鏡都是與三腳架和所有必要附件一齊售賣的,EQ表示赤道儀,AZ表示經緯儀。經緯儀更加小巧且易用,但赤道儀有進行自動跟蹤天體乃至進行簡單天文攝影的潛力,同時使用複雜的赤道儀的經歷本身也是有價值的鍛鍊(霧)。一般較貴的型號都只有EQ了(雖然這不見得是好事)。一些型號會有D,Dx之類的奇奇怪怪的字尾,通常表示改進型,豪華型一類的意思。

這類器材只要焦比夠大光學素質都過得去。目鏡,尋星鏡,赤道儀等附件則可能會非常拉胯(但廠家和型號之間都會很不同,購買前注意瞭解相關的資訊),如果開發得當的話,可以是很有潛力也很有可玩性的器材。

在這個價位購買短焦普消筆者認為缺乏意義,一是這類望遠鏡往往沒有2寸的目鏡介面,視野優勢難以體現,二是在這個口徑下,短焦普消所完成的任務,雙筒也能完成的相當好。

生產此類產品的公司眾多,較大的主要是星特朗(Celestron),信達(Sky Watcher),博冠(BOSMA),探索科學(explore scientific,ES),較便宜的則主要是鳳凰光學廠(霧)。比較傳奇的型號有星特朗80EQ(千元以下永遠的神),焦比是f/11。25。不過總體而言,只要焦比夠大,想做得差都難,哪怕是卑微的鳳凰60/900,也有用她拍出漂亮木星的超級大佬過。

順便一提,晶華大觀和ES本質是同一家企業,星特朗和信達(沒人用的官方譯名其實是星達)也是。

2。 天狼畫師等高階短焦普消:

這類產品中,國內最經典的就是天狼的畫師系列——廠家自己號稱是最好的普消。而這一系列的做工確乎是apo級別的,並且配備了2寸調焦座,這就使其較短的焦距也有發揮廣視野的潛力了,而且到這個級別低倍效能也不必擔心會被雙筒秒了。

畫師有80DS,80DSS,90DS,90DL,102DS,102DL等6個產品在產(數字表示口徑,DL為長焦、DS為短焦),單主鏡價格從1400左右到超過2000。

在筆者看來這一系列最大的問題大約是價效比:80口徑,各類80EQ的價格在1000附近浮動,而天狼畫師80DS配齊全套價格一般超過2000——這足夠購入口徑大得多的裝置,而比拼便攜性的話,又開始遇到apo的競爭了(當然口徑會比畫師還要小很多)。當然,畫師類望遠鏡也有其獨特的優勢:效能全面而綜合(從白天觀景到低倍廣視野巡天到行星觀測再到觀鳥和兼職便宜的相機超長焦鏡頭都有不差的表現)、繼承了小口徑折射鏡突出的易用性、便攜性突出(因為口徑小(劃掉))、做工相對精良

適合撫摸

。如果你的需求指向與之特別契合,畫師類也不失為好的選擇,否則還是購買口徑更大,更加效能導向的望遠鏡吧。

此外,是有買畫師再買apo鏡頭改裝成apo的操作的——前提是你能買到相應的鏡頭。相關的鏡頭相當難買,甚至並非總是有廠家生產。另一個問題是價格究竟便宜了多少也值得商榷,如果已經買了畫師,可以注意一下這方面,然而並不應該把此作為入手畫師的理由。

筆者用過一臺較老版本的102DS,印象並不佳。無論是光學效能還是做工都只是中規中矩。不過較長焦或許會稍好一點。

這個生態位並非只有天狼一家廠商,比較有名的還有東星90/500(東星小黑炮),宇眾(不是裕眾)天鷹,許多都已停產且難以購買,價格、做工、光學效能也會各有不同。

3。 上位器材

折射鏡的王者自然是前文所說的apo,但在這篇文章中我們不進行討論。當然,預算充裕的話,一個小型apo也是非常不錯的入門器材,尤其是以下幾種情況:

注重便攜性。

有明確的進行天文攝影的目標。

另外,普消裡並非沒有真正的高階貨,但是價格上優勢並不明顯,國內也難買,是非常非主流的器材,在這樣一篇介紹入門器材的文章裡我們仍然選擇略過。

反射鏡

對業餘天文器材裡的反射鏡,流行程度最高的是所謂的牛反,即牛頓式反射鏡。是的,正由那位大名鼎鼎的科學家所發明。

低端級別反射鏡的最核心優勢是在任何價格都

沒有色差

的存在(因為反射不會產生色散),因此在低端價位解析力大大好於折射(但反差和色彩飽和度不見得如此)。當預算提高時,其同口徑下造價低廉的優勢就會越來越明顯的展現出來:5000元購買apo,口徑大約是80;購買折反(後文會提),口徑在127~150量級;購買牛反卻可以買到250~300mm口徑的巨獸。在口徑優先類的觀測中可以有最良好的表現(尤其是深空天體觀測,更尤其是星系觀測)。

劣勢則是:首先,由於副鏡的中心遮擋和支撐副鏡的十字絲支架遮擋的存在,其反差達不到折射鏡的水平,且焦比越小,遮擋越大(一些攝影導向的牛反中心遮擋可以達到50%,用於目視會造成多大的劣勢不言而喻);其次就是易用性——反射鏡必須頻繁進行一個叫

調光軸

的操作才能保持其最佳實力,解釋一下的話,就是反射鏡的鏡片很容易脫離其最佳位置從而使畫質下降,必須由使用者親自修正才行。而折射鏡可以說是拿來就用;最後是反射鏡不適合用於觀測地景。

牛反鏡存在拋物面鏡和球面鏡的區別,前者的效能可以說無腦全面好於後一種。現版本下後者在低端市場外的地方几乎絕跡(話雖這麼說,球面牛反焦比夠大的話也會有不錯的表現,類似114/900之類的球面反射鏡省預算流也是個不錯的購買思路)。需要注意的是反射鏡會出現巴洛撐焦比的情況,比如本體是114/514(

???你不對勁——編者注

),內建兩倍巴洛變成114/1028,而這時其畫質卻比114/514還要糟糕,哪怕是拋物面鏡都應避免購買。簡單的判定依據是看鏡筒長度:正統的牛反與折射,鏡筒長度都近似與焦距相等。那麼如果看到一個望遠鏡標稱114/1000,鏡筒卻矮矮胖胖的,就要小心了。

如果有天文攝影的計劃的話,購買時還應該注意焦比不宜過大(依此,球面鏡牛反像普消一樣不適宜天文攝影)。品牌而言,入門領域風評最好的是信達。

以下是選購指南:

xxEQ/xxAZ:

類似前面說的普消折射的情況。拋物面鏡的型號一般放心購買無誤,球面的型號如果非要購買的話,選擇大焦比的型號即可。

2。 信達小黑

傳奇器材

本人當前的主力鏡——編者注

),此價位下的絕對主流,可以說現版本是最受歡迎的入門器材。在各大電商網站上,能在這樣一個相對高的價格區間保持著這樣駭人的銷量也證明了這一點。按我的理解,其成功主要歸因於其強大的綜合性能和開發潛力:150的口徑,拋物面鏡,焦比f/5,良好的畫質和足夠大的口徑已經能勝任各種各樣的任務,配套的EQ3D赤道儀,比起低端EQ鏡的赤道儀也具有了較好的效能和改裝進步的潛力(可以加裝極軸鏡,自動尋星系統,導星系統等多樣的配件)足夠勝任相當認真的天文攝影。價格最低配是2500的樣子(

某些渠道貌似能拿到更低的價格——編者注

),也推薦預算溢位的人購買信達小黑的較高配置再補夠效能更好的目鏡等附件。

3。 多布森(DOB,也稱為道布森):

天文裝備從入門到精通(3)|天文望遠鏡

一種經典的多布森式望遠鏡,凸顯了其極簡主義的設計理念

多布森望遠鏡發明於20世紀50年代至80年代,其最大優勢就是極簡主義的支架所賦予的同口徑下輕巧的重量和極其低廉的價格,對於口徑先決的觀測有著極大的優勢,其經緯儀的本質也賦予了很好的易用性。缺點是幾乎完全不適用天文攝影,帶goto(

即自動尋星系統,除此之外DOB望遠鏡用於攝影還需要消旋器——編者注

)的型號勉強可以做一些,而手動的則是全無可能——甚至不要幻想日後更換適合攝影的底座,其設計通常幾乎完全不允許如此,而且能搭載那麼大的牛反進行天文攝影的底座價格已經遠遠超出這架DOB本身了。對手動的型號,另一個嚴重的問題是細微的操作並不容易(事實上,操作DOB底座的方法完全是手推),尤其是高倍觀測行星時,行星的東昇西落運動會被放大到非常明顯的地步,要求你持續和細微的操作,會顯露出很大的不方便。

入門價位範疇內的生產商主要是信達(Sky Watcher)和探索科學(ES)。信達的牛反一直享有盛譽,多布森系列有手動和goto兩個系列,都是半摺疊式的。ES只有手動的,可以完全摺疊,風評比信達稍差,尤其是有說法稱其有設計上的缺陷,有進行一些改裝的必要,價格則相對便宜,但筆者並沒有使用過,因此不知道更詳細的情況。信達的goto系列會貴很多,但如果有此經濟實力的話,儘量還是買自動的。還有米德(Meade)和晶華大觀也生產,前者風評不錯,但國內價格很離譜。後者筆者既沒用過也沒怎麼看到相關討論,不知道到底什麼水平。

需要注意的是不要被輕巧的重量迷惑了,非完全摺疊式的多布森仍然有著駭人的體積,購買前請確認你有能力或者有覺悟搬運她(天文愛好者最大的器材其實是車)。

最後,牛反由於便於製造的特性有不少小型的獨立作坊型廠商,國內也有,生產多種多樣產品,從以低價出勝的到巨大,昂貴的,以高效能和做工卓越著稱的starmaster,obsession等。至於好不好則需要謹慎地分別判斷,在論壇等地或者找用過的人多多收集資訊,此處不再深入探討。

折反鏡

也叫折返,即折射反射鏡,既融入了折射元素又有反射元素。比較流行的款式一般是所謂的卡塞格林式反射望遠鏡的改型。其特色並非“綜合了折射反射的優點”,而是很短的鏡筒就能容納較長的焦距,因此有極好的便攜性。主流的類別是施密特-卡塞格林(施卡)和馬克蘇托夫-卡塞格林(馬卡),兩者的區別主要在前面所加的改正鏡不同。

天文裝備從入門到精通(3)|天文望遠鏡

施卡望遠鏡的光路圖

天文裝備從入門到精通(3)|天文望遠鏡

馬卡望遠鏡的光路圖

施卡

優點:

很短的鏡筒就能容納較長的焦距,因此有極好的便攜性。

可以觀景。

缺點:

需要調光軸;

中心遮擋是最大的(本文範圍內),因此對畫質的影響也是最嚴重的。

較慢長的熱平衡

施卡並沒有什麼低價的產品,因此在這裡並不做更多的討論。施卡的優勢之一在於其良好的便攜性,之二在於非常綜合的效能,可以勝任望遠鏡應該勝任的所有工作。如果預算容許,會是非常好的新人用器材。施卡的生產商主要是星特朗和米德,往往會配合效能良好的goto(自動尋星系統,介紹支架的篇章我們再詳細介紹這個東西)裝置出售。127口徑價格最低大約在5000量級。一些高階貨可以改裝成施密特相機,會大大提高廣域天文攝影的效能。

還有需要注意的是施卡的技術換代會非常快,並且同口徑不同級別的施卡配置和效能差距巨大,購買二手施卡時,要小心甄別。

2。 馬卡:

優點:

很短的鏡筒就能容納較長的焦距,因此有極好的便攜性。

可以觀景。

較小的中心遮擋,有著堪比折射鏡的反差和色彩飽和度(然而國內的馬卡精度往往一般)。

不太需要調光軸

缺點:

更漫長的熱平衡

通常過長的焦距,狹小的視野非常不適合行星攝影之外的天文攝影,也不適合深空天體的觀測。

不算便宜的口徑價格比

較小口徑下,馬卡的價格相當便宜,但口徑增大時會和折射鏡一樣快速變貴。馬卡的優勢在行星方面:堪比折射的畫質和相對摺射低了不少的價格,長焦也降低了對巴羅鏡的需求(馬卡的焦比比一般在12以上),屬於相對特化的器材——這是一般的情況,還有一類少見的馬卡則是作為攝影鏡頭設計的(在攝影圈叫做折返鏡頭),由天文廠家生產的代表是信達的90/500(已停產),也有許多由相機鏡頭廠家製作的,並不總是能插上目鏡來目視用。這一類別往往有內建的改正鏡(所以嚴格來說不是正統馬卡)和大得駭人的中心遮擋,畫質甚至打不過普消,唯一的優勢就在便攜性方面,應避免作為望遠鏡購買。

國內馬卡的主要廠家是博冠,信達。此外晶華大觀,米德,ES,星特朗也有生產。

信達比較出名的是127馬卡,單主鏡價格在3000左右。博冠的代表作是150馬卡,是博冠少有的風評不錯的產品了。信達也有150/1800,90/1250,180/1800,102/1300等型號。博冠還有100/1000,105/1000,102/1400,130/1900,200/2400,博冠的馬卡有的是三片式的(可能不是全部),設計上比信達更為先進,會有更好的畫質。但是博冠這一品牌的風評不是很好,品控方面,筆者社團的博冠馬卡副鏡脫落了,至於是不是小機率情況,大家還請多多收集資訊後自行判斷。

低端馬卡的精度其實都不是很好,真正的高階貨是足以反殺apo的。

米德的代表是ETX系列,ETX90價格在5000左右,以優良的goto系統聞名,但是口徑只有90,更上位的版本價效比高上一些,但似乎已經停產。當然,口徑並不是一切,會有人是毫不在意價格只求便攜性和用得舒服的,舉個例子,ETX最初模仿的是同樣90口徑,價格高達4萬的questar 3。5“。

馬卡類筆者不算很熟悉,別的企業的產品也就說不上什麼了。有意購買者儘量也多收集一些資訊再購買。

以上的討論其實也沒涵蓋所有的望遠鏡類別,其餘用的稍多的還包含R-C(裡奇-克萊琴光學系統),D-K(Dall–Kirkham光學系統),CDK(改良D-K)等,但是就適合新人且價格不高的前提下,沒有必要提及別的類別了。

下篇文章中,我們將討論望遠鏡的下半身——支架,敬請期待。

標簽: 焦比  望遠鏡  口徑  攝影  折射