簡介
為了便於開展業餘天文活動,必須給望遠鏡安裝一個支架。這種支架必須滿足兩個條件:①穩固耐用,不會因微風吹而抖動;②具備兩個相互垂直的轉軸,以便調節望遠鏡瞄準天空任何一個天體。天文望遠鏡的支架裝置主要有地平式裝置和赤道式裝置兩個種類。
赤道式裝置有兩根互相垂直的軸系,一根軸和地球自轉軸平行,也即它和地平面的交角等於當地的地理緯度。此軸是“赤經軸”或稱“極軸”。它是跟蹤軸,望遠鏡在跟蹤天體周日運動時,迴繞其轉動。普及型天文望遠鏡中,往往設計有電動跟蹤裝置,此跟蹤軸的轉速是24小時一轉。另一根軸叫“赤緯軸”。對於某一特定天體觀測,望遠鏡可同時鏇轉赤經和赤緯兩根軸系,而對於恆星等天體觀測,往往只要赤經軸跟蹤即可(赤緯僅在找星時鏇轉)。因此,在普及型望遠鏡中,很多將赤緯軸轉動設計成手動的。由於跟蹤天體僅要赤經軸以相同的方向和速度鏇轉,十分方便。這也就是在普及型天文望遠鏡中,絕大部分採用赤道式裝置的原因。
類別
望遠鏡赤道裝置有很多,包括:
德國式赤道裝置
德國式是最普遍的赤道裝置。其優點是運動很靈活,它容許鏡筒指向北極和天頂(一般地平式裝置不易觀測天頂)。該鏡筒裝在極軸的一側,故需用平衡錘保持平衡,這樣鏡筒便不會因其本身重量而在極軸上自行轉動;其缺點在於平衡錘額外加重了整個望遠鏡的重量,增加了支架的負荷。
英國叉臂式赤道裝置
英國叉臂式裝置其優點是不需要平衡錘。其缺點在於赤緯軸離極軸的軸承太遠,力臂太長,造成機械上的弱點,要求極軸的軸承必須特別堅固,否則鏡筒難免震動。這種裝置一般適合於鏡筒較短的望遠鏡,如卡塞格林式或馬克蘇托夫望遠鏡。
雙軛式赤道裝置
雙軛式裝置亦稱為美國式裝置或叉式裝置。為了克服叉臂式裝置的缺點,雙軛式裝置將赤緯軸置於極軸兩個軸承的當中,此即美國威爾遜山天文台250厘米口徑望遠鏡的裝置。其主要缺點是望遠鏡不能指向北極,且支架裝置顯得龐大、笨重。
赤緯圈式赤道裝置
赤緯圈式裝置這種裝置將極軸的上部軸承改為一個大圈,可在兩個輥子上轉動,而赤緯軸則裝在這個圈的中間。為使鏡筒能指向北天極,赤緯圈中部是截開的。赤緯圈式裝置比以上三種裝置更穩固。著名的美國帕洛馬山天文台500厘米口徑的望遠鏡就是採用了這一類型的裝置。
最早的赤道裝置-簡儀
簡儀是郭守敬於1276年創製的一種測量天體位置的儀器。該儀器的結構和使用上都比渾儀簡單,而且除北極星附近以外,整個天空一覽無餘,故稱簡儀。
簡儀的主要裝置是由兩個互相垂直的大圓環組成,其中的一個環面平行於地球赤道面,叫做“赤道環”;另一個是直立在赤道環中心的雙環,能繞一根金屬軸轉動,叫做“赤經雙環”。雙環中間夾著一根裝有十字絲裝置的窺管,相當於單鏡筒望遠鏡,能繞赤經雙環的中心轉動。
觀測時,將窺管對準某顆待測星,然後在赤道環和赤經雙環的刻度盤上直接讀出這顆星星的位置值。有兩個支架托著正南北方向的金屬軸。支撐著整個觀測裝置,使這個裝置保持著北高南低的形狀。這是我國首先發明的赤道裝置,要比歐洲人使用的赤道裝置早500年左右。