|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Telescopen Tekst Nick Kivits
Nederlandse kijkbuis
J
e kent ze wel uit piratenfilms: van die lange, buisvormige kijkers. Het zijn de aller eerste telescopen en ze zijn uitgevonden door een Nederlander. De Middelburgse brillenmaker en lenzenslijper Hans Lippershey vroeg in 1608 als allereerste patent aan voor zijn buyse waarmede men verre kan sien. Zijn ontwerp was simpel: een langwerpige, ronde buis met daarin twee stukjes glas. Samen zorgen die ervoor dat je met deze telescoop drie tot vier keer verder kon kijken dan normaal. Het concept was zelfs zó eenvoudig dat Lippershey geen patent kreeg! Het gerucht gaat overigens dat Lippershey het ontwerp voor de kijkbuis niet zelf had bedacht. Zijn buurman Zacharias Jansen, ook een brillenslijper, zou de werkelijke uitvinder van de telescoop zijn. Dat het een Nederlandse uitvinding is, staat echter buiten kijf. Maar toen Galileo een jaar na de uitvinding de telescoop namaakte en omhoog richtte, werd het echt interessant. Zo zag Galileo dat de maan kraters en bergen had en dat het zonneoppervlak bewoog.
Spiegeltje, spiegeltje
Met een telescoop de ruimte in kijken, lukt veel beter vanuit de ruimte zelf. Vanuit dat idee werden in de jaren zeventig de eerste ruimtetelescopen in een baan om de aarde gebracht. De bekendste, grootste, en langst werkende werd in 1990 ‘opgehangen’. De Hubble Space Telescope (HST) hangt 568 kilometer boven onze aarde. Het gevaarte van bijna 11.000 kilo draait met een snelheid van 29.000 kilo meter per uur, in 97 minuten rond de aarde. Het instrument is zo groot als een stadsbus en laat ons een blik werpen in sterrenstelsels die een slordige 11 miljard lichtjaar van ons vandaan liggen. Inmiddels is Hubble, een van de tien telescopen die nu rond de aarde cirkelen, aan het eind van zijn Latijn. Hij krijgt (waarschijnlijk deze maand) nog één keer een servicebeurt en moet rond 2014 terugkeren in onze atmosfeer. Vervanging staat dan al klaar: In 2013 moet de James Webb Space Telescope worden gelanceerd. Dit 6200 kilo wegende gevaarte is zo groot als een tennisveld en moet 1.584.000 kilometer van de aarde komen hangen, ver voorbij de maan.
Telescopen werken doorgaans op één van deze drie manieren:
Van Da Vinci tot Hubble 1513: Leonardo da Vinci maakt een schets
van een gebouw met glazen spiegeldak. Het doel van het gebouw is om de lucht te bestuderen. 1538: De Italiaan Girolamo Fracastoro legt in zijn astronomieboek het tele scopische effect van achter elkaar geplaatste lenzen uit. 1608: De Nederlanders Zacharias Jansen, Hans Lippershey en Jacob Metius vinden los van elkaar de eerste lenstelescopen (refractoren) uit. 1609-1610: Galileo Galilei verbetert de Nederlandse kijkers en ontdekt met zijn telescoop dat de maan kraters en bergen heeft.
1668: Isaac Newton vindt de spie geltelescoop (reflector) uit. Hij vervangt glazen lenzen door metalen spiegels. Met kleinere telescopen kun je nu verder kijken. 1930: De Duitser Bernhard Schmidt vindt de eerste hybride telescoop uit. De telescoop maakt tegelijk gebruik van glazen lenzen én spiegels. 1960: Het ontwerp van Schmidt wordt geper fectioneerd. De telescoop van het type SchmidtCassegrain wordt tot op de dag van vandaag gebruikt. 1990: De grootste ruimtetelescoop tot nog toe, de Hubble Space Telescope, wordt met een spaceshuttle in een baan om de aarde gebracht.
Spiegeltelescoop (reflector): Isaac Newton gooide het in 1668 over een compleet andere boeg. Het gebogen licht van de Nederlandse kijker zorgde voor een onscherp beeld. Newton verving de glazen bril lenlenzen door metalen spiegels. Als licht een spiegel raakt, buigt het niet, het kaatst gewoon terug. Het licht kaatst eerst op een spiegel achter in de telescoop. Vervolgens kaatst het terug van een tweede spiegel aan de voorkant van de telescoop, ons oog in.
Oculair REFLECTOR
Een andere blik
Licht
Parabolische hoofdspiegel Vangspiegel
J
e hebt telescopen die werken met voor het men selijk oog waarneembaar licht. Maar wie met een andere blik kijkt, ziet ook ándere dingen. Daarom maken sommige telescopen gebruik van infrarood licht, röntgenstraling of radiogolven. Met röntgenstraling kun je bijvoorbeeld zwarte gaten waarnemen en met behulp van radiogolven werden overblijfselen van de Big Bang gevonden. Momenteel werken wetenschappers aan telescopen die zwaarte krachtgolven moeten gaan waarnemen (zie het artikel ‘Rimpels in de ruimtetijd’, KIJK oktober 2008).
Hybride telescoop (Schmidt-Cassegrain): Een combinatie van de twee technieken wordt een hybride telescoop genoemd. Het licht valt door een glazen lens de telescoop binnen. Op een spiegel aan de achterkant kaatst het terug. Aan de voorkant van de telescoop, vlak achter de glazen lens, zit een tweede spiegel. Die kaatst het licht weer terug naar de achterkant van de telescoop door een gat in de eerste spiegel. Door de ronde spiegel ontstaan afwijkingen. Het glas aan de voorkant van de telescoop neemt die afwijkingen weg. HYBRIDE
‘Een telescoop vergroot een ster wel duizend keer, maar een goede pr-man doet dat nog veel beter’ Fred Allen, komiek
24 KIJK | mei 2009
Licht
Objectieflens
r wordt al gewerkt aan een nóg grotere • De grootste optische telescoop ter wereld • E telescoop: de European Extremely is de Gran TeCan Telescope Large Telescope (E-ELT). De spie (GTC). Deze staat op het Canarische gel van deze telescoop moet 42 meter in eiland La Palma en heeft een spiegel doorsnede worden. met een doorsnede van 10,4 meter. De • I n 2018 komt in Chili waarschijnlijk de telescoop werkt met infrarood licht en Giant Magellan Telescope bestaat uit 36 achthoekige spiegelseg (GMT) gereed. Die wordt weliswaar menten van 470 kilo per stuk. kleiner dan de huidige telescopen • Nieuwe monstertelescopen zijn in de (‘slechts’ 8,4 meter in doorsnede), maar maak. De Thirty Meter Telescope met een constellatie van zeven spiegels (TMT), met een spiegel van 30 meter kan hij verder kijken dan ruimtetelescoop doorsnede, moet in 2014 klaar zijn. Hubble nu doet.
Henry Ward Beecher, priester
REFRACTOR
Oculair
Groot, groter, grootst
‘Een ziel zonder verbeelding is als een sterrenwacht zonder telescoop’
Nederlandse kijker (refractor): Een buis met daarin twee gebogen, glazen lenzen. Het licht komt de buis binnen via een grote objectieflens aan de voorkant. Vervolgens wordt het licht afgebogen en weer opgevangen door een veel kleinere lens (het oculair) achter in de telescoop. Van daaruit valt het licht in het oog. Als de buis lang ge noeg is, kruisen de gebogen lichtlijnen elkaar en zien we het beeld op zijn kop. Door een extra lens in de buis te plaatsen, of de brandpunt afstand te verkleinen, kan het beeld weer worden omgedraaid.
Correctielens
Licht
Parabolische hoofdspiegel met gat
Hyperbolische secundaire spiegel
Correctielens
Oculair
Cornell Göksu
In 5 minuten
Verrekijker in de ruimte
KIJK | mei 2009 25