从贵族到平民

□ 陈 丹

美国天文学家和光学家詹姆士·贝克

施密特望远镜的延伸设计

1940年哈佛大学的詹姆士·贝克（James Gilbert Baker ，1914～2005）改善了施密特望远镜的设计，在焦面前添加入一片凸面反射镜，使焦面位于主镜前面，因此干片可以在靠近主镜的附近，面向着天空摆放。这种系统称为贝克-施密特望远镜。

1956年詹姆士·贝克与约翰·纽恩（Joseph Nunn，1905～1968）合作，在贝克-施密特望远镜焦面前，使用三合透镜改正镜，替代安放在曲率半径处的改正镜，可同时改正球差、彗形像差、像散和场曲，设计出焦比非常小（0.75）的贝克-纽恩望远镜，其镜筒短而紧凑，非常适合快速转动，是第一代人造地球卫星跟踪望远镜的主力。从1950年至1970年代中期，曾有一打口径20英寸，每个重3.5顿的贝克-纽恩望远镜被史密松天体物理台用在人造卫星的追踪上。

在经典的施密特望远镜的焦面前添加一块倾斜45°的平面反射镜，把焦面引导到镜筒之外，形成了施密特-牛顿望远镜。目前，世界最大的天文望远镜制造商Meade公司是唯一生产施密特-牛顿望远镜的厂商，提供6英寸、8英寸和10英寸的规格，配置的是LXD-75的GO-TO赤道仪。

如果在焦面前先加一块凸面副镜把光线反射回主镜，并穿过主镜中心而成像于主镜后面，形成了施密特-卡塞格林望远镜。这种设计在制造商提供给天文爱好者的望远镜上非常普遍，因为比长焦距的折射式望远镜容易制作。虽然它比同口径的反射式望远镜价格要更昂贵，但是由于镜筒短而密封，很容易携带，使它在严谨细致的天文爱好者中更受青睐，已经成为目前主流的业余高端天文观测仪器。高的焦比意味着它不同于前身的施密特望远镜，不是一架广角的望远镜，但是它狭窄的视野很适合观测行星和深空天体。

史密松天体物理台

贝克-纽恩望远镜

在日本姬路科学馆展出的贝克-纽恩望远镜，1958年在东京天文台三鹰观测所服役，观测人造卫星

美国Meade的施密特-牛顿望远镜

施密特-卡塞格林望远镜光路图

美国Celestron公司的施密特-卡塞格林望远镜

前苏联光学家和天文学家马克苏托夫

马克苏托夫-卡塞格林望远镜光路图

美国Celestron公司的马克苏托夫-卡塞格林望远镜

马克苏托夫望远镜

折反射望远镜从大的分类来说就是两类——施密特望远镜和马克苏托夫望远镜。这种望远镜是1940年初由前苏联光学家和天文学家马克苏托夫（Dmitri Dmitrievich Maksutov，1896～1964）所发明的；与此同时荷兰光学家包沃尔斯（Albert Bouwers，18936～1972）也独立地发明了类似的系统，所以有时也称为马克苏托夫-包沃尔斯系统。

马克苏托夫望远镜的光学系统和施密特望远镜类似，是由一个凹球面反射镜和加在前面的一块改正球差的透镜组成的。改正透镜是球面的，它的两个表面的曲率半径相差不大，但有相当大的曲率和厚度，透镜呈弯月形，所以，这种系统有时也称为弯月镜系统。

马克苏托夫望远镜光学系统的像散很小，但场曲比较大，所以必须采用和焦面相符合的曲面底片。马克苏托夫在他发明之际就己暗示可以设计出类似卡塞格林系统。珀金埃尔默（PerkinElmer）公司的设计师约翰·格里戈利（John Gregory）在马克苏托夫的这种想法提示下设计了马克苏托夫-卡塞格林望远镜。稍后，格里戈利在1957年的《天空和望远镜》杂志上发表了划时代的焦比15和23的马克苏托夫-卡塞格林望远镜设计，为珀金埃尔默公司明确地预告了这项设计在商业上的用途。

马克苏托夫-卡塞格林式设计的焦比提供了望远镜的高倍率，但其视野狭窄，这使其不适合作广视野的天文摄影，可是在月球和行星的影像上确实有优异的表现，对于结构结实的双星和球状星团的影像也表现得很精致。马克苏托夫-卡塞格林望远镜从1950年代就开始销售给业余天文学家，早期的产品都是用来建立品牌的模组，所以都很昂贵。20世纪70年代中期，一些主要的生产商开始大量生产并广为推荐，先是俄国，然后是中国都以低廉的价格生产，使售价大幅下跌。今天，这种设计已经是业余天文学家普遍性的选择，如果不是大量的生产，这是难以想像的事。在1960年代，一架小小的马克苏托夫-卡塞格林望远镜，像是魁星公司的魁星3.5就相当昂贵，可以当作财富的象征，不像现在的唾手可得。

目前世界上最大的马克苏托夫望远镜在格鲁吉亚的阿巴斯图马尼天文台，弯月透镜直径为70厘米，球面直径98厘米，焦距210厘米。