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굴절망원경

굴절망원경은 망원경의 몸체인 경통과 앞에서 입사되는 빛을 초점에 모아주는 대물 렌즈, 이 빛을 확대하는 접안 렌즈로 구성되어 있다.

대물 렌즈는 모두 볼록 렌즈이지만 접안 렌즈는 오목 렌즈나 볼록 렌즈를 사용한다. 접안 렌즈에 오목 렌즈를 사용하는 천체망원경을 갈릴레오(식) 망원경, 볼록렌즈를 사용하는 것을 케플러(식) 망원경이라고 한다. 갈릴레오 망원경은 정립상을 만들어주기 때문에 상이 바로 보이지만 시야가 좁아 현재는 천체망원경으로 사용하지 않고 지상망원경이나 오페라 글래스로 사용되고 있다. 케플러 망원경은 상의 위아래가 뒤집힌 도립상을 만들지만 천체관측에는 불편이 없으며, 시야가 넓기 때문에 천체관측에 쓰이는 대부분의 굴절망원경이 따르고 있는 방식이다.

굴절망원경은 색수차가 심하기 때문에 대물 렌즈와 접안 렌즈에 다양한 렌즈를 여러 개 겹쳐 사용하여 수차를 줄인다.

반사망원경

반사망원경은 빛을 모을 때 거울(반사경)을 이용하는 천체망원경이다.

1차로 빛을 반사시키는 거울을 1차거울 또는 주경이라고 하며, 1차로 반사된 빛을 다시 반사시켜 접안 렌즈로 보내는 거울을 2차거울 또는 부경이라고 한다. 반사망원경은 굴절망원경의 문제점인 색수차가 없으며, 거울의 한쪽 면만을 포물면이나 구면으로 연마하면 되므로 제작이 용이하고 비용이 절감되기 때문에 대부분의 대형 망원경에 채택되는 방식이다.

1616년 N. 추키가 오목거울을 이용하여 빛을 반사시켜 상을 맺게 하여 반사망원경의 기초적인 실험을 했다.

1663년 그레고리는 반사망원경의 원리를 고안했지만 제작에는 실패했고, 그후 1668년 뉴턴이 금속거울로 된 최초의 반사망원경을 제작했다. 이 뉴턴(식) 반사망원경은 주경 앞에 45° 기울어진 평면부경을 설치하여 천체를 향한 방향과 직각인 방향에서 관측하는 방식이다. 한편 주경의 가운데에 구멍을 만들어 부경에서 반사된 빛을 관측하는 방식의 반사망원경도 있는데, 이 경우에 부경으로 볼록거울을 쓰는 것을 카세그레인식, 오목거울을 쓰는 것을 그레고리식이라고 한다.

2차거울의 반사에 의한 빛의 손실을 줄이고자 주경에서 반사된 빛을 직접 접안 렌즈로 관측할 수 있도록 주경을 비스듬하게 배치한 허셜(식) 반사망원경도 있다. 그밖에 거울에 의한 구면수차를 줄이고 넓은 시야의 천체사진촬영을 위해 주경의 앞면에 보정판을 설치한 슈미트(식) 반사망원경도 있다.

전파망원경

전파망원경은 광학망원경과는 달리 파장이 긴 파장의 전자기파를 검출하는 장치이기 때문에 광학망원경과 구조가 다르다.

즉 전파망원경은 천체에서 발생되는 전파를 검출하여 1번에 1개의 상을 얻는 것이 아니라, 천체의 부분부분에서 발생되는 전파의 스펙트럼을 측정·분석하거나, 이렇게 측정한 각각의 스펙트럼을 종합하여 1개의 영상자료를 만든다. 그림3에 대표적인 전파망원경인 접시형전파망원경의 구성도가 나타나 있다. 전파를 모으는 것은 광학망원경처럼 반사경을 이용하지만 모아진 전파를 바로 이용하는 것이 아니라 증폭하고 분석하는 과정을 거쳐야만 한다.

앞에서 언급한 망원경 외에도 2대 이상의 천체망원경을 결합시켜 망원경의 분해능을 높인 간섭계와, 망원경을 인공위성이나 우주탐사선에 장착하여 관측하는 우주망원경이 있다.

또한 인공위성을 이용하여 관측하기 전에는 자외선이나 적외선 등 지상에서는 관측하기 어려운 파장을 관측하기 위해서 비행기나 기구에 망원경을 탑재하여 관측하기도 했으며, 현재도 비교적 값싼 관측비용 때문에 많이 쓰이고 있다.