การเลือกซื้อกล้องโทรทรรศน์

การเลือกซื้อกล้องโทรทรรศน์ หรือกล้องดูดาว
การเลือกซื้อกล้องโทรทรรศน์ในบางครั้งเราก็มักเรียกว่า กล้องดูดาว เราไม่มีทางที่จะเลือกได้ดีที่สุดได้ เพราะขึ้นอยู่กับปัจจัย หลายด้าน ได้แก่ กำลังทรัพย์  หรือ วัตถุประสงค์   เพราะวันนี้เราบอกว่าเลือกได้ดีที่สุดแล้ว แต่ในอนาคตอาจจะไม่เพียงพอ กับความต้องการหรือวัตถุประสงค์ของเราก็ได้ 
      ปัจจัยในการเลือกกล้องดูดาว แตกต่างกับการเลือกกล้องสองทางไกลที่เราใช้ดูในเวลากลางวัน หรือที่เราเรียกว่ากล้องดูนก เนื่องจากปริมาณแสงที่ผ่านหน้ากล้องมีมากพอแต่เราจะไปคำนึงถึงเรื่องความคมชัดของภาพมากกว่า
      ในฐานะที่ผู้เขียนเองอยู่ในวงการนี้ และเป็นคนที่ขายอุปกรณ์เหล่านี้ด้วย คำถามที่ผู้เขียนถูกถามบ่อยๆเกี่ยวกับกล้องดูดาวก็คือ
      1) "เห็นได้ไกลแค่ไหน"  ปกติแล้วสายตาของคนปกติแล้วจะมองเห็นได้ถึงระยะอนันต์หรือที่เราเรียกว่า อิมฟินิตี้ แต่เราจะเห็นวัตถุนั้นหรือไม่ ขึ้นอยู่กับขนาด และ ความสว่างของวัตถุนั้น  ถ้าเราใช้กล้องที่มีประสิทธิภาพดีและการรวมแสงต้องเยี่ยมด้วย ดังนั้นกล้องราคาแพงๆที่ใช้วัสดุดีๆ จึงได้เปรียบกว่า
      2) "มีกำลังขยายเท่าไหร่"  เรื่องนี้เราจะมาพูดกันถึงรายละเอียดอีกครั้ง
     หลักในการเลือกซื้อกล้องโทรทรรศน์
       อย่าคำนึงถึงแต่เรื่องของ "กำลังขยาย" เพียงอย่างเดียว เพราะหลายคนที่ถามหากล้องดูดาวมักถามก่อนว่า กล้องนี้มีกำลังขยายเท่าไหร่ เพราะการเลือกกำลังขยายต้องสัมพันธ์กับขนาดของหน้าเลนซ์ด้วย คือ กำลังขยาย เท่ากับ 50 คูณด้วย ขนาดหน้าเลนซ์หน่วยเป็นนิ้ว เช่น ถ้ากล้องมีขนาดเลนซ์วัตถุ 3 นิ้ว กำลังขยายสูงสูดที่ควรใช้ไม่เกิน 50 x3 = 150 เท่า หากมากกว่านี้จะทำให้ความเข้มแสงลดลงหรือ ภาพไม่คมชัด และอีกอย่างคือ กำลังขยายสูงมากๆจะมีผลกับ การขยายความแปรปรวนของชั้นบรรยากาศโลกด้วย ทำให้ภาพสั่นพริ้วเหมือนดูภาพในน้ำ กำลังขยายที่เหมาะสม ที่สุดบนพื้นโลกคือ 250-300 เท่า  เท่านั้น ดังนั้นอย่าหลงเชื่อกำลังขยายที่เกินจริงจากผู้ขายที่ไม่มีประสพการณ์
       ขนาดหน้าเลนซ์วัถตุ หรือ ขนาดกระจกสะท้อนแสง เป็นปัจจัยสำคัญ หรือขนาดของลำกล้อง มีส่วนให้การ รวมแสงดี แต่ก็มีผลในเรื่องของราคาตามมาด้วย หน้าเลนซ์ขนาดใหญ่จะทำให้การรวมแสงดีขึ้น ความคมชัดของภาพ และสามารถใช้กำลังขยายได้สูงขึ้นตามไปด้วย โดยทั่วไปสำหรับกล้องหักเหแสงไม่ควรเลือกที่มีหน้าเลนซ์น้อยกว่า 60 มม. หรือ  2.5 นิ้ว   และกล้องแบบสะท้อนแสงควรมีไม่ต่ำกว่า 110 มม หรือ 4.5 นิ้ว เพราะกล้องแบบนิวโทเนี่ยน จะมีกระจกบานที่สองอยู่กลางลำกล้อง หากขนาดลำกล้องเล็กมากๆทำให้กระจกบานที่สอง รบกวนภาพที่อยู่หน้ากล้อง

   
                ภาพที่ได้จากขนาดหน้ากล้องแตกต่างกัน ยิ่งหน้ากล้องใหญ่ขึ้น ความคมชัดของภาพก็ดีขึ้น

        กำลังการแยกภาพ(Resolving Power)  มีเรื่องหนึ่งที่หลายคนยังไม่รู้เกี่ยวกับกำลังการแยกภาพของกล้อง (ไม่ใช่กำลังขยาย) กำลังการแยกภาพก็คือ ความสามารถในการแยกภาพของวัตถุ 2 ชิ้นที่อยู่ใกล้ๆกันได้มากน้อยแค่ไหน เช่น ไฟหน้ารถยนต์ที่มี 2 ดวง เมื่ออยู่ไกลมากๆเราจะเห็นอยู่ใกล้กันเป็นดวงเดียว ต้องรอจนรถเข้ามาใกล้ๆจึงจะแยกออก  กล้องที่มีขนาดหน้ากล้องต่างกันแต่มีกำลังขยายเท่ากัน กล้องที่มีขนาดใหญ่กว่าจะแยกวัตถุใกล้กันได้ดีกว่า ในขณะที่กล้องขนาดเล็กจะเห็นวัตถุใหญ่ขึ้นก็จริงแต่ยังอยู่ชิดกันจนแยกไม่ออก

                    กำลังแยกภาพหาได้จากสูตร   4.56 /  ขนาดหน้ากล้อง(หน่วยเป็นนิ้ว) 

       ค่าที่ได้มีหน่วยเป็น arcsec หรือ 1/3600 องศา   นั่นหมายความว่า ถ้าเราใช้กล้องขนาดใหญ่ดูพวกกระจุกดาวหรือกาแลกซี่ เราจะเห็นเนื้อดาวเป็นเม็ดๆแยกจากกันอย่างได้ชัด หรือใช้ดูระบบดาวคู่ที่อยู่ใกล้ๆกันมากๆได้ดีกว่า

         ความยาวของตัวกล้องสั้นหรือยาวดี   ในอดีตจะเห็นว่ากล้องดูดาวส่วนมากจะมีขนาดยาวเกะกะ แต่ในปัจจุบันมีการผลิตกล้องที่มี ความยาวของตัวกล้องสั้นลง โดยจะขึ้นอยู่กับความยาวโฟกัสของเลนซ์วัตถุด้วย
        ข้อดีและข้อเสียของกล้องแบบยาว
        1) กล้องแบบยาวๆ จะเก็บหรือเคลื่อนย้ายเวลาเดินทางลำบาก
        2) แต่มีกำลังขยายสูง และทำให้เลือกใช้เลนซ์ตาที่มี ความยาวโฟกัสไม่มากเพื่อให้ได้กำลังขยายที่พอเหมาะ (เลนซ์ตาที่มีความยาวโฟกัสสั้นจะมีราคาแพง) โดยกำลังขยายได้จากสูตร   กำลังขยาย =   ความยาวโฟกัสเลนซ์วัตถุ / ความยาวโฟกัสเลนซ์ตา(eyepieces)
        3) ความยาวของกล้องที่เหมาะสมจะสามารถช่วยลดอาการคลาดสีได้ดีกว่ากล้องแบบสั้น

        ข้อดีและข้อเสียของกล้องแบบสั้น
        1) กล้องแบบลำกล้องสั้นจะทำให้สามารถเคลื่อนย้ายและเดินทางได้สะดวก
        2) แต่เนื่องจากมีความยาวโฟกัสสั้นทำให้ ได้กำลังขยายไม่สูงนัก เมื่อใช้เลนซ์ตาขนาดเท่ากันกับกล้องขนาดยาว
        3) กล้องแบบสั้นๆปกติจะมีค่า F ratio ต่ำ (F5-F6) ทำให้ไวแสงจึงนิยมใช้เป็นอุปกรณ์ถ่ายภาพดาวด้วย

        ปัจจุบันคนที่นิยมการเดินทางและชอบแบบลำกล้องสั้น จะหันมาใช้กล้องแบบผสมประเภท Makzutov เพราะจะมีลำกล้องที่สั้นแต่ความยาวโฟกัสยาว
        นอกจากนี้ความยาวโฟกัสของกล้องมีผลกระทบกับความสว่างของภาพตามมาด้วย คือกล้องที่มีความยาวโฟกัสยาวแต่มีขนาดหน้ากล้องเล็กจะทำให้ค่า F ratio สูงขึ้นด้วย (F ratio = ความยาวโฟกัส หารด้วย ขนาดหน้าเลนซ์)  เช่นกล้องที่มีความยาวโฟกัสยาว 1000 มม. ขนาดหน้าเลนซ์ 102 มม. จะมีค่า F ratio เท่ากับ 9.8   ขณะที่กล้องที่มีความยาวโฟกัส 500 มม. ขนาดหน้าเลนซ์ 102 มม. เท่ากัน จะมีค่า F ratio เท่ากับ  5
        ความสว่างของภาพมีผลกับการมองหาวัตถุด้วย กล้องที่ค่า F ratio สูงจะมองวัตถุพวกดาวเคราะห์ได้ดีเพราะมีความสว่างมากและได้กำลังขยายสูง  แต่จะลำบากมากที่ใช้มองหาวัตถุจางๆ อย่างเช่น กาแลกซี่และกระจุกดาว

    

      การเลือกความยาวโฟกัสของกล้อง  ความยาวโฟกัสของกล้องมีผลกับกำลังขยายของภาพโดยตรง ถ้าเราเลือกความยาวโฟกัสของกล้องให้สัมพันธ์กับขนาดหน้ากล้องก็จะมีผลกับเรื่องของความสว่างของภาพด้วย ที่เราเรียกว่า ค่า F ratio ตามที่ได้กล่าวมาแล้ว  แต่กำลังขยายของภาพมีผลกับขนาดของภาพที่เรียกว่า Field of View (FOV)โดยตรง เพราะยิ่งเราเพิ่มกำลังขยายสูงเท่าไหร่ พื้นที่ในการมองภาพ (FOV) ก็ยิ่งเล็กลงไปด้วย เช่น ถ้าเราต้องการดูดวงจันทร์ให้เห็นทั้งดวงเต็มฟิลด์ภาพ เราก็ต้องใช้กำลังขยายต่ำ ยกเว้นเราจะสำรวจหลุมบนดวงจันทร์จึงต้องเพิ่มกำลังขยายเข้าไป 
     ในทางกลับกัน ถ้าเราดูพวกกระจุกดาวที่มีขนาดใหญ่ แต่เราใช้กำลังขยายสูง เราก็จะเห็นเพียงบางส่วนของกระจุกดาวเท่านั้น  ดังนั้นในการเลือกดูวัตถุท้องฟ้าเราก็ต้องเลือกกำลังขยายให้เหมาะสมด้วย 
     การเปลี่ยนความยาวโฟกัสของกล้อง  เพราะบางครั้งเราเลือกกล้องที่มีความยาวโฟกัสมาระดับหนึ่งแล้ว เมื่อเปลี่ยนเลนซ์ตาเพื่อกำหนดขนาดภาพ(เปลี่ยนกำลังขยาย) แล้วอาจจะไม่เพียงพอ เช่น ขยายน้อยไป หรือยังขยายมากไป  เราอาจจะต้องใช้อุปกรณ์เสริมช่วย ถ้าเราต้องการทำให้กล้องมีความยาวโฟกัสเพิ่มขึ้น เราต้องเพิ่ม Barlow Lens   แต่ถ้าเราต้องการลดความยาวโฟกัสของกล้องลง เราต้องใส่ Focal Reducer ช่วยเป็นต้น

      เปรียบเทียบขนาดของเลนซ์ตาระหว่าง 1 นิ้วกับ 1.25 นิ้ว   ในปัจจุบันกล้องดูดาวขนาดเล็กมักจะทำกระบอกเลนซ์ ตาออกมาสองขนาดคือ 1 นิ้ว (0.965 นิ้วหรือ 24.10 มม.) กับ 1.25 นิ้ว ( 31.70 มม.) ซึ่งกล้องดูดาวที่ใช้เลนซ์ตา แบบ 1 นิ้วจะมีราคาถูกกว่าและส่วนใหญ่จะผลิตในจีนเพื่อให้ราคาถูก แต่กล้องดูดาวที่ใช้เลนซ์ตาแบบ 1.25 นิ้วจะเป็นแบบมาตรฐานที่หาซื้ออุปกรณ์เสริมได้ง่าย ให้มุมมองของภาพได้ดีกว่า  แต่ก็จะมี eyepieces adapter จำหน่ายซึ่งใช้เปลี่ยนขนาดกระบอกเลนซ์ตาให้ได้ เช่นใช้เลนซ์ตาแบบ 1.25 นิ้วกับ กล้องที่ตัวปรับโฟกัส แบบ  1 นิ้วได้เช่นกัน  แต่ทางที่ดีควรหลีกเลี่ยงกล้องที่ยังคงใช้เลนซ์ตาแบบ 1 นิ้วจะดีกว่า
      ส่วนกล้องขนาดใหญ่ที่มีราคาแพงและคุณภาพดีมักจะใช้กระบอกเลนซ์ตาแบบ 2 นิ้ว แต่ก็จะมี adapter เปลี่ยนมาใช้ขนาด 1.25 นิ้วได้เหมือนกัน

     เลือกกล้องแบบหักเหแสง หรือ แบบสะท้อนแสงดี   คำถามนี้จะขึ้นอยู่กับงบประมาณของผู้ซื้อและวัตถุประสงค์
        ข้อดีข้อเสียของกล้องหักเหแสง
        กล้องหักเหแสง มักจะมีราคาเริ่มต้นที่ต่ำเพราะสามารถทำให้มีหน้าเลนซ์ขนาดเล็กได้ โดยทั่วไปจะเริ่มต้นที่ 5,000 กว่าบาทที่ขนาด 60 มม. แต่ยิ่งใหญ่ขึ้นยิ่งแพงกว่าเมื่อเทียบกับกล้องสะท้อนแสง
        กล้องหักเหแสงจะใช้เลนซ์เป็นตัวรวมแสง หากใช้เลนซ์คุณภาพต่ำก็จะได้ภาพไม่คมชัดมีอาการคาดสีรุ้งได้
        ภาพที่ได้จากกล้องหักเหแสงจะให้ภาพหัวกลับและกลับซ้ายขวา จึงต้องอาศัย diagonal prism ช่วยแก้ไข
        กล้องหักเหแสงมักมีขนาดหน้ากล้องเล็กจึงเหมาะที่จะสำรวจกับวัตถุท้องฟ้าที่มีความสว่างมากๆเท่านั้นเช่น ดวงจันทร์ ดาวเคราะห์ และกาแลกซี่ เนบิวล่าที่สว่างมากๆ หรืออยู่ไม่ไกลมากนัก
        กล้องแบบหักเหแสงจะมองภาพจากท้ายกล้องทำให้สามารถติดกล้องถ่ายรูปได้สะดวก
        กล้องแบบหักเหแสงไม่มีสิ่งกีดขวางหน้ากล้องอีก ทำให้ปริมาณแสงได้มาเต็มที่กว่ากล้องแบบสะท้อนแสง

        ข้อดีข้อเสียของกล้องสะท้อนแสง
        กล้องสะท้อนแสงมักทำขนาดเริ่มต้นที่ 114 มม. หรือ 4.5 นิ้วทำให้มีขนาดใหญ่เและต้องมีขาตั้งที่มั่นคง แข็งแรงจึงคลื่อนย้ายไม่สะดวก
        ราคาของกล้องสะท้อนแสงจะถูกกว่าแบบหักเหแสงมากเมื่อมีขนาดหน้ากล้องเท่านั้น
        เนื่องจากกล้องสะท้อนแสงมักมีขนาดใหญ่จะเหมาะที่จะใช้สำรวจวัตถุท้องฟ้าประเภทกาแลกซี่ เนบิวล่า และกระจุกดาวที่อยู่ไกลมากๆและมีความสว่างน้อยได้ดี
       ภาพที่ได้จากกล้องสะท้อนแสงจะให้ภาพไม่กลับซ้ายขวา แต่อาจจะหัวกลับหรือเอง ซึ่งขึ้นอยู่กับตำแหน่ง การมองกล้องที่ส่วนหัวกล้อง จึงไม่จำเป็นต้องอาศัย diagonal prism เพื่อแก้ไขภาพ
       กล้องแบบสะท้อนแสงจะถ่ายภาพแบบ prim focus ไม่ได้ ต้องถ่ายแบบ eyepices projection เท่านั้น เพราะมีระยะการปรับโฟกัสที่สั้นเกินไป

กล้องหักเหแสง    กล้องสะท้อนแสง
กล้องแบบหักเหแสง                           แบบสะท้อนแสง

         กล้องแบบผสม (Catadioptric) ทางเลือกสำหรับคนมีอันจะกิน    มีทำออกมาหลายแบบเช่น Schmidt-Cassegrain หรือ  Maksutov-Cassegrain มีราคาค่อนข้างสูงกว่ากล้องแบบหักเหแสง และ แบบสะท้อนแสง เพราะมีการออกแบบดี มีคุณภาพสูง และความยาวโฟกัสยาวมาก แต่มีขนาดกระทัดรัด   ทำให้เหมาะสำหรับนักดูดาวที่มีฐานะหน่อย ใช้ดูดวงจันทร์ ดาวเคราะห์ หรือ deep sky object เช่น กาแลกซี่และเนบิวล่า ได้ดีมาก และเหมาะกับงานถ่ายรูปด้วย
                  
            เลือกกล้องต้องคำนึงถึงการถ่ายรูปด้วย   
            การซื้อกล้องดูดาวนั้นหากจะนำมาใช้ดูดาวอย่างเดียวก็คงจะพิจารณาตามที่กล่าวมาแล้ว แต่หากจะต้องการถ่ายรูปเก็บไว้ด้วยก็ต้องพิจารณาถึงความไวแสงของเลนซ์และขนาดภาพบนแผ่นฟิล์มด้วย
           F ratio  หรือ ความไวแสงของเลนซ์ หาได้จากเลนซ์วัตถุหรือ Primary mirror ของกล้องดูดาว โดยค่านี้สัมพันธ์กับทางยาวโฟกัส และ เส้นผ่านศูนย์กลางของเลนซ์ หรือกระจกนั้น  คือ
                   F ratio =    ทางยางโฟกัสของเลนซ์วัตถุ / เส้นผ่านศูนยน์กลางของเลนซ์วัตถุ
     เช่น กล้อง short tube ขนาด 80 มม. เลนซ์ทางยาวโฟกัส 400 มม. จะมี F number = 400/80 =   5
    หรือ กล้อง ชมิดแคสซิแกน ขนาด  8 นิ้ว (200 มม.) กระจกทางยาวโฟกัส 2800 มม. จะมี F number = 2800/200 = 14
       จะเห็นว่า ค่า F ratio จะมีค่าตายตัว และค่อนข้างสูง ทำให้การถ่ายรูปดาวต้องใช้เวลาในการเปิดหน้ากล้องนานกว่าปกติ จากที่เราเคยถ่ายจากเลนซ์มาตรฐาน ดังนั้นการถ่ายรูปผ่านกล้องดูดาวจึงควรติดบนขาตั้งอิเควทอเรียลติดมอเตอร์ตามดาวด้วย
       หากเราต้องการให้ค่า F ratio น้อยลงทำได้สองอย่างคือ
       1. เพิ่มขนาดหน้าเลนซ์ คือ ถ้ากล้องชมิดแคสซิแกน ทางยางโฟกัสเท่าเดิมคือ 2800 มม. แต่ต้องการให้ได้ค่า F อยู่ที่ 5 หน้ากว้างของกระจกก็จะต้องเป็น 2800/5 = 560 mm. หรือ 22 นิ้ว ซึ่งจะมีผลกับราคากล้องด้วย
       2. ลดทางยาวโฟกัส  คือ ให้ขนาดหน้าเลนซ์เท่าเดิมคือ 200 มม. แต่ทางยาวโฟกัสสั้นลง 5 * 200 = 1000 mm แต่การลดทางยาวโฟกัสจะมีผลกับปัจจัยสองค่าคือ กำลังขยายของกล้องเมื่อติดเลนซ์ตา  และ ขนาดของภาพบนแผ่นฟิล์ม
        ขนาดของภาพบนแผ่นฟิล์ม
        ทางยาวโฟกัสของเลนซ์วัตถุนอกจากจะมีผลกับกำลังขยายของภาพโดยตรงแล้ว ยังมีผลกับ การรบกวนของแสง และ ขนาดของภาพวัตถุบนแผ่นฟิล์มด้วย
        เช่นการถ่ายภาพดวงจันทร์ ซึ่งมีขนาดบนท้องฟ้า 1/2 องศา หากใช้เลนซ์มาตรฐาน 50 มม. ถ่ายจะเห็นภาพบนแผ่นฟิล์ม (ฟิล์มทั่วไปจะมีขนาด 35 คูณ 25 มม.) มีขนาดเพียง 0.45 มม.เท่านั้น   การเพิ่มทางยาวโฟกัสจะช่วยให้ได้ขนาดภาพใหญ่ขึ้น โดยใช้คำนวนได้จากสูตร    
        ขนาดภาพบนฟิล์ม =   ทางยาวโฟกัส / 110  หน่วยเป็น มิลลิเมตร
         ซึ่งถ้าเราใช้กล้องชมิดฯ ทางยาวโฟกัส 2800 มม. จะได้ 2800/110 = 25.45 มม. ใหญ่เต็มฟิล์มพอดี
    ดังนั้นการถ่ายรูปผ่านกล้องดูดาวขนาดเล็กนั้น คุณภาพของภาพอาจดีไม่เท่าที่เราได้เห็นเองกับตา กล้องดูดาวขนาดใหญ่ ดูว่าจะเหมาะสมที่สุด ทั้งในเรื่องของความไวแสงของเลนซ์ (F ratio) และขนาดของภาพบนแผ่นฟิล์ม เช่น ถ้าต้องการให้ได้รูปขนาดใหญ่เต็มฟิล์ม และ ความไวแสงของเลนซ์อยู่ที่ 5 แล้ว กล้องดูดาวควรมีขนาดหน้ากว้าง 200 นิ้ว ซึ่งเป็นกล้องที่นักดาราศาสตร์ใช้กัน ไม่ใช่นักดูดาวสมัครเล่นอย่างเราๆท่าน

       เลือกขาตั้งกล้อง   ขาตั้งกล้องเองก็เป็นปัจจัยหนึ่งที่สำคัญมาก เพราะบางครั้งเราเลือกตัวกล้องได้ดีคุณภาพสูง แต่กลับได้ขาตั้งกล้องไม่ดีนัก ก็จะทำให้การใช้งานยากขึ้น  ความมั่นคงของขาตั้งเพื่อลดอาการสั่นของกล้องเมื่อโดนแรงลมหรือจากการสั่นของพื้น  การตามดาวที่แม่นยำเพื่อการถ่ายรูป  ล้วนแต่เป็นเรื่องสำคัญที่ต้องคำนึงถึงในการเลือกด้วย