Astronomie

Inleiding

In periode 2 hebben wij een onderwerp voor ANW gekozen om hierover een werkstuk te maken dat over de ontwikkeling gaat van een bepaald wetenschappelijk onderwerp. Dit werkstuk is vanuit verschillende perspectieven gemaakt. O.a uit verleden, toekomst en de technische kant.

Waarom?

Wij houden het over de telescoop. Dit is een zeer belangrijk instrument voor de sterrenkunde. Ook omdat we in deze tijd het veel over de ruimte hebben en hier steeds meer over te weten willen krijgen omdat het gewoon een interessant ‘iets’ is dat je altijd ziet als het helder is.
In de filmwereld is er ook veel aandacht aan gegeven, maar dan over de zgn. “Killermeteorieten” zoals in Armageddon etc.

Onze gang van zaken staat aan het eind van dit werkstuk, waar ook de verdeling nog een keer staat van wie wat doet. We hebben o.a internet gekeken, in de bieb en ook Hilja wist ons wat over telescopen te leren, omdat zijzelf een telescoop heeft en de sterrenkunde als hobby heeft.

We hopen dat iedereen hier wat van kan leren!

Hoofdvraag: Wat veranderd(e) er in de astronomie en waarmee werkt de astronomie?
Deelvragen:
- Hoe ging de geschiedenis van de astronomie?
- Hoe veranderde de astronomie en welke invloed had het op de samenleving?
- Wat is er voor een toekomstige ontwikkeling hierin?
- Wat voor een gevolgen heeft dit op onze samenleving?
- Hoe werkt een telescoop?
- Wat vinden wij van deze ontwikkelingen?

- Titelblad (Hilja)
- Inleiding (Kim-Joyce)
- Bronverwijzing (Hilja)
- De geschiedenis en ontwikkeling van de telescoop (Tamara)
- Hoe veranderde het d. m. v. de invloed wetenschap & techniek? ( in de loop van de - geschiedenis). (Kim-Joyce)
- Wat is er eventueel te zeggen over de toekomstige ontwikkeling? (Harmke)
- Sterrenkunde in de toekomst (Gerdiene)
- De technische kanten van een sterrenkijker (Hilja)
- Bronnenlijst (Hilja)
- Logboek (Gerdiene, Harmke en Tamara)


Bronverwijzingen

1=Sterren en planeten van Günter D. Roth blz. 9
2= www.urania.be/sterrenkunde/sterren

De geschiedenis en ontwikkeling van de telescoop.

De telescoop is voor het eerst beschreven in oktober 1608, en voor het eerst gebruikt in juli 1609, daarvoor werden astronomische gebeurtenissen met het blote oog bekeken.
De eerste telescoop heette de Galileo-telescoop naar Galileo Galilei, maar hij was niet de uitvinder van de telescoop, dat was Hans Lipperhey, een brillenmaker die aan beide uiteinden van een buis lenzen monteerde.
De telescoop van Lipperhey bestond uit 2 lenzen. Vooraan was een lichte bolle lens gemonteerd en achteraan een sterke holle lens. De bolle lenzen waren toen reeds zo’n 300 jaar bekend en de holle lenzen ongeveer 150 jaar. Steeds werden er nieuwe ontdekkingen gedaan, waardoor de telescoop steeds beter werd, zoals dat twee zwakke vergrootglazen dicht bij elkaar geplaatst een sterkere vergroting leverden dan elke lens apart. Rond 1650 was de telescoop zo ver ontwikkeld dat je de ringen rond Saturnus kon zien, zoals ze werkelijk zijn. Daarna volgde er lange tijd niets van vernieuwingen rond de telescoop.

De geschiedenis van de astronomie begon echter niet bij het gebruik van de telescoop. De astronomie begon tussen 450 en 350 voor Christus. Dat kwam omdat er een mengeling tussen de Griekse en Mesopotamische beschaving kwam. De perzen hadden genoegen genomen met de bewegingen van de zon, de maan en de sterren. Maar de Grieken daarentegen wilden juist weten waarom die bewegingen zo gingen.
De derde beschaving, de Egyptenaren, leverden echter geen enkele bijdragen aan de astronomische geschiedenis. Ze hadden wel een kalender opgesteld, maar toen die kalender helemaal niet bleek te kloppen, zijn ze er maar weer mee opgehouden. De eerste kalender die een zodanige verhouding tussen dag, maand en jaar hanteerde, dat de afwijkingen binnen aanvaardbare normen bleven, werd door Metonius rond 432 voor Christus gemaakt. De ontwikkeling van de kalender toont aan, dat achter elk opgelost probleem weer andere vraagtekens opduiken. Men ontwikkelde de zonnewijzer, het schietlood en het wateruurwerk, maar de armillarium-ringen overtroffen alles. Een armillarium is een armband, een metalen ring met een diameter van enkele centimeters. Twee instrumenten waren op zo’n ring gebaseerd: het solstitium-armillarium, een meetinstrument en het equinoctiaal armillarium, een aanwijsinstrument. Deze laatste is het makkelijkste in gebruik: het bestaat uit een metalen ring die parallel opgesteld staat met de evenaar, tweemaal in het jaar valt de schaduw van de bovenste helft van de ring precies op de onderste helft. Deze twee tijdstippen geven de equinoxen ofwel de dag-en-nachteveningen aan. De laatste grote sterrenkundige uit de oudheid was Claudius Ptolemaeus. Hij bundelde alle toenmalige astronomische kennis in een groot boek en beschreef twee nieuwe instrumenten voor nauwkeurigere waarnemingen. Deze waren verbeterde versies van het zonnestilstandsarmillarium. Na de dood van Ptolemaeus in 168 bleef het een lange tijd stil rond de ontwikkelingen van astronomische instrumenten. In de vierde eeuw kwam er uiteindelijk weer een nieuw instrument aan de orde; het astrolabium. Dat is een combinatie van twee instrumenten: de ene zijde is een toestel om waarnemingen te verrichten, de andere een zakrekenmachine. De volgende stap in de astronomische ontwikkeling is vooral te danken aan een militaire confrontatie. Aan beide uiteinden van de Middellandse Zee vochten christelijke legers tegen de arabieren, en in het westen werd gestreden om het bezit van Spanje, terwijl in het oosten de leiders van Europa in de kruistochten geconfronteerd werden met hun veel beschaafdere tegenstander Saladin. In beide gevallen heeft Europa toen veel kennis van de astronomie opgedaan. Het duurde nog tot het midden van de 15e eeuw voordat de astronomische waarnemingen van de Europese sterrenkundigen een niveau van nauwkeurigheid bereikten, die gelijkwaardig was aan de oude metingen. In de zestiende eeuw kwam er weer een grote astronoom te voorschijn (wilhelm IV), die bouwde, samen met nog drie anderen, het eerste moderne observatorium: de eerste sterrenwacht met een draaiende koepel en een redelijk precieze klok. Ook werd door hem het laatste instrument voor de telescoop uitgevonden: de sextant.
Dit instrument werd ontworpen om de boogscheiding tussen twee sterren te meten. Nu zijn we weer toegekomen aan de telescoop, de verbeteringen van de telescoop worden hieronder beschreven.

De beeldkwaliteit van de lenzentelescoop uit de 17e en de 18e eeuw was heel matig, omdat de telescooplenzen de verschillende kleuren niet tot een scherp beeld konden omzetten. Daar kwam verandering in toen de 52jarige John Dollond, een lens produceerde die geen gekleurde randen kreeg. Men ging steeds verder met het ontwikkelen van betere lenzen voor de telescoop. Zo maakten men een achromatische lens. Astronomische ontdekkingen in de jaren 1840 gingen allemaal net zoals de voorafgaande jaren. De posities van de planeten en sterren werden steeds nauwkeuriger weergegeven. In deze manier van waarnemen werd een echte omwenteling veroorzaakt door twee ontwikkelingen, die niets met de telescoop te maken hadden. De 1e ontwikkeling was de fotografische plaat, die het menselijk oog bij het opsporen van sterren verving. De tweede was spectroscopie: het besef van de voordelen, die men kon verkrijgen uit het opzettelijk gebruik van een prisma om het zorgvuldig verzamelde sterrenlicht in een spectrum op te splitsen. Toch bleef men zich vooral richten op het verbeteren van de telescoop. Men ging van spiegeltelescopen naar grote lenzentelescopen. Men kwam namelijk tot de ontdekking dat glazen spiegels beter waren dan glazen lenzen. Toch waren deze grote traditionele telescopen voor 3 dingen niet geschikt: ze zijn niet stabiel om de posities van de sterren helemaal nauwkeurig te meten, ze kunnen slechts een klein gebied van het heelal in 1 keer opvangen en kunnen ze niet zonder gevaar tegen de zon in kijken. Daarom gingen ze over op radiotelescopie. Ze gingen steeds sneller en verder met het ontwikkelen van goede instrumenten voor de astronomie, op 6 oktober 1957 werd de eerste kunstmatige satelliet gelanceerd, ook werd er rond die tijd door de russen een kunstmaan uitgevonden en de ruimte ingeschoten. De jongste ontwikkelingen nu zijn de zonnetelescopen, radio telescopen met ongewone kenmerken. Maar daar wordt verder op in gegaan in het hoofdstuk over de toekomst.

2. Hoe veranderde het d. m. v. de invloed wetenschap & techniek? (in de loop van de geschiedenis).

Telescopen door de eeuwen heen.

In de sterrenkunde spelen telescopen een belangrijke rol. Nieuwe ontdekkingen en nieuwe inzichten komen vrijwel altijd voort uit betere waarnemingen van ons door het heelal. In de natuurkunde is het essentieel om hypothesen te toetsen door het uitvoeren van experimenten. In de sterrenkunde is dat eigenlijk onmogelijk. Het waarnemen van het heelal is daarom de enige manier om meer te weten over het ontstaan en de levensloop van de sterren. Vroeger, werd er nog met het blote oog waargenomen. Toen in het begin van de 17e eeuw de telescoop werd uitgevonden is de sterrenkunde in een stroomversnelling geraakt.
Sindsdien werden er meer nieuwe ontdekkingen gedaan zodra er betere telescopen ontwikkelt werden.
Ook vandaag de dag gaat dit op. Technische ontwikkelingen zorgen ervoor dat er steeds grotere telescopen ontwikkeld kunnen worden. Zo is het nu mogelijk om verschillende telescopen aan elkaar te koppelen, waarmee we nog verder in het heelal kunnen kijken. De ontwikkeling van de ruimtevaart maakte het mogelijk om satellieten te lanceren.
De Huppelruimtetelescoop heeft daarvoor geen last van turbulenties en de atmosfeer. De haarscherpe beelden van de Hubble leverden bijvoorbeeld nieuwe inzichten op over de geboorte van sterren.

De jongste ontwikkelingen;
De zonnetelescoop van McMath.

De zonnetelescoop in het National Observatory te Kitt Peak is het grootste en tevens krachtigste instrument van zijn soort. Het ongewone ontwerp is het resultaat van twee basisideeën: ten eerste, net als de meeste zonnetelescopen heeft hij een heel grote brandpuntsafstand (90meter) en moet daarom een vaststaand instrument zijn. Ten tweede, in tegenstelling tot de meeste zonnetelescopen gebruikt hij een heliostaat met een enkelvoudige en eenvoudige spiegel om het zonlicht naar het instrument te leiden, en niet het twee-spiegelssysteem van de klassieke verticale telescopen. De telescoopas is op de noordelijke hemelpool gericht.
De vlakke spiegel van 2 meter van de heliostaat wordt aangedreven om de zon overdag in haar baan te volgen. De buitenwand van de buis is meer dan alleen een windscherm. Hij is uitgerust met een ingewikkeld koelsysteem met een netwerk van buizen, die koelstof, water en antivriesmiddel bevatten. Dit systeem werd ingebouwd om de invloed van de zonneverhitting op de telescoopprestaties zoveel mogelijk te voorkomen. In normale omstandigheden komt meer dan een miljoen watt de structuur binnen en toch moet de temperatuur niet stijgen. Daar heb je zeker wel een koelsysteem voor nodig!!!

De McMath-telescoop is nog steeds de grootste zonnetelescoop ter wereld en voor sommige aspecten van het zonneonderzoek is hij nog steeds ongeëvenaard, niet in het minst om de uitzonderlijke verfijnde instrumenten, die het verzamelde zonnelicht analyseren. Een belangrijk onderzoeksprogramma hield zich bezig met de zonnevlekken, een ander met de verdeling en veranderingen in het magnetisch veld van de zon.

De moeilijkheden van de “infraroodkijker”.

Afgezien van het probleem dat de infrarooddetectoren onvoldoende gevoelig waren, werden de astronomen, die dit gebied van het spectrum begonnen te onderzoeken, met nog twee problemen geconfronteerd.
Ten eerste: zenden alle objecten infraroodstraling uit, niet alleen sterren, maar ook telescopen, koepels en mensen. De tweede moeilijkheid is dat het infrarode gebied slechts enkele smalle ‘vensters’ kent, golflengten waarop men door de atmosfeer heen kon dringen.
De belangrijkste bronnen van de atmosferische absorptie zijn waterdamp en koolstofdioxide, die beide overvloedig voorkomen in de onderste atmosfeerlagen. In dit geval was infrarood astronomie mogelijk met telescopen die omhoog werden gebracht met vliegtuigen of ballons à peilballons. Maar voor alle systemen bleef op elke hoogte het probleem bestaan van de infraroodstraling van de telescoop zelf.

Een blik in de toekomst.

Wat de toekomst ons gaat brengen is nog vrij onzeker. Er zijn vele risico’ s verbonden aan alle drie de takken van de astronomie:
· radioastronomie
· ruimteastronomie
· optische astronomie.

Ze moeten alles groots en doordacht gaan aanpakken, plannen en kunnen uitvoeren. Het brengt veel geld mee, arbeid, hersens. En als er iets mis gaat kunnen er honderden manjaren arbeid verloren gaan.
Terwijl de keuze van de ophanging van de telescoop van de toekomst wel vaststaat, is men het lang niet eens over de manier waarop het optische systeem moet worden gebouwd. Dat moeten ze nog gaan beslissen, maar veel belangrijker is dat ze zo’ n gigtelescoop nog moeten bouwen.

De toekomst van de sterrenkunde ligt bij de nieuwe generatie reusachtige telescopen, maar ook IN de ruimte: bijv.
· een sterrenwacht op de maan, dat scheelt al afstand
· op andere planeten
· nieuwe satellieten

De reden waarom we nieuwe instrumenten bouwen, die steeds beter zijn en meer mogelijkheden, is dat we nooit het uiteindelijke resultaat kunnen voorspellen.

Wat is er eventueel te zeggen over de toekomstige ontwikkeling???

Binnen enkele jaren zal men nauwkeurigere waarnemingen kunnen doen van de zon , de maan, de sterren en planeten met behulp van op kunstmanen geplaatste instrumenten. Men kan zich dan ook gaan afvragen hoe groot en hoever het heelal is.
Heeft het heelal wel een einde? Het aantal planeten is voor ons ook nog onbekend.
Ook dat willen ze graag weten in de toekomst.

De planeet MARS.
In de komende jaren gaan er een heleboel ruimtevaartuigen naar Mars. Het is de bedoeling dat er in het jaar 2019 een bemande vlucht naar toe gaat. Daarna moet de planeet bewoonbaar worden gemaakt. Maar daar zit wel een gevaar aan vast: Wie te lang op Mars blijft, kan niet meer naar de aarde terug.

Binnen 20 jaar wil de NASA verkeer tussen de aarde en Mars. De lange reis kan het beste plaatsvinden met een door thermische nucleaire energie aangedreven ruimteschip. Het ruimteschip wordt in een baan rond Mars gebracht, zodat er daarna landingsvaartuigen naar Mars kunnen afdalen. Nadat ze op Mars geweest zijn, keert de bemanning met de bovenste trap van het landingsvaartuig terug naar het om de planeet cirkelende moederschip.

Veel andere landen hebben al geprobeerd bij Mars te komen. In september 1999 ging de peperdure Climate Orbiter van de Amerikanen verloren. 3 maanden later verongelukte ook de
Mars Polar Lander. Maar sinds april 2001 is Amerika weer terug in de race, nument de: Mars Odyssey. Deze kwam op 24 oktober aan. Hij gaat 2,5 jaar lang klimaatmetingen uitvoeren, daarna is het de bedoeling dat hij als verbindingsstation tussen de aarde en volgende Mars-missies dienstdoet.
Eind 2003 is het de bedoeling dat de Mars Express van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA arriveert. Deze heeft een orbitter en een lander. De lander moet op zoek naar water in de bodem van de planeet. Begin 2004 landen ook 2 Amerikaanse ruimtevaartuigjes op Mars.
Tja, het word er nog druk…

Waarom wil de NASA nou juist ook naar Mars, waarom geen andere planeet???
De wetenschapper Zubrin zegt daarover: de reden om ons op Mars te richten is gewoon dat Mars het enige doel is. In tegenstelling tot de maan heeft Mars alle hulpbronnen om een beschaving te huisvesten. Zubrin vergelijkt de maan en Mars altijd met Groenland en Amerika.Groenland is voor Europa dichterbij, maar had de hulpbronnen niet om een kolonie in stand te houden. Amerika wel. Verder zegt hij over de ruimtevaart naar Mars: het jaar 2019 is wel erg laat voor een bemande vlucht naar Mars. Als ze hard doorwerken kan het in 2008 ook al gebeuren. Alleen de belangrijkste hindernis is de lange reistijd. Die duurt wel een half jaar!! Men beweert dat de psychologische druk te hoog zal worden. Maar Zubrin vind dat je het maar eens moet verglijken met de tijd die sommige kosmonauten aan boord van de Mir doorbrachten. Zij zijn veel langer weg. Bovendien worden er nu 6 personen getest in het Mars Artic Research Station dat gebouwd is in een op Mars lijkend landschap op Davon Island in Canada, aldus Zubrin.
Niet iedereen is het met Zubrin eens. Andy Thomas was zelf aan boord van de Mir.Zij konden zolang wegblijven omdat zij de aarde nog onder zich zagen draaien.. Maar als je maandenlang onderweg bent met een stel anderen in een cabine zou je zowat moordneigingen krijgen. Als je naar Mars gaat en je de maan voorbij bent, wordt de aarde al heel snel een klein stipje. Dat betekend gelijk dat als er wat aan de hand is, je niet even snel terug kan naar de aarde.
Bij Andy Thomas was dat wel het geval, want hij zat een stuk dichter bij de aarde.
In de toekomst worden er misschien wel echtparen naar Mars gestuurd, het heimwee kan dan een stuk minder zijn. Maar zij kunnen ook ruzie krijgen, door zaken zoals depressie en angst.
Maar er zijn nog veel meer moeilijkheden. Omdat je je in de ruimte bevind ben je gewichtloos. Bij gewichtloosheid krimpen de spieren en krijg je botontkalking. Door het ontbreken van zwaartekracht trekt het bloed zich uit je benen terug en hoopt zich op in de borstholte. Als gevolg daarvan zwellen de hartboezems op. Het lichaam reageert daarop alsof er een teveel aan bloed is en vermindert de uitscheiding van hormonen die de nierfunctie regelen. Ruimtevaarders moeten vaker het toilet bezoeken en verliezen daardoor veel lichaamsvocht. Met het uitscheiden van lichaamsvocht vermindert hetcalciumgehalte in het lichaam. Dat wordt aangevuld door kalk aan de botten te onttrekken. Op deze manier krijg je brozere botten. Dit houdt in dat je na de vlucht snel weer naar de aarde moet terugkeren, om weer aan de zwaartekracht te wennen. Maar blijf je na een lange vlucht ook nog een hele tij op Mars, dan is het op een gegeven moment niet meer verstandig naar de aarde terug te keren.
Ook is de terugkeer van kinderen die op Mars onmogelijk. Zij worden een nieuw soort mensen doordat ze zich tijdens hun groei helemaal aan zullen passen aan de omstandigheden op de planeet. Of het dus verstandig is huizen op Mars te bouwen zijn nog veel meningsverschillen..


Welke gevolgen heeft deze ontwikkeling op de maatschappij??
Het nadeel:
De bodemmonsters van Mars kunnen gevaarlijke virussen en bacteriën bevatten.
Toen in juli 1969 met de Apollo 11 de eerste maanmonsters naar de aarde werden gebracht, moesten de bemanningsleden met hun capsule en al dagenlang in quarantaine. Toen pas wisten ze zeker dat er geen schadelijke maanorganismen zijn.
Mars heeft een ijle dampkring. Waarschijnlijk stroomde er vroeger ook water. Met bodemmonsters van Mars zul je dus nog voorzichtiger moeten zijn. Want ze kunnen gevaarlijk zijn.

Het voordeel: is natuurlijk dat we veel meer te weten komen hoe het is in het heelal, hoe groot het allemaal is enzo. Ons gezichtsveld wordt breder.

Wat vind je van die ontwikkeling??
Harmke: Ik vind het mooi dat we steeds meer te weten krijgen over dingen die wel bestaan, maar wij niet zien. De foto’s zijn mooi die we te zien krijgen. Het is mooi te zien hoever Gods macht en kunst gaat.

Sterrenkunde in de toekomst

Veel wetenschappers zijn met de toekomst bezig. Ook onderzoekers van de sterrenkunde zijn veel bezig met de toekomst.

Naar de sterren….
Zo willen ze bijvoorbeeld proberen om naar de sterren te gaan. Om dit te kunnen moet er wel een nieuw soort aandrijving voor de ruimtevaartschepen verzonnen worden, want tussen de aarde en de sterren zitten enorme afstanden. Zo bevindt zich bijvoorbeeld het dichtstbijzijnde sterrenstelsel op een afstand van 4,3 lichtjaren en 1 lichtjaar 9,46 biljoen kilometer…
Ze willen dit mogelijk maken door een speciaal soort zeil dat door uitstraling van infrarood licht veertien keer versnelt ten opzichte van de aardse zwaartekracht. Zo'n 32 kilometer achter het zeil komt dan het eigenlijke ruimtevaartuig. Het is een 'grijs zeil' wat bestaat uit koolstofvezels. Het zeil absorbeert licht en bevindt hierdoor een voorwaartse druk. De opgenomen energie wordt aan de achterkant als infrarode warmtestraling uitgestraald. Als je het zeil dan goed richt ontstaat er een extra duwtje
In juni 2001 hebben ze een experiment met het zeil gedaan maar dat ging mis. Nu gaan ze door met verbeteringen van het zeil, ze hebben al veel toekomstige zeilen ontworpen die op papier allemaal wel werken. Zo willen ze in kleine stappen naar de sterren.

Aardverhuizing
Ook hebben de onderzoekers al veel uitgerekend. Ze hebben bijvoorbeeld uitgerekend dat over tien miljard jaar op deze aarde niet meer is te leven, de reden daarvan is de zon die dan veel te fel zal schijnen. Maar daar hebben ze ook al een oplossing voor gevonden.
In de buurt van Jupiter zweven veel megarotsblokken. Je kunt die megarotsblokken met behulp van aantrekkingskracht onze kant (de aarde) op laten slingeren. Als het rotsblok dan net langs de buitenrand van onze atmosfeer scheert, duwt hij ons in een ruimere baan om de zon.
Wanneer dit proces èèn keer in de zesduizend jaar gebeurt, kunnen we het op aarde vijf miljard jaar langer uithouden. Deze ingreep noemen ze: Astronomic engineering.
Toch waarschuwen wetenschappers ook voor deze ingreep, want als er ook maar een klein foutje in de berekening gemaakt wordt, kan dit al erg nare gevolgen hebben. Bijvoorbeeld dat we megarotsblok boven op ons krijgen.

Naar de maan

En wat dachten we van een vakantie naar de maan?
Hiervoor hebben we eerst een nieuwe shuttle nodig. Voorlopig is de space-shuttle die in de jaren zeventig ontworpen is het modernst bemande ruimteschip, maar deze shuttle is oud, duur en gevaarlijk. In deze shuttle kunnen vijfenzeventig passagiers, alleen laat de veiligheid nog veel te wensen over, èèn op honderd lanceringen heeft kans op een fatale afloop. Ook een ticket is erg duur als je mee wilt zal je daar tien miljoen dollar voor moeten betalen.
De NASA zegt dat er in 2040 geen verschil meer zal wezen tussen een shuttle en een verkeersvliegtuig. De spaceshuttle uit de jaren zeventig heeft al heel wat opvolgers versleten, maar tevergeefs…
Pas over vijf jaar word beslist hoe de echte opvolger van de shuttle eruit zal gaan zien. Er zullen waarschijnlijk twee versies komen, een voor mensen en een voor goedkoper vrachtvervoer. Maar dit zal allemaal nog erg lang duren want dit is gepland voor 2030. Ook kost het allemaal wel er veel geld, dus die vakantie naar de maan kan je maar beter even uit je hoofd zetten.

Wat vind ik ervan?

Ik vind het erg knap dat er mensen zijn die deze dingen kunnen berekenen en die zoveel van de sterrenkunde hebben uitgevonden en onderzocht. Maar ik vind ook dat bij de dingen in de toekomst goed bij nagedacht moet worden met welk doel er dingen gedaan worden. In Psalm 8 staat; Gij doet hem heersen over de werken Uwer handen. Dat betekent dat we de techniek mogen gebruiken voor het welzijn van de mensen en tot eer van God. Welk doel heeft het? Tot wiens eer is het? Tot eer van God of van de mensen! De mensen kunnen niet alles doorgronden en alles weten. Daarom vind ik dat er ook geen onnodige risico's genomen mogen worden. Er is al erg veel ontdekt door de techniek in de sterrenkunde.

De technische kanten van een sterrenkijker

Naar de sterrenhemel kijken en dingen ontdekken is natuurlijk heel interessant. Maar wat nog leuker is, is als je meer dingen kunt ontdekken verder in het heelal. Je ziet kraters op de maan, ontdekt dat een heldere ster eigenlijk een dubbele ster was en ga zo maar door. Daar heb je nou de telescopen voor. Je hebt ze in alle soorten en maten. Zoals een refractor (lenzenkijker), een reflector (spiegeltelescoop), een zonnetelescoop, radiotelescoop. En ga zo maar door. Ook bijv. de hubble telescoop is er een. Dat is een hele bekende telescoop die in de ruimte zweeft en zo allerlei beelden doorstuurt naar de aarde. Ik zal over al deze telescopen wat vertellen. En natuurlijk de technische kanten bekijken zoals de hoofdspiegels, occulairen, optische as, lenzen, en hoe de telescoop verder in elkaar zit.

1. De primaire spiegel of hoofdspiegel.

Dit is de grote spiegel die zich onder in de telescoopbuis bevindt, of soms onder in de spiegelbak. De spiegel heeft een heel nauwkeurig geslepen paraboloide oppervlakte. Deze zorgt ervoor dat het licht dat op de spiegel valt een zeer scherp beeld wordt. De hoofdspiegel zit min of meer in een ingewikkelde spiegelcel, die rust op drie bouten waarmee de spiegel enigszins gekanteld kan worden. Het ziet eruit als hieronder:

2. De secundaire spiegel of vangspiegel.

Dit is een kleine spiegel met een elliptisch gevormd, vlak oppervlak. De vangspiegel is bevestigd op de vangspiegelhouder, die met de ‘spider’ aan de telescoopbuis is bevestigd. De vangspiegel staat onder een hoek van 45 graden ten opzichte van de hoofdspiegel en hij kaatst het licht dat van de hoofdspiegel afkomt door naar het oculair (het gedeelte waar je doorheen kijkt, zie plaatje onder punt 3). De vangspiegelhouder kun je afstellen. Hij kan worden geroteerd en gekanteld en in de richting van en naar de hoofdspiegel worden verplaatst.

3. Het oculair.

Het oculair is een ingewikkeld vergrootglas dat wordt gebruikt om te kijken naar het object waarop de telescoop is gericht. Het heeft een bepaalde brandpuntsafstand en met oculairs van verschillende brandpuntsafstand kunnen verschillende vergrotingen worden bereikt. Met dezelfde telescoop uiteraard. Het oculair wordt in de focusseerinrichting geplaatst (dat is het buisje wat aan de telescoopbuis vast zit en waar je het oculair indoet). Dan kun je met die focusseerinrichting het beeld scherp stellen en vervolgens het object gaan bewonderen.

Hier is de hoofdspiegel, vangspiegel en oculair zichtbaar. Ook kun je hier duidelijk zien hoe het licht wordt door gekaatst.

4. De optische as van de hoofdpiegel.

De optische as van de hoofdspiegel staat loodrecht op de oppervlakte van de hoofdspiegel. En dat oppervlakte van de hoofdspiegel word het optisch centrum genoemd. Gewoonlijk valt dat samen met het fysieke centrum. Om goed te kunnen afstellen word dit punt met een stip van verf of tape gemerkt. Het licht van een ster in de richting van de spiegel zal worden gereflecteerd en worden samengebundeld tot een scherp beeld in het brandpunt op de optische as. Met de brandpuntsafstand bedoel ik de afstand langs de optische as, gemeten van het centrum van de spiegel tot het brandpunt. Sterren zullen vaak tot scherpe beelden worden gebundeld in het brandvlak of vlakbij het brandpunt.

5. De optische as van het oculair.

De optische as van het oculair wordt opgevat als de as van de focusseerinrichting (het buisje waar het oculair ingaat). De vangspiegel kaatst dan het licht dat van de hoofdspiegel komt naar de zijkant van de telescoop. Daar wordt het beeld gevormd dat met behulp van het oculair kan worden waargenomen. De vangspiegel buigt de optische as van de hoofdspiegel dus af. De vangspiegel heeft wel een optisch centrum, maar geen optische as. Dus daar hoef je dan geen rekening mee te houden. (voor tekening, zie hierboven bij punt 4.)

6. Lenzen.

Er bestaan twee soorten lenzen: holle en bolle lenzen. Bij de types hebben nog weer andere types onderverdeeld.

Als je een evenwijdige lichtbundel door een bolle lens laat vallen dan zal het licht samenkomen in een punt. Dit punt ligt in het brandvlak van de lens. De afstand van de lens tot het brandvlak wordt de brandpuntsafstand genoemd. Het brandpunt zelf is het snijpunt van het brandvlak en de as van de lens.
In het brandvlak komen alle lichtstralen samen en word daar het beeld gevormd zoals u hier onder wat duidelijker kunt zien:

Bij een bolle lens krijg je echter een omgekeerd beeld:

En hier is een holle lens die, in tegenstelling van een bolle lens, het beeld van een lichtbron niet omkeert. (bijv. de maan)

7. Verschillende types telescopen.

Refractors of lenzenkijkers zijn het eenvoudigste type telescoop. Het licht valt binnen langs het objectief. Door deze bolle lens wordt het afgebogen naar het brandvlak. Hierachter bevindt zich dan het oculair dat oorspronkelijk uit een maar later uit twee lenzen bestond. (figuur a)

Het nadeel van deze telescopen is dat ze wel alle beelden omdraaien. Bij veel astronomische doeleinden is dit geen probleem, omdat veel kaarten toch omgekeerd worden gedrukt. Bij een gewone veldkijker gebruikt men een holle lens als oculair die voor het brandvlak geplaatst word (figuur b). Op deze manier draait het beeld niet om.

Refractors hebben een groot nadeel. Niet alle lichtstralen worden even sterk afgebogen door een lens. Violet licht buigt meer af dan rood. Dit wordt kleurschifting genoemd. Als je een ster hebt die uit alle kleuren van het spectrum (kleuren reeks) bestaat dan zal deze in een eenvoudige lenzenkijker een wazige, gekleurde rand vertonen. Dit kun je dan verhelpen door het objectief te vervangen door twee lenzen van verschillende glassoorten, die het licht op een verschillende wijze breken: achromatische lenzen. (zie figuur c)

Omdat een lens alleen aan de rand kan ondersteund worden, is ook de diameter beperkt. Een grote lens heeft de neiging door te buigen onder haar eigen gewicht en daardoor vervormt het lensoppervlak. Daarom moet je voor grote kijkers altijd spiegeltelescopen nemen. 1)

Hier ziet u de verschillen van lensopstellingen. (en verschillende lenzen)

Reflectors of spiegeltelescopen hebben het voordeel dat ze niet te maken hebben met kleurschifting, zoals de refractors. En bovendien kun je deze spiegel overal ondersteunen zodat ze ook in staat zijn geweest om spiegels te maken met een diameter van enkele meters. Er zijn een heleboel types spiegeltelescopen, maar ik noem hier de meest voorkomende vier:

-
-
- De Newtontelescoop vangt het licht op in een holle sferische of parabolische spiegel en weerkaatst het naar een kleine vangspiegel die voor het brandvlak geplaatst is. Dat spiegeltje weerkaatst het weer door naar het oculair. (figuur a)
- Het Cassegraintype weerkaatst het licht in een holle parabolische spiegel naar een bol vangspiegeltje. Dit spiegeltje weerkaatst het licht dan door een gat in de hoofdspiegel naar het oculair. (figuur b)
- De Schmidt-kijker is speciaal gebouwd voor fotografische opnamen. Hij heeft een breed gezichtsveld, vrijwel zonder beeldfouten. Het licht valt door een correctieplaat op een sferische spiegel. De spiegel weerkaatst het licht op een gebogen fotografische plaat. (figuur c).
- De Kutter-telescoop (figuur d) is een typische amateur-telescoop. Maar toch mag je hem niet onderschatten. Het licht valt op een sferische of parabolische spiegel en wordt weerkaatst. In de helft van de brandpuntsafstand is een tweede spiegel, die een beetje bol staat. Die spiegel werpt het licht naar het oculair. Deze constructie maakt het mogelijk een instrument met lange brandpuntsafstand in een beperkte ruimte op te stellen. Bij modellen van 15 cm (diameter van hoofdspiegel) en groter, zit ertussen de tweede spiegel en het oculair nog een correctielens.

8. Andere soorten kijkers.

Maar een klein beetje van de straling die sterren uitzenden is zichtbaar licht. Daarnaast bestaat er ook radiostraling, infrarode straling, ultraviolette straling, röntgenstraling en gammastraling. Aangezien de mens alles wil weten, wouden ze dus ook die andere straling kunnen waarnemen. Voor radiostraling gebeurt dit, vooral sinds de Tweede Wereldoorlog met behulp van radiotelescopen.

Een radiotelescoop bestaat hoofdzakelijk uit een grote, parabolische schotelantenne. IN tegenstelling tot visuele waarnemingen, waarbij een waarbij een scheidend vermogen kan orden bereikt dat beter is dan een boogseconde, geven radiowaarnemingen een resolutie van slechts enkele boogminuten. Hoe groter de antenne is, hoe beter dat scheidend vermogen zal zijn.
De grootste beweegbare antenne staat in Effelsberg in Duitsland en heeft een diameter van ongeveer 100 meter (dat is een voetbalveld groot!!!). De grootste antenne staat in Arecibo in Zuid-Amerika; deze heeft een diameter van meer dan 300 meter, maar hij is onbeweegbaar.

Door een aantal antennes op een lijn te plaatsen krijgt men een nog beter scheidend vermogen (zie plaatje hieronder). Deze systemen staan in Westerbork en Nieuw-Mexico.

Aangezien radiostraling veel beter doordringt in de aardse atmosfeer dan gewoon licht, kun je met een radiotelescoop zelfs waarnemen bij bewolkt weer of overdag! Het belangrijkste van radioastronomie is echter het feit dat radiostraling ook veel makkelijker door de vele donkere stofwolken in ons melkwegstelsel en de rest van het heelal dringt. Met behulp van radiotelescopen kunnen we ‘zien’ wat er achter die stofwolken ligt.

Zo zijn ze bijvoorbeeld dankzij deze radioastronomie te weten gekomen dat ons melkwegstelsel een spiraalstructuur heeft. En we hebben er ook van geleerd dat het hele heelal een achtergrondtemperatuur van –270 graden Celsius heeft, drie graden boven het absolute nulpunt. Deze ontdekking bleek een grote steun voor de big bang theorie, aangezien die geringe warmte een overblijfsel van de oerknal zou zijn.
Maar dat is dus niet wat ik geloof, maar die reden halen zij uit hun theorie 2). Want sowieso was er geen oerknal dus kon het ook niet daar aan liggen. Maar om daar verder op in te gaan hoort hier niet bij. Misschien een volgend werkstuk?

Je hebt ook zonnetelescopen die de zon bekijken. Een zonnespiegel of heliostaat boven op de toren weerkaatst het zonlicht door een observatieschacht. Andere spiegels weerkaatsen en bundelen het licht op een scherm of tafel in de observatieruimte.

Je hebt ook telescopen die in de ruimte zwefen. Bijv. de Hubble telescoop. Maar deze telescoop zorgt voor veel onderhoud omdat de beelden die hij wegzendt wel perfect moeten zijn. Maar de onderhouden van deze telescoop zijn tegelijkertijd heel duur omdat ze daarvoor eerst een speciale ruimtemissie moeten uitzenden. Deze telescoop bestaat uit zonnepanelen en gyroscopen en natuurlijk de rest wat andere telescopen ook hebben alleen dan wat groter.

Mijn mening over de ontwikkeling: ik vind de ontwikkeling heel goed om te doen. Alleen vraag je je wel eens af wat voor ’n nut het nou heeft. Het is heel interessant om veel meer over het heelal te weten te komen, maar je moet een grens trekken. Want het heelal is oneindig. En sommige ontwikkelingen zijn natuurlijk heel handig voor ons hier. Bijv. de gaswinning op de maan, maar daar heb ik dan ook niks tegen. Maar als je ook kijkt naar wat ze van plan zijn over zoveel duizend jaar om de aarde stukje op te laten schuiven omdat hij anders te dicht bij de zon komt dan heb je toch wel zoiets van: dat gaat me nou net eventjes te ver. Want daar zit behoorlijk wat gevaar aan verbonden. Dus ontwikkelingen mogen best, als je er maar wel mee uit kijkt dat je er niemand mee in gevaar brengt.

Bronnenlijst.

Boeken:
- Sterrengids ‘hemel bij nacht’ van Robin Kerrod
- Sterrenkunde door de telescoop van Richard Learner
- Sterrengids 2002 van Mat Drummen en Jean Meeus
- Sterren en planeten van Günter D. Roth
- Hoe gebruik ik mijn telescoop optimaal van Ganymedes

Internet:
- www.urania.be
- www.dekoepel.nl
- www.sterrenkunde.nl
- www.sterrenkunde.com
- www.vvs.nl
- www.amateur-sterrenkunde.nl

Overige:
- Veel artikelen uit Kijk tijdschrift.
- Kranten artikelen ( Nederlands dagblad en Technisch weekblad)

Terugblik;

We hebben hebben dit werkstuk met plezier gemaakt, het is allemaal in goed overleg gegaan. En uiteindelijk hebben we (naar onze eigen mening) een kei van een werkstuk neergezet.
Het viel ook heel erg mee hoe moeilijk het onderwerp was, want je kunt er genoeg over vinden en natuurlijk als je je er een beetje in verdiept dan snap je er steeds meer van en word het ook makkelijker.
Ook de samenwerking was goed, de taken werden goed verdeeld zodat alles op tijd af kon zijn. En met al dit werk is dit werkstuk tot stand gekomen met als doel om er zelf wat van te leren maar ook om anderen de astronomie te laten begrijpen.