Το τηλεσκόπιο είναι ένα όργανο σχεδιασμένο για την παρατήρηση μακρινών αντικειμένων μέσω της συλλογής ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Τα πρώτα γνωστά σχεδόν λειτουργικά τηλεσκόπια ανακαλύφθηκαν στις Κάτω Χώρες στις αρχές του 17ου αιώνα. Ο όρος «τηλεσκόπια» μπορεί να αναφέρεται σε ένα ευρύ φάσμα οργάνων που λειτουργούν στις περισσότερες περιοχές του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.

Ιστορία του τηλεσκοπίου

Το τηλεσκόπιο εφευρέθηκε το 1608 στην Ολλανδία και η αρχική του εφεύρεση αποδίδεται στον Χανς Λιπερσέι και στον Ζακαρίας Γιάνσεν, αμφότεροι οπτικοί της ολλανδικής κωμόπολης Μίντελμπουρχ, και επίσης στον Τζέιμς Μέτιους. Τα αρχικά ολλανδικά τηλεσκόπια ήταν όλα διοπτρικά και αποτελούνταν από κοίλο φακό. Πολλά τηλεσκόπια κατασκευάστηκαν στην Ολλανδία το 1608 και έτσι δεν άργησε το επαναστατικό αυτό οπτικό όργανο να διαδοθεί στην υπόλοιπη Ευρώπη.

Την επόμενη χρονιά, ο Γαλιλαίος, ο οποίος είχε ξεκινήσει να δείχνει τεράστιο ενδιαφέρον για το επίτευγμα αυτό των Ολλανδών κατά τη διάρκεια ταξιδιού στην Βενετία, προσάρμοσε το τηλεσκόπιο για αστρονομικούς σκοπούς χρησιμοποιώντας αποκλίνοντα φακό στη θέση του προσοφθάλμιου φακού. Ο Γαλιλαίος έγινε έτσι ένας από τους πρώτους ανθρώπους που χρησιμοποίησαν το τηλεσκόπιο για αστρονομικές παρατηρήσεις. Παρ’ όλα αυτά, ο Άγγλος αστρονόμος Τόμας Χάρριοτ (αγγλ: Thomas Harriot) είναι ίσως ο πρώτος αστρονόμος που χρησιμοποίησε τηλεσκόπιο για ουράνιες παρατηρήσεις· είχε πραγματοποιήσει παρατηρήσεις της Σελήνης μέσω τηλεσκοπίου το 1609, πριν από τον Γαλιλαίο. Με τα μικρά διοπτρικά τηλεσκόπια του που ο ίδιος κατασκεύασε, ο Γαλιλαίος ανακάλυψε το 1610 τους τέσσερις μεγαλύτερους δορυφόρους του Δία, μελέτησε το 1611 τις καταστάσεις της Αφροδίτης και συνέβαλε σε πολύ σημαντικό βαθμό στην ανάπτυξη των τηλεσκοπίων και της αστρονομίας.

Υπάρχουν κι άλλα είδη τηλεσκοπίων όπως :

Οπτικό τηλεσκόπιο : Οπτικό τηλεσκόπιο λέγεται το τηλεσκόπιο εκείνο δια του οποίου αυξάνεται το φαινόμενο μέγεθος αντικειμένων που βρίσκονται μακριά. Συγκεκριμένα είναι μία οπτική διάταξη για τη συλλογή και εστίαση της ορατής ακτινοβολίας, μέσω της οποίας επιχειρείται η παρατήρηση μακρινών αντικειμένων και κυρίως ουράνιων σωμάτων.

Ραδιοτηλεσκόπιο: Το ραδιοτηλεσκόπιο είναι ειδικό όργανο, δέκτης ραδιοκυμάτων, σε μορφή κατευθυντικής ραδιοφωνικής κεραίας που χρησιμοποιείται στη Ραδιοαστρονομία, αλλά και στην παρακολούθηση τεχνητών δορυφόρων ή διαστημικών σκαφών και στη συλλογή των δεδομένων που μεταδίδουν στη Γη. Στον αστρονομικό τους ρόλο, διαφέρουν από τα συνηθισμένα (οπτικά) τηλεσκόπια στο ότι ανιχνεύουν ραδιοκύματα αντί φως. Μπορούν επομένως να ανιχνεύσουν και να παρατηρήσουν ραδιοπηγές. Επειδή τα ραδιοφωνικά μήκη κύματος είναι πολύ μεγαλύτερα εκείνων του φωτός κατά συνέπεια τα ραδιοτηλεσκόπια είναι συνήθως μεγάλες παραβολοειδείς κεραίες που μοιάζουν με τεράστια «πιάτα» (όπως και οι κεραίες που χρησιμοποιούνται για τη λήψη των ραδιοκυμάτων της δορυφορικής τηλεόρασης), προκειμένου να έχουν την ίδια ικανότητα με τα οπτικά τηλεσκόπια

Τα ραδιοτηλεσκόπια χρησιμοποιούνται είτε αυτόνομα, είτε και ως μέλη διατάξεων τέτοιων κεραιών που λειτουργούν συμβολομετρικά («ραδιοσυμβολόμετρα»).

Τα «ραδιοαστεροσκοπεία», δηλαδή οι εγκαταστάσεις αυτών των συσκευών βρίσκονται μακριά από μεγάλες πόλεις, και συνήθως σε ερημικές τοποθεσίες, για την αποφυγή των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών από σήματα του ραδιοφώνου, της τηλεόρασης, σήματα ραντάρ, κινητής τηλεφωνίας κ.ά.. Κάτι παρόμοιο δηλαδή με αυτό που συμβαίνει και με τα οπτικά αστεροσκοπεία για την αποφυγή της φωτορύπανσης, με τη διαφορά ότι τα ραδιοτηλεσκόπια εγκαθίστανται σε χαμηλά μέρη ή σε κοιλάδες για την επιπλέον θωράκιση από παρεμβολές.

Τα πρώτα ραδιοτηλεσκόπια

Η πρώτη ραδιοφωνική κεραία που χρησιμοποιήθηκε για την ανίχνευση μιας αστρονομικής πηγής ραδιοκυμάτων ήταν αυτή που κατασκεύασε ο Καρλ Τζάνσκι, ένας φυσικός – ηλεκτρολόγος μηχανικός στα Εργαστήρια της Bell Telephone, το 1931. Ο Τζάνσκι ανέλαβε το καθήκον να βρει πηγές ραδιοθορύβου που θα ήταν δυνατό να επηρεάζουν την ασύρματη επικοινωνία. Η κεραία του Τζάνσκι ήταν σχεδιασμένη να συλλαμβάνει βραχέα κύματα με συχνότητα 20,5 MHz (μήκος κύματος περίπου 14,6 μέτρα). Είχε εγκατασταθεί πάνω σε μία περιστρεφόμενη ξύλινη βάση, που της επέτρεπε να στρέφεται προς οποιαδήποτε κατεύθυνση. Ο Τζάνσκι χρησιμοποίησε περίπου 120 μέτρα μεταλλικού σωλήνα. Η διάταξη είχε μήκος 29 μέτρων και ύψος περίπου 6. Μια αυτοσχέδια μικρή καλύβα δίπλα στην κεραία στέγαζε ένα αναλογικό καταγραφικό σύστημα. Μετά από μήνες καταγραφών, κατάφερε να προσδιορίσει τρεις διαφορετικές κατηγορίες πηγών ραδιοθορύβου: τη μία αποτελούσαν οι τοπικές καταιγίδες, την άλλη οι μακρινές καταιγίδες, ενώ η τελευταία, της οποίας το παράσιτο ήταν ένας ασθενής συνεχής συριγμός, του ήταν άγνωστη. Αρχικά νόμισε πως ήταν ανθρωπογενής, συγκεκριμένα ότι ο ραδιοθόρυβος προερχόταν από βιομηχανικές δραστηριότητες. Καθώς όμως οι μήνες του 1932 περνούσαν, ο Τζάνσκι διαπίστωνε ότι η ακριβής περίοδος της πηγής του ραδιοθορύβου ήταν 23 ώρες και 56 λεπτά. Μη έχοντας αστρονομικές γνώσεις, χρειάσθηκε ένα χρονικό διάστημα ώσπου να συλλάβει τη σημασία αυτού του γεγονότος: η πηγή ήταν κάτι πολύ πιο μακρινό, κάτι πέρα από το Ηλιακό Σύστημα. Πρόσθετες παρατηρήσεις φανέρωσαν ότι τα ραδιοκύματα προέρχονταν από την κατεύθυνση του αστερισμού Τοξότη, όπου βρίσκεται το κέντρο του Γαλαξία μας. Χωρίς να έχει ο ίδιος σχέση με την Αστρονομία, ο Τζάνσκι είχε ολοκληρώσει την πρώτη ραδιοαστρονομική παρατήρηση.

Ο Γκρότε Ρέμπερ έγινε ο άλλος πρωτοπόρος της ραδιοαστρονομίας όταν κατασκεύασε το πρώτο ραδιοτηλεσκόπιο σε μορφή «πιάτου» (διαμέτρου 9 m) το 1937. Ο Ρέμπερ επανέλαβε την πρωτοπόρο αλλά απλή εργασία του Τζάνσκι, και συνέχισε με την πρώτη επισκόπηση του ουρανού στα ραδιοκύματα.

Τύποι ραδιοτηλεσκοπίων

Η περιοχή των ραδιοφωνικών συχνοτήτων (ραδιοσυχνοτήτων) στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα είναι ευρεία. Αυτό σημαίνει ότι η ποικιλία και οι τύποι των κεραιών που χρησιμοποιούνται ως ραδιοτηλεσκόπια είναι μεγάλη. Για μήκη κύματος 30 ως 3 μέτρα (συχνότητες 10 MHz ως 100 MHz), είναι συνήθως διατάξεις από κατευθυντικές κεραίες παρόμοιες με τηλεοπτικές, ή μεγάλοι σταθεροί ανακλαστήρες με κινητές εστίες. Επειδή αυτά τα μήκη κύματος είναι μεγάλα, οι επιφάνειες των ανακλαστήρων μπορούν να κατασκευασθούν από συρμάτινα πλέγματα. Για μικρότερα μήκη κύματος τα ραδιοτηλεσκόπια σε μορφή «πιάτου» κυριαρχούν. Η γωνιακή διακριτική ικανότητα μιας τέτοιας κεραίας είναι συνάρτηση του λόγου της διαμέτρου της προς το μήκος κύματος της παρατηρούμενης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Αυτό το γεγονός καθορίζει το μέγεθος του δίσκου που χρειάζεται ένα ραδιοτηλεσκόπιο προκειμένου να έχει μια χρήσιμη διακριτική ικανότητα. Τα ραδιοτηλεσκόπια που ανιχνεύουν μήκη κύματος από 3 μέτρα ως 30 cm (100 MHz ως 1 GHz) έχουν συνήθως διαμέτρους μεγαλύτερες των 100 μέτρων, ενώ όσα εργάζονται σε μήκη κύματος κάτω από 30 cm (1 GHz) έχουν διαμέτρους από 3 ως 90 m.

Μεγάλα ραδιοτηλεσκόπια

Στα χρόνια γύρω από το 1960 αναπτύχθηκαν τα μεγάλα ραδιοτηλεσκόπια μονού δίσκου. Το μεγαλύτερο ραδιοτηλεσκόπιο είναι το ρωσικό RATAN-600 (κατασκευάσθηκε το 1977 στην τότε ΕΣΣΔ) με διάμετρο 576 μέτρων (m) κυκλικής κεραίας (περιγραφή του RATAN-600). Δύο άλλα τέτοια «πιάτα» στο Ραδιοαστεροσκοπείο Pushchino της Ρωσίας, ειδικά σχεδιασμένα για παρατηρήσεις στις χαμηλές συχνότητες, είναι ανάμεσα στα μεγαλύτερα στην κατηγορία τους. Το LPA είναι μία μεσημβρινή διάταξη 187 x 384 m, ενώ το DKR-1000 είναι μία σταυροειδής διάταξη 1000 x 1000 m. Το μεγαλύτερο ραδιοτηλεσκόπιο στη Δυτική Ευρώπη είναι εδώ και δεκαετίες η κεραία των 100 m στο Έφελσμπεργκ της Γερμανίας, κοντά στη Βόννη, που ήταν και το μεγαλύτερο πλήρως στρεφόμενο σε όλο τον κόσμο επί 30 χρόνια, μέχρι τη λειτουργία του νέου Τηλεσκοπίου του Γκρην Μπανκ το 2000. Μέχρι το 1998 το μεγαλύτερο ραδιοτηλεσκόπιο στις ΗΠΑ ήταν το «Big Ear» του Πολιτειακού Πανεπιστημίου του Οχάιο, που είχε τη μορφή επίπεδου πλέγματος.

Γνωστά ραδιοτηλεσκόπια είναι επίσης το Ραδιοτηλεσκόπιο του Αρεθίμπο, κοντά στην ομώνυμη πόλη του Πουέρτο Ρίκο, που μπορεί να παρατηρήσει με την κινητή εστία του σε απόσταση μέχρι και 20° περίπου από το ζενίθ και είναι το μεγαλύτερο μονού δίσκου στον κόσμο, καθώς και το πλήρως στρεφόμενο ραδιοτηλεσκόπιο «Lovell» των 76 m στο Αστεροσκοπείο Τζόντρελ Μπανκ, στο Ηνωμένο Βασίλειο. «Τυπική» διάμετρος κεραίας ενός ραδιοτηλεσκοπίου είναι 25 m, και δεκάδες ραδιοτηλεσκόπια παρόμοιου μεγέθους λειτουργούν σε όλο τον κόσμο

Ραδιοσυμβολομετρία

Το 1946 έγινε μια σημαντική πρόοδος με την εισαγωγή μιας τεχνικής που ονομάζεται αστρονομική συμβολομετρία. Τα αστρονομικά ραδιο-συμβολόμετρα αποτελούνται από διατάξεις μεμονωμένων ραδιοτηλεσκοπίων, που απέχουν το ένα από το άλλο από πολλές δεκάδες μέτρα έως χιλιόμετρα και συνδέονται μεταξύ τους με ομοαξονικό καλώδιο, κυματοδηγό, οπτική ίνα, ή άλλο τύπο υψηλής πιστότητας μεταφοράς ηλεκτρικού σήματος. Αυτό όχι μόνο αυξάνει την ισχύ του συνολικά συλλεγόμενου σήματος από το διάστημα, αλλά με τη βοήθεια των Μαθηματικών μπορεί να αυξήσει πάρα πολύ τη διακριτική ικανότητα, δηλαδή το ισοδύναμο της «μεγέθυνσης» ενός τηλεσκοπίου. Το τελευταίο γίνεται εξαιτίας του φυσικού φαινομένου της συμβολής, που ισχύει για όλα τα κύματα και βέβαια και για τα ραδιοκύματα: τα κύματα που φθάνουν σε δύο ραδιοτηλεσκόπια με την ίδια φάση ενισχύονται, ενώ όσα φθάνουν με αντίθετη φάση αλληλοεξουδετερώνονται. Στην πράξη, πολλοί διαφορετικοί συνδυασμοί κεραιών χρησιμοποιούνται για την απόκτηση της βέλτιστης είκονας υψηλής μεγεθύνσεως. Π.χ. η «Πολύ Μεγάλη Συστοιχία» (Very Large Array, VLA) στο Νέο Μεξικό αποτελείται από 27 ραδιοτηλεσκόπια, που δίνουν 351 ανεξάρτητους συνδυασμούς ταυτόχρονα και επιτρέπουν γωνιακή διακριτική ικανότητα 0,2 δευτερόλεπτο του τόξου σε μήκος κύματος 3 cm. Η ομάδα του Μάρτιν Ράιλ στο Κέιμπριτζ πήρε Βραβείο Νόμπελ για τη συμβολομετρική τεχνική στη Ραδιοαστρονομία. Στα πρώτα χρόνια της δεκαετίας του 1950 το Συμβολόμετρο του Κέιμπριτζ χαρτογράφησε τον ουρανό στα ραδιοκύματα και συνέταξε έτσι τους περίφημους καταλόγους ραδιοπηγών Second Cambridge Catalogue of Radio Sources (2C) και Third Cambridge Catalogue of Radio Sources (3C). Η μεγαλύτερη διάταξη ραδιοτηλεσκοπίων που υπάρχει σήμερα στον κόσμο είναι το «Γιγάντιο Ραδιοτηλεσκόπιο Μετρικών Κυμάτων» (Giant Metrewave Radio Telescope), στο Pune της Ινδίας. Μία μεγαλύτερη διάταξη, το LOFAR (= LOw Frequency ARray, Διάταξη Χαμηλής Συχνότητας) κατασκευάζεται σήμερα στη Δυτική Ευρώπη και αποτελείται από 25000 μικρές κεραίες απλωμένες σε μια έκταση διαμέτρου αρκετών εκατοντάδων χιλιομέτρων

Κατοπτρικό τηλεσκόπιο :  

Κατοπτρικό τηλεσκόπιο ή ανακλαστικό τηλεσκόπιο ονομάζεται κάθε τηλεσκόπιο που σχηματίζει το είδωλο του αντικειμένου που παρατηρεί με τη βοήθεια ενός ή περισσότερων καμπύλων καμπύλων κατόπτρων, τα οποία ανακλούν το φως. Τα κατοπτρικά τηλεσκόπια αποτελούν τη μία από τις δύο μεγάλες κατηγορίες των οπτικών τηλεσκοπίων – η άλλη είναι τα διοπτρικά. Σήμερα όλα τα μεγάλα ερευνητικά οπτικά τηλεσκόπια είναι πλέον κατοπτρικά.

Το κατοπτρικό τηλεσκόπιο εφευρέθηκε τον 17ο αιώνα από τον Νεύτωνα, καθώς τα διοπτρικά τηλεσκόπια της εποχής υπέφεραν από μεγάλο χρωματικό σφάλμα. Αν και τα κατοπτρικά πάσχουν από άλλα είδη οπτικών σφαλμάτων, επιτρέπουν τη φθηνότερη κατασκευή και την πρακτική στήριξη πολύ μεγάλων σε διάμετρο (δηλαδή σε φωτοσυλλεκτική ισχύ) τηλεσκοπίων. Υπάρχουν πολλά είδη (διαφορετικοί σχεδιασμοί) κατοπτρικών τηλεσκοπίων, που μπορούν να φέρουν επιπλέον οπτικά στοιχεία ώστε να βελτιώνουν την ποιότητα του ειδώλου τους.

Ιστορία 

Αντίγραφο του δεύτερου κατοπτρικού τηλεσκοπίου του Νεύτωνα, το οποίο παρουσίασε στη Βασιλική Εταιρεία το 1672.

Η ιδέα ότι τα καμπύλα κάτοπτρα μπορεί να αντικαταστήσουν φακούς χρονολογείται όχι αργότερα από την πραγματεία οπτικής του Αλχαζέν (11ος αιώνας). Λίγο μετά την επινόηση του διοπτρικού τηλεσκοπίου ο Γαλιλαίος, ο Τζοβάννι Φραντσέσκο Σαγκρέντο και άλλοι, παρακινημένοι από τις γνώσεις τους των αρχών των καμπύλων κατόπτρων, συζήτησαν την ιδέα της κατασκευής ενός τηλεσκοπίου που θα σχημάτιζε το είδωλο με τη χρήση ενός κατόπτρου. Αναφέρεται ότι ο Τσεζάρε Caravaggi από τη Μπολόνια είχε κατασκευάσει ένα περί το 1626, ενώ ο Ιταλός καθηγητής Νικκολό Τσούκκι, σε μεταγενέστερο έργο, έγραψε ότι είχε πειραματισθεί με ένα κοίλο μπρούτζινο κάτοπτρο το 1616, αλλά δεν παρήγαγε ικανοποιητικό είδωλο. Τα δυνητικά πλεονεκτήματα της χρήσεως παραβολικών κατόπτρων, κυρίως η μείωση του σφαιρικού σφάλματος χωρίς να υπάρχει χρωματικό σφάλμα, οδήγησε σε πολλές προτάσεις σχεδίων κατοπτρικών τηλεσκοπίων, όπως αυτά των Μποναβεντούρα Καβαλιέρι, Μαρίν Μερσέν και Τζέιμς Γκρέγκορυ (1663) μεταξύ άλλων. Το 1673 ο Ρόμπερτ Χουκ κατόρθωσε να κατασκευάσει το σχέδιο του Γκρέγκορυ, που έγινε γνωστό ως «Gregorian telescope».

Ο Ισαάκ Νεύτων πιστώνεται γενικά με την κατασκευή του πρώτου λειτουργικού κατοπτρικού τηλεσκοπίου, το 1668. Αυτό είχε ένα σφαιρικό μεταλλικό κύριο κάτοπτρο και ένα μικρό διαγώνιο, ακολουθώντας τον σχεδιασμό που έμεινε γνωστός ως νευτώνειο τηλεσκόπιο.

Παρά τα θεωρητικά πλεονεκτήματα των κατοπτρικών τηλεσκόπίων, η δυσκολία της κατασκευής και η κακή ανάκλαση των μεταλλικών κατόπτρων (τα κυρτά κάτοπτρα δεν υπήρχε τρόπος να επικαλυφθούν όπως οι επίπεδοι καθρέφτες με ανακλαστική επίστρωση, π.χ. αργύρου) καθυστέρησαν την ευρεία χρήση τους για περισσότερο από έναν αιώνα. Πρόοδοι στην κατασκευή παραβολικών κατόπτρων σημειώθηκαν τον 18ο αιώνα, ενώ επαργυρωμένα γυάλινα κάτοπτρα εμφανίσθηκαν τον 19ο αιώνα και τα επαλουμινωμένα (μακροβιότερα) γυάλινα κάτοπτρα μόλις τον 20ό αιώνα. Τον 20ό αιώνα εμφανίσθηκαν επίσης κύρια κάτοπτρα αποτελούμενα από αρκετά εξαγωνικά τμήματα, που επέτρεπαν την επίτευξη μεγαλύτερων διαμέτρων, όπως και τα συστήματα ενεργών οπτικών, που αντιρροπούν τις παραμορφώσεις του κατόπτρου από το ίδιο το βάρος του. Μία άλλη καινοτομία των μέσων του 20ού αιώνα ήταν τα καταδιοπτρικά τηλεσκόπια, όπως τα τύπου Schmidt.

Στα τέλη του 20ού αιώνα αναπτύχθηκαν τα optics για την υπέρβαση της ατμοσφαιρικής τύρβης, ενώ τα κατοπτρικά τηλεσκόπια κυριαρχούν στα διαστημικά ace telescopes και σε κάμερες πάνω σε διαστημόπλοια.

Τεχνικά θέματα

Το Gran Telescopio Canarias

Το βασικό οπτικό στοιχείο ενός κατοπτρικού τηλεσκοπίου είναι ένα κύριο κάτοπτρο, που συλλέγει το φως από τον στόχο και το συγκεντρώνει στο εστιακό του επίπεδο. Η απόσταση από το κάτοπτρο μέχρι το εστιακό επίπεδο ονομάζεται εστιακή απόσταση του κατόπτρου. Σε αυτή την κύρια εστία μπορεί να γίνει η καταγραφή του ειδώλου, ή να προστεθεί ένα δευτερεύον κάτοπτρο ώστε να ανακατευθύνει το φως σε πιο κατάλληλη θέση για την παρατήρηση με το μάτι (με προσοφθάλμιο σύστημα φακών) ή την καταγραφή με φωτογραφικό φιλμ ή ψηφιακούς αισθητήρες.

Στα περισσότερα σύγχρονα τηλεσκόπια το κύριο κάτοπτρο αποτελείται από έναν συμπαγή γυάλινο κύλινδρο, του οποίου η εμπρόσθια επιφάνεια έχει λειανθεί με υψηλή ακρίβεια σε σφαιρικό ή παραβολοειδές σχήμα. Μία λεπτή επίστρωση αλουμινίου εναποτίθεται πάνω σε αυτή την επιφάνεια με ψεκασμό ατόμων του μετάλλου σε κενό αέρος.

Οπτικά σφάλματα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Τα κατοπτρικά τηλεσκόπια, όπως και κάθε άλλο οπτικό σύστημα, δεν δίνουν «τέλειες» εικόνες (είδωλα). Η ανάγκη των παρατηρήσεων των ουράνιων σωμάτων σε αρκετά διαφορετικά μήκη κύματος του φωτός, καθώς και η απαίτηση της καταγραφής του ειδώλου, σημαίνουν ότι υπάρχει πάντοτε κάποιος συμβιβασμός στον οπτικό σχεδιασμό του τηλεσκοπίου.

An image of Sirius A and Sirius B by the Hubble Space Telescope showing diffraction spikes and concentric diffraction rings.

Επειδή το κύριο κάτοπτρο εστιάζει το φως μπροστά από τη δική του εμπρόσθια επιφάνεια, σχεδόν όλα τα κατοπτρικά τηλεσκόπια φέρουν ένα δευτερεύον κάτοπτρο ή καταγραφέα εικόνας εκεί που εμποδίζει μερικώς το φως από τον στόχο να φθάσει στο κύριο κάτοπτρο. Αυτό μειώνει όχι μόνο την ποσότητα του φωτός που συλλέγει το σύστημα, αλλά και την καθαρότητα ή «αντίθεση» («κοντράστ») της τελικής εικόνας, εξαιτίας φαινόμενων περιθλάσεως από το εμπόδιο.

Με τη χρήση κατόπτρων αποφεύγεται το χρωματικό σφάλμα, αλλά προκαλούνται αλλοι τύποι οπτικών σφαλμάτων. Το απλό σφαιρικό κάτοπτρο δεν μπορεί να συγκεντρώσει το φως από ένα αντικείμενο σε μία κοινή εστία, αφού η ανάκλαση των ακτίνων του φωτός που προσπίπτουν κοντά στην περιφέρεια του κατόπτρου δεν συγκλίνει στο ίδιο μέρος με την ανάκλαση εκείνων που προσπίπτουν πιο κοντά στο κέντρο του κατόπτρου, κάτι που αποκαλείται σφάλμα σφαιρικής εκτροπής. To πρόβλημα αυτό αποφεύγεται με τη χρήση παραβολικών κατόπτρων, ενός σχήματος που μπορεί να εστιάσει όλο το φως σε μία εστία. Τα παραβολικά κάτοπτρα δίνουν καλό αποτέλεσμα κοντά στο κέντρο του ειδώλου, αλλά προς τα άκρα του οπτικού πεδίου υποφέρουν από σφάλματα απομακρύνσεως από τον οπτικό άξονα όπως:

• Σφάλμα κόμης: Οι σημειακές πηγές (αστέρες) στο κέντρο του οπτικού πεδίου εστιάζονται σωστά σε ένα σημείο, αλλά εμφανίζονται με «ουρές» κοντά στα άκρα του πεδίου.
• Καμπύλωση πεδίου: Η καλύτερη επιφάνεια όπου αναπαρίσταται το είδωλο είναι γενικώς καμπύλη και όχι επίπεδο, κάτι που συνήθως δεν ανταποκρίνεται στο σχήμα του ανιχνευτή και προκαλεί σφάλμα εστιάσεως κατά μήκος του πεδίου. Διορθώνεται με λεπτό φακό που «επιπεδώνει» το πεδίο (βλ. καταδιοπτρικό τηλεσκόπιο).
• Αστιγματισμός: Μια αζιμουθιακή διακύμανση της εστίας περί το διάφραγμα προκαλεί κυκλικές πηγές προς την περιφέρεια του πεδίου να εμφανίζονται ελλειπτικές. Δεν αποτελεί συνήθως πρόβλημα σε μικρά οπτικά πεδία, αλλά σε μεγάλου εύρους πεδίου εικόνες χειροτερεύει γρήγορα.
• Παραμόρφωση ειδώλου: Δεν επηρεάζει την ποιότητα της εικόνας (καθαρά περιγράμματα), αλλά το σχήμα των αντικειμένων. Μερικές φορές μπορεί να διορθωθεί με επεξεργασία της εικόνας.