4. A távcsőtubus

A főtükör felfogatása jelentősen eltér a kis és nagy távcsövek esetén. 20-30 cm-es tükörátmérőig egyszerűen sík lapra fektetve, vagy három ponton alátámasztva rögzíthető a tükör a tükörtartó cellába. E kis tükrök esetében a tükör vastagsága az átmérő 1/8-1/6-od része, ami megfelelő szilárdságot biztosít. Nagyobb tükrök esetében a tömeg csökkentése érdekében gyakran vékonyabb a tükör, ami így deformációra hajlamos saját súlya alatt. Ilyen tükrök esetében több, megfelelően elhelyezett ponton kell alátámasztani a tükröt. Az alábbi ábra egy 1,9 m-es tükör alátámasztási pontjait mutatja be:

A következő ábra különböző számú alátámasztási pont esetén adja meg azok elhelyezkedését (3, 9 és 18 pont esetén):

Nagyobb tükrök esetén az alátámasztási pontok nem sztatikusak, hanem a távcső s ezáltal a tükör helyzetétől függő erővel támasztják a tükröt. Egy ilyen tartószerkezet sematikus vázlata, illetve egy megvalósítása (Palomar-hegyi 5 m-es) látható az alábbi ábrákon.

Az A ellensúlyra ható FA erő az O tengely körül elforduló AOB kar segítségével FA-nak AO/OB-szorosát fejti ki a tükör C alátámasztási pontjára. Ez az FB erő a zenittávolságtól függ, zenitben maximális, a horizonton nullává válik, és a zenittávolság koszinuszával változik. Mivel a tükörre ható gravitáció is ugyanígy változik, így ez az alátámasztási mód automatikusan adaptálódik a gravitációs helyzet megváltozásához.
Nem csak az axiális, hanem a laterális támasztás is fontos. Ezt a fentiekhez hasonló asztatikus karokkal oldható meg. Ezek elhelyezésétől és az erőhatások irányától jelentősen függ a tükör deformációja. Az alábbi ábrán különféle megtámasztások (a tükrök peremén nyilak jelzik az erőket) mellett látható egy vízszintes tengellyel elhelyezett tükör torzulása, a "szintvonalak" a jobb alsó ábrán 100, a többin 10 nm-enként követik egymást.

A segédtükör felfogatása annak kisebb mérete miatt kevésbé kritikus. A legtöbb esetben négyágú tartólábak rögzítik a tükörtartót a tubushoz, ez viszont hatással van a diffrakciós képre. Fényes csillagok esetében a segédtükörtartó lábai világos keresztként jelennek meg, mint az alábbi ábrán is.

Kisebb távcsöveknél, illetve katadioptrikus rendszereknél - elkerülvén a felesleges diffrakciót - a korrekciós lemezhez rögzítik a segédtükröt, erre mutat példát az alábbi ábra.

A segédtükörtartó nagyobb távcsövek esetén maga a fókuszáló rendszer. A segédtükör-főtükör távolság kis mértékű változásával ugyanis változik az effektív fókusz és ezzel együtt a fókuszfelület főtükörtől mért távolsága. A fókuszfelület pozíciójában szükséges mértékű változás a segédtükör pozíciójában mikronos nagyságrendű mozgatásokat igényel. Ehhez nagyon finom mechanikai megoldások és pontos kontroll szükséges. Azért választják mégis ezt a megoldást, mivel az akár többtonnás detektorokat sokszor nehezebb mozgatni, mint a segédtükröt. Az alábbi ábra egy ilyen segédtükör szerkezeti vázlatát mutatja (a szegedi 40 cm-es régi, Cassegrain segédtükörtartójának három dimenziós tervrajza).

Kisebb távcsövek esetében az okulárt/detektort mozgatják fogasléces vagy csúszócsapágyas, esetleg csapágyazott ún. Crayford fókuszírozó segítségével. Egyes katadioptrikus rendszerekben (MC és SC) a főtükröt mozgatják.

Ne felejtsük el, hogy a fókuszálás nagy mértékben befolyásolja a kép minőségét. Minél nagyobb a fényerő, annál nagyobb pontossággal kell beállítani a fókuszt. Egy nyújtott rendszer esetében, ahol a segédtükör-főtükör távolságot állítjuk, általában a főtükör fényereje nagy, vagyis ez a rendszer igen érzékeny a fókuszálásra, a tükrök pozícióját néhány mikronos pontossággal kell beállítani.

Nem csak a tükrök felfogatására kell figyelni, hanem ennek az állíthatóságát is biztosítani kell. Összetett rendszer esetében ugyanis az egyes optikai elemek (jól vagy kevésbé definiált) optikai tengellyel rendelkeznek, illetve a fókuszáláshoz használt rendszernek is van egy tengelye. Ezen tengelyeknek egybe kell esniük, és ezt a helyzetet be kell tudni állítani a különböző elemeket tartó egységeken. Ezt a folyamatot hívjuk jusztírozásnak. Az alábbi ábra egy Cassegrain rendszer esetén mutatja be, milyen jellegű állításokra lehet szükség.

A beállításhoz valamilyen módon, általában lézer segítségével kijelölik az optikai tengelyt (tengelyeket), és a reflektált, valamint referencianyalábok segítségével állítják be az egyes elemeket. A végső, igazán pontos jusztírozást csillag defókuszált képének és az éles Airy-képnek a vizsgálatával lehet megtenni.
A kollimációt ún. jusztírozócsavarok teszik lehetővé, melyek segítségével mind laterálisan, mind axiálisan lehet pozícionálni az optikai elemeket. Ez jól látható a már bemutatott ábrán, ahol a segédtükörtartót a lila színű csavarokkal lehet állítani.

Nem csak az optikai elemeket kell beállítani, de pl. a Cassegrain rendszer esetén a szórt fénytől védő árnyékolócsöveket is jusztírozni kell, hiszen ezeknek is van tengelyük, amiket az optikai tengelyhez kell igazítani. A tubus belső falán, apertúrák peremén ugyanis reflexiók lehetnek, amik okozta szórt fény zavarja a megfigyelést, rontja a kontrasztot. Ezek kiszűrése a belső felületek mattításával és árnyékolók elhelyezésével kerülhető el. Az alábbi ábra egy refraktor esetén mutatja a szórt fényt, illetve az ennek kiküszöbölésére elhelyezett árnyékolókat és azok méretezését.

Newton rendszer esetén a refraktorokhoz hasonlóan járhatunk el, egy Cassegrain rendszerben fellépő szórt, illetve direkt fény már nehezebb feladatot ad. Utóbbi esetet mutatja az alábbi ábra, illetve balra egy Newton árnyékolása látható.

Ahhoz, hogy adott látómező esetén ne kerüljön az ahhoz tartozó területre direkt fény, az alábbi ábrán látható alakú árnyékolókra van szükség (felül), ezek méreteinek meghatározása viszont nagyon sok paraméter kezelését és optimalizálását igényli, ezt próbálja meg szemléltetni az alsó ábra.

Az árnyékolók, apertúrák elhelyezése során figyelembe kell venni a vignettálást. Ez azt jelenti, hogy sok esetben csak az optikai tengelyen, illetve annak közelében teljes a fókuszfelület megvilágítottsága, a nagyobb látómezők, vagyis nagyobb tengelytávolságok esetén egyre csökken a megvilágítás mértéke. Ezt a jelenséget az alábbi ábra szemlélteti:

Az objektum D pontjából kiinduló sugárkúpot az A lencse alsó, a B lencse felső pereme korlátozza. D-ből nézve a B lencse a szaggatott vonallal berajzolt lencseként látszik, hiszen A felnagyítja B-t. A jobb oldali ábrán D-ből nézve látható a két apertúra, A valós és B "virtuális" nyílása. Jól látszik, hogy a kettő közös területe csak az optikai tengely közelében elhelyezkedő pontok esetén egyezik meg A területével, vagyis csak ezen pontokból jut be az összes fény az A apertúrán.
Amennyiben megváltoztatjuk egy rendszer fényerejét, pl. fókuszreduktort alkalmazva, akkor különösen ügyeljünk a vignettálásra, mert nagyon zavaró méreteket ölthet!

A távcső tubusa csak kisebb méretek esetén zárt, 1 m feletti átmérőnél inkább rácsos szerkezetű, nyitott "tubusokat" használnak, jelentősen csökkentve ezzel a mozgó rész tömegét. A tubus feladata az optikai elemek egymáshoz képest elmozdulás mentesen tartása, illetve a detektor és egyéb műszerek illesztése az optikai rendszerhez.