Астроспектро́граф (от астро… и спектрограф), прибор для регистрации спектров небесных светил. Устанавливается в фокусе телескопа так, чтобы действительное изображение объекта попадало на его входную щель. Основные детали астроспектрографа – коллиматор, формирующий пучок параллельных лучей света; диспергирующий элемент, разлагающий свет в спектр (дифракционная решётка, призма); камера с объективом и приёмником излучения, строящая изображение спектра объекта. В современных астроспектрографах в качестве приёмника излучения обычно используется ПЗС-матрица, а конструкция астроспектрографа часто строится по схеме эшелле, позволяющей при высоких порядках спектра и зеркальной оптике укладывать на двумерной поверхности ПЗС-матрицы по частям весь доступный спектр излучения астрономического объекта.

Для получения спектра слабого астрономического объекта требуются весьма длительные экспозиции, вплоть до многих часов. В течение экспозиции исследуемый объект меняет своё положение относительно горизонта; одновременно меняет своё положение и телескоп, направленный на этот объект. Во избежание смещения изображения с щели астроспектрографа конструкция системы телескоп – астроспектрограф должна быть предельно жёсткой. Кроме того, астроспектрограф термостатируется, т. к. даже изменение температуры на 0,1 °С может вызвать смещение спектральной линии, которое приводит к ошибке в лучевых скоростях до 5 км/с.

Принцип работы астроспектрографа.Принцип работы астроспектрографа.Спектральным разрешением спектрографа называется величина $R=\lambda/\Delta\lambda,$ где $\lambda\ –$ рабочая длина волны, $\Delta\lambda\ –$ интервал длин волн, соответствующий элементу разрешения. В звёздных астроспектрографах спектральное разрешение ограничивается дифракционными явлениями и конструктивными особенностями прибора и обычно составляет 10²–10⁵. Большое разрешение достигается в стационарном фокусе куде: до (1–2) ∙10⁵ при наблюдениях с помощью современных 8–10-метровых рефлекторов. Для слабых объектов применяют разрешение от 10² до 10³, а в отдельных случаях – до 10⁴. Для таких объектов используются сверхсветосильные камеры с очень коротким фокусным расстоянием, чаще всего телескопы Шмидта. Для спектрографирования предельно слабых объектов астроспектрограф устанавливают в первичном фокусе телескопа и даже отказываются от входной щели, на ограничивающих щёчках которой происходят потери света. Современные многощелевые (многозрачковые) астроспектрографы позволяют получать спектры одновременно нескольких сотен объектов либо изучать двумерное поле скоростей в протяжённых объектах: галактиках и их ядрах, газовых туманностях и т. п.

Разновидностями астроспектрографов являются бесщелевой и небулярный спектрографы, а также призменные камеры. В случае спектральных наблюдений Солнца, дающего огромные световые потоки, применяют стационарные длиннофокусные спектрографы с разрешением во многие сотни тысяч.

Длины волн спектральных линий определяются с помощью приспособлений, позволяющих вводить в астроспектрограф свет от лабораторного источника, спектральное разложение которого даёт спектр сравнения. Применение специальных кювет с газами под высоким давлением даёт возможность непосредственно впечатывать спектр сравнения в исследуемый спектр. В этом случае кросс-корреляционный компьютерный анализ позволяет определять лучевые скорости объекта с точностью до 1 м/с. Подобная техника широко применяется при поисках планетных систем вокруг звёзд (экзопланет) доплеровским методом, а также при изучении пульсаций звёзд в звёздной сейсмологии.