Свежие публикации на форуме


Автор Тема: Советы начинающему телескопостроителю  (Прочитано 6806 раз)

0 Пользователей и 1 Гость смотрят эту тему.

Оффлайн roboticАвтор темы

  • moderator
  • *****
  • Сообщений: 243
Советы начинающему телескопостроителю



В этой статье автор рассказывает о некоторых моментах и ньюансах, с которыми может столкнуться начинающий телескопостроитель: где наблюдать, какой телескоп и на какой монтировке будет оптимален и т.д.

Построить телескоп – дело непростое. В бытность свою школьником старших классов, я предпринимал ряд попыток (успешных и не очень) строительства телескопов. Это меня так увлекло, что стал профессиональным оптиком-расчетчиком. Если интересно, могу поделиться некоторыми соображениями по поводу строительства телескопа своими руками.

Первое. Подумайте о цели строительства.
Любители астрономии делятся на теоретиков (новейшие теории движения планет, рождения и смерти звезд и галактик, астрофизика и т.п.), спортсменов (охотников за трудными в наблюдении объектами, кометами) и оптиков (для которых главный астрономический объект – телескоп). Выберите свою категорию.

Теоретикам для того, чтобы получить иллюстрацию к их любимым теориям и придать им некоторый оттенок романтизма, можно порекомендовать миновать стадию самостоятельной постройки телескопа и поискать вокруг какой-нибудь готовый инструмент или в комфортных условиях отправиться по адресу http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/astropix.html, где каждый день вы увидите новую фотографию очередного астрономического объекта, полученную с помощью мощного инструмента. Готовый инструмент (необязательно телескоп – теодолит, бинокль, нивелир, подзорная труба, прицельная панорама и т.п.) купить, одолжить или "достать" много проще, чем иногда кажется. Оглянитесь, поспрашивайте знакомых – в воинских частях, в тирах, в некоторых школах или педагогических институтах найдется в пыльной кладовке никому не нужный школьный телескоп...

Спортсменам следует начинать с хороших приборов диаметром больше 150 мм на промышленного изготовления монтировках. Стоит поискать источники финансирования $1000-2000 и купить телескоп промышленного изготовления (или поискать и присоединиться к астрономическому клубу, только вот где они у нас?).

И только, если у вас есть тяга к технике, свободное время и какое-то вспомогательное помещение (под мастерскую), можно подумать об изготовлении телескопа своими руками. Имейте в виду: за 1 час наблюдений вы заплатите 8-ю часами работы над оптикой и механикой вашего детища. Доступ к металлообрабатывающим станкам и начальные навыки в работе на них очень помогут, хотя и не обязательны.

Второе. Не перепрыгивайте через ступеньки.
Не начинайте с лихорадочных поисков стеклянной заготовки диаметром полметра и тонны абразивов. Сначала хорошо бы почитать литературу (Максутов, Навашин, Сикорук – хороший ориентир для начального ознакомления с теорией телескопа и практикой его изготовления) – без этого двигаться вперед нельзя. Сначала в библиотеку и учиться, учиться, учиться. Далее определитесь, что вам надо.

Новичкам я бы рекомендовал начать с минимального по размерам и сложности телескопа на простейшей азимутальной установке. Скажем, «ньютон» с диаметром сферического зеркала 80 мм, фокусом 1000 мм, призмой от бинокля в качестве диагонального зеркала и простым 10-15-кратным окуляром (фокус 25-15 мм) от микроскопа. Или еще миниатюрнее. Такой прибор позволит вам почувствовать практически все трудности, возникающие при изготовлении оптики, трубы и монтировки, но при этом стоимость исправления неизбежных для первого инструмента ошибок будет невелика. С другой стороны этот легко переносимый и настраиваемый инструмент – достаточно мощный, чтобы получить компенсацию за месяцы (!) работы над ним.

Я знал немало любителей, которые пытались начать с изготовления зеркал диаметром 200 мм и выше, сталкивались с первыми трудностями и ошибками и не смогли найти в себе сил вернуться на более ранние стадии, чтобы исправить их... Не повторяйте таких ошибок.

Третье. Подумайте о том, где вы собираетесь наблюдать.
Чистое и темное небо в большом дефиците. В городе увидеть что-либо на небе нет никаких шансов (Луна и Солнце быстро надоедают). Надо подумать о том, как и где вы найдете такое небо. И соответственно – как вы будете доставлять свой прибор в это место. Вы живете в сельской местности, а еще лучше в лесу – прекрасно, у вас нет проблем – можно подумать в перспективе об очень большом телескопе (300-450 мм) на стационарной монтировке с устройством каменного или кирпичного фундамента, с возможностью в течение пары дней выставить точно полярную ось. Дача? Хм... Иногда это неплохой вариант, можно довольно солидный инструмент разместить там стационарно или на целый сезон, но – бойтесь вандалов.

Если вы собираетесь выезжать на природу на своей машине – оцените размер багажного отделения. Вероятно, в этом случае вам не следует ориентироваться на диаметр телескопа свыше 150 мм для экваториальной монтировки или 250 мм для «добсона» («ньютон» на очень низкой азимутальной установке). При этом основное внимание следует уделить монтировке – ее жесткости, быстрой собираемости (почти вслепую!) и настройке. Быстроразбираемая труба будет нелишней (особенно для «добсона»).

Если у вас единственная возможность достичь хорошего неба – выезд с рюкзаком на плечах в общественном транспорте, ваш предел – 150-мм «добсон» со складной трубой и сверхкомпактной азимутальной монтировкой.

В случае, если выезды за черту города не предусматриваются – стройте полуметровый стационарный инструмент на монтировке типа английская качалка прямо в мастерской и можно даже без оптики...

Четвертое. Забудьте (хотя бы на первое время) об инструменте с возможностью фотографирования.
Изготовление инструмента для астрофотографии требует на порядок больших вложений как по деньгам, так и по времени, чем визуальный инструмент. Это связано с большими требованиями к точности монтировки, гидированию, довольно сложному узлу фотокамеры или ПЗС-приемника, наличию специальных окуляров и т.п.

Пятое. Наиболее сложная часть телескопа – это все же оптика.
Уже неоднократно отмечаю постинги с замечаниями вроде "самое сложное – это сделать хорошую монтировку". Во-первых, всякий, кто сумел отшлифовать, отполировать и затем отфигурировать параболу, просто не сможет остановиться на достигнутом и найдет в себе силы сделать все остальное для того, чтобы иметь возможность испытать результаты своего труда. Изготовление телескопа своими руками в общем-то состоит из очень простых действий, но отягощенных нехваткой времени, материалов и знаний. И для преодоления длинного ряда мелких трудностей необходимо элементарное терпение, умение планировать и организовывать свою работу, находчивость наконец. Тот, кто сумеет проявить эти черты характера при изготовлении зеркала, тому не страшны и последующие трудности. Во-вторых, условия визуального астрономического наблюдения ограничиваются кардинально и необратимо только качеством оптики. Монтировку можно совершенствовать и улучшать уже по мере накопления опыта наблюдений – доводка же зеркала много хлопотнее, в большинстве случаев оно либо хорошее, либо надо делать новое.

В-третьих, само понятие хорошей монтировки несколько расплывчато. К примеру, «добсон» – это зеркало в оправе с хорошей разгрузкой, легкая (но жесткая) ферма (может быть, снабженная легким кожухом-трубой) для крепления диагонального зеркала и окуляра, очень низкая вилка (благодаря сильному смещению центра тяжести в сторону самого тяжелого элемента конструкции – зеркала) на прямоугольной (чуть больше зеркала) платформе, которая в свою очередь вращается на шарике, играющем роль азимутальной оси, и который укреплен на уже неподвижной платформе приблизительно такого же размера.

Особенности конструирования сверхлегких телескопов. Детали фермы – из алюминиевых сплавов (на худой конец – сталь). Оправа может быть изготовлена как из металла, так и в дереве. Основной материал для вилки и основания – также дерево. Конечно, человек, имеющий навыки работы с металлом и доступ к соответствующим станкам и сварке, обладает значительным преимуществом, но нет ничего принципиально невыполнимого в изготовлении подобной монтировки с ручным приводом для визуальных наблюдений.

И, наконец, если при конструировании монтировки, как и при выборе размера зеркала вы зададитесь вопросом, где и как вы собираетесь проводить наблюдения, как собираетесь доставлять туда телескоп, как и в какое время инструмент там разворачивать и настраивать, то, возможно, это сильно упростит и облегчит вашу работу над монтировкой. Меньше амбиций и больше здорового прагматизма!

Шестое. Требования к монтировке любительского телескопа сильно отличаются от таковых для профессионального.
Профессиональные астрономы работают, как правило, в стационарных условиях, им необходимо длительное время наблюдения, они не считают денег, для них очень важна документированность (фотографии и другие способы фиксации изображений), визуальные наблюдения играют для них второстепенную роль. Отсюда различия в подходе к выбору монтировки. Для любителя основные требования к трубе и монтировке – легкость управления, плавный ход и устойчивость против вибрации и ветровых нагрузок, удобство длительных визуальных наблюдений. Поэтому любительские монтировки могут быть выполнены в очень простых конструкциях.

В качестве первого шага, не стоит даже и пытаться копировать классические экваториальные монтировки, особенно немецкого типа – это действительно довольно сложно, да и непрактично. Преувеличенный вес, габариты, сложные механизмы как полярной оси, так и оси склонений, долгие процедуры настройки, слабая ветроустойчивость – это не для мобильных систем.

Далее, оставьте пока желание сделать что-то вроде «кассегрена» – схемы с укороченной трубой, в которой окулярная часть располагается сзади или в фокусе Нэсмита. Кроме вполне понятных сложностей с оптикой, вы получите кучу проблем с монтировкой и конструкцией окулярной части. Для удобства наблюдения вам придется ставить окулярную призму (или зеркало, как у Нэсмита), предусматривать для этого преувеличенный вынос фокуса за главное зеркало (что приведет к увеличению центрального экранирования и трудностям с защитой от паразитной засветки). Далее, вам придется отказаться от короткой вилки для оси склонений и, наконец, поднять все это на метр (для Нэсмита) или даже выше (классический «кассегрен»), что скажется фатально на параметрах монтировки.

Мне представляется оптимальным для любительских визуальных наблюдений «ньютон» с трубой типа открытая ферма длиной полтора метра (чуть меньше роста наблюдателя), на предельно низкой альт-азимутальной монтировке (почти не дающей дополнительного вклада в высоту трубы – 25-30 см). Основное внимание при этом следует обратить на крепление зеркала и отчасти окулярный узел. Такого сорта системы широко популярны в мире любителей астрономии и позволяют легко нести диаметры главного зеркала от 150 до 350 мм.

Даже при желании заняться в будущем астрофотографией, в первую очередь следует подумать об альт-азимутальной монтировке. «добсоном» возможно даже компьютеризированное управление – при не очень длительных экспозициях (до получаса) оно осуществляется едва ли не легче, чем для классической экваториальной монтировки.

Автор: Эрнест Шекольян

Оффлайн Serpantine

  • user
  • *****
  • Сообщений: 598
  • Пол: Мужской
  • TRIp IN EpIcEntrE
Re: Советы начинающему телескопостроителю
« Ответ #1 : 13 Январь 2009, 23:26:58 »
  Новый большой космический телескоп James Webb Space Telescope (JWST) был назван в честь Джеймса Вэбба, который был администратором NASA во времена американских пилотируемых экспедиций на Луну. Этот телескоп должен придти на смену знаменитому космическому телескопу Hubble, который работает с 1990 года. Сроки запуска телескопа JWST в космос уже не раз откладывались. Согласно последним планам, телескоп должны отправить во вторую точку Лагранжа в 2013 году. Напомним, что вторая точка Лагранжа L2 находится за орбитой Земли на прямой, соединяющей Солнце и Землю, на расстоянии 1,5 млн км от Земли. В этой точке силы тяготения Земли и Солнца уравновешивают друг друга и телескоп будет здесь находиться в устойчивом положении. Кроме того, Земля будет закрывать аппаратуру телескопа от лучей Солнца. В отсутствие солнечного света приборы телескопа остынут до -230°С, что необходимо для наблюдения звездного неба в инфракрасном диапазоне длин волн.

Проектирование и постройка JWST идут уже несколько лет. Недавно был выполнен очень важный этап этого проекта: основное зеркало телескопа успешно прошло виброакустические испытания. Два теста предусматривали испытания зеркала на устойчивость к статической нагрузке и к вибрациям. А в ходе акустического теста зеркало должно было выдержать грохот, сопровождающий взлет ракеты Ariane 5. Во время таких испытаний ракету заменяют огромные динамики, которые можно увидеть на рок-концертах. Их расставили вокруг зеркала и включили звук громкостью 141 дБ. При этом разница в отклонении поверхности зеркала от заданной формы до и после шумовой обработки не должна превышать 25 нм.

После таких тестов стало ясно, что зеркало, не потеряв своих характеристик, сможет выдержать запуск телескопа на ракете-носителе, когда перегрузки составляют 17 G.