DIY телескоп. Часть 2

Автор Дарья Алексеева

F3F3EFJIDMXJCB2

Мы продолжаем строить телескоп-рефлектор и делиться с вами руководством по его сборке. В прошлый раз мы уделили внимание оптике инструмента и описали процесс изготовления параболического зеркала. Если оно у вас в руках, значит вы на полпути к победе. Сегодня мы расскажем, как завершить начатое и получить высококачественный инструмент для исследований Вселенной.

Шаг 1: выбор монтировки.

Телескопы хороши тем, что их конструкция почти полностью зависит от вас и ваших предпочтений. Есть только несколько правил, о которых следует помнить, приступая к строительству.

Во-первых, кривизна основного зеркала диктует нам фокусное расстояние (длину трубы). В случае, если вы изготовили оптику самостоятельно, вы можете определить фокусное расстояние по формуле f = D x  R/2, где D – это диаметр телескопа, а R – радиус кривизны, который можно узнать с помощью специального измерительного инструмента (индикатора часового типа). В случае покупки готового зеркала, обращайте внимание на его описание, производители должны указывать диаметр и фокусное расстояние.

У нашего зеркала f = 950 мм – именно таким должно быть расстояние до точки, в которой отражённые лучи соберутся и сформируют чёткое изображение.

FRGUEJFIDMXHLJB

Рис. 1 

Однако мы не можем поймать картинку своими глазами. Если мы встанем напротив зеркала, мы просто заблокируем свет, исходящий от звёзд. Следовательно, нам нужен посредник – вторичное зеркало, также называемое эллиптическим. Мы должны установить его под углом 45 градусов, чтобы оно принимало свет от основного зеркала и направляло в нашу сторону. 

Отсюда следует второе правило: расстояние между вторичным зеркалом и нашим глазом зависит от размера фокусировочного узла (специальное устройство для управления резкостью изображения). Соотношение прямо пропорционально: чем больше фокусер, тем больше расстояние от него до зеркала и размер самого зеркала.

Если все эти нюансы кажутся вам сложными и запутанными, не спешите опускать руки. К счастью, существует удобный сайт Newt for the Web, позволяющий поиграть со всеми характеристиками и оптимизировать дизайн вашего телескопа. Пример файла с параметрами смотрите во вложениях.

Последнее, что нужно решить – для каких целей используется телескоп. Для визуальных наблюдений достаточно монтировки Добсона (альт-азимутальной) и небольшого эллиптического зеркала. Но если вы решили заняться астрофотографией, то вам понадобится экваториальная монтировка, (компенсирует погрешности, вызываемые вращением Земли) с двухдюймовым фокусером и большим вторичным зеркалом (предотвращают виньетирование изображений).

Астрофотография в кругу астрономов-любителей менее популярна, чем простые наблюдения, поэтому данная статью мы посвятили сборке рефлектора с монтировкой Добсона, спроектированной с помощью ресурса Stellafane

 

Шаг 2: Материалы и инструменты

1) Основное зеркало (параболическое).

2) Вторичное зеркало (эллиптическое). 

3) Фокусировочный узел с посадочным диаметром 1,25" (эта характеристика обычно измеряется в дюймах).

4) Окуляр диаметра 1,25" (должна быть полная совместимость с фокусером). Широкоугольный окуляр, как правило, тяжелее и дороже, но он даст вам ощущение, что вы «парите в космосе», а простой окуляр покажет небо так, будто вы смотрите в подзорную трубу.

5) Деревянные доски. Они должны быть на несколько дюймов длиннее, чем фокусное расстояние основного зеркала. Обратитесь к размерам, приведенным в Newt for the web.

6) Фанера. 

7) Настольная пила.

8) Фрезерный станок.

9) Ручной рубанок.

10) Шлифовальная бумага различной зернистости.

11) Ленточная пила / лобзик.

12) Лазерный резак.

13) Набор фрез «птичий клюв».

14) Токарный станок.

15) Винты с потайной головкой, нейлоновые винты, пружины и тефлоновые прокладки.

16) Силиконовый клей.

FZ75DAAIDM05RB5

Рис. 2. 

FG3C0OUIDM05QFA

Рис. 3

 

Шаг 3: Предварительная сборка

Для начала берём лазерный резак и вырезаем трафареты из фанеры (смотрите во вложениях формы «перегородки» и «зеркальная камера»).

FCF701WIDMXHLIK

Рис.4

Затем нужно вырезать 16 досок равного размера, чтобы собрать из них трубу. В нашем случае ширина досок равна 5 см, но вы обязательно сверяйтесь с вашим собственным дизайном, который рассчитали в первом пункте. 

Используя фрезерный станок со сверлом «птичий клюв», обработайте одну сторону каждой доски. Так получатся специальные отверстия для соединения досок друг с другом.

Чтобы собрать трубу, используйте две полосы малярного скотча для фиксации всех досок вместе. Вы можете использовать по одной перегородке на концах трубы, так как это предварительная сборка.

FDVPRKHIDK8E4ML

Рис. 5

 

Шаг 4: Перегородки и доски

Теперь, когда вы убедились, что все доски подходят друг к другу и имеют правильные размеры, вы можете разобрать конструкцию и начать приклеивать перегородки к одной из досок. 

FWB1EUBIDK8E4OL

Рис. 6

Приклейте доски на каждую вторую сторону перегородок, как на рисунке 6. Это обеспечит минимальную устойчивость конструкции. А затем, используя рубанок и наждачную бумагу, установите остальные доски так, чтобы они идеально прилегали друг к другу.

FBZ8FHOIDK8E5HJ

Рис. 7

Шаг 5: установка фокусера

Чтобы установить фокусер, первым делом нужно рассчитать его положение. С помощью программы Newt for the Web найдите расстояние между оптической осью фокусера и концом трубы. Как только вы его найдёте, используйте пилу, чтобы просверлить отверстие. Оно должно быть чуть большего размера, чем диаметр вашего окуляра. 

FBOM88HIDK8E5KX

Рис. 8

Используйте винты, чтобы прикрепить фокусировочный узел к корпусу телескопа, как на рисунке 9.

FA7UBNEIDK8E5KR

Рис. 9

Шаг 6: Зеркальная камера

Теперь нужно построить зеркальную камеру, в которой будет располагаться основное зеркало. Она будет состоять из 3 опорных точек, этого вполне достаточно для веса нашего зеркала. Если вы используете толстую фанеру, то хватит и одного слоя. Но, если фанера тонкая, то лучше сделать несколько трафаретов и склеить их между собой. 

FJE97H4IDK8E5L0

Рис. 10

FFL5VP6IDK8E7TL

Рис. 11

FQILVY0IDK8E5LB

Рис. 12

Камеру нужно покрасить в черный цвет, чтобы избежать нежелательных отражений внутри трубы.

FRI0E60IDK8E7Y6

Рис. 13

Шаг 7: Опоры для вторичного зеркала

Хорошей опорой для эллиптического зеркала послужит кусок дерева. Он должен быть чуть меньше, чем короткая ось зеркала. Можно взять брусок и изготовить на токарном станке необходимый штифт, после чего просверлить центр и закрутить резьбовую шпильку.

FY4ETJ1IDK8E5M3

Рис. 14 

FTO9HGZIDK8E5MR

Рис. 15

FYCG57WIDK8E5NV

Рис. 16

Теперь срежьте часть штифта под углом 45 градусов и приклейте на нее зеркало с помощью силиконового клея. Обязательно оставьте зазор между деревом и стеклом, чтобы избежать напряжения, и позвольте клею высохнуть в течение как минимум одних суток. 

FDRMWKVIDK8E7SJ

Рис. 17

F89CI4SIDK8E7X2

Рис. 18

Шаг 9: «Паук» и установка вторичного зеркала

«Пауком» в телескопостроении называют держатель для вторичного зеркала. Чаще всего это конструкция с четырьмя или тремя лопастями, в центр которой крепится отражатель. Но в телескопах с небольшим диаметром (до 300 мм) можно использовать более простой вариант – изогнутую лопасть. 

Для этого создаём еще одну опору, которая будет регулируемой (на рисунке 17 слева). Далее нужно взять 30-сантиметровую линейку из нержавеющей стали и просто согнуть. В центр получившейся дуги мы крепим зеркало с помощью опоры и винтов, а концы линейки прикручиваем к корпусу телескопа (смотрите рисунок 19).

Diagram1

Рис. 19

Покрасьте опоры и все части «паука» черной сатиновой краской, чтобы предотвратить нежелательные отражения.

Шаг 8: Проверка оптической системы.

Настало время проверить оптическую систему телескопа на ее пригодность. Если вы следовали рассчётам, сделанным в первом пункте, то у вас не должно быть никаких неприятных сюрпризов. 

FV077MCIDK8E828

Рис. 20

Начните с ориентации эллиптического зеркала на фокусер. Убедитесь, что оно отцентрировано, то есть располагается прямо на оптической оси фокусера. Если оно расположено слишком высоко/низко, перемещайте его, пока не увидите изображение основного зеркала прямо по центру, как на рисунке 21.

FHD3GFTIDK8E80K

Рис. 21

Теперь нужно разобраться с фокусом. У закрытой трубы есть недостаток: крайне сложно и неразумно менять её длину после того, как она уже собрана. А мы помним, что длина напрямую связана с фокусным расстоянием телескопа. Следовательно, исправить какие-то проблемы можно лишь посредством передвижения зеркальной камеры вдоль трубы, тем самым увеличивая или уменьшая фокусное расстояние. Поэтому вплоть до этого момента мы не прикручивали камеру к корпусу. 

Если у вас не получается сфокусироваться на звезде с помощью окуляра, скорее всего придётся передвинуть камеру с основным зеркалом чуть ближе или чуть дальше. После того как вы найдёте нужное фокусное расстояние, закрепите камеру винтами, как на рисунке 22.

FDGXZPCIDK8E83C

Рис. 22


Шаг 9: Держатель трубы (качалка)

Теперь нужно сделать систему, которая будет фиксировать телескоп, но при этом допускать движения. Таким образом, можно будет смещать центр тяжести трубы.

F0CZO0IIDK8E871

Рис. 23

Для этого вырезаем из дерева или толстой фанеры необходимые детали (смотрите «держатель трубы» во вложениях). Используйте клей и дюбели, чтобы собрать всё вместе. 

FTOXJRMIDK8E88S

Рис. 24

F5VASKBIDK8E8AX

Рис. 25

Шаг 10: Коробка для качалки

Коробку можно разработать также с использованием рекомендаций Stellafane

Сделать её можно из дерева. Для плавности движений используйте тефлоновые прокладки. 

F0TKH40IDK8E8FH

Рис. 26

Боковые стороны установите на круглое основание из фанеры толщиной 2-3 см, как на рисунке 27. На каждой стороне можно вырезать ручки для удобства транспортировки.

FFFDPYQIDK8E8MC

Рис. 27

Чтобы иметь возможность вращать прибор слева направо, необходимо добавить вертикальную ось. Это называется азимутальным подшипником.

Основание сделайте из фанеры и установите на три хоккейные шайбы (это уменьшит вибрацию). Потом сделайте центральный стержень и три тефлоновые прокладки над ножками (рисунок 28).

FSHO724IDK8E8HW

Рис. 28



Шаг 11: Готовый телескоп

Можно считать, что телескоп готов, осталось только всё соединить. Чтобы правильно разместить трубу в держателе, необходимо определить центр её тяжести. Для этого просто положите трубу с качалкой на стол и аккуратно попытайтесь сместить к краю до тех пор, пока она не начнёт падать.

Затем установите корпус телескопа на коробку и полюбуйтесь проделанной работой.

FWPE2ZZIDMXJCE0

Рис. 29

FK4SXCOIDMXJCCT

Рис. 30

Здесь завершается наш DIY проект и начинаются космические приключения.

Желаем вам успехов в этом нелёгком, но чертовски интересном деле. Задавайте вопросы и делитесь своими проектами с нами.

И пусть небо будет чистым!

Вложения:

Перегородки

Зеркальная камера

Держатель трубы

Параметры

 

Ссылки