Изготовление любительского телескопа

Любительское изготовление телескопов — это деятельность по созданию телескопов в качестве хобби , а не работы оплачиваемого профессионала. Производители любительских телескопов (иногда называемые банкоматами) создают свои инструменты для личного удовольствия от решения технических задач, как способ получить недорогой или индивидуально настроенный телескоп или как исследовательский инструмент в области астрономии . Производители любительских телескопов обычно представляют собой подгруппу в области любительской астрономии .

Начало

С тех пор, как Галилео Галилей адаптировал голландское изобретение для астрономических целей, изготовление астрономических телескопов стало развивающейся дисциплиной. Многие астрономы после времен Галилея строили свои собственные телескопы по необходимости, но появление любителей строить телескопы для собственного удовольствия и образования, похоже, приобрело известность в 20 веке.

До появления современных телескопов массового производства цена даже скромного инструмента часто была не по средствам начинающему астроному-любителю. Создание собственного было единственным экономичным способом получить подходящий телескоп для наблюдений. Многие опубликованные работы пробудили интерес к созданию телескопов, например, книга «Телескоп любителя» ирландского производителя телескопов преподобного У.Ф.А. Эллисона 1920 года .

В Соединенных Штатах в начале 1920-х годов статьи Рассела У. Портера в журналах и Popular Astronomy Альберта Scientific American, в журнале Г. Ингаллса посвященные Портеру и спрингфилдским производителям телескопов. ^[1] помогло расширить интерес к хобби. Общественный интерес был настолько велик, что Ингаллс начал регулярную колонку в журнале Scientific American по этой теме (породив эту колонку публикаций « Ученый-любитель »), а затем собрал три книги под названием « Создание любительских телескопов . Том. 1–3. У них была большая аудитория энтузиастов (иногда их называли «телескопическими гайками»). ^[2]) конструируют свои собственные инструменты. В период с 1933 по 1990 год журнал Sky & Telescope вёл регулярную колонку под названием «Собранная информация для банкоматов» под редакцией Эрла Брауна, Роберта Э. Кокса и Роджера Синнотта. Готовые поставки излишков оптических компонентов после Второй мировой войны, а затем «Спутника» и космической гонки также значительно расширили это хобби.

Распространенные любительские конструкции

Хотя типы телескопов, которые строят любители, сильно различаются, включая рефракторы , Шмидта-Кассегрена и Максутова , наиболее популярной конструкцией телескопа является рефлектор Ньютона . ^[3] описан Расселом В. Портером как «Телескоп бедняка». Преимущество Ньютона заключается в простой конструкции, позволяющей добиться максимального размера при минимальных затратах. используется единственное зеркало на передней поверхности, А поскольку в конструкции в качестве объектива она имеет только одну поверхность, которую необходимо шлифовать и полировать, в отличие от трех у Максутова и четырех у рефрактора и Шмидта-Кассегрена . Обычно ньютоновский телескоп 6 или 8 дюймов (15 или 20 см) с апертурой представляет собой стандартный стартовый проект, созданный в рамках клубного проекта или отдельными людьми, работающими по книгам или планам, найденным в Интернете.

Изготовление зеркал

Поскольку рефлектор Ньютона является наиболее распространенным телескопом, создаваемым производителями телескопов-любителей, большие разделы литературы по этой теме посвящены изготовлению главного зеркала . Зеркала изначально представляют собой плоский диск из стекла, обычно листового или боросиликатного стекла (Pyrex). ^[4] Диск тщательно шлифуется , полируется и ему придается чрезвычайно точная форма, обычно параболоид . В телескопах с высокими фокусными расстояниями можно использовать сферические зеркала, поскольку при этих отношениях разница в форме двух зеркал незначительна. Инструменты, используемые для достижения этой формы, могут быть простыми и состоять из стеклянного инструмента такого же размера, ряда более тонких абразивов и полировального круга, изготовленного из древесного сока. В результате целой серии случайных ударов зеркало естественным образом стремится принять сферическую форму. На этом этапе обычно используются различные варианты полировки для создания и совершенствования желаемой параболоидной формы.

тест Фуко

Оборудование, которое большинство любителей использует для проверки формы зеркал ( тест Фуко на острие ножа) , как и инструменты, используемые для создания поверхности, просты в изготовлении. По своей сути он состоит из лампочки , куска фольги с дырочкой и лезвия бритвы.

После полировки зеркало ставится вертикально на подставку. Тестер Фуко устанавливают на расстоянии, близком к радиусу кривизны зеркала. Тестер настроен так, чтобы возвращающийся луч от точечного источника света прерывался острием ножа. Если смотреть в зеркало из-за острия ножа, на поверхности зеркала можно увидеть узор. Если поверхность зеркала является частью идеальной сферы, зеркало кажется освещенным равномерно по всей поверхности. Если зеркало сферическое, но с дефектами, такими как выпуклости или впадины, дефекты кажутся значительно увеличенными по высоте. Если поверхность параболоидная, зеркало выглядит как пончик или лепешка. Подсчитать, насколько поверхность зеркала напоминает идеальный параболоид, можно, надев на зеркало специальную маску и проведя серию измерений тестером. Затем эти данные сокращаются и отображаются на графике идеальной параболической кривой.

Некоторые производители телескопов-любителей используют аналогичный тест, называемый тестом Рончи , при котором острие ножа заменяется решеткой, состоящей из нескольких тонких параллельных проволок, или гравировкой на стеклянной пластине. Другие используемые тесты включают тест Гавиолы или Каустика, который может более точно измерять зеркала с быстрым соотношением f /, а также домашнее интерферометрическое тестирование, ставшее возможным в последние годы благодаря доступным лазерам, цифровым камерам (например, веб-камерам) и компьютерам.

Алюминирование или «серебрение» зеркала.

Как только поверхность зеркала приобретет правильную форму, на переднюю поверхность наносится очень тонкое покрытие из материала с высокой отражающей способностью.

Исторически это покрытие было серебряным. Серебрение наносилось на зеркало химическим способом, обычно производителем или пользователем зеркала. Серебряные покрытия имеют более высокую отражательную способность, чем алюминиевые, но быстро корродируют и требуют замены через несколько месяцев.

С 1950-х годов большинство производителей зеркал наносят алюминиевое покрытие методом тонкопленочного осаждения (работу выполняет фирма, специализирующаяся на этом процессе). Современные покрытия обычно состоят из слоя алюминия, покрытого защитными прозрачными составами.

Зеркало алюминизируют, помещая его в вакуумную камеру с электрически нагреваемыми вольфрамовыми или нихромовыми катушками, способными испарять алюминий. ^[5] В вакууме горячие атомы алюминия движутся по прямым линиям. Когда они попадают на поверхность зеркала, они остывают и прилипают. Некоторые мастерские по нанесению покрытий на зеркала затем напыляют на зеркало слой кварца, тогда как другие подвергают его воздействию чистого кислорода или воздуха в печи, чтобы на зеркале образовался прочный прозрачный слой оксида алюминия.

Конструкция телескопа

Производители телескопов-любителей создают самые разные телескопы: от домашних разнообразных до сложных инструментов, которые вносят значительный вклад в область астрономии . Приборы, созданные любителями, использовались при изучении планет, астрометрии , фотометрии , открытии комет и астероидов, и это лишь некоторые из них. Даже «любительский» конец этой области можно разбить на несколько отдельных категорий, таких как: наблюдение за объектами глубокого космоса , наблюдение за планетами, наблюдение за Солнцем, наблюдение за Луной и астрофотография всех этих классов объектов. Поэтому конструкция, размер и конструкция телескопов также различаются. Некоторые производители телескопов-любителей создают инструменты, которые, хотя и выглядят грубо, но полностью подходят для той цели, для которой они предназначены. Другие могут стремиться к более эстетичному виду с высоким уровнем механической «отделки». Поскольку некоторые производители любительских телескопов не имеют доступа к высокоточному обрабатывающему оборудованию, многие элегантные конструкции, такие как платформа Понсе , фокусер Крейфорда и Телескоп Добсона эволюционировал, достигнув функциональности и стабильности, не требуя точной механической обработки.

Сложность строительства – еще один фактор выбора проекта любителем. Для данной конструкции сложность конструкции возрастает примерно пропорционально площади ^{[ нужна ссылка ]} диаметра объектива. Например, ньютоновский телескоп с апертурой 4 дюйма (100 мм) — довольно простой проект для научной ярмарки. Ньютониан размером от 6 до 8 дюймов (от 150 до 200 мм) считается хорошим компромиссным размером, поскольку его конструкция несложна и в результате получается прибор, приобретение которого на коммерческой основе будет дорогостоящим. Телескоп-рефлектор размером от 12 до 16 дюймов (от 300 до 410 мм) сложен, но все же по силам среднестатистическому любителю, имеющему опыт создания инструментов меньшего размера. Любители конструируют телескопы диаметром до 1 метра (39 дюймов), но обычно за такие проекты берутся небольшие группы или астрономические клубы.

См. также

Типы телескопов любительской постройки

Ссылки

^ «Краткая история Стеллафана Берта Уилларда» . stellafane.org . Архивировано из оригинала 13 июня 2010 г.
^ Синнотт, Роджер В. (март 1990 г.). «Роберт Э. Кокс, Теннесси». Небо и телескоп . 79 : 332–33. термин, придуманный Альбертом Ингаллсом , по словам Sky & Telescope редактора Роджера Синнотта.
^ Основы телескопа - Марк Т. ВандеВеттеринг, 2001 г.
↑ Гэри Сероник, Четыре печально известных мифа о телескопах, skyandtelescope.com, 28 июля 2006 г.
^ Стронг, Джон (1959), «Алюминирование зеркал», в Ингаллсе, Альберте Г. (редактор), «Продвинутое создание любительских телескопов» , Scientific American, стр. 467–482.

Книги по изготовлению телескопов и другая опубликованная информация

Альберт Г. Ингаллс (редактор), Изготовление любительских телескопов (тома 1–3). Ориг. издание: Scientific American; новое переработанное издание: Willmann-Bell Inc.
Аллин Дж. Томпсон, Создание собственного телескопа , 1947 , Sky Publishing, ISBN 0-933346-12-3 . ( Онлайн-версия )
Жан Тексеро , «Как сделать телескоп» , Вильманн-Белл, ISBN 0-943396-04-2
Дэвид Харбор, Понимание Фуко , Netzari Press, ISBN 978-1-934916-01-8 , (Amazon.com)
Дэвид Криге, Ричард Берри, Телескоп Добсона: Практическое руководство по созданию телескопов с большой апертурой , 1997, Уиллманн-Белл, ISBN 0-943396-55-7
Ричард Берри, «Постройте свой собственный телескоп» , Уиллманн-Белл, ISBN 0-943396-69-7
Харри Руттен, Мартин ван Венроой, Отдел оптики, оценки и проектирования телескопов , Willmann-Bell, ISBN 0-943396-18-2
Нил Элтинг Ховард, Стандартное руководство по изготовлению телескопов (в твердом переплете) , Harper & Row, ISBN 978-0-06-181394-8
Альберт Хай, Проектирование, проектирование и изготовление портативных ньютоновских телескопов (в твердом переплете) , Willmann-Bell, ISBN 978-0943396958

Внешние ссылки

Немного любительской истории (Р.Ф. Ройс)
Руководство для любителей телескопов Карин и Жан-Марка Леклеров (представление в формате PDF)
Сачек, Владимир (14 июля 2006 г.), Заметки по оптике любительских телескопов , получено 22 июня 2009 г.
Список адресов электронной почты производителей любительских телескопов — также содержит архивы с возможностью поиска.
Сайт банкомата – краткая история создания любительских телескопов
Создатели телескопов из Спрингфилда, штат Вермонт . История на сайте stellafane.com .
Блог Mikes - Мастерская телескопов, астрономические инструменты и инновации
Как сделать окуляр для телескопа

[1] «Краткая история Стеллафана Берта Уилларда» . stellafane.org . Архивировано из оригинала 13 июня 2010 г.

[2] Синнотт, Роджер В. (март 1990 г.). «Роберт Э. Кокс, Теннесси». Небо и телескоп . 79 : 332–33. термин, придуманный Альбертом Ингаллсом , по словам Sky & Telescope редактора Роджера Синнотта.

[3] Основы телескопа - Марк Т. ВандеВеттеринг, 2001 г.

[4] Гэри Сероник, Четыре печально известных мифа о телескопах, skyandtelescope.com, 28 июля 2006 г.

[5] Стронг, Джон (1959), «Алюминирование зеркал», в Ингаллсе, Альберте Г. (редактор), «Продвинутое создание любительских телескопов» , Scientific American, стр. 467–482.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]