Самодельный телескоп

Самодельный телескоп

Реально ли это? Высокоточное устройство с увеличением в десятки и сотни раз – и вдруг руками неспециалиста? Практика со всей убедительностью вынуждает ответить на этот вопрос положительно. Ничего сверхъестественного в оптике нет, а информация, которую мы здесь приведем, позволит при необходимости всегда собрать устройство, по крайней мере по разрешающей способности в несколько раз превосходящее средний бинокль.

В зависимости от поставленных целей и имеющихся подручных материалов любительскими силами могут быть решены следующие задачи: изготовление хроматического рефрактора с увеличением до 50 крат на основе одиночной длиннофокусной линзы, изготовление ахро- или полуапохроматического рефрактора на основе фотообъектива, изготовление компактного ахроматического рефрактора с увеличением до 80 крат на основе бинокля, изготовление телескопа из покупной оптики, изготовление телескопа рефлектора с самостоятельным изготовлением оптики.

В первом случае наш самодельный телескоп будет иметь однолинзовый объектив. Для изготовления устройства нам также понадобится сильная лупа, которая будет служить окуляром. Если есть возможность выбора линз, допустим, стекол для очков с разной диоптрией, то имеет смысл предварительно задаться желаемым увеличением прибора. Из волновой природы света следует, что на телескопе любой системы нельзя получить качественное изображение если увеличение превысит двойной диаметр объектива в миллиметрах.

С другой стороны, максимальный диаметр одиночной линзы в миллиметрах, при котором она еще может дать четкое изображение, равен числу 1,2 умноженному на квадратный корень фокусного расстояния в сантиметрах. Тогда необходимое фокусное расстояние объектива в сантиметрах с достаточной для практики точностью будет равно квадрату желаемого увеличения, деленному на шесть, диаметр его в миллиметрах должен составлять половину увеличения.

Для примера, если хотим получить увеличение 35 крат, то фокусное расстояние объектива должно составлять 204 см, а диаметр его – 17,5 мм. Если же есть готовая линза, то по известному фокусному расстоянию определяем сначала ее наибольший возможный диаметр в мм, а затем определяем максимальное увеличение как двойную величину. Фокусное расстояние можно определить по Солнцу, в крайнем случае, с помощью проекции на экран предметов, находящихся не ближе километра.

Для примера, если есть линза с фокусным расстоянием 60 см, то ее диаметр не должен превосходить 9,3 мм, а увеличение – 19 крат. Как правило, реальные линзы имеют намного больший диаметр. Диаметр светового пучка в телескопе ограничивается апертурной диафрагмой – в нашем случае это будет круглый непрозрачный диск с диаметром, равным действительному диаметру линзы, с круглым отверстием в центре, равным рассчитанному диаметру. Края диска должны быть ровные. Диск ставится вплотную к объективу, до или после него. Существенный момент установки и испытаний линзы: объектив несимметричного сечения всегда должен быть установлен более выпуклой стороной от трубы.

Необходимое фокусное расстояние окуляра в миллиметрах находится как частное от деления фокусного расстояния объектива в миллиметрах на увеличение. Для предыдущих примеров в первом случае это значение составит 58 мм, во втором – 32 мм. При подборе лупы следует учитывать, что увеличение, которое указано на оправе, равно числу 250, деленному на фокусное расстояние лупы, в мм. Также можно использовать подходящий окуляр микроскопа, теодолита, бинокля или фотообъектив.

Для использования рефрактора в качестве земной зрительной трубы можно его модифицировать, введя оборачивающую систему. Лучше всего взять для неё два одинаковых фотообъектива или объектива охранных камер с фокусными расстояниями 30 – 50 мм и поставить их фронтальными линзами друг к другу на расстоянии не больше 10 мм, заключив в общий корпус. Оборачивающая система ставится в окулярную трубку так, чтобы фокальные плоскости второго фотообъектива и окуляра совпадали и при перефокусировке перемещается вместе с ним.

Для четких краев поля зрения в фокальную плоскость окуляра можно поставить полевую диафрагму – непрозрачный диск с отверстиям, равным примерно половине диаметра окуляра. Край диафрагмы должен быть обработан особенно тщательно так как малейшая неровность увеличивается в несколько раз, это можно сделать притиркой на конической поверхности с пастой ГОИ.

Если зачем-либо нужно, чтобы в поле зрения самодельного телескопа было видно перекрестье, на полевую диафрагму аккуратно наклеиваются проволочки.

Трубу можно сделать различными способами, например, взять подходящую металлическую или склеить из картона. Желательно чем-нибудь ее зачернить внутри во избежания отражений от стенок, которые могут попасть в окуляр. Обычно объективная часть делается по внешнему диаметру линзы объектива, после чего внутрь вклеивается ровное кольцо толщиной 1-2 мм, на которое ставятся объектив с диафрагмой и фиксируются снаружи другим таким же кольцом, но на трении. Возможность снимать объектив необходима для его периодической чистки изнутри. Снаружи на трубу ставится картонная бленда длиной 50 – 100 мм для предотвращения засветки поля зрения посторонними источниками.

Самодельный телескоп на основе сменного фотообъектива к зеркальной камере может быть сделан гораздо компактнее. Ориентироваться надо на телеобъективы с фокусным расстоянием от 70 до 300 мм или более. Современная фотооптика содержит большое количество линз, поэтому ее действующий диаметр при данном фокусе может существенно превосходить соотношения для предыдущего случая. Действующий диаметр можно рассчитать как частное фокусного расстояния и светосилы – эта величина может составлять 10 – 40 мм, что дает возможность реализации увеличений 20 – 80 крат.

Целесообразно изготовить приставку, содержащую окуляр и оборачивающую систему, которая будет разъемно соединяться со штатным креплением объектива – резьбовым или байонетным, тогда можно быстро менять объектив с телескопа на камеру и обратно. Телеобъектив уже содержит фокусировочное устройство, поэтому приставку можно присоединять неподвижно и наводиться на резкость им.

В отличие от прошлого случая, при непосредственном увеличении изображения окуляром фокусное расстояние последнего должно составлять несколько миллиметров, что не всегда может оказаться под рукой. Поэтому имеет смысл применить увеличивающую оборачивающую систему из двух разных объективов с фокусными расстояниями, отличающимися в 2 – 4 раза и окуляры, аналогичные рассмотренным. Более короткофокусный объектив должен ставиться первым.

Из бинокля тоже можно получить самодельный телескоп. По своей реализации этот способ один из простейших. Снимается окуляр с одного из монокуляров и на его основе делается “разгонный блок” для второго. Берется трубка длиной примерно 10 –15 см и диаметром по внешнему диаметру окуляров, с одного конца в неё вставляется снятый окуляр, а вторым концом трубка одевается на неснятый. Выдвижением всей конструкции из корпуса бинокля находится четкое положение.

Недостатки данной схемы: невозможность точно определить увеличение и обратное изображение. Внутри бинокля уже есть призменная оборачивающая система, так что картинка получается трижды перевернутой: объективом монокуляра, призмами Порро и “разгонным блоком”. Ставить третью оборачивающую систему в данном случае нецелесообразно.

Тем не менее, в большинстве случаев изображение получается приемлемого качества и хорошей освещенности – при использовании бинокля имеет смысл ограничиться увеличениями, превосходящими диаметр объектива не более чем в 1,0 – 1,5 раза. В объективе монокуляра может проявиться аберрация кома децентровки, которая связана с несоосностью его положительной и отрицательной линз и выглядит как несимметричный ореол вокруг ярких точечных объектов. Этот дефект устранению не подлежит и если он имеет место лучше поставить “разгонный блок” на другой монокуляр или снизить увеличение. Сходный эффект может возникнуть при наклонах трубки относительно оптической оси монокуляра или несовпадении осей поэтому целесообразно закрепить и бинокль и “разгонный блок” на общей дощечке и тщательно выровнять.

Отметим, что нельзя доставать объектив из бинокля и ставить за ним линзовую оборачивающую систему с окуляром – эти объективы рассчитаны на совместную работу с призмами, без которых изображение будет испорчено сферической аберрацией.

Рассмотренные способы позволяют собрать инструмент с увеличением в несколько десятков крат, эквивалентный зрительной трубе заводского изготовления и могут быть рекомендованы для быстрого создания замены последней. При требованиях увеличения более 100 крат с ярким изображением или проницания свыше 12-й величины необходимо заказать или изготовить соответствующую оптику и собрать телескоп с её использованием. Преимущества такого решения прежде всего в большей вероятности приобрести качественную оптику по сравнению с покупкой телескопа в сборе. На зеркала производители как правило дают паспорт и интерферограмму, то же касается и объективов рефракторов.

В случае крупногабаритного авторского зеркала или апохроматического объектива имеет смысл разработать чертежи трубы и заказать механические работы отдельно. Изготовить самостоятельно вогнутое зеркало рефлектора возможно за несколько месяцев. Следует предостеречь, что в настоящее время с покрытием стеклянного зеркала алюминием могут быть проблемы, так как вакуумные камеры есть не в каждом городе, а для серебрения нужна азотная кислота, которая тоже свободно не продается. Поэтому, если ставится цель наблюдать в изготовленный инструмент, имеет смысл делать алюминиевое зеркало. Даже будучи 100 мм в диаметре оно даст возможность ставить 150 – кратные увеличения при фокусном расстоянии меньше метра.

Плоское зеркало, необходимое для того, чтобы в телескопе отклонять создаваемое вогнутым изображение к окуляру, самостоятельно сделать затруднительно, поэтому можно заменить его призмой от бинокля.


Социальные закладки:

Судя по их названию, этому тексту релевантны статьи:

  1. [?] Зеркало телескопа
  2. [?] Как сделать телескоп
  3. [?] Телескоп своими руками
  4. [?] Окуляры для телескопа
  5. [?] Телескоп Хаббл


Рейтинг популярности - на эти заметки чаще всего ссылаются:

Astrolabe-GPS.Ru | Астрооборудование