Как сделать телескоп

Как сделать телескоп

Это на самом деле возможно. Телескопы, построенные любителями, к настоящему времени достигают более метра в апертуре. Нелишним будет напомнить, что великие телескопостроители прошлого сэр Уильям Гершель и лорд Росс самостоятельно изготавливали крупные оптические зеркала, не будучи профессиональными оптиками.


 

Задаваясь вопросом, как сделать телескоп, надо предварительно четко решить следующие вопросы. Выбор параметров будущего изделия – апертуры и светосилы объектива. Выбор назначения – визуальный или фотографический? Выбор оптической схемы объектива – существует несколько общеупотребительных, из которых каждая имеет свои достоинства и недостатки. Где брать оптические детали – использовать готовые, заказать специально или изготовить самостоятельно? Разработка проекта и чертежей оптической трубы телескопа. Кто будет изготавливать и из чего? Какую монтировку предполагается использовать – готовую, заказную, или самодельную? Ну и, наконец, приблизительная смета проекта.


Рассмотрим эти моменты более детально.

Апертура визуального телескопа является важнейшим его свойством, прямо влияющим на максимальное достижимое увеличение и величину самых слабых звёзд, еще различимых в данный телескоп. Первый параметр равен двойной апертуре в миллиметрах, второй – сумме числа 2,5 и пяти десятичных логарифмов апертуры.


Практически же сочетание этих двух параметров определяет все доступные данному телескопу красоты звёздного неба, которые в конечном итоге могут быть выражены единственным числом – действующей апертурой.


У рефрактора и рефлектора апертура равна диаметру соответственно объектива и главного зеркала, апертура катадиоптрика зависит также от оптической силы и размещения преломляющих элементов относительно падающего волнового фронта.


Коротко приведем здесь, что можно увидеть в телескоп с той или иной апертурой.


10 – 20 мм. Кольцевые горы на Луне вблизи терминатора – границы лунного дня и ночи. Фазы Венеры. Кольцо Сатурна при достаточном раскрытии. При проекционных наблюдениях – солнечные пятна. Планета Уран – в виде звезды.


30 мм. То же, плюс спутники Юпитера Европа, Ио, Каллисто и Ганимед. При очень удачном стечении обстоятельств – спутник Титан Сатурна. Полосы на диске Юпитера. Планета Нептун – в виде звезды.


40 мм. Разделяется двойная звезда Кастор – Альфа Близнецов. Хорошо видна Большая Туманность Ориона и рассеянные звездные скопления в созвездиях Персея, Возничего, Большого Пса и Рака.


60 мм. Разделяется четырехкратная звезда Эпсилон Лиры. Видна формация Прямая Стена в Море Облаков на Луне.


80 мм. Видны тени от спутников Юпитера при прохождении их перед диском планеты. В кольцевой туманности M57 заметен темный провал в центре. Несколько спутников Сатурна. Щель Кассини в кольце Сатурна.


100 мм. Видны спутник Ригеля – Альфы Ориона – и Полярной Звезды – Альфы Малой Медведицы.


120 мм. Спутник Сатурна Энцелад. Детали на диске Марса во время противостояний – моря и полярные шапки из углекислоты.


150 мм. Двойственность Эпсилона Волопаса. Деление шарового скопления M13 на отдельные звёзды.


200 мм. Деление Энке в кольце Сатурна – несколько концентрических колец, разделенных промежутками. Спирали в Туманности Андромеды.


250 мм. Плутон. Спутники Урана.


300 и более. Туманность Конская Голова. Спутник Сириуса. Галактики в деталях. Центральная звезда в кольцевой туманности М57. Шаровое звёздное скопление в галактике М31.


Назначение телескопа –визуальный он или фотографический – влияет на выбор светосилы объектива или главного зеркала, апертуру, а также точность изготовления всей оптики. Оптика астрографа, предназначенного для съемок в главном фокусе на стандартную полнокадровую матрицу 24х35 мм в большинстве случаев может иметь меньшую точность чем оптика визуального телескопа. С другой стороны требование высокой светосилы оказывается критичным, так как время экспозиции обратно пропорционально её квадрату. Пожертвовав качеством можно получить камеру со светосилой до 1:1, которая оправдана при съемках звёздных полей и комет. Съемка планет требует высокой апертуры и как можно более качественной оптики преимущественно зеркального типа.


Теперь переходим к оптическим схемам.


Однолинзовый рефрактор. Не такая уж и проигрышная конструкция. Как мы видели из приведенного списка, даже с апертурой 10 – 20 мм можно увидеть достаточно нетривиальные вещи. А было время, когда каждое такое наблюдение представляло собой подлинную сенсацию и вызывало ожесточенный спор о том, кто все-таки увидел первым. Самое ценное в нём – романтика эпохи начала телескопических наблюдений, когда астроном, вооруженный таким же устройством, был единственным посредником между миром звёзд и миром людей. А если еще и под старину оформить – бронзу где-нибудь разыскать на трубу, штатив дубовый резной – то получится очень даже готично.


Рефрактор-ахромат. Готика уходит на второй план, функциональность – на первый. Ахроматический объектив апертурой 50 – 100 мм можно достаточно дешево найти на радиорынке. Как вариант – заказать специально или приобрести в представительстве оптико-механического завода. Более крупные ахроматические объективы производятся частными фирмами по достаточно высокой цене в несколько тыс.$ за 150 – 200 мм объектив.
Самостоятельно делать настоятельно не рекомендуется – показатели преломления стекол дублета и их числа Аббе должны быть измерены с недоступной для любителя точностью, то же касается и центровки всех четырех сфер объектива.


Телескопы Максутова. В любительских условиях изготовление имеет смысл, еще меньший чем объектив рефрактора – очень капризная схема, причем не только к зеркалу и корректирующему мениску, но и к установке их в трубе телескопа.
Небольшой, но приемлемый для визуальных наблюдений катадиоптрик Максутова-Кассегрена можно изготовить на основе телеобъективов МТО-1000 и Рубинар-500.


Рефлектор Ньютона. Одна из самых распространенных среди любителей схем, что связано с относительной доступностью изготовления его главной оптики и покупки вторичной. По схеме Ньютона могут быть изготовлены переносные инструменты с недостижимой для других систем апертурой 400 – 450 мм отличного качества. Зеркала изготавливает также большое количество частных фирм. Отметим, что экономических преимуществ сборка рефлектора Ньютона из комплекта заказанной оптики не дает – авторские зеркала в 1,5 – 2 раза дороже серийно производимых, но позволяют получить более качественное изделие. Соответственно, все оправы, трубу и монтировку в процессе изготовления необходимо делать очень тщательно или заказывать по готовым чертежам.


Рефлектор Кассегрена. Поле деятельности продвинутого любителя телескопостроения, овладевшего секретами изготовления светосильных параболических и гиперболических зеркал. Заказывать оптику можно, но не нужно – схема достаточно трудоемкая по сравнению с рефлектором Ньютона, причем даже теоретически обеспечивает худшую контрастность и малое неискаженное поле зрения для фотоприемника.
Единственный вариант, когда эта схема выигрышная – при апертурах от 700 мм за счет компактности и удобства расположения фокусировочного узла. Основное искажение в любом случае будет вноситься атмосферой, а контраст деталей рельефа планет будет достаточно высок за счет апертуры.


Рефлектор Грегори. То же самое, плюс лишен последнего преимущества. Поэтому серийно и не выпускается. Но если кто-то захочет вспомнить Кулибина – может построить, можно даже с бронзовыми зеркалами. На резной дубовый штатив – и в компанию к однолинзовому рефрактору.


Рефлектор Ричи-Кретьена. Своего рода вершина отражательных телескопов. Для фотографии очень хорош, так как позволяет работать с матрицей большого формата. И то и другое – вещь достаточно недешевая, но если есть серьёзный интерес – почему бы и нет? Комплекты оптики для этой системы производятся частными фирмами серийно, в России апертурой до 500 мм, на мировом рынке – до 2000 мм. В последнем случае вряд ли получится обойтись домашней мастерской для изготовления остальных деталей.


Катадиоптрик Шмидта всех модификаций. В отличие от предшественника может быть изготовлен самостоятельно как фотографический телескоп с хорошей светосилой и полем, свободным от аберрации комы. Требует сферического зеркала и корректирующей пластинки из распространенного стекла К8 или его аналога.
Как визуальный – проигрывает рефлектору Ньютона по контрастности изображения и габаритам трубы, которая должна быть в два раза длиннее при том же фокусном расстоянии главного зеркала.


Камера Райта. Экстремальный случай камеры Шмидта с высокой светосилой и трудновыполнимым главным зеркалом. Серийно никем не изготавливается, но у опытного любителя шансы на успех есть.


Следующим вопросом в задаче о том, как сделать телескоп, является изготовление или заказ элементов оптической трубы и оправ оптики. Основными требованиями к трубе является достаточная жесткость для сохранения взаимного положения линз и зеркал при поворотах телескопа. Наиболее подходящими материалами для изготовления трубы являются тонкая листовая сталь, медь, кровельное железо, а также стеклоткань и углепластик. В первом случае необходима вальцовка, в последних двух трубу можно изготовить самостоятельно путем выклеивания её на оправке. Ограниченное применение имеет также бумажно-клеевая труба с толщиной стенки до 5 мм, для изготовления которой можно использовать ПВА.


Труба рефрактора должна иметь большую толщину стенки и быть изготовленной из металлических материалов – бронзы, стали или алюминия. Для повышения контраста изображения перед объективом ставят бленду длиной до двух его диаметров, а внутрь трубы ставят светоотсекающие диафрагмы со все уменьшающимся отверстием по мере приближения к окуляру. Последние имеет выточить на токарном станке из тонкого листового материала. Кроме того, любая закрытая труба красится изнутри в черный цвет матовой краской для дополнительного уменьшения переотражений от стенок и диафрагм.


Труба рефлектора зачастую выполняется в виде фермы из треугольников, образованных распорками и работающих на сжатие. Другим вариантом, применяющимся в частности, в рефлекторах Добсона, служит коробчатая четырехугольная труба, зачастую выполняемая из фанеры. Вторичное зеркало всех рефлекторов размещается на специальной конструкции, называемой “паук” и состоящей из металлической трубки, удерживаемой в основной трубе четырьмя плоскими металлическими растяжками.


Главное зеркало ставится на специальную оправу, содержащую торцевую и радиальную системы разгрузки его от собственного веса и имеющую возможность поворота в трех направлениях относительно оси трубы.

С наружной стороны на трубу ставится искатель – небольшой телескоп с перекрестьем и увеличением 5 – 10 крат, служащий для обзорных наблюдений.


Для успешных наблюдений надо еще изготовить или приобрести монтировку – специальный штатив с возможностью плавного перемещения при наведении телескопа на заданную область неба. Монтировки бывают азимутальные – ориентированные относительно горизонта и экваториальные – ориентированные относительно полярной оси небесной сферы. Последние позволяют поворачивать телескоп в соответствии с суточным движением небесной сферы или приспособить для этой цели электродвигатель.


Таким образом, существует очень много способов как сделать телескоп, удовлетворяющий самом разнообразным потребностям любителя астрономии.


Социальные закладки:

Судя по их названию, этому тексту релевантны статьи:

  1. [?] Телескоп рефлектор
  2. [?] Телескоп рефрактор
  3. [?] Телескоп своими руками
  4. [?] Самодельный телескоп
  5. [?] Телескоп 'РадиоАстрон'


Рейтинг популярности - на эти заметки чаще всего ссылаются:

Astrolabe-GPS.Ru | Астрооборудование