Produkcja teleskopów amatorskich - Amateur telescope making

Ten artykuł dotyczy hobby. Seria książek Alberta Grahama Ingallsa znajduje się w Amateur Telescope Making .
22- calowy reflektor Newtona znajduje się przed klubem w Stellafane , domem Springfield Telescope Makers

Produkcja teleskopów amatorskich to działalność polegająca na budowaniu teleskopów jako hobby , a nie jako płatny profesjonalista. Twórcy amatorskich teleskopów (zwanych czasami bankomatami) budują swoje instrumenty dla osobistej przyjemności z wyzwania technicznego, jako sposób na uzyskanie niedrogiego lub osobiście dostosowanego teleskopu lub jako narzędzie badawcze w dziedzinie astronomii . Producenci teleskopów amatorskich stanowią zwykle podgrupę w dziedzinie astronomii amatorskiej .

Początki

Odkąd Galileo Galilei zaadaptował holenderski wynalazek do użytku astronomicznego, produkcja teleskopów astronomicznych była rozwijającą się dyscypliną. Wielu astronomów po Galileuszu zbudowało własne teleskopy z konieczności, ale pojawienie się amatorów w dziedzinie budowy teleskopów dla własnej przyjemności i edukacji wydaje się mieć znaczenie w XX wieku.

Przed pojawieniem się nowoczesnych teleskopów masowo produkowanych cena nawet skromnego instrumentu często przekraczała możliwości początkującego astronoma amatora. Zbudowanie własnego było jedynym ekonomicznym sposobem na uzyskanie odpowiedniego teleskopu do obserwacji. Wiele opublikowanych prac wzbudziło zainteresowanie budową teleskopów, jak np. książka The Amateur's Telescope z 1920 roku autorstwa irlandzkiego producenta teleskopów Rev. WFA Ellisona .

W Stanach Zjednoczonych na początku 1920 roku, artykuły w Popular Astronomy by Russell W. Porter i w Scientific American przez Albert G. Ingalls gościnnie Porter i teleskopów Makers Springfield pomógł rozwinąć zainteresowania hobby. Zainteresowanie opinii publicznej było tak duże, że Ingalls rozpoczął regularną kolumnę w Scientific American na ten temat (powstając publikacje „ The Amateur Scientist ”), a później zebrał trzy książki zatytułowane Amateur Telescope Making Vol. 1-3. Miały one sporą rzeszę entuzjastów (nazywanych czasem "wariatami teleskopowymi") konstruujących własne instrumenty. W latach 1933-1990 magazyn Sky & Telescope prowadził regularną rubrykę zatytułowaną „Gleanings for ATMs” redagowaną przez Earle Browna, Roberta E. Coxa i Rogera Sinnotta. Gotowe dostawy zbędnych komponentów optycznych po II wojnie światowej, a później Sputniku i wyścigu kosmicznym, również znacznie rozszerzyły hobby.

Typowe projekty amatorskie

6-calowy (15 cm) reflektor Newtona zbudowany przez ucznia szkoły na wystawie w Stellafane

Chociaż typy teleskopów, które amatorzy budują, różnią się znacznie, w tym Refraktory , Schmidt-Cassegrains i Maksutovs , najpopularniejszą konstrukcją teleskopu jest zwierciadło Newtona , opisane przez Russella W. Portera jako „The Poor Man's Telescope”. Newtonian ma tę zaletę, że jest prosty w konstrukcji, która pozwala na maksymalny rozmiar przy minimalnych kosztach. A ponieważ projekt wykorzystuje jedno lustro na powierzchni przedniej jako cel , ma tylko jedną powierzchnię, którą należy wyszlifować i polerować, w przeciwieństwie do trzech w przypadku Maksutowa i czterech w przypadku refraktora i Schmidta-Cassegraina . Zazwyczaj teleskopu Newtona z 6 lub 8 cali (15 lub 20 cm) otworu jest standardem projekt rozrusznik, skonstruowany jako projekt klubu lub osób pracujących z książek lub z planów znaleźć w Internecie.

Tworzenie luster

Szlifowanie lustra za pomocą ścierniwa i mniejszego narzędzia ponad Lustro 300 mm ("ATM Korenica 2006", w Korenicy , Chorwacja )

Ponieważ zwierciadło Newtona jest najpowszechniejszym teleskopem budowanym przez amatorskich producentów teleskopów, spora część literatury na ten temat poświęcona jest wytwarzaniu zwierciadła głównego . Lusterka rozpocząć w postaci płaskiej tarczy szkła, zwykle talerz szkła lub szkła borokrzemianowego (Pyrex). Dysk jest starannie zmielony , polerowane i zorientowali się niezwykle dokładnego kształtu, zazwyczaj paraboloidy . Teleskopy o wysokich współczynnikach ogniskowych mogą używać zwierciadeł sferycznych, ponieważ różnica w tych dwóch kształtach jest nieznaczna przy tych współczynnikach. Narzędzia używane do uzyskania tego kształtu mogą być proste, składające się z podobnej wielkości narzędzia szklanego, szeregu drobniejszych materiałów ściernych i krążka do polerowania wykonanego z pewnego rodzaju soku drzewnego. Poprzez całą serię przypadkowych pociągnięć lustro w naturalny sposób przybiera kulisty kształt. W tym momencie, w celu stworzenia i udoskonalenia pożądanego kształtu paraboloidalnego, zwykle stosuje się różne pociągnięcia polerujące.

Test Foucaulta

Główny artykuł: test ostrza noża Foucaulta

Sprzęt używany przez większość amatorów do testowania kształtu luster, test ostrza noża Foucaulta , jest, podobnie jak narzędzia używane do tworzenia powierzchni, prosty w produkcji. W najprostszym przypadku składa się z żarówki , kawałka folii aluminiowej z otworkiem i żyletki.

Konfiguracja testowa Foucault do pomiaru lustra
Lustro paraboliczne przedstawiające wzory cieni Foucaulta utworzone przez krawędź noża wewnątrz promienia krzywizny R (czerwony X), w R i na zewnątrz R.

Po wypolerowaniu lustro jest ustawiane pionowo w stojaku. Tester Foucaulta jest ustawiony w odległości bliskiej promieniowi krzywizny lustra. Tester jest wyregulowany tak, aby wiązka powrotna z otworkowego źródła światła była przerywana przez krawędź noża. Patrząc na lustro zza krawędzi noża widać wzór na powierzchni lustra. Jeśli powierzchnia lustra jest częścią idealnej kuli, lustro wydaje się być równomiernie oświetlone na całej powierzchni. Jeśli lustro jest sferyczne, ale z defektami, takimi jak wybrzuszenia lub zagłębienia, defekty wydają się znacznie powiększone na wysokości. Jeśli powierzchnia jest paraboloidalna, lustro wygląda jak pączek lub pastylka do ssania. Można obliczyć, jak bardzo powierzchnia lustra przypomina idealną paraboloidę, nakładając na lustro specjalną maskę i wykonując serię pomiarów testerem. Te dane są następnie redukowane i przedstawiane na wykresie w odniesieniu do idealnej krzywej parabolicznej.

Niektórzy producenci teleskopów amatorskich stosują podobny test zwany testem Ronchi, który zastępuje krawędź noża siatką składającą się z kilku cienkich równoległych drutów lub wytrawieniem na szklanej płytce. Inne stosowane testy obejmują test Gaviola lub Caustic, który może dokładniej mierzyć lustra o szybkim współczynniku światła, oraz domowe testy interferometryczne, które stały się możliwe w ostatnich latach dzięki niedrogim laserom, aparatom cyfrowym (takim jak kamery internetowe) i komputerom.

Aluminiowanie lub „srebrzenie” lustra

Gdy powierzchnia lustra ma odpowiedni kształt, na powierzchnię przednią nakładana jest bardzo cienka powłoka z wysoce odbijającego materiału.

Historycznie powłoka ta była srebrna. Srebrzenie zostało naniesione na lustro chemicznie, zazwyczaj przez wytwórcę lustra lub użytkownika. Powłoki ze srebra mają wyższy współczynnik odbicia niż aluminium, ale szybko korodują i wymagają wymiany po kilku miesiącach.

Od lat 50. większość producentów luster stosuje powłokę aluminiową nakładaną w procesie cienkowarstwowego osadzania (prace wykonuje firma specjalizująca się w tym procesie). Nowoczesne powłoki zwykle składają się z warstwy aluminium pokrytej ochronnymi przezroczystymi związkami.

Lustro jest aluminizowane poprzez umieszczenie go w komorze próżniowej z elektrycznie podgrzewanymi cewkami wolframowymi lub nichromowymi, które mogą odparować aluminium. W próżni gorące atomy aluminium poruszają się po liniach prostych. Kiedy uderzają w powierzchnię lustra, stygną i przyklejają się. Niektóre zakłady powlekania luster odparowują następnie warstwę kwarcu na lustro, podczas gdy inne wystawiają ją na działanie czystego tlenu lub powietrza w piecu, dzięki czemu lustro utworzy twardą, przezroczystą warstwę tlenku glinu.

Projekt teleskopu

Duży teleskop montowany na widelcu i kilka innych teleskopów amatorskich na wystawie w Stellafane

Teleskopy, które konstruują amatorzy teleskopy, obejmują różne rodzaje teleskopów, od podwórkowych po wyrafinowane instrumenty, które wnoszą znaczący wkład w dziedzinę astronomii . Instrumenty budowane przez amatorów zostały wykorzystane w badaniach planet, astrometrii , fotometrii , odkryciu komet i asteroid, by wymienić tylko kilka. Nawet „hobbysta” można podzielić na kilka odrębnych kategorii, takich jak: obserwacje obiektów głębokiego nieba , obserwacje planet, obserwacje Słońca, obserwacje Księżyca i astrofotografie wszystkich tych klas obiektów. Dlatego też projekt, rozmiar i konstrukcja teleskopów również się różnią. Niektórzy producenci teleskopów amatorskich budują instrumenty, które choć wyglądają prymitywnie, są w pełni dostosowane do celu, do którego zostały zaprojektowane. Inni mogą dążyć do bardziej estetycznego wyglądu z wysokim poziomem mechanicznego „wykończenia”. Ponieważ niektórzy producenci teleskopów amatorskich nie mają dostępu do wysoce precyzyjnego sprzętu do obróbki, wiele eleganckich konstrukcji, takich jak platforma Poncet , wyciąg okularowy Crayforda i teleskop Dobsona , ewoluowało, które osiągają funkcjonalność i stabilność bez konieczności precyzyjnej obróbki.

Trudność budowy to kolejny czynnik w wyborze projektu przez amatora. Dla danego projektu trudność konstrukcji rośnie z grubsza o kwadrat średnicy obiektywu. Na przykład teleskop Newtona o aperturze 4 cali (100 mm) jest stosunkowo łatwym projektem naukowym. Newton od 6 do 8 cali (150 do 200 mm) jest uważany za dobry kompromisowy rozmiar, ponieważ konstrukcja nie jest trudna i daje instrument, który byłby kosztowny w zakupie komercyjnym. Teleskop zwierciadlany o średnicy od 12 do 16 cali (300 do 410 mm) jest trudny, ale wciąż w zakresie możliwości przeciętnego amatora, który ma doświadczenie w budowaniu mniejszych instrumentów. Amatorzy skonstruowali teleskopy o średnicy nawet 1 metra (39 cali), ale zwykle małe grupy lub kluby astronomiczne podejmują takie projekty.

Średniej wielkości teleskop Dobsona zbudowany amatorsko .

Zobacz też

Rodzaje teleskopów amatorskich

Bibliografia

Książki o budowie teleskopów i inne publikowane informacje

ZA Standardowy teleskop Texereau 180 mm

Linki zewnętrzne