AstroDrome Live
Оборудование => Телескопы и монтировки => Тема начата: олег от 30 Июль 2012, 19:41:31
-
Вот решил я взяться за перо, то есть за клавиатуру, и выдать про телескоп.
-
Очень,очень интересно.
-
ПОСТРОИТЬ ТЕЛЕСКОП ПРОСТО!
1.ПРЕДИСЛОВИЕ.
Этот рассказ посвящен постройке телескопа-рефлектора с 300-мм параболическим зеркалом. Такое смелое название «Построить телескоп просто» в полной мере отражает мое видение этого увлекательнейшего процесса. Немного забегая вперед скажу, что постройка зеркального телескопа проходила в кустарной обстановке, которую только можно представить. Использовался весь подручный материал, который буквально валяется под ногами. Было найдено много простых решений в шлифовке и конструкции фермы. Цикл постройки рефлектора можно назвать полным, он включает в себя изготовление оптики, монтировки и нанесение отражающего покрытия.
Я, как и многие из вас, начал увлекаться астрономией с детства. В 80-х годах моими спутниками были бумажная труба из очковых стекол и 8-кратный монокуляр. 300-мм телескоп в ту пору казался какой то не сбыточной мечтой. В нашем городе (Новокузнецке) в местом планетарии был астрономический кружок. Одного из руководителей этого кружка мне хотелось бы упомянуть особенно—это Петров Андрей Николаевич—редчайшей увлеченности человек, настоящий мастер в области изготовления, проектирования и расчета оптических систем, причем не имея специального образования в этой сфере,— настоящий любитель астрономии (рис.1). Я много времени проводил в его мастерской, иногда помогал ему в постройке телескопов.
Спустя 20 лет интерес к изготовлению оптики у меня вновь оживился. Этому способствовало прочтение книг Чикина и Максутова. В трудах этих авторов самым удивительным образом переплетаются простота и доступность изложения сложных технических вопросов в сочетании с изяществом и мастерством. Читая такие книги, в буквальном смысле начинаешь слышать голос автора. Максутов пишет о том, что проводя ретушь, он не спешит получить результат, а начинает изменять характер полировки, наблюдая за профилем рельефа, по его выражению «проявляется некое таинство теней» . Несомненно то, что полировка параболического зеркала приносит неописуемое удовольствие. Само осознание того, что своими руками характер воздействия на оптическую поверхность сравнимы с величиной в доли микрона и то, что этими малыми величинами можно управлять, сравнимо с осознанием глубины Вселенной. А теневые картины не менее захватывающее зрелище, чем кольца Сатурна.
Телескопостроение - не от безысходности, это не гонка, нацеленная на конечный результат,-- это романтика. К тому же дающая много практически ценных навыков. Проектирование и расчет, умение работы с инструментом и осмысливание процесса, выработка терпения и нацеленность на конечный результат – это трудно переоценить. Я бы рекомендовал телескопостроение для людей в возрасте с 16-20 лет. Молодой человек, построивший своими руками рефлектор, — готовый инженер.
Бытует мнение, что первое зеркало должно быть 100-120мм с большим фокусным расстоянием. Это как раз то, что можно назвать «нацеленность на конечный результат». Такие зеркала имеют такие огромные допуски, что вообще не требуют теневого контроля. Идя этим путем можно сразу рекомендовать купить готовый телескоп. Я изготовил первое зеркало диаметром 165 мм с относительным отверстием 1:3,5 специально для приобретения навыков параболизации перед изготовлением 300мм зеркала. И скажу, что первое изготовить оказалось сложнее. И даже, возьмусь утверждать, что изготовить 300мм параболическое зеркало с относительным отверстием 1:5 доступно с первого раза.
Первоначально я планировал закончить 300мм зеркало за 6 месяцев, а вышло за 2. Монтировку и ферму выпилил из фанеры за 2 недели и любовался Луной, которая прекрасно отражалась от не покрытой зеркальным слоем поверхности зеркал.
Хочу выразить особую благодарность товарищам по астрономии: Артему Читайло за подаренную заготовку диаметром 300мм и толщиной 30мм из стекла марки пирекс и Денису Хавкунову за предоставленные хим. реактивы для серебрения. А также Павлу(Azatot) за то, что он хранил долгие годы эту ценную заготовку. Без такой поддержки появление 300мм рефлектора вряд ли состоялось бы.
Телескоп успешно функционирует более 2 лет. На загородном небе прекрасно показывает звездные поля и туманные объекты. Правда по планетам он не превосходит МШР-60. Конструкция оказалась настолько удачной, что за это время не потребовалось никакой доработки. Серебряный слой менял в прошлом году, хотя в этом особой необходимости и не было.
Далее более подробно опишу процесс изготовления телескопа, включающего все этапы: шлифовка и полировка главного зеркала, изготовление фермы и серебрение зеркала.
Все методы доказали свою надежность временем и они настолько просты, что легко воспроизводятся в домашних условиях. Надеюсь, что мой опыт станет руководством для тех, кто не лишен изобретательности и смелости, для тех, у кого все в порядке с силой воли и кто готов взяться за постройку 300мм рефлектора сразу. Уверяю, что наградой будет не только прекрасный телескоп, но и много других приобретений.
Олег Яворский 2012г.
Рис.2. Слева-я, справа - «отец отечественного телескопостроения» Л.Л. Сикорук. 2007г
-
Рис.1. А.Н.Петров на фото слева.
-
2.ШЛИФОВКА ГЛАВНОГО ЗЕРКАЛА.
Надо сказать сразу, что шлифовка наименее интересная часть работы, здесь в полной мере проявятся требования к терпеливости. Если судить по времени, то шлифовка отнимает почти одну треть. Это грязный и малопроизводительный этап. Я делал так. Взял корундовый камень, черного цвета, судя по тому, что затачивая ножи, от него отделялось мало крупинок, он показался мне прочным. Заворачивая его в тряпку, ударами молотка разбил его на кусочки, затем просеял через сито, а крупные фрагменты перетирал между стальными пластинами. Так я получил абразив для шлифовки. К массивной табуретке саморезом прикрутил поворотный столик, на котором в трех ограничителях закреплялась заготовка зеркала (рис.2.1).
Шлифовальником послужило чугунное кольцо от плиты старой печки диаметром 100 мм (рис.3).
Теперь, расположившись на диване и, поставив перед собой такой примитивный шлифовальный станок можно начинать грубую шлифовку. Громкий стеклянно-металлический хруст порой заглушал даже голос телевизора, за что пришлось выслушать много нареканий домочадцев. Как только хруст сменялся на шипение, это значило, что водно-абразивная смесь измельчала и требуется добавление новой порции. Процесс шел громко, тяжело и медленно. За вечер с перерывами на отдых можно было работать 2 часа, а скорость шлифовки была 0,5 мм/час и она не зависела от скорости перемещения шлифовальника и от давления на него. Уже после нескольких порций, отмыв зеркало, стал виден просвет под линейкой, приложенной к матовой поверхности и указывающий на появление вогнутости. Расчетная стрела прогиба составляла 4 мм. Рассчитать ее можно по формуле
х=D2/16F, (1), где D2 - квадрат диаметра зеркала, F -фокусное расстояние.
Выбор фокусного расстояния заключен между двумя крайностями. С одной стороны: чем оно больше, тем более мягкими становятся допуски на точность поверхности и меньше сказываются аберрации. Но увеличение фокусного расстояния ведет к потере компактности телескопа. Хороший выбор лежит между относительным отверстием 1:5 и 1:6. В моем случае фокусное расстояние 1300мм и относительное отверстие 1:4,5, аберрация комы уже становится хорошо заметна на краю поля зрения, хотя взамен я получил короткую трубу и возможность вести наблюдения сидя на стуле, что очень даже удобно.
Вначале шлифовка велась прямым штрихом, при этом шлифовальник перемещался через центр зеркала без выноса за край. Зеркало постепенно поворачивалось по азимуту с такой скоростью, что бы в пределах сектора 45 градусов укладывалось 4-5 штрихов. Такой способ шлифовки можно применять только в начале, т.к. наиболее активно сошлифовыватся центральная часть. Очень скоро недошлифованность крайней зоны стала выглядеть в виде кольца с матовостью меньшей зернистости (рис.4).
-
Исправить положение можно перейдя на эллиптический штрих, при котором шлифовальник перемещается по эллипсу с соотношением осей 1:3, так же без выноса за край зеркала. Стрела прогиба медленно, но верно увеличивалась от вечера к вечеру. И вскоре стало возможным применить оптический метод контроля, используя отражение от мокрого зеркала. Закрепив яркий фонарик на стене, и обильно облив зеркало водой, можно получить отраженное изображение рядом с фонариком. Расстояние до зеркала – есть радиус его кривизны, равный двум фокусным расстояниям. Как выяснилось позже, фокусное расстояния задается только на этапе грубой шлифовки и притирки, и на последующих стадиях тонкой шлифовки уже не изменяется на сколько-нибудь заметную величину.
Рис.2.1. 165-мм зеркало на поворотном столике.
Рис.3. Грубая шлифовка 300-мм зеркала.
-
Изготовление бетонного шлифовальника и притирка его к зеркалу.
На сухую лицевую поверхность зеркала укладывается полиэтиленовая пленка и вокруг него из картона делается бортик высотой в два раза превышающий толщину стеклянного диска. Из песка и цемента замешивается смесь и заливается в форму. Достаточно будет толщины чуть больше, чем толщина зеркала (рис 4.1). Для работы потребуется два шлифовальника: один полноразмерный, другой - размером в 2/3 диаметра зеркала для параболического полировальника.
На следующий день отделяем зеркало, разводим эпоксидную смолу ацетоном слишком жидко и промазываем обе поверхности и край бетонного диска. Через некоторое время, когда смола начнет затвердевать обрабатываем все стороны еще раз, но уже более густой смолой, следя затем, чтобы не оставалось пор и углублений, в которых может собираться абразив. В завершении той же смолой наклеиваем на выпуклую поверхность квадратики из оргстекла (можно простое стекло), не оставляя пустот под ними.
Шлифовальник готов. Притирку начинаем тем же крупным абразивом, которым велась обдирка. Шлифовальник располагаем снизу, а зеркало сверху и работаем классическим прямым штрихом с выносом на 1/3 радиуса. Для удобства можно на задней поверхности зеркала несмываемой краской нарисовать окружность диаметром 2/3D и наблюдать за сдвигом зеркала со шлифовальника по краю этой окружности. Потребуется пару часов работы, чтобы все квадратики полностью притерлись.
-
Приготовление микропорошков.
На всем протяжении обдирки и притирки собираем отработанный абразив. Не стоит беспокоиться о том, что он загрязнен стеклом, его можно продолжать использовать. Разделение отработанного абразива на фракции проводим по самому простому методу – по времени отстаивания в воде. Потребуется приготовить линейку микропорошков с увеличением времени отстаивания в два раза (№8,№6,М40,М28,М20,М14,М10).
В 3-х литровой банке, доверху наполненной водой, деревянной мешалкой хорошо размешиваем абразивную смесь, выжидаем 30 сек и с помощью кислородного шланга быстро сливаем воду со взвешенной фракцией в широкий таз. Главное не допускать засасывания фракции со дна, шланг опускаем не ниже, чем на 3/4 глубины банки. Проделав эту операцию 3-4 раза можно извлечь все фракции от №8 и мельче.
Следующим шагом повторяем те же действия, увеличив время отстаивания вдвое до 1 мин. и извлекаем все фракции от №6 и мельче. Микропорошок фракции М40 отстаивается уже 2 мин. М28 и М20 -- 4 и 8 минут соответственно. Самые тонкие микропорошки М14 и М10 потребуют 15 и 30 мин. отстаивания! Расход микропорошков очень не большой. И чем мельче, тем его нужно меньше (1-2 чайные ложки). Отмученные микропорошки отстаиваем до полной прозач-ности воды, разделяем по маленьким баночкам с плотными крышками и подписываем. Начинаем тонкую шлифовку (рис.5).
-
В процессе тонкой шлифовки, последовательно переходя на более мелкие номера, будет получена самая нежная матовость, готовая к полировке и сама поверхность приблизится к сферической.
Норматив по времени работы каждым номером составляет 1 час, что позволяет иметь некоторый запас по качеству прошлифовки трещиноватого слоя и тем самым отпадает необходимость контроля матового слоя с окулярным микрометром.
После часовой работы номером №8 матовая поверхность стала заметно тоньше. Любопытно также поглядеть на нее через лупу. На просвет видна изрытая ямками стеклянная равнина, а с обратной стороны, через стекло, видна та же поверхность, но уже в виде «горной местности» с остроконечными стеклянными пирамидами. Закончив шлифовку номером №6, матовость стала еще тоньше и уже способна отражать косые лучи (рис.6).
На этом этапе уже нужно принимать меры по снижению вероятности появления царапин. Часто вносить новую порцию не нужно, одна порция работает 10 мин. Наносим порцию, сдвинув зеркало вбок, предварительно перетерев ее между плоскими кусочками стекла, чтобы случайные крупные зерна раскололись сразу. Особенно тщательно моем шлифовальник и зеркало при переходе на более мелкий номер абразива. Хорошо с этим справляется зубная щетка. По мере шлифовки в эпоксидной смоле на шлифовальнике могут вскрываться маленькие воздушные пузырьки и они становятся местом скопления зерен от предыдущего номера, поэтому их нужно своевременно расширять и заклеивать.
Даже принимая все меры, появления царапин не избежать. Они более всего наносят удар по самолюбию и настроению. Конечно, крупные и глубокие царапины, которые пересекают по полдиаметра нужно убирать, возвращаясь на пару ступеней выше от текущего номера абразива. Появление их можно предупредить, если ножовкой напилить на шлифовальнике канавки-ловушки. Попав в них, крупное зерно не сделает длинной царапины. Стремление убирать все появляющиеся царапины приведет к многократным возвратам, перерасходу сил и терпения. Какой-то разумный компромисс может основываться на том заключении, что суммарная площадь всех оставшихся царапин на готовом зеркале ничтожна, по сравнению с площадью всего зеркала. И такой дефект в изображении будет тоже иметь ничтожную силу.
Шлифуя микропорошками М40 и М28, стало наблюдаться присасывание и заедание зеркала. Это сказывается отличие формы поверхности от сферической. Обнаружить отклонение от сферы можно одним оригинальным способом. Если маркером на сухой матовой поверхности зеркала
нарисовать крест от края до края, то краска глубоко впитавшись, долго остается видна при шлифовке. Сквозь тыльную сторону хорошо видно, как в местах тесного контакта след от маркера стирается быстрее. Характер распределения абразива тоже указывает на форму, он собирается
в местах, где имеется больше свободного пространства (рис.7).
-
Сдвиг зеркала на 1/4- 1/3 его радиуса автоматически ведет к сферической поверхности. Сдвиг более 1/3 выражается в появлении заваленного края и ямы в центре (рис.8.1), такое отклонение сложнее всего исправлять, для этого нужно укоротить вынос до 1/4 и менее. Короткий сдвиг менее 1/4 приводит к другой форме отклонения – подвернутый край и бугор в центре, легко устранимая погрешность, исправляется увеличением выноса более 1/3. Наблюдая за характером стирания креста от маркера можно постоянно контролировать форму зеркала на ранних стадиях. При шлифовке микропорошки М20 и М14 уже слышно легкое шипение. Зеркало не снимаем для промывки, а вымываем шлам обильным добавлением воды.
-
Последнюю порцию М10 я растирал 30 мин. и получил такую тонкую матовость, что она уже была способна отражать прямые лучи! (рис.9).
Тот факт, что волосок от лампочки отражается от самого края зеркала под прямым углом, говорит о том, что лучше всего прошлифовалась крайняя зона и имеется форма подвернутого края. Это легко устранимое отклонение и стремиться нужно именно к этому, т.к. исправление заваленного края потребует гораздо больших усилий.
Общий хронометраж работы таков:
1.обдирка чугунным кольцом ……………………………………16ч
2.притирка шлифовальника ………………………………………. 4ч
3.тонкая шлифовка …………………………………………………… 10ч.
Уделяя работе по 2-3 часа за вечер, удалось закончить изготовление зеркала за 2 месяца.
-
3.ПОЛИРОВКА.
На этапе полировки тонкий матовый слой заполируется и поверхность станет оптически гладкой и получит способность без рассеяния отражать свет. В качестве полирующего материала я использовал крокус—окись железа, тонкий порошок коричневого цвета, применяется для приготовления грунтовки при покраске металлоконструкций.
Изготовление полировальника.
Особую важность имеет полировочная смола. Первые опыты с канифольно-битумным составом оказались неудачными (еще при полировке 165-мм зеркала).Тогда прорыв в действии был связан с использованием касторового масла в качестве размягчителя канифоли.
В консервной банке, на слабом накале электроплиты расплавляем канифоль в таком количестве, чтобы ее хватило покрыть шлифовальник слоем 5-8 мм. Хорошо размешиваем и выбираем такую температуру плиты, при которой смола не густеет и не закипает. Добавляем небольшими порциями касторовое масло, ориентировочно 2%. После добавления каждой порции тщательно перемешиваем и деревянной палочкой берем пробу. Даем пробе остыть и определяем вязкость по нажатию ногтем большого пальца. Если после длительного нажатия на смоле остается слабый след, то вязкость подходящая.
Заливку смолы на поверхность шлифовальника выполняем в следующей последовательности. Подкладками выставляем шлифовальник горизонтально, это легко определить, поставив в центр полную кружку с водой, и наблюдая за ее краем. Вырезаем из картона бортик и плотно стягиваем его вокруг шлифокальника изолентой. Снимаем его и пропитываем водой, чтобы он не приклеивался к смоле. Шлифовальник ставим под кран с теплой водой и подогреваем его. Вытерев насухо выпуклую поверхность шлифовальника, одеваем мокрый картонный бортик и сразу же начинаем выливать смолу. Заливку начинаем с середины и равномерно, не торопясь, по спирали двигаемся к краю. Следим за тем, что бы в центре был небольшой избыток смолы.
-
Потребуется 10 мин., чтобы смола затвердела. На протяжении этого времени мокрой тряпкой смачиваем катонный бортик, чтобы он не приклеился.
Формовку смолы выполняем самим зеркалом под струей горячей воды (50-60 град.). Чтобы зеркало случайно не выскользнуло и не разбилось о раковину, выстилаем его резиновым ковриком. Для еще более лучшей «скользучести» и «неприлипаемости» мылим мылом лицевую поверхность зеркала. Разогретая смола под действием давления и движения зеркала быстро начинает выравниваться и принимает нужную форму.
Как только смола немного выровнялась, берем мокрую деревянную линейку и начинаем выдавливать канавки на всю толщину смолы. Центральный квадратик располагаем асимметрично к центру диска (это препятствует формированию астигматизма). Ширину квадратиков удобно брать равную ширине линейки. Находясь под струей горячей воды, смола легко поддается формовке, при этом канавки немного заплывают и их нужно подправлять. Проведя формовку 3-4 раза все квадратики гладко соприкасаются с зеркалом, а канавки имеют ровные и наклоненные стенки (рис.11).
Далее выключаем горячую воду, хорошо намыливаем зеркало и оставляем его на полировальнике до полного остывания, периодически передвигая зеркало.
Сдвинув зеркало и добавив немного мокрого крокуса начинаем полировку. Хорошо, если зеркало перемещается с небольшим сопротивлением, и при этом ощущается легкий скрип. В моем случае зеркало сильно присасывалось, не позволяя делать нормальные сдвиги. Это означало, что поверхность слишком сильно отличается от сферической.
Помочь в таком случае может дополнительная формовка сеткой. На разогретую поверхность смолы ровно укладываем капроновую сетку, мылим мылом и накладываем зеркало сверху. Со значительным давлением или с грузом делаем несколько движений, как при шлифовке. Сетка вдавливается в смолу, образуя много отдельных полировальников, которые уже более динамично входят в контакт с полируемой поверхностью (рис.12).
После формовки сеткой полировка пошла хорошо. Крокуса при полировке требуется очень мало, его частички застревают в смоле и как бы строгают верхушки стеклянных гор.
Прополировав 1 час я с удивлением заметил, что поверхность значительно прополировалась, совершенно гладкими стали внешняя зона и центральная часть, что подтверждало наличие бугра в центре и подвернутого края (рис.13).
-
Для исправления этого отклонения я увеличил вынос зеркала с полировальника до 1/3 радиуса. Прополировав еще час картина стала еще приятнее и уже появилась необходимость проведения теневых испытаний. По окончании работы полировальник и зеркало я хранил отдельно, а перед началом на следующий день проводил формовку с дополнительным грузом. В течении 20 мин. на зеркале стояло 5л ведро воды и через каждые 2 мин. совершалось несколько движений (рис.14). Это позволяло вернуть полировальнику форму зеркала.
-
4. ТЕНЕВОЙ КОНТРОЛЬ.
Наиболее интересная, на мой взгляд, часть постройки телескопа – теневые испытания. Метод изучения отражения от искусственной звезды обладает такой чувствительностью, что позволяет уверенно контролировать отклонения оптической поверхности в 1/4 длины волны и менее. Длина волны зеленых лучей 0,55 микрона. На этом этапе задается главное качество оптики – ее точность.
Теневой прибор.
Из узлов старого фотоувеличителя я собрал теневой прибор (рис.15). В продольных направляющих, с помощью винта тонких движений (с шагом 0,5мм) и возвратной пружины, перемещается рамка с отсчетным устройством индикаторного типа (шкала до 0.01мм). В поперечном направлении также имеется винт тонкого движения. Источником света служит лампочка от шахтового фонаря 3,5В, которая подключена через телефонное зарядное. Двухлинзовым конденсором свет от лампочки фокусируется на грань пластмассовой призмы, где расположены два лезьвия от бритвы. Одна бритвочка своей до блеска заточенной стороной служит отражателем на 90град. с одной стороны, и своей режущей частью выполняет функцию ножа Фуко. Другая бритвочка очень близко приближается к первой, создавая узкий просвет, который является щелевым источником света. Таким образом и щель и нож расположены на одной оптической оси и перемещаются вместе (рис.16).
Помимо метода щель-нож, применялся также метод щель-нить. В качестве нити использовался тонкий волос, но этот метод особенного преимущества не показал.
Прибор получился излишне навороченным. Кроме своей массивности, что увеличивает устойчивость, остальные части имеют массу недостатков. Винт продольного перемещения оказался слишком мелкий, шаг резьбы в 1мм был бы гораздо удобнее. Устройство поперечного перемещения совсем не использовалось, с этим лучше справлялось простое надавливание рукой на один край основания прибора. Мощное светособирающее устройство вполне может заменить яркий светодиод.
-
Получениие сферы. Стартовой поверхностью перед параболизацией служит сфера. Первое, что бросилось в глаза при «первом свете»--это недополированность средней зоны (рис .17). Темная зона явно плохо отражала свет, что было вызвано остаточной матовостью. Теневой профиль показывал наличие бугра в центре.
Продолжая работать длинным штрихом, остаточная матовость сполировалась и начал появляться заваленный край, но бугор в центре упорно не хотел сполировываться. Он был достаточно высок, его продольная аберрация достигала 4 мм. Было принято решение применить малый полировальник диаметром 2/3 R. И через 15 мин. можно было видеть хороший профиль сферического зеркала (рис. 18).
-
отполированное зеркало.
-
Пароболизация. Процесс вплотную дошел до параболизации. Для порядка приведу немного теории и расчет параметров параболоида.
Бесконечно удаленная звезда фокусируется в фокусе параболического зеркала в виде точки. Но при испытании из центра кривизны изображение искусственной звезды разлагается сферической аберрацией. Центральная зона параболического зеркала имеет большую кривизну, чем периферия. Это выглядит как яма в центре и заваленный край относительно сферы. В процессе параболизации сферическая аберрация будет увеличиваться пока не достигнет расчетных значений. Центры кривизны центра и края на оптической оси отстоят друг от друга на величину х, называемую максимальной продольной аберрацией. Для параболоида:
х=r2/2R (2), где, r2 –квадрат радиуса зоны, в мм ( от 0 до 150мм), R --радиус кривизны зеркала, мм.
Максимальная продольная аберрация для D=300mm (r=150) R=2600мм, составляет х=4,00мм.
Используя метод равных аберраций разобьем х на равные интервалы с шагом 0,5мм и, задавшись х определим, соответствующие радиусы зон r.
х, мм r, мм dх, мм
0,5 51 +-0,15
1,0 72 0,11
1,5 89 0,08
2,0 102 0,08
2,5 116 0,07
3,0 125 0,06
3,5 135 0,06
4,0 145 0,05 , где dх -- допустимая погрешность.
Для получения точности поверхности 1/16 лямбда, необходимо измерять х с точностью 0,05мм, r с точностью 1мм и R c точностью 30мм.
Для получения параболы использовался метод, описанный в книге Д.А.Наумова «Изготовление оптики для любительских телескопов-рефлекторов и ее контроль» (стр.126). В основе этого метода лежит свойство малого полировальника (диаметром 0.7D с отформованной звездой) активно сполировывать центральную часть и внешнюю зону именно в тех пропорциях, которые наиболее близки к параболической форме. Используя центральный штрих и значительный вынос (от центра на 0.5-0.7R) сферическая поверхность плавно трансформируется в параболическую, и когда максимальная аберрация (разность радиусов кривизны центральной и краевой зоны) приблизится к расчетной, то промежуточные зоны даже не требуют корректировки. Это метод заслуживает большого доверия, он очень быстро и с первого раза позволил добиться параболической поверхности на 165мм 1:3,5 и на 300мм 1:4,5 зеркалах.
Ретушь сферической поверхности очень деликатное дело, здесь главное не торопиться. Сеансы полировки должны быть короткие ок. 5 мин. Зеркало в воде не моем, а вытираем сухой тряпкой и даем время 10-15 мин. для выравнивания температуры. Я работал в х/б перчатках, чтобы тепло от рук не передавалось на стекло. Теневой прибор и зеркало во время испытаний должны быть расположены вдали от источников тепла. Даже сквозняк от открытой форточки настолько размывал теневые картины, что совершенно невозможно было вести наблюдения. Любопытно было наблюдать за появлением бугра на поверхности после того как приложишь большой палец и подержишь его полминуты. Все это говорит о высочайшей чувствительности теневого метода.
Выключив свет и удобно расположившись у теневого прибора, погружаешься в необыкновенную атмосферу теней, приходит ощущение, что проникаешь в микромир.
Слегка надавливая на основание прибора заставляешь нож перемещаться на доли миллиметра и видишь как тень расплывается по зеркалу, проявляя разные участки в разных ракурсах.Ощущаешь себя мастером-оптиком 19 века и для полной гармонии не хватает только керосиновой лампы с отверстием в фольге, которую использовал Чикин. Иногда удается добиться того, что тень начинает одновременно двигаться навстречу самой себе, что говорит о том, что поймана самая вершина светового конуса с высокой точностью. В этот момент на отсчетном устройстве устанавливаем ноль и начинаем промеры продольной аберрации с этого места.
Зеркало D=165мм 1:3,5 имеет настолько выраженные теневые картины, и очень качественные их фотографии, что я продолжу описание получения параболы именно на его примере.
Рассчитаем максимальную продольную аберрацию х. Разобьем величину х на пять-шесть равных интервалов. Например, от 0 до 0,5мм х1=0,5мм; от 0,5 до 1,0мм х2=1,0 мм и т.д. х3=1,5мм; х4=2,0мм; х5=2,5мм; х6=3,0мм. Из формулы (2) выражаем r, подставляем х1-х6 и получаем соответствующие радиусы зон r на зеркале, для которых данная аберрация является вершиной светового конуса r=\/х/2R , (3)
Нож Фуко, находясь в точках х1-х6, должен быть в фокусе зон r1-r6, тогда поверхность можно считать параболической. Во всех нижеприведенных фото нож вводился в световой пучок справа налево. Движение тени и ножа в одну сторону означает предфокальное его положение, а движение тени навстречу ножу – зафокальное.
На рис.20 видно, как ровная прежде граница тени, начинает размываться в пределах зоны с радиусом r1. Это значит, что нож расположен очень близко к фокусу этой части зеркала.
-
Далее под фокусом мы будем понимать центр кривизны соответствующей части зеркала (зоны). Точку фокуса центральной зоны 1 можно взять за начало отсчета. Продолжая перемещать нож дальше по оптической оси, удаляемся от зеркала на величину первого шага х2 и оказываемся в фокусе зоны 2 (рис.21). Теперь уже отчетливо видно, как тень в зоне 1 развернулась и движется навстречу ножу, указывая на зафокальное положение.
Теневая картина не застывшее изображение, а динамичная игра теней, то явно открывающаяся, то ускользающая от глаза. Полюбовавшись некоторое время, глаз уже начинает вылавливать тонкие очертания вершины края зоны, где наблюдается зафокальное поле. И вскоре уже без труда обнаруживается серая граница, обозначающая точный фокус. Эту границу в классике жанра можно назвать «вершиной бублика».
-
Передвинувшись на шаг дальше от зеркала, на отметку х3, теневая картина становится еще более выразительной (рис.22). Уже хорошо просматривается очертание зоны 3, ее граница становится резче. Просматривая плавный переход от зафокальной зоны к предфокальной, зрительное воображение выбирает где-то в полутени условную границу, мысленно замыкая ее по кругу.
То, что идентифицировать границу тени на внутренних зонах сложно, на самом деле хорошо, т.к. параболическая поверхность не имеет резких перекосов и вначале пути мало отличается от сферы.
-
Рис.23 демонстрирует самую критичную зону параболического зеркала 0,7D. Этот вид чаще всего представлен на фото в книгах и является излюбленной фотографией на форумах. Нагляднее всего форму зеркала можно представить, если подумать о источнике света, светящего слева, а рельеф поверхности таков, что за высотными перепадами появляются тени. И это сравнение близко к истине. Мы видим яму в центе и заваленный край, причем характеристики уклонений соответствуют параболоиду.
Если для зон до 0.7D ошибки определения границ по расплывчатым полутеням не представляют большой опасности, то для внешних зон (более 0,7D) допуски резко сужаются. Приближаясь к расчетной аберрации, полировать нужно аккуратнее, сокращать сеансы полировки и более тщательно оценивать результат. Пристально следя за внешними зонами важно не допустить перепараболизации. Это может резко ухудшить качество оптики. Иногда даже оправдана легкая недопараболизация. У Чикина упоминается о том, что параболическое зеркало, охлаждаясь ночью имеет склонность к дальнейшему заваливанию края.
На рис.24-25 показаны теневые картины внешних зон r5-r6.
-
В случае с 300мм зеркалом принципиальный отличий нет, но кое-что все же отличается. Параболизация прошла быстро, всего за два сеанса, общей продолжительностью 15 мин.По сравнению с предыдущим, 300мм зеркало, из-за большого фокусного расстояния находилось намного дальше, и поэтому, границы теней имели низкое разрешение. Порой сложно было установить на какой именно метке располагалась граница зоны. В большой массе стекла были уже заметные тепловые деформации и они вносили свой вклад. Оценка промежуточных зон велась приблизительно. Более-менее точно была измерена только общая продольная аберрация, а о промежуточных зонах можно только сказать, что они не имеют резких переломов, аберрация изменяется равномерно и общая поверхность похожа на параболическую.
После тщательных измерений вырисовывается неплохая картина. За начало отсчета принята зона 0.7D, и начиная от нее, к краю идет равномерная парабола, перепараболизации нет. Следуя от зоны 0.7D к центру видно, что начинается постепенное уклонение к сфере и центральная часть диаметром 150мм сферическая.
-
5.ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФЕРМЫ И ЭЛЕМЕНТОВ МОНИРОВКИ.
После завершения изготовления главного зеркала сильнейшим желанием становится скорое первое наблюдение в него. Волнение перед первым светом можно охладить тем, что если теневые картины равномерные и максимальная аберрация не сильно отличаются от расчетной, то можно с уверенностью ждать хороших изображений в готовый телескоп.
Вторым важным элементом рефлектора системы Ньютона является плоское зеркало, предназначенное для выноса изображения за пределы трубы. Я использовал готовое плоское зеркало с внешним отражающим покрытием от какого-то проекционного прибора, его размер был 90Х110мм. Устроил ему такой тест. Расположив его перед объективом зрительной трубы, ночью разглядывал звезды, изменяя угол отражения. Особое внимание уделял появлению астигматизма. Он начинал появляться при очень косом угле отражения, более 70 град., а при углах отражения 45 град. никаких признаков искажений не наблюдалось. Звезды выглядели естественно, поэтому я счел его вполне пригодным для большого телескопа. Позже, в готовом телескопе, я ставил на место плоского зеркала фотосветофильтр и наблюдал хорошие изображения Луны.
Первым делом, перед началом сборки трубы, был начерчен хороший чертеж оптической схемы в подходящем масштабе (1:10).
Долгое время я колебался с выбором трубы. Бумажно-клеевые трубы казались громоздкими и тяжелыми в изготовлении. Фермы тоже особенной жесткости не внушали. И все же, рассматривая эпюру простейшей фермы, сопромат настаивал на ферме. Косые связи, соединяющие площадки крепления главного зеркала и верхнее кольцо окулярного узла нигде не работали на изгиб, любая нагрузка разлагалась только на сжатие и растяжение. Ферма, состоящая из восьми косых связей, должна иметь высокую жесткость, а сами связи могут быть выполнены из тонких профилей или алюминиевых трубок. Вопреки сопромату, чутье подсказывало, что такая конструкция будет хлипкой и потребует много местных усилений.
Взяв две фанерные панели 400Х400Х10 от старой мебели, я соединил их восемью косыми связями из Т-образного оцинкованного профиля. Все время сборки меня терзало сомнение в том, что будет ли эта конструкция отвечать минимальным требованиям по жесткости, пока не был закручен последний саморез. И тут случилось чудо, ферма как будто застыла и обрела необыкновенную жесткость. Все сомнения рассеялись, сопромат восторжествовал над здравым смыслом! Руками, прикладывая значительные усилия на изгиб, никаких деформаций не наблюдалось, осталась только слабая реакция на кручение. Никаких затухающих колебаний от резких ударов тоже не ощущалось.
Дальнейшие рассуждения вели к тому, что раз имеется такая жесткая ферма, то оптические элементы можно расположить на этих панелях. Нет никакой необходимости в верхнем и нижнем коробе, которые так любят городить многие любители. В верхней панели можно прорезать входное отверстие диаметром 320мм и на нем же закрепить растяжки диагонального зеркала и окулярный узел. На нижней панели можно расположить главное зеркало на юстировочном столике (рис.26).
Поскольку внизу главное зеркало очень тяжелое 4,5кг, а верхняя часть очень легкая, то центр тяжести должен находиться не далеко от лицевой стороны главного зеркала. Поэтому, лыжи, которые крепятся прямо к нижней плите, будут наилучшим решением. Долгое время узел крепления лыж к нижней плите не давал покоя, стандартные решения не обеспечивали высокой жесткости, а она здесь нужна как нигде больше. Но вскоре было найдено простое и качественное решение—поперечный вставыш у свободного конца лыж, расположенный под 90 град. к опорной плите погасит все возможные деформации. Причем сами лыжи к нижней плите крепятся предельно просто, тремя саморезами в торец с каждой стороны. Реализация этих рассуждений в общем виде представлена на рис.27. Дальше продолжу описание отдельных элементов.
-
Элементы крепления главного зеркала.
Главное зеркало расположено на треугольном юстировочном столике из 10мм фанеры, имеет три точки опоры и крепится к нему тремя захватами из оцинкованной жести. Юстировочный столик опирается в центре на головку самореза, который закручен в нижнюю плиту. На концах треугольника есть отверстия, через которые самрезы закручиваются в тело нижней плиты и натягивают юстировочный столик. Таким образом, юстировочный столик, с располженным на нем главным зеркалом, жестко закреплен и путем откручивания/закручивания саморезов может наклоняться относительно оптической оси (рис.28).
-
Кроме простоты имеется еще одно важное достоинство – возможность юстировать главное зеркало, с помощью длинной отвертки, глядя в окуляр! Это очень удобно.
Диагональное зеркало и окулярный узел.
Вооружившись простым слесарным инструментом и имея немного воображения можно сотворить много оригинальных вещей. Главным руководящим фактором у меня была простота и надежность. Из простоты было принято решение изготовить паук на трех растяжках. Растяжки были вырезаны из оцинкованного железа. На что следует обратить внимание, так это на то, что они должны иметь треугольную форму. Такая форма обеспечивает наибольшую жесткость всего паука. Сам центральный стакан был раскроен на бумаге и вырезан из жести в треугольном виде для лучшей передачи натяжения от растяжек.
В качестве окулярного узла был оригинально приспособлен фокусировочный узел от того же старого фотоувеличителя. Шаг резьбы у него крупный, и это удобно для перфокусирвоки на разные окуляры (рис.29). После сборки и установки оптических элементов и искателя можно точно найти центр тяжести фермы, подвесив ее за одну из связей. Определив место центра тяжести, с помощью чертежа найден радиус дуги лыж.
-
Поворотная платформа.
Часть монтировки, которая позволяет поворачивать телескоп по азимуту выпилина из плит ДСП таким образом, что опоры лыж описывают окружность, которая вписана в равносторонний треугольник основания. Этим достигается наибольшая устойчивость телескопа в целом. Лыжи опираются на четыре подшипника, которые закреплены на поворотной части основания. Их свободу вращения можно регулировать, затягивая прижимной саморез, и тем самым можно подгонять подъем по высоте под желаемое трение. Между поворотной частью и основанием я вложил две граммпластинки и смазал их не замерзающей смазкой (маслом для амортизаторов). Телескоп по всем осям поворачивается плавно, без рывков и возвратных движений (рис.30).
Снаружи ферма обшита черным материалом, который натягивается и удерживается с помощью канцелярских кнопок, а поверх его идет слой полиэтилена, предохраняющий черный материал от намокания. Откинув обшивку у нижнего края, открывается доступ к главному зеркалу для юстировки и для того, чтобы открыть/закрыть откидную крышку зеркала, которая защищает его от пыли (рис.31).
-
6.ПЕРВЫЙ СВЕТ.
Работы по шлифовке зеркала проводились с сентября по ноябрь 2009г в городской квартире, а изготовление телескопа велось на даче в апреле 2010г. За неделю собрав ферму, еще не изготовив поворотной платформы, первым объектом для наблюдения стало Солнце. Имея 300мм апертуру без отражающего покрытия можно было свободно смотреть на Солнце используя слабый газосварочный светофильтр. Как раз в ту пору на фоне спокойного Солнца появилась крупная группа пятен, которая росла изо дня в день. Было прекрасно видно структуру полутеней, волокна в них и обширные факельные площадки, которые на удивление просматривались не только вблизи солнечного лимба, но и вокруг пятен, находившихся в центре. Такого высококачественного изображения не давал ни один инструмент, использующийся мной прежде.
В те же дни на вечернем небе стояла Луна в фазе 0,5. Отсутствие слепящего действия лунного света создавало хороший комфорт для глаз. Наивысший контраст теней вокруг кратера Эратосфен, Прямая Стена, холмы в морях с отчетливыми тенями, мелкие ущелье в отрогах крупных кратеров, горные массивы и лучевые системы – все это просто вводило в восторг (рис.32).
И даже планета Марс, которая находилась в противостоянии, оказалась доступна, в виде маленького красного диска, на котором была видна полярная шапка.
Безупречное изображение на увеличении 50Х превзошло все ожидания. Но при увеличении 100Х восторг уже приубавился, более-менее сносное изображение лунной поверхности удавалось поймать в очень малом пространстве. По всему полю размером 10 минут наблюдалось легкое размытие вызванное аберрацией кома и недостаточно качественной юстировкой. Уже тогда появилось ощущение, что этот телескоп будет раскрываться по полной только на звездных полях и туманных объектах. Турбулентность тоже сильнейшим образом портила изображение.
-
7.СЕРЕБРЕНИЕ ГЛАВНОГО ЗЕРКАЛА.
Завершающая часть постройки телескопа – нанесение отражающего покрытия на зеркала. Разумнее всего покрыть зеркало, распыляя алюминий под высоким вакуумом. Многие оптические мастерские предлагают такую услугу. Современное отражающее покрытие более долговечное и не уступает серебряному по коэффициенту отражения. Но мне с детства хотелось именно посеребрить зеркало будущего телескопа. Воспроизводя технологию кустарного серебрения астрономических зеркал, погружаешься эпоху первых телескопостроителей. Открытие способа химического осаждения серебра в IX веке произвело прорыв в телескопостроении и повлекло за собой важнейшие астрономические открытия. Теперь зеркала не серебрят уже 50 лет.
Процесс серебрения и сложен и прост одновременно. Сложность в том, что не просто найти химически чистые азотную кислоту и щелочь. Серебро подойдет любое от колец и монет до электротехнических контактов. А простота в том, что само серебрение можно провести в домашних условиях и его легко регулярно воспроизводить.
Описание процесса разложено на несколько этапов:
1. Изготовление специальной емкости, в которую заливается серебрящий раствор и погружается зеркало лицевой стороной вниз.
2. Приготовление азотнокислого серебра, растворяя серебро в азотной кислоте.
3. Приготовление серебрящего раствора, смешивая растворы азотнокислого серебра, нашатырного спирта и щелочи.
4.Серебрение. Добавив к серебрящему раствору глюкозу, металлическое серебро выпадает в осадок, покрывая блеском стенки емкости и лицевую поверхность зеркала.
5. Сухая полировка позволяет снять мутные налеты, если получилось небольшое пересербрение.
Первое серебрение проходило по немного другой технологии. Зеркало располагалось лицевой поверхностью вверх, а вокруг него был бортик, и оно было дном емкости.
Первая попытка серебрения оказалась неудачной, серебряный слой получился матовый и совершенно не поддавался полировке. После серебрения отработанный раствор я слил в емкость с комплектом зеркал от 60-мм рефлектора системы Грегори. Каково же было удивление, когда, вынув их, я увидел чистый зеркальный блеск!
Рис.33. Первая неудача, комплект зеркал Грегори.
Эти зеркала серебрились рабочей поверхностью вниз, что заставило пересмотреть весь метод серебрения. Мне всегда хотелось расположить зеркало во время серебрения именно лицевой стороной вниз, как это советуют в специальных руководствах. В процессе химической реакции появляются черные хлопья похожие на сажу, они оседают и прилипают к образующемуся серебряному слою. Но такой метод требует более чем в два раза больший объем растворов, а это перерасход серебра, как мне казалось раньше. Но перерасход из-за ошибок оказался еще больше. Поэтому решено было изготовить специальную емкость для серебрения главного зеркала в положении лицевой стороной вниз.
Другая проблема заключалась в том, что реакцию серебрения нужно прервать в нужный момент, то есть необходимо некоторое определенное время проявления. Слишком ранняя остановка процесса вызывает уменьшение отражающих свойств, покрытие будет полупрозрачное. Слишком длительное выдерживание зеркала в растворе приводит к появлению мутных разводов, серебряный слой станет настолько толстый, что начнется кристаллизация и отражение будет слабым, матовым и его уже невозможно будет довести сухой полировкой до полного блеска.
Дело осложняется еще тем, что процесс идет неравномерно. В первые минуты серебрение никак себя внешне не проявляет. Потом стекло становится тонированным, потом коричневым с намеком блеска, а потом, вдруг, раз и готово. Пока приглядываешься и сомневаешься, а тем временем получается пересеребрение.
На скорость течения реакции также оказывает сильное влияние температура. Замечено, что при +15 град реакция почти не идет, а при +20 град идет очень быстро. Температура зеркала должна быть на пару градусов выше температуры растворов. Учитывая все эти тонкости, перед основным серебрением, было проведено пробное серебрение на не больших образцах стекла в маленькой емкости. Лучшие результаты были получены на тех образцах,серебрение на которых было остановлено при первых признаках заметного желтоватого блеска (рис.34). Сразу после сушки можно было сполировать легкий мутный налет с помощью замши с не большим количеством крокуса, получая белый чистый блеск.
-
1.Изготвление специальной емкости.
Основанием емкости для серебрения послужил круг из 10мм фанеры, на который был приклеен слой полиэтилена. Из пласиковых бутылок винтообразно были вырезаны полоски шириной 40мм и с помощью герметика приклеены к торцу, образовав бортик высотой 30мм. Снаружи бортик стянут хомутом. Зеркало погружалось в емкость с небольшим наклоном, чтобы была возможность выгнать воздушный пузырь. Зеркало висело на проволоке пропущенной снизу и связанной петлей. Проволока обязательно должна быть в виниловой изоляции, чтобы избежать контакта металла с кислотно-щелочным раствором.
Весь проволочный бандаж должен быть очень надежный и удобный, чтобы иметь возможность безопасно и быстро извлекать зеркало для осмотра. Зеркало опиралось на две точки опоры, два кусочка стекла были приклеены герметиком к дну у края диаметрально противоположно. Это позволяло покачивать зеркало и более энергично перемешивать раствор. Необходимый объем раствора составил 300мл.
Рис.35. емкость, зеркало в емкости
-
2.приготовление азотнокислого серебра.
Исходным материалом был слиток серебряных электрических контактов. Кусочек серебра растворяем в концентрированной азотной кислоте. При обычной температуре растворение почти не идет, для ускорения процесса кислоту нужно подогреть. На открытом воздухе была установлена электроплита, на небольшом расстоянии от спирали лист металла, а на нем фарфоровая чашка с кислотой и серебром. Наблюдение за процессом проводилось из помещения, и от туда же происходила регулировка нагрева методом периодического отключения из сети. Нагревать кислоту нужно постепенно и в самом начале процесса. Когда появится коричневый дым, то нагревание можно отключить, дальше растворение идет уже спонтанно. Можно наблюдать, как все пузырится, распространяется едкий коричневый дым окиси азота и образуется белая соль азотнокислого серебра. Через 10 минут выделение окиси азота прекращается,--это значит, что металлическое серебро полностью растворилось. Снова включаем электроплиту и расплавляем снегообразную массу, примесь при этом выпадает в осадок. Едкого дыма уже не выделяется, можно подойти и видеть прозрачную жидкость расплавленного азотнокислого серебра и черные зерна окиси меди, они в воде не растворяется и их можно отделить потом фильтрованием. Остужаем расплав и пластмассовой лопаткой осторожно соскребаем сухую соль азотнокислого серебра.
Приятно удивила химическая чистота электрических контактов, примеси почти нет. Отношение веса серебро/азотнокислое серебро было точно 1/ 1,5. В отличие от монет и колец применяемых в первых опытах, где соотношение доходило до 1/1.1. Много примеси меди. «Не все то золото, что блестит»!
Рис.36. серебро, выделение окиси азота «лисий хвост», азотнокислое серебро, рабочий стол.
-
3.Приготовление серебрящего раствора.
Растворяем азотнокислое серебро из расчета 5г на 100мл воды. Работаем в резиновых перчатках. Дистиллированная вода у меня кончилась на первом опыте, и дальше я использовал родниковую, прокипяченную и профильтрованную воду. Было приготовлено 120мл раствора азотнокислого серебра,120мл 5%-го раствора едкого натра и 60мл 5%-го раствора глюкозы, что в сумме составило 300мл.
В раствор азотнокислого серебра добавляем понемногу 25%-й раствор нашатырного спирта. Я добавлял его пробочками (маленькими капроновыми пробочками, которые под крышкой). Раствор сразу приобретает коричневый цвет, видны плавающие хлопья окиси серебра. Вначале можно прибавлять нашатырный спирт довольно быстро до 10 пробочек, затем уже медленно, постоянно перемешивая и следя за моментом просветления. Как только раствор начет просветляться, лучше остановить добавление нашатырного спирта, оставив раствор слегка мутным. У меня ушло 14 пробочек. Если же раствор стал прозрачный, то его нужно замутнить, добавляя к нему немного раствора азотнокислого серебра.
Все работы с раствором ведем при температуре не более +20 град. Разные руководства предупреждают о взрывоопасности. Используем перчатки, очки и маску и работаем на открытом воздухе.
Далее к раствору приливаем раствор щелочи и видим, как он сразу чернеет. Постоянно помешивая, прибавляем пробочками нашатырный спирт. После 10 пробочек продолжаем прибавлять медленно, следя за просветлением раствора. Добавление нашатырного спирта прекращаем,когда раствор станет почти прозрачным, с небольшим количеством взвешенной мути. Полностью прозрачный раствор недопустим, замутняем его раствором азотнокислого серебра.
Серебрящий раствор готовится перед самым серебрением и хранению не подлежит. Теперь, если смешать полученный раствор с раствором глюкозы, то начнется реакция, при которой будет выделяться аммиачный запах и металлическое серебро будет выпадать в осадок, покрывая зеркальным блеском стенки емкости и лицевую сторону зеркала.
Рис.37. передозировка нашатырного спирта, почернение от щелочи, начало просветления.
-
4. Серебрение.
Перед приготовлением серебрящего раствора, с зеркала азотной кислотой было смыто прежнее покрытие и оно находилось под слоем воды в своей емкости. Зеркало, растворы и заранее приготовленная вода находились в одном помещении с температурой +18 град в течении нескольких часов, это способствовало выравниванию температуры.
Вынимаем зеркало, сливаем воду, заливаем раствор. На лицевую поверхность наливаем немного теплой воды, чтобы стекло стало чуть теплее раствора. Затем заливаем восстанавливающий раствор (глюкозу) и аккуратно опускаем зеркало. Сначала опускаем один край, потом другой, медленно выгоняя воздушный пузырь. Дальше руководствуемся предварительно проведенными опытами на пробных образцах. Можно кусочек стекла опустить вместе с зеркалом, и периодически извлекая его, следить за процессом. Как только появятся признаки серебрения на пробном стекле, можно осторожно поднять зеркало, поставить его рядом на ребро и взглянуть визуально. Осмотр хорошо делать на освещенном Солнцем столе. Развернув зеркало к Солнцу, можно оценить оптическую плотность серебряного слоя как фильтра. Допускается, и даже желательно, слабое просвечивание Солнца сквозь серебряный слой. Если на просвет виды яркие предметы и зеркало представляет из себя скорее плотный фильтр, то нужно вернуть зеркало в раствор,но совсем не на долго. Через полминуты осмотр нужно повторить, чтобы не пропустить момент зеркальности. Главное, не слишком долго зеркало держать на воздухе(по Навашину, не более нескольких секунд).
Чтобы процесс осмотра не вызвал суеты или других неприятностей (падение зеркала, разбрызгивание раствора), нужно провести предварительную тренировку, что бы каждый шаг и его варианты были заранее запланированы и отработаны. Тогда можно спокойно следить за процессом и управлять им.
Как только появится равномерный зеркальный блеск желтого цвета, и сквозь стекло будет виден лишь синий ореол Солнца, то серебрение нужно немедленно остановить, облив зеркало водой. После обильного промывания ставим зеркало сушить на ребро. По мере высыхания зеркальность усиливается, но также становятся видны разводы и неравномерности, которые не видны были раньше. Если общая зеркальность ощущается, то с пятнами, разводами и налетами можно будет бороться после полного высыхания с помощью сухой полировки.
Рис.38. Свежепосеребренное зеркало с пятнами и разводами.
-
5. Сухая полировка.
Получить идеальный зеркальный слой, имея мало опыта, почти невозможно. Но улучшить, не сильно пересеребренное зеркало вполне можно, полируя зеркальный слой. Замечено, что лучше полируется зеркало сразу после высыхания. Для полировки применяем ватный тампон, обвернутый нежной замшей. Небольшое количество крокуса растираем между листами ватмана, а потом втираем крокус в тампон. Полировку ведем только на полностью высохшем зеркале, так как одна капелька воды может привести к жирной царапине. Полировать начинаем вращательными движениями осторожно, с самого края, без всякого нажима. С силой нажима можно экспериментировать, определив оптимальное давление по появляющимся микроцарапинам. Нужно понимать, что какое-то количество царапин, при такой полировке, почти неизбежно и также то, что они совершенно не повлияют на качество изображения. А ухудшение внешнего вида будет с лихвой компенсировано общей зеркальной прозрачностью, что даст ощутимый выигрыш в проницании.
Легкий налет снимается сразу, а те места, которые не обнаруживают улучшения после длительной полировки, придется оставить как есть. У меня получилось несколько ляпов общей площадью около 5%. Стали видны царапины, возникшие еще при шлифовке, добавилось много царапинок на зеркальном слое, но с расстояния 2 м зеркало выглядит идеально и мутности в отражении не наблюдается. Особенно тщательно надо полировать внешнюю кольцевую зону шириной 3- 5 см, именно она собирает больше всего света, к счастью она и полируется лучше всего.
Полировка 300мм зеркала заняла 30 мин, после чего пришлось смириться с некоторыми изъянами.
Рис.39. Готовое зеркало.
-
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Это описание, хотя и описывает полный цикл постройки телескопа, конечно, не претендует на полноту изложения. Здесь скорее передан общий вид на процесс и подразумевается, что читатель уже знаком с основами телескопостроения. А если нет, то лучшим способом познакомиться с этим искусством можно, прочитав книгу Л.Л. Сикорук «Телескопы для любителей астрономии».
Наиболее подробно я старался описать процесс серебрения зеркал. Это реально доступная технология и может успешно применяться в любительской практике. Вот уже два года зеркальный слой радует меня своим блеском и каких-то признаков потускнения не наблюдается.
Конструкция фермы максимально упрощена за счет отказа от нижнего короба и верхнего барабана, что сразу отразилось на весе (полный вес 10кг). А надежность от этого только улучшилась. Юстировка никогда не сбивается. Установка телескопа на площадку занимает одну минуту—поставил, открыл крышку, навел резкость.
К недостаткам можно отнести неспособность выдерживать большие увеличения. Наблюдая за планетами при увеличении более 100х, видишь жуткое размытие. Кроме воздушных искажений, здесь добавляется не меньшие по величине тепловые деформации оптической поверхности. При теневых испытаниях наблюдались постоянно перемещающиеся полутени, которые заметно изменяли форму параболоида, что уж тут ожидать от ночных перепадов температуры. Вид Марса в рефрактор с диаметром объектива 60 мм определенно выигрывает за счет своего спокойствия. Однако, при наблюдении звездных скоплений и туманностей 300 мм рефлектор вне конкуренции.
Не стоит рассматривать постройку телескопа как способ сэкономить деньги. Скорее всего затраты сил и времени превзойдут его стоимость. И довести начатое до конца способны далеко не многие. Люди с темпераментом типа халерик не должны браться за постройку телескопа, каким бы сильным не было это желание. Таким людям надо покупать готовый телескоп и любоваться звездами сразу.
Завораживающий вид звезд в телескоп, построенный своими рукам, приносит неописуемое удовольствие. Не меньше волнующих моментов ждет строителя и в процессе работы,— теневые испытания, первый свет и первый блеск. Известны люди, которых последнее увлекает больше, чем само созерцание звезд в окуляр. Строительство телескопа – это романтика, это путешествие от нескольких ангстремов до многих световых лет. Человек, вооруженный самодельной оптикой, не только расширяет свои зрительные возможности, но и приобретает более глубокий взгляд на микро- и макро Вселенную, то есть совершенствуется.
С уважением.
Олег Яворский. 2012г. oleg7082009@yandex.ru
-
Ну вот выдал, кратко так ;D
спасибо за терпение , при чтении.
-
Автор - ты поэт) Это почти книга!
Спасибо за подробности)
-
Кстати, Олег, надеюсь, ты понимаешь, что эта болванка, именно от Петрова, которую я хранил долгие годы. Рад что пригодилась и увидела свет. Так держать!
-
Кстати, Олег, надеюсь, ты понимаешь, что эта болванка, именно от Петрова, которую я хранил долгие годы. Рад что пригодилась и увидела свет. Так держать!
добавил в благодарности.
-
Рис.1. А.Н.Петров на фото слева.
(http://www.astrodrome.ru/we/index.php?action=dlattach;topic=774.0;attach=17415;image)
Какой Колька молодой! (http://www.astronomy.ru/forum/Smileys/classic/cheesy.gif)
(http://img-fotki.yandex.ru/get/5308/26478918.5d/0_9ac7e_8ff6fb57_XL)
-
Я думаю, тема будет не полной без этих карточек.
все-таки произведение искусства этот Добсон, как не крути :)
(http://farm5.static.flickr.com/4038/4462011462_4e583feca6_o.jpg)
(http://farm5.static.flickr.com/4011/4461235129_0ba7f738ea_o.jpg)
-
Рис.1. А.Н.Петров на фото слева.
А какого года фото (похоже ещё на пленку)? Кто и где снимал?
-
И. Глазунов говорил, что в Академгородке на крыше ИЯФа. В каком году, не знаемо.
-
Смотря дискавери "как это устроенно" и в правду телескоп построить легко, смотреть с 16 мин. 20 сек. (http://videodiscovery.org/1501-ershiki-dlya-chistki-trubok-goluboy-syr-stilton-umnye-elektricheskie-schetchiki-teleskopy.html) ;)
-
Да уж... это почти штучное производство "ричиобразных" астрографов. 6 недель на телескоп... С нелюбительским оборудованием. Лучше б показали аматера с ньютоном на добсоне. Ну или фабрику селестрона какого-нить, как они Ш-К штампуют)
-
Да уж... это почти штучное производство "ричиобразных" астрографов. 6 недель на телескоп...
А как они зеркала напыляют, прям песня какая та!
А как вот такой скопчик с двумя 8 метровыми зеркалами смотреть с 9-ой минуты (http://documentaryfilm.ru/2011/01/27/dokumentalnyj-film-onlajn-iz-chego-eto-sdelano-sezon-4-seriya-6-teleskop-turboreaktivnye-dvigateli-nesmertelnoe-oruzhie/)
А тут похоже EDэшку от скайвотчера распилили, смотреть с 6мин. 10 сек.
Как это устроено? Discovery Channel. (S1-4) (http://www.youtube.com/watch?v=f9XKPycLBKU#ws)
-
Однако...
Телескоп своими руками за 5 $ (http://www.youtube.com/watch?v=vfqLlJ5kxhY#)
-
А качество картинки от этого скопа на скока баксов?
-
Да ладно качество, для первого телескопа, который можно за вечер собрать самому, оно даж не вторично. И в принципе, доступность 100 мм сантехники была бы интересна первоскопостроителям, но уж больно короткофокусный объектив из лупы получается...
-
Добрый день Олег Герасимович! У меня появились вопросы в связи с фотографированием рельефа, а именно снимается часть рельефа зеркала .Нужна ли цветной фильтр при фотографирование. Я сейчас занимаюсь фигуризацией 320мм зеркала.Прошу высказать ваше мнение по снимке.Снимаю числовым аппаратом,как вы указали. Как снимать зеркало в полном масштабе?
С уважением Володя.
-
Чтот Олег запропал. Антон Василич, и другие практики телескопостроения, помогите по мере сил уважаемому Володе разобраться с его вопросами.
-
Насколько помню, там так фотографировалось (фильтры не нужны никакие). Просто вместо того, чтобы смотреть глазом, помещаем в это место фотоаппарат и желательно на штативе, выискиваем наилучшее место, где рельеф наиболее отчетливо виден и зумом расширяем до нужных масштабов. При необходимости (мало света может быть) переходим в ручной фокус и фокусируем, ну и снимаем - как-то так, если я правильно понял вопрос и задачу...
-
Я недавно приступил к изготовлению ГЗ 200мм. ~1/9. Обдирку завершил кольцом ~100мм. После изготовлениея шлифовальника из эбоксидного клея обнаружился обширный завал края. Знаю что нужно его устранять штрихом 1/4 - 1/5 диаметра. Так вот, мне не понятно, 1/3 диаметра это 200/3= ~66, это мне нужно сдвигать зеркало от края шлифовальника на 66мм? Или 33? Ответьте пожалуйста :sos:, а то работа стоит, и завал ни как не отшлифовывается :facepalm:
-
Само ГЗ склеяно из 5 стекл, общая толщина заготовки 24мм. А если не круглить заготовку, это критично? скажется на астигмизме?
-
Треть диаметра это 66-67мм от края, одна четвертая-пятая штриха - это соответственно 50мм-40мм от края.
-
Сами по себе склейки-бутерброды не очень хорошо, может вести при перепадах температур непредсказуемо...
-
Если завал не уходит, то можно ещё попробовать укоротить штрих.
-
Спасибо, я почему-то от радиуса высчитывал 33мм... :motaet: Теперь ясно почему центральная часть ну ни как не реагировала на шлифофку :facepalm:. Бутерброд- это не выбор, а без исходность... :sad:
-
Сегодня прошелся образивом N8 (30сек. отмучивания, как писалось в начале темы). На фото видно что самый край практически не отшлифовался вообще. Обязательно ли его шлифовать,? Остальная поверхность отшлифовалась равномерно.
-
Не сочтите перфекционистом, но, думаю, должна работать вся поверхность, апертура лишней не бывает.
-
Решил оставить край как есть, времени уйдет много да и с образивами напряг. Сегодня пробывал чуток с N6, визуально матовось немного тоньше стало.
-
Товарищи, как мне сошлифовать самый край зеркала, от фаски примерно 5-6мм. зона не шлифуется совсем. Эт считается завалом края? Я предпологаю штрих 1/5 слишком длиный для того чтоб его дотереть. Каким штрихом эт дело исправить? Использовал 1/5, потом и вовсе здвигал зеркало на 10мм. Как быть?
-
Ну для начала неплохо-бы круглить заготовку и сделать нормальную фаску. Про внешний вид молчу :facepalm: Дело в том, что выкрашиваясь стекло наделает кучу царапин и т.д.
Что касается завала, то получился он из-за неправильной обдирки, точнее она не доведена до конца. Середину вы выгрызли, а ободок остался. Это обычно доводят или обдирочным кольцом диаметром чуть больше половину диаметра зеркала или маленьким (местным) шлифовальником с постоянным контролем по шаблону.
То что сейчас на зеркале вывести очень сложно, особенно вручную, для этого нужно опустить всю поверхность "сферы" до того уровня, чтобы сфера "дошла" до края заготовки. Когда сделаете фаску 1,5 мм конечно станет легче, но тем не мение работать оч долго. Проще вернутся и довести обдирку до ума. Меньше времени потеряете. Тем более на крупном абразиве закончится шлиф эпокситный быстрее, чем дойдёте до полировки.
-
:dumaet: :swoon: ясно, спасибо, обдиру. Кругление надо бы зделать, только не на чем.
-
:dumaet: :swoon: ясно, спасибо, обдиру. Кругление надо бы зделать, только не на чем.
Берёте металлическую ленту шириной 30-40 мм опоясываете заготовку, отгинаете концы ленты в сторону, чтобы не сопрокасались. Вращаете зеркало подсыпая крупный абразив с водой и сжимая одной рукой концы ленты регулируете прижим. :)
-
:) еще раз спасибо.
-
Спасибо, я почему-то от радиуса высчитывал 33мм... :motaet: Теперь ясно почему центральная часть ну ни как не реагировала на шлифофку :facepalm:. Бутерброд- это не выбор, а без исходность... :sad:
Извините пожалуста а что такой диаметр 200мм ? Не много ли? И что за безисходность склеивать ? если потянеш дальнейшее строительство телескопа - подарок тебе сделаю - зеркало 180мм диаметром и фокус 1200мм . Безвоздмездно !! Ты хоть напиши кто ты, что ты ? Ато куда слать - хорошо хоть планета написана !
-
Спасибо, я почему-то от радиуса высчитывал 33мм... :motaet: Теперь ясно почему центральная часть ну ни как не реагировала на шлифофку :facepalm:. Бутерброд- это не выбор, а без исходность... :sad:
Извините пожалуста а что такой диаметр 200мм ? Не много ли? И что за безисходность склеивать ? если потянеш дальнейшее строительство телескопа - подарок тебе сделаю - зеркало 180мм диаметром и фокус 1200мм . Безвоздмездно !! Ты хоть напиши кто ты, что ты ? Ато куда слать - хорошо хоть планета написана !
Решил сразу на 200 замахнуться, инструмент для наблюдения чтоб нормальный был. Заготовку мне не достать литую в наших краях :sad: вот и пришлось склеять, сорт стекла так же не известен. Спасибо за щедрое предложение, но я сам хочу начатое завершить. Работа на даный момент стоит, т.к. нету времени. скоро соберу станочек "mirror o matic" и продолжу, посмотрим что из этого выйдет. Спасибо еще раз ;)
-
Спасибо, я почему-то от радиуса высчитывал 33мм... :motaet: Теперь ясно почему центральная часть ну ни как не реагировала на шлифофку :facepalm:. Бутерброд- это не выбор, а без исходность... :sad:
Извините пожалуста а что такой диаметр 200мм ? Не много ли? И что за безисходность склеивать ? если потянеш дальнейшее строительство телескопа - подарок тебе сделаю - зеркало 180мм диаметром и фокус 1200мм . Безвоздмездно !! Ты хоть напиши кто ты, что ты ? Ато куда слать - хорошо хоть планета написана !
Решил сразу на 200 замахнуться, инструмент для наблюдения чтоб нормальный был. Заготовку мне не достать литую в наших краях :sad: вот и пришлось склеять, сорт стекла так же не известен. Спасибо за щедрое предложение, но я сам хочу начатое завершить. Работа на даный момент стоит, т.к. нету времени. скоро соберу станочек "mirror o matic" и продолжу, посмотрим что из этого выйдет. Спасибо еще раз ;)
Ну тогда советую запастись терпением и терпением и ещё раз терпением , я из готовой оптики и диаметром поменьше так и не смог ничего стоящего сделать , потом встаёт САМЫЙ ГЛАВНЫЙ ВОПРОС - монтировка , Добсон ? Тогда наблюдать придётся с увеличением до 60-80 крат , т.е планеты отпадают , самое главное сначала разобратся что вы будете наблюдать , что вам более интересно! Главное правило астронома - не делай больших скачков! Т.е сперва нужно в маленький телескопчик насмотрется , иначе просто отобьёте себе всю охоту! Год назад один человек (впоследствии знакомый) начитавшись рекламы купил Доб 200мм . Случайно мы с ним познакомились и я ему показал в мак90мм сатурн и через месяц он продал свой телескоп и купил рефрактор 70мм - и сейчас доволен.
-
Почему же до 80 крат? Не знаю пока какая монтировка будет, зеркалао доделаю там посмотрим. У меня окуляры есть от бинокля фокус ~24мм и ~40мм сначала с ними попробую. Кстати вторичное зеркало, годиться оборачивающая призма от бинокля? Знаю знаю про терпение ;)
-
Почему же до 80 крат? Не знаю пока какая монтировка будет, зеркалао доделаю там посмотрим. У меня окуляры есть от бинокля фокус ~24мм и ~40мм сначала с ними попробую. Кстати вторичное зеркало, годиться оборачивающая призма от бинокля? Знаю знаю про терпение ;)
Призма сгодится но она маленькая и будет обрезать поле зрения , нужно найти кусок зеркала , которое не покрыто защитной краской с обратной стороны . такие бывают у специалистов которые режут по размерам стёкла оконные , стёкла я на наждаке обтачиваю и светофильтры и линзы , мелкий наждачный круг.
-
нужно найти кусок зеркала , которое не покрыто защитной краской с обратной стороны . такие бывают у специалистов которые режут по размерам стёкла оконные , стёкла я на наждаке обтачиваю и светофильтры и линзы , мелкий наждачный круг.
К сожалению такие стёкла слишком "кривые" и на вторичку не годятся. Их конечно можно поставить на скоп, но тогда действительно смотреть на равнозрачке, при приличных увеличениях качество будет плохим. :sad:
-
нужно найти кусок зеркала , которое не покрыто защитной краской с обратной стороны . такие бывают у специалистов которые режут по размерам стёкла оконные , стёкла я на наждаке обтачиваю и светофильтры и линзы , мелкий наждачный круг.
К сожалению такие стёкла слишком "кривые" и на вторичку не годятся. Их конечно можно поставить на скоп, но тогда действительно смотреть на равнозрачке, при приличных увеличениях качество будет плохим. :sad:
Да это так , согласен.
-
Какая креативная труба)
http://www.astrobin.com/190157/0/ (http://www.astrobin.com/190157/0/)
http://www.astrobin.com/190161/ (http://www.astrobin.com/190161/)
-
Из истории MARY HILL - MAKES TELESCOPE [07-21-33] (21 июля 1933 г.?)
(https://pbs.twimg.com/media/CRE--wGWwAAdz7Y.png)
-
Какая креативная труба)
http://www.astrobin.com/190157/0/ (http://www.astrobin.com/190157/0/)
http://www.astrobin.com/190161/ (http://www.astrobin.com/190161/)
А знаю прототип!!!
:гггггг:
-
Прикольно, Папа Карло строит Ньютон. :praise:
----------------------------------------------------------------------------
Мой Доб-300 серебряный (постройка которого описана здесь) в строю. Серебряное покрытие пошло пятнами.
Однако не так давно я натер его замшей, навел на М31 и был безмерно обрадован тем,
что сразу перед центральным ядром предстал вполне различимый спиральный рукав.
-
https://api.thetopinbox.com/track/v2/link?id=02c0b894-e4e2-468b-aeda-c5450d5b1428&url=https%3A%2F%2Fstellar.d3.ru%2Fbinoskop-400mm-1339481%2F Вот это упорство в достижении цели!
-
Абсолютно сказочный вид в 100 мм после 40)
-
https://www.cloudynights.com/topic/654837-group-70/ Вот это телескоп!