Крепежные кольца для телескопа своими руками
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 04.10.2024
Его Катя сделала своими руками на занятиях в кружке астрономии в нашей Симферопольской детской обсерватории.
Для тех, кто подзабыл или не в курсе - коротко напомню, что есть всего два вида оптических телескопов: рефлектор и рефрактор. Ну и смешанный вид.
Самый простой телескоп - это рефрактор. Для того, чтобы разглядывать Лунные моря, кольца Сатурна и спутники Юпитера этого прибора вполне достаточно. Галилей ведь именно с помощью такого телескопа свои открытия делал!
Я раньше считала, что для того, чтобы сделать такой телескоп, нужны какие-то особенные материалы. Но оказалось, сделать телескоп самим проще простого! Все школьники 4-2 классов из кружка прекрасно справились:)
Главное, линзы хорошие найти. Их детям выдала руководительница кружка, это детали от уже старых ненужных телескопов. Вполне вероятно, что вы сможете такие купить на барахолке или на форумах в интернете.
А потом дело за малым. Подобрать трубу нужной длины под фокусное расстояние двух линз (на фото как раз Катя угольникам меряет фокус).
 |
| Определение фокусного расстояния линзы для телескопа |
А саму трубу можно делать из чего хотите - хоть из рулона упаковочной бумаги, как они сделали на кружке. Просто намотали несколько слоев и закрепили скотчем.
Обратите внимание на Катино ноу-хау центрирования малой линзы (окуляра) в трубе - с помощью картонного листа, сложенного треугольником.
Резкость наводится выдвижением малой трубы с малой линзой относительно большой трубы с большой линзой на противоположном конце.
 |
| Фрагменты телескопа отдельно |
И, конечно, нужен штатив. Без него вы просто не сможете "поймать" в окуляр не то что звезду, но даже окно дома напротив:)
Штатив мы планируем использовать от фотоаппарата. Муж обещал придумать какое-то крепление, чтобы телескоп можно было устанавливать и снимать. А то как подставка под фотоаппарат штатив нам тоже нужен:)
 |
| Телескопу нужен штатив! |
Осталось только телескопу дать имя - наклейку "СОЛА" прикрепить. Это значит "Симферопольское общество любителей астрономии". Обществу в этом году 70 лет исполняется. Эту наклейку Катя "купила" за свои честно заработанные астрономическими знаниями деньги "Орбитоны", которые использовались на Космическом марафоне, устроенном в честь Дня Космонавтики и дня рождения общества.
 |
| Свой телескоп Катя назвала "СОЛА" - в честь Симферопольского общества любителей астрономии |
Марафон проходил прямо у обсерватории в Детском парке Симферополя. Да-да, у нас обсерватория стоит в самом центре города! И да - она действующая! Туда даже организовывают экскурсии для жителей города. Мы однажды тоже были там, смотрели туманности и галактики. Незабываемые впечатления!
А в этот раз мы пришли, чтобы вместе с кружковцами попробовать свои силы в астрономии. Было очень здорово! Я даже не ожидала, что это вызовет такой ажиотаж - чтобы зарегистрироваться на марафон стояла целая очередь из посетителей парка, которые пришли сюда просто погулять с детьми:)
На площадке перед обсерваторией устроили "космические станции" на каждой из которых участникам давались космические задания: найти созвездия, назвать космические аппараты и т.д. Правильность выполнения оценивалась, баллы заносились в специальный маршрутный лист. А потом по этим баллам в "банке" можно было получить местную валюту - орбитоны :) И за них купить что-то на ярмарке поделок.
Катя, например, накупила себе "космических печений" - домашних песочных коржиков в виде звезд и комет:)
А накануне она для этой ярмарки тоже сделала свои поделки - космические волчки. Я про них писала ВОТ ТУТ: Поделка "Волчки-квазары".
Когда мы пришли все волчки уже раскупили, только один мы потом увидели у мальчика в руках. Катя была горда и довольна:)
А потом, под впечатлением этого марафона, Катя потом дома сама устроила нам квест-марафон ко Дню космонавтики. Вдохновилась:)
 |
| Космический марафон при Симферопольской детской обсерватории |
А еще мы там посмотрели на Солнце через солнечный телескоп - есть у нас обсерватории такой! К сожалению, пятен на нашем светиле сейчас не было, и в окуляр было видно примерно то же, что и обычными глазами. Но все равно интересно. Надо будет как-нибудь выбраться и на пятна посмотреть:)
Как сделать телескоп своими руками Страна советов уже рассматривала на примере телескопа-рефрактора. А сегодня мы с Вами рассмотрим как создать самодельный телескоп-рефлектор.
Как Вы уже наверное знаете, в телескопах-рефлекторах объектив представлен зеркалом. Изготовить самодельный телескоп-рефлектор довольно сложно, особенно если вручную делать для него зеркала, однако несомненным преимуществом самодельного телескопа-рефлектора перед таким же самодельным телескопом-рефрактором является его большее по сравнению с рефрактором оптическое увеличение.
Самодельные телескопы-рефлекторы любители астрономии строят, в основном, по системе Ньютона. Именно Исаак Ньютон примерно в 1670 году впервые создал телескоп-рефлектор. Это позволило ему избавиться от хроматических аббераций (они ведут к снижению чёткости изображения, к появлению на нём цветных контуров или полос, которых на реальном предмете нет) — главного недостатка существовавших тогда телескопов-рефракторов.
В этой схеме зеркало 1 – это объектив, также называемый главным зеркалом. Это зеркало является параболическим или сферическим. Зеркало 2 называется диагональным зеркалом – это зеркало направляет пучок отраженных лучей через окуляр к наблюдателю. Элемент, обозначенный цифрой 3, — окулярный узел.
Фокус главного зеркала и фокус окуляра, вставленного в окулярный тубус, должны совпадать. Фокус главного зеркала определяется как вершина конуса отраженных зеркалом лучей.
Диагональное зеркало изготавливается небольших размеров, оно является плоским и может иметь прямоугольную или же эллиптическую форму. Устанавливается диагональное зеркало на оптической оси главного зеркала (объектива), под углом 45° к ней.
Обычное бытовое плоское зеркало не всегда подходит для использования в качестве диагонального зеркала в самодельном телескопе – для телескопа нужна оптически более точная поверхность. Поэтому в качестве диагонального зеркала можно использовать плоскую поверхность плоско-вогнутой или плоско-выгнутой оптической линзы, если предварительно покрыть эту плоскость слоем серебра или алюминия.
Размеры плоского диагонального зеркала для самодельного телескопа определяются из графического построения конуса лучей, которые отражаются главным зеркалом. При прямоугольной или эллиптической форме зеркала стороны или оси соотносятся друг к другу как 1:1,4.
Объектив и окуляр самодельного телескопа-рефлектора монтируются в трубе телескопа взаимоперпендикулярно. Для крепления главного зеркала самодельного телескопа требуется оправа, деревянная или металлическая.
Для изготовления деревянной оправы главного зеркала самодельного телескопа-рефлектора Вы можете взять круглую или восьмигранную дощечку толщиной не менее 10 мм и на 15-20 мм больше, чем диаметр главного зеркала. Главное зеркало закрепляется на этой дощечке 4 отрезками толстостенной резиновой трубки, надетыми на шурупы. Для лучшей фиксации под головки шурупов можно подложить пластмассовые шайбы (само зеркало зажимать ими нельзя).
Труба самодельного телескопа изготавливается из отрезка металлической трубы, из нескольких склеенных между собой слоев картона. Можно также изготовить трубу металлическо-картонную.
Три слоя плотного картона следует склеить между собой столярным или казеиновым клеем, затем вставить картонную трубу в метталические кольца жесткости. Из металла также делают чашу для оправы главного зеркала самодельного телескопа и крышку трубы.
Самодельный телескоп-рефлектор перед использованием необходимо установить на специальную подставку – монтировку. Вы можете приобрести как готовую заводскую монтировку, так и изготовить ее самостоятельно, из подручных материалов. Подробнее о видах монтировок для самодельных телескопов Вы сможете прочесть в наших следующих материалах.
Страна советов напоминает Вам, что смотреть на Солнце без использования специальных солнцезащитных фильтров крайне опасно для здоровья Ваших глаз!
Я задумался о том, что мне нужен другой телескоп. Это нормальная ситуация. Говорят, что какой бы не был у любителя телескоп, он всегда мечтает о лучшем. И тут возникает вопрос: купить или сделать самому? Ответ на самом деле неочевиден. Купить наверняка проще, а может быть и дешевле? Строить самому при отсутствии опыта — сложная техническая задача, не известно получится ли вообще и не понятно будет ли это дешевле, чем просто купить.
Я вступил на скользкую тропу самостоятельного телескопостроения. Далее расскажу о моих первых шагах в этом направлении, но сразу предупреждаю, что пока не ждите прочитать статью с хэппи эндом. Мне до него очень далеко (если вообще он случится).
Итак, начинать нужно с изучения теории.
Кроме этих весьма полезных книг, конечно, можно и нужно посещать астрофорумы. например, вот этот. Тут можно и вопрос спросить и почитать, кто, что и как делает.
В целом я бы сказал, что ниша любительского телескопостроения в России кажется абсолютно пустой (но это не точно). В европах и америках есть специальные магазины, которые продают и заготовки к зеркалам (mirror blanks), и шлифовальные порошки, и инструменты и комплекты для изготовления зеркал (teleskope mirror kit).
У нас сейчас, конечно, не 79-й и не 82-й год, но вот где взять заготовку к зеркалу телескопа? Или где взять шлифпорошки? Я нашел несколько оптических заводов, но похоже они абсолютно не заинтересованы в частных заказчиках. Вероятно у них главный заказчик — это государство в лице ВПК. Я хотел купить заготовку зеркала — диск диаметром 200 миллиметров и мне сказали, что он будет стоить около тридцати тысяч без пересылки. Возможно там очень качественное оптическое стекло, а я дилетант просто не понимаю (без иронии, я знаю, что где-то может потребоваться исключительное качество).
Сказать по правде за тридцать тысяч можно уже готовое большое зеркало купить где нибудь в великом Китае.
В общем я решил делать из подручных материалов, как советовал делать Сикорук в своей книге. Подручный материал — это витринное стекло (но некаленое). Мне нужно вырезать несколько дисков из стекла толщиной 10 миллиметров и потом их склеивать жидким стеклом. В своей книге Сикорук пишет и обосновывает необходимую толщину главного зеркала в зависимости от его диаметра.
Эпопея первая. Вырезание заготовки из стекла
Пошел к стекольщику и попросил его вырезать мне прямоугольные куски 10 мм стекла примерно 250х250 миллиметров, но они все должны быть из одного листа, чтобы быть уверенным в одинаковых свойствах всех заготовок.
Пошел в магазин и купил пару алюминиевых кастрюль внутренним диаметром 180 миллиметров. Именно такой я задумал делать телескоп Сказать по правде Сикорук советует делать первый телескоп не более 100 миллиметров и на нем набираться опыта, но нет, мы же умные, делаем сразу 180.
Кастрюля была распилена и к донышку прикручен груз и два торчащих болта.
Это будет фреза.
Далее идет долгий и мучительный процесс изготовления станка для вырезания заготовки. Тут пригодится двигатель от старой стиральной машинки, шкив от нее же, какой-то старый редуктор, куски фанеры, шпильки, гайки и прочая ерунда.
В целом выглядит вот так:
Крышка от кастрюли приклеена к стеклу силиконом и у нее загруты края. Она служит центрирующим элементом для моей фрезы. Фреза, ну то есть пол-кастрюли надевается сверху и приводится во вращение редуктором от мотора.
Работает эта штука вот так (мое видео):
Во время работы под края фрезы нужно постоянно подсыпать абразив. Поработало с абразивом минут пять-семь, абразив источился и перемешался с крошками стекла и алюминия. Смыть старый абразив и насыпать новый. Я потом приловчился делать все это на лету не выключая мотор. Поработало, смыл и тут же ложечкой подсыпал нового абразива.
Абразив я добывал так же, как это делали наши далекие предки во времена мамонтов. У меня был кусок старого шлифовального круга. Я его дробил молотком на наковаленке.
Получившиеся кусочки еще стучал молотком, крошки собирал в баночку — получился грубый абразивный порошок. Конечно, на этом этапе такое дикарство еще допустимо, а вот дальше придется повышать культуру производства.
В итоге, один 180 миллиметровый диск из 10 миллиметрового листа на моем станке выпиливается примерно за три — три с половиной часа. Я вырезал четыре диска:
По моему плану я их склею попарно жидким стеклом, края обработаю эпоксидкой, как советует Сикорук, и у меня будет две 180 мм заготовки главного зеркала. Далее я начну их точить и, вероятно, один испорчу. Ну а второй, буду надеяться, что получится.
Я уже приобрел для этой миссии набор шлифпорошков:
К сожалению, несмотря на подробные объяснения в книге Сикорука и из других источников, у меня нет абсолютно точного представления, как это нужно правильно делать. Проблема в том, что нужно исполнить параболу с очень высокой точностью: ошибки, бугры или ямки на главном зеркале должны быть менее 1/8 длины волны света. Точность исполнения параболы должна быть не менее 0,05 мкм.
Вот как пишет Сикорук в своей книге:
Процесс фигуризации и теневых испытаний трудно разделить на составляющие — это единый творческий процесс, где решающую роль часто играют не только знания, но и интуиция. Вообще, этот процесс настолько интересен сам по себе, что автор, например, часто не торопится с окончанием, пробуя работать и так и этак, находя большое удовольствие в процессе фигуризации, хотя, спору нет, вид совершенно плоской теневой картины — зрелище потрясающее.
Получается, что видимо не существует четких методик, по которым нужно действовать, чтобы получить истинную параболу?
Вот несколько красочных видео:
Грубая обработка:
Mirror grinding: 200 f/5 fine grinding:
Эта статья предназначена для тех астрономов-любителей, которые уже наигрались с биноклем и телескопом-рефрактором, рассмотрели фазы Венеры, кольца Сатурна и спутники Юпитера, и хотят чего-то менее скучного и более потрясающего. Например, самодельный телескоп в 1000 крат с огромным объективом. Сделать такое на одних линзах невозможно: дают так называемую хроматическую аберрацию, которая проявляется в виде радужных ореолов вокруг объектов, тем более сильных, чем сильнее увеличение телескопа.
Поэтому встаёт задача собрать самодельный телескоп-рефлектор, то есть телескоп на зеркалах. В его простейшей форме он состоит из двух зеркал (объектива и диагонального) и одной линзы-окуляра.
Где достать
Главное зеркало-объектив телескопа-рефлектора — самая важная и ответственная его часть. И она же — самая сложная в изготовлении. Найти готовое зеркало такого типа практически невозможно.
Хотя есть один способ: можно сделать такое из вогнутой или выпукло-вогнутой линзы. Найдите вогнутую или выпукло-вогнутую линзу самого большого размера, какого только сможете найти. Важно, чтобы фокусное расстояние было как можно выше, а, значит, вогнутость как можно меньше: от слишком мощных вогнутых линз требуется не сферическая, а параболическая форма, а это уже совсем другой дефицит, который никак не сымпровизируешь.
Самый надёжный расчёт — это найти плосковогнутую диаметром в 10-12 см и оптической силой в 1 диоптрию. Поищите её в оптических магазинах. Самодельный телескоп в 1000 крат, таким образом, не получится, но кое-что сделать с таким можно.
Серебрение с помощью химии
Затем надо заняться серебрением, чтобы получить зеркало. Приготовьте раствор, который называется реактивом Толленса. Для того чтобы приготовить этот реактив, нужны: нитрат серебра (ляпис), едкий натр (каустическая сода) и раствор аммиака.
В комплект к этому реактиву ещё понадобится формалин (раствор формальдегида). На 10 мл воды растворите 1 г нитрата серебра, на другие 10 мл воды — 1 г едкого натра. Смешайте эти растворы, должен выпасть белый осадок. Приливайте раствор аммиака, пока осадок не растворится. Этот раствор и есть реактив Толленса.
Чтобы использовать его для серебрения, следует налить его в вогнутую часть, предварительно тщательно очищенную от любых загрязнений. Если очень слабовыраженная вогнутость, следует сделать по её краю барьерчик из воска или пластилина.
Налив реактив, следует начинать частыми каплями добавлять в него формалин. Вскоре образуется плёнка серебра, и она превратится в вогнутое зеркало. Имейте в виду, что реактив Толленса не хранится долго, использовать его надо сразу после того, как он приготовлен.
Есть и способы изготовить вогнутую поверхность самостоятельно, в первую очередь — вышлифовывание на стеклянных кругах вогнутой поверхности. Однако эти способы слишком сложны, и не рекомендованы к использованию начинающими.
Таким же способом, как и вогнутое, следует изготовить диагональное зеркало. Оно должно быть идеально прямым; для его изготовления подойдёт плоская сторона любой плосковыпуклой или плосковогнутой.
Сборка телескопа
Теперь можете начинать собирать самодельный телескоп-рефлектор. Вам понадобится труба, длиной точно в фокусное расстояние зеркала-объектива (если Вы использовали для изготовления плосковогнутую линзу в 1 диоптрию, то возьмите трубу длиной в 100 см, +0,5- 1 см поправки на толщину).
Труба должна быть открытой с одного конца и закрытой с другого, и изнутри выкрашенная самой чёрной краской, что только сможете найти. Диаметр трубы должен быть в 1,25 раза больше диаметра зеркала-рефрактора, если Вы использовали для изготовления линзу диаметром в 100 мм, возьмите трубу диаметром в 125 мм.
В донце трубы, точно по центру, закрепите зеркало-объектив. Чтобы это удобно было делать, донце лучше предусмотреть съёмное. Крепить объектив к донцу можно, к примеру, суперклеем.
Сделайте отверстие ближе к открытому концу трубы. Чтобы высчитать нужное положение для отверстия, отсчитайте от открытого конца трубы её радиус. Там и должен располагаться центр отверстия. В этом отверстии будет укреплён окуляр (перпендикулярно трубе).
Оно должно висеть на оптической оси под углом в 45 градусов. Если угол выдержан правильно, то при взгляде в окуляр Вы будете видеть изображение. Если с первого раза не получится, поэкспериментируйте с углом.
Читайте также: