Projekt rozmieszczenia elementów optycznych
Po zakupieniu podstawowych elementów opisanych w poprzednim artykule, pozostaje nam do wykonania pięć podstawowych elementów naszego teleskopu:
Tubus — w którym umieszczone będą wszystkie elementy
Pająk — rusztowanie dla zwierciadła wtórnego
Cela — montaż zwierciadła głównego
Wyciąg okularowy — który posłuży do korekcji ostrości obrazu
Statyw Dobsona — na którym będzie obracać się tubus
Zanim jednak zabierzemy się za budowanie czegokolwiek, należy wykonać plany rozmieszczenia elementów optycznych w tubusie. Do tego celu można wybrać dwa programy freeware:
Najważniejsze w całym układzie jest odpowiednie wycięcie w tubusie otworu na wyciąg okularowy oraz adekwatne umieszczenie pająka i celi. Do projektu wystarczy formuła poniżej, powyższych programów należy użyć w celu dodatkowej weryfikacji.
A + B = długość ogniskowej,
C = odległość od końca tubusu do powierzchni odblaskowej zwierciadła głównego, zależy od rozmiarów celi i grubości zwierciadła,
D = odległość od końca tubusu do środka otworu na wyciąg okularowy,
R = promień tubusu,
Fh + 2 cm = wysokość wsuniętego wyciągu okularowego plus 2 cm tolerancji (różne okulary, różne oczy obserwatorów).
Załóżmy, że długość ogniskowej wynosi A + B = 1200 mm, wysokość wyciągu okularowego Fh + 2 cm = 40 mm (+20 mm), promień tubusu R = 128 mm, a odległość od końca tubusu do powierzchni odblaskowej zwierciadła głównego C = 100 mm. Należy użyć następnie poniższego wzoru:
A = (A+B) — [R + (Fh + 2cm)]
Czyli w tym przypadku:
A = 1200 — [128 + (40 + 20)] = 1012 mm
Aby uzyskać odległość od końca tubusu do środka otworu na wyciąg okularowy:
D = A + C
D = 1012 + 100 = 1112 mm
Należy kilka razy przeliczyć tę wartość, aby nie wyciąć otworu w złym miejscu, warto również zachować wycięty krążek. Aby upewnić się, czy projekt nie ma żadnych negatywnych skutków na działanie optyki, należy użyć wspomnianego wyżej oprogramowania. Ja przedstawiam projekt teleskopu wykonany za pomocą NEWT, gdyż oprócz wymiarów daje on wiele użytecznych informacji, włączając w to rozmieszczenie ewentualnych przesłon, użyteczne wydruki i skaluje w rzeczywistości wykres w zależności od danych.
Wpisujemy w każde pole:
|
Optics (Optyka) Tube (Tubus) Focuser (Wyciąg Okularowy) |
Jeśli chcemy wykonać przesłony o takiej samej średnicy wybieramy opcję 'Fixed Diameter Baffles'. Kwestia wykonania przesłon zostanie omówiona później.
Promień środkowy oznaczony jest na zielono, promień na granicy w 100% oświetlonej strefy na czerwono, promień na granicy w 75% oświetlonej strefy — na żółto. Schemat oprócz symulacji odbicia promieni pokazuje również rozmieszczenie przesłon. Na dole ekranu pojawi się tabela, która powinna wyglądać w ten sposób:
| Diagonal too small to admit 100% ray: NO/YES | Zwierciadło wtórne zbyt małe, aby odbić promienie z w 100% oświetlonej strefy: NIE/TAK |
Jeśli pojawi się YES, należy zastosować większe zwierciadło wtórne, albo umiejscowić pająka bliżej początku tubusu.
| Vignetting of 75% ray at front aperture: None/YES | Winietowanie promieni w 75% oświetlonej strefy na początku tubusu: NIE/TAK |
Jeśli pojawi się YES, należy wykonać tubus o większej średnicy.
|
Vignetting at focuser of 100% ray: None/Yes |
Winietowanie promieni w 100% / 75% oświetlonej strefy na wyciągu: NIE/TAK |
Jeśli pojawi się YES w którymkolwiek przypadku, należy zastosować krótszy wyciąg (najlepiej niskoprofilowy) albo/i wyciąg o większej średnicy wewnętrznej. Można wypróbować również różne średnice tubusu.
Winietowanie to przyciemnienie obrazu, które zachodzi za każdym razem, gdy stożek światła zatrzymuje się na przeszkodach zanim dotrze do okularu. Najczęstszym problemem jest wyciąg okularowy; wysokie i wąskie wyciągi zwiększają ryzyko odcinania promieni. Użycie szerokiego, niskoprofilowego wyciągu może być najlepszym rozwiązaniem w tym przypadku. Winietowanie może nastąpić również, gdy tubus posiada zbyt małą średnicę bądź gdy przesłony są zbyt wysokie.
Gdy klikniemy na 'Edit', następnie 'Display Baffle List' pojawi się okno przedstawiające rozmieszczenie przesłon. Przesłony mogą mieć tą samą średnicę, bądź sukcesywnie zmniejszającą się ku zwierciadle. W drugim przypadku należy usunąć tą opcję ze 'Specifications', wtedy jednak ich wykonanie będzie trudniejsze.
Do czego potrzebne są przesłony? Ich zadaniem jest redukcja odbicia światła wewnątrz tubusu, które może spowodować utratę kontrastu obrazów. Niepożądane światło może pochodzić np. z pobliskiej lampy ulicznej czy samochodów. Nadmierna ilość światła może pochodzić nawet z Księżyca w pełni albo z jasnych planet. Tak więc oprócz wyczernienia tubusu matową farbą, warto zainstalować przesłony, zwłaszcza gdy będziemy obserwować niebo w mieście. Odpowiednio umieszczone zapewnią, że odbite światło nie będzie docierało do zwierciadła wtórnego. Nieprawidłowo rozmieszczone mogą spowodować powstawanie zawirowań powietrza, dlatego też powinny znajdować się relatywnie blisko siebie. Wystarczy postępować według planów NEWT, można również poeksperymentować dodając dodatkowe przesłony ponad otworem wyciągu.
Istnieje wiele sposobów zamontowania przesłon. Wykonać je można z cienkiego drewna lub metalu, muszą być przy tym matowe i wyczernione. Najłatwiejszym jednak sposobem, który przedstawiam również w moim artykule, jest wykonanie przesłon z matowej pianki izolacyjnej służącej do uszczelniania okien.
Jeśli nie jesteście przekonani co do przesłon, możecie spróbować wpierw z tylko wyczernionym tubusem i zainstalować je później. W Internecie toczy się od dawna debata na temat użyteczności przesłon. Ja jestem ich zwolennikiem i również polecam ich zainstalowanie. Nigdy nie miałem problemów z kontrastem, a większość obserwacji prowadziłem w rozświetlonym mieście.
NEWT daje również możliwość obliczenia powiększenia zastosowanych okularów. Można również pokombinować z różnymi wariantami, klikając na 'Edit', następnie na 'Eyepieces'.
Aby wyświetlić możliwości teleskopu należy kliknąć na 'View', następnie na 'Display Performance Info'.
| Teoretyczna wykrywalna wielkość gwiazdowa dla obiektywu o średnicy 203 mm wynosi 13.3m . Zasłonięcie powierzchni zwierciadła głównego przez zwierciadło wtórne wynosi 4%, co powoduje redukcję w zdolności do zbierania światła. Teoretyczna rozdzielczość obiektywu o średnicy 203 mm wynosi 0,57 sekundy kątowej. Zasłonięcie średnicy zwierciadła głównego przez zwierciadło wtórne wynosi 19%, co ma wpływ na jakość obrazów poprzez zwiększenie dyfrakcji i obniżenie kontrastu. Maksymalne użyteczne powiększenie wynosi 400x (50x na każdy cal średnicy). Minimalne użyteczne powiększenie wynosi 29x (dla źrenicy wyjściowej o średnicy 7mm). Kątowe pole widzenia dla w 100% oświetlonej strefy wynosi 0,4934 stopnia (porównaj z artykułem opisującym wybór zwierciadła wtórnego). Jej średnica wynosi 10,21 cala. Kątowe pole widzenia dla w 75% oświetlonej strefy wynosi 1,241 stopnia. Jej średnica wynosi 25,67 cala. |
Po przeanalizowaniu planów i ewentualnych poprawkach w projekcie, można wszystkie dane wydrukować w jednym dokumencie za pomocą opcji 'Print'. Po ukończeniu planów można zabrać się za budowę poszczególnych elementów.
<- Wybór i zakup dodatkowych elementów || Wykonanie celi, pająka, tubusu i wyciągu [1] ->
Opublikowane: 06/22/2011
Autor: Marcin Klapczynski