Очерк о строительстве 18'' добсониана

[Феанор]

Рассказ о строительстве 18’’ телескопа на монтировке Добсона.


Я очень люблю созерцать вселенную. А точнее, разнообразные галактики и туманности, «затерявшиеся» среди мириадов звезд. Планеты я тоже люблю, но сейчас, как говориться, не сезон – у Сатурна кольца стремительно складываются, Юпитер непристойно низок, Марс тоже не в великом противостоянии. Поэтому планеты у меня отложены на далекое будущее. Больше же всего мне нравится находить по узорам звезд какие-нибудь туманные пятнышки, а еще лучше, когда эти пятнышки показывают какие-нибудь подробности, например, спиральные рукава.

У меня был 12’’ (305мм) самодельный телескоп системы Ньютона на монтировке Добсона. Это был мой первый опыт в изготовлении телескопов, и многое было сделано не оптимально. Сразу скажу – телескоп был весьма хороший (был – потому что я его продал) но непропорционально тяжелый – вместе с монтировкой он весил около 70 кг.

Наблюдал я в него две осени и одну весну и получил уйму удовольствия. Телескоп замечательно показывал тонкую структуру Туманности Андромеды, узоры рукавов в галактиках М101, М51, М33, NGC4449, «фантастическое» Трио во Льве (М65….) а также огромную массу менее ярких галактик.
Особо увлекали меня далекие, предельно тусклые галактики в группах, было очень занятно привыкать к таким стандартам наблюдений, когда галактики с визуальным блеском 13-13,5m уже воспринимались как яркие, а на пределе зрения рассматривались почти призрачные пятнышки 15m.

Но мне немного не хватало апертуры. И в первую очередь, по ярким галактикам. Неоднородности рукавов М51 были на пределе, М101, хоть и детальная, была весьма тусклая и еще ряд деталей так и готовы были вылезти, но апертура ограничивала. Эти и еще с десяток галактик были очень красивы и детальны, но десяток -это мало, а на очереди стояли еще полсотни звездных систем, которым для эффектного рассматривания требовался другой, больший телескоп!

Больший насколько? Как и в прошлый раз, передо мной стояли два ограничивающих фактора – габариты желаемого инструмента и цена оптики.

Не столько меня пугал вес, повторюсь – как габариты телескопа в разобранном состоянии. Имея довольно вместительную машинку «Форд Фьюжн», я могу положить туда многое, но хотелось уже при полной загрузке астрооборудованием иметь еще и места для двоих пассажиров, а это значит, что заднее сидение можно складывать только частично, что накладывает ограничения на размер ящика Главного Зеркала, и соответственно, и на само зеркало. Немаловажным параметром является и высота окуляра. Что-что, а хорошая, широкая и прочная стремянка ко мне в машину вместе с телескопом точно не поместится. Поэтому максимум, что я могу с собой взять – это подставка типа «табуретка».

Исходя из этих соображений, предельная апертура оказалась равной 500мм.

Между тем, строить новый скоп я пока что не собирался. Шел август 2007 года, и наблюдения в мой 12’’ Galaxy Voyeurist, как я его назвал, меня более чем устраивали. Но опять же – габариты и вес (под полтинник) цельной трубы! Из дома в одиночку вытащить ее было не возможно, загрузить одному в багажник – очень тяжело. И мне очень хотелось что-то предпринять, оптимизировать.
Хорошая поговорка – благими намерениями вымощена дорога в ад.
Ферму делать я уже не боялся, но строить новый скоп, чтобы поставить на него то же зеркало мне было совсем не интересно (уйма времени и несколько тысяч руб. только ради удобства погрузочных работ). Можно было заказать не дорого (в районе $800) 370мм зеркало у Каминского, а диагональ оставить ту же, что стояла у меня (70мм малая ось), но… росток идеи о БОЛЬШОМ скопе уже засел во мне, и мне хотелось получить качественный скачок! 370? Мало! Надо сделать по максимуму!

Однажды мы с Владимиром (Combasoft) ехали в полях, и дернул же меня за язык кто-то но я, загоревшись идеей постройки, сказал Володе, что буду строить. И утвердил идею в мыслях, желание превратилось в план. А план надо реализовывать.

Через несколько дней я был уже в курсе, где можно заказать какое зеркало и за сколько. Надо сказать, в это время я находился не в самом выгодном финансовом положении, после месячного странствия по Индонезии, к тому же на мне висел автокредит. И потому я призадумался, а стоит ли зеркало 500мм, собирающее только на четверть больше света, чем 450мм, значительно больших вложений, при большем весе и габаритах? Нищета, голь кабацкая сказали свое слово – я остановился на 18’’.

Я сделал заказ у Корнеева.

Ну что ж, щелкать клювом да курить бамбук – это не дело, и я сразу начал действовать. Мне очень помогла американская книга по постройке больших добсонов, которую я взял в интернете.
Прикинув, сколько мне чего надо
(А – квадратные стальные трубки для рамы к оправе ГЗ, Б – стальная полоса для нее же, В – алюминиевые трубки для фермы и бокса вторичного зеркала, Г – алюминиевая полоса для скольжения по высоте, на этот раз покупать и резать кастрюли желания не было) Нашел базу по торговле металлом. К сожалению, они не продают материал отрезками, а только целыми единицами (правда уже потом могут нарезать, чтобы влезло в машину). Поэтому у меня осталось прилично профильной стальной трубки и стальной полосы, однако, это стоило не особо дорого, всего я затратил:
Труба профильная 25х25 стенка 1,5 стальная 08ПС/2ПС 346р.
Полоса 30х4,0 сталь 5СП 239р.
Угол алюминиевый 35х35х 2,0 АД31Т5 333р
Трубы алюминиевые 25х1,0 бесшовные, АД31Т5 1026р

Это – наиболее подходящее из того, что было в наличии.

С алюминиевыми трубками мне весьма повезло, на складе оставалось 7 штук и последнюю, восьмую взяли со стенда.

Резка – на 79 рублей (я сразу попросил, чтобы мне нарезали профильную трубу и стальную полосу отрезками, нужными для рамы ГЗ, и остальное – чтобы влезло в машину).

Следующие два дня я подгонял детали по размеру с помощью точильного колеса, чистил ржавчину и обрабатывал антикоррозийным раствором стальные детали.

Следующим шагом была покупка фанеры. На сей раз я не собирался утолять неуемные аппетиты газелистов (300рублей за 500м пути), а поступил следующим образом: постелив на крышу авто 2 туристических пеноковрика, положил два листа фанеры и слегка зафиксировал их, обвязав буксировочным тросом, который пропустил в окна автомобиля. Первый раз мы съездили с другом, в другой раз, когда я докупал фанеру, вообще один справился.

Весь процесс подробно расписан в соответствующей теме на форуме Звездочет, я же упомяну о нескольких важных или любопытных моментах.

Чтобы сварить раму для ГЗ, я собрал ее на дощечке, для чего пришлось просверлить несколько отверстий в раме (большая их часть потом была расточена до нужного диаметра для инсталляции тех или иных деталей оправы). В эти отверстия я вставил саморезы и закрутил их в дощечку, конечно, предварительно все тщательно вымеряя и размечая на фанере карандашом. Две боковые полосы я плотно прижал к квадратным трубкам наполовину вкрученными в фанеру саморезами. В таком виде все это было передано сварщику, а инструкции по сварке были прописаны фломастером на самой фанерке. В итоге сварили мне хорошо и качественно.

По поводу размеров. Я строил телескоп довольно строго по книге David Kriege and Richard Berry по строительству больших добсонов, в ней есть много таблиц, где указаны все размеры, необходимые для постройки добсонов различных апертур и относительных отверстий.

Правда, допущены некоторые неточности, например, алюминиевая трубка для фермы по книге должна быть чуть большего диаметра и с чуть более толстой стенкой, но где взять именно такую? Фанера, имеющаяся в продаже у нас также не всегда идеальна по толщине – после 15мм, например, сразу идет 18мм. Для колец бокса диагонального зеркала я предпочел взять на миллиметр тоньше указанной величины, а на толщине ящика ГЗ и деталей монтировки, наоборот, экономить не стал и использовал 18мм.

Еще по поводу фанеры. Не смотря на весьма высокую цену на данный материал (под 50 долларов за лист 1550х1550, правда, большую часть я взял дешевле из старых партий), качество зачастую бывает просто отвратительным – не говоря уже о том, что порой трудно подобрать ровный лист, фанера готова расслоиться. Так что, была бы возможность, я бы однозначно предпочел фанеру импортную, а если уж берете самую обычную, надо внимательно рассматривать каждый лист не только не кривой ли, но и тщательно осмотреть сбоку по периметру. Это был самый неприятный момент в постройке скопа, и фанерные детали (а заодно и производитель этой фанеры) таким образом покрыты толстым слоем мата еще до окраски

Диагональное зеркало. Какого размера выбрать? Да и вообще, где взять?? Я знал несколько вариантов: Корнеев, Санкович, Каминский, или заказать из-за рубежа. Но делать 1 штуку никто не брался. Валерий мне подсказал, у кого можно купить, но размеры, которые были в наличии и цена меня не устраивали (слишком большие и дорогие) . Да, я принял решение о приобретении ДЗ не сразу, так как сначала думал, а что если поставить 70мм от тогда еще моего 12’’ скопа? Но скоп лучше было продать укомплектованным, а главное, соблазняясь распродажей, я задумал заменить свой ОКШ24 на 31мм Наглер, а с таким окуляром и такое маленькое зеркальце… В то же время, 100мм байда стоимостью за 10 тыс рублей, экранирующая приличный кусок ГЗ мне была не нужна. И я решил найти что-то от 78 до 85мм. Вячеслав предложил мне вариант выписать, совсем недорого, кроме того, я связался с Каминским. Каминский тоже не был готов сделать зеркало специально для меня, но у него было в отбраковке одно 78мм зеркало из ЛК, сбоку имеется скол размером менее миллиметра. Оптик уверил меня, что на качество поверхности данный дефект совершенно не влияет, и решение было принято, тем более, что стоило это зеркало $100. Можно было, конечно, найти где-нибудь за рубежом стекляшку со специальным покрытием, отражающим 96% света и получить на 8% более мощный телескоп, но… у меня было тогда сразу несколько задач, требующих решения (и при этом дефицит бюджета), и я решил пока что пойти по простому пути.

Немного о боксе диагонального зеркала. Не так страшен черт… Изготавливается он достаточно легко, два кольца, два конца… Здесь особо важно очень аккуратно (1мм погрешность – уже плохо) вырезать два точно одинаковых фанерных кольца и остальные детали – точность должна быть выше, чем у большинства других деталей скопа. У меня же с точностью произошел небольшой пролет, так как я только начинал работу и навыки были подзабыты, так что расхождение составило до пары миллиметров. Это принесло мне в последствии некоторые проблемы при креплении к «барабану» тонкой стенки по кругу, но в итоге все получилось нормально (часть щелей и еще кое что помогла устранить эпоксидка).

Индивидуальной же особенностью моего бокса Д.З. является окулярная доска, слегка утопленная внутрь колец (внутренний диаметр которых сам по себе является минимально необходимым). Еще не экранирующая непосредственно апертуру, окулярная доска слегка виньетирует поле сбоку, что совсем не страшно – зато до нормальной величины (при использовании длиннофокусного окуляра) снизилось виньетирование поля моим небольшим диагональным зеркалом. Кстати, по этому же соображению + с целью экономии) фокусер я не стал покупать, а заказал очень низкопрофильный резьбовой.
Окулярная доска соединена с кольцами элементарно – эпоксидкой.

Оказывается, ферма – совсем не такая сложная штука в изготовлении. О самой ферме и не надо думать – это ведь готовые трубки. Необходимо только изготовить надежные крепления, причем так, чтобы собирать и разбирать было быстро и удобно. Снизу ферменные трубки у меня крепятся на замки обычной конструкции, но нестандартно изготовленные, потому как я ограничился фанерой различной толщины, а из инструментов – электролобзиком, дрелью и, пожалуй, наждачкой и напильником.

Моя гордость – юстировочные винты оправы ГЗ. Пришлось немного поломать голову, как же их сделать. Сделал мне их (как и остальные металлические детали) Сергей Огарков, мастер, работающий по изготовлению телескопов вместе с киевским оптиком Сергеем Каминским. Это три стальных подогнанных пары – винт и втулка. Диаметр резьбы 10мм, шаг 0,7мм. Втулки вставлены и закреплены (чтобы не вращались) в раме. Между шляпкой-рукояткой каждого винта и рамой вставлена пружина, кажется от клапанов автомобиля, работающая на сжатие. Это полностью исключает разъюстировку (если только кто-нибудь не покрутит винты), и, в то же время, винты вращаются рукой приемлемо легко, если требуется отъюстировать инструмент. После окончания этой резьбы винт заужается конусом до меньшего диаметра и после участка без резьбы на конце нарезано немного стандартной М5, чтобы крепить треугольник разгрузки ГЗ. Треугольники, кстати, одни из самых низкотехнологичных деталей в моем скопе. Не найдя более подходящего материала (не покупать же лист за несколько тысяч рублей), сделал из 15мм фанеры.

Что бы еще интересного рассказать? Пожалуй, о центре тяжести. Я очень боялся, чтобы он не был слишком «впереди», тем более, что планировалось использовать тяжелые окуляры, а также бленду из пеноковрика для предотвращения запотевания диагонального зеркала. Есть формулы для определения цента тяжести, наверное, они замечательные. Но дело не только в том, что я не особо дружу с формулами. Просто у меня нет точных весов (а точнее, вообще никаких нет). Поэтому, все измерялось на «стенде». Собранный телескоп (еще без зеркала, искателя и окуляров) «подвешивался» на двух концах саморезов (монтировки тогда еще не было) с целью выявления центра тяжести. Вместо зеркала в нужное место ящика ГЗ помещались блины от гантелей, вместо окуляров – банки с консервированным тунцом и мешки с макаронами. Я перестраховался, к тому же, вследствие производственной случайности фокусное моего зеркала немного убавилось. И в результате после окончательной сборки телескопа я обнаружил, что могу довесть окулярную часть телескопа еще аж 800 граммами. Понятно, что это будет пюпитр для подробных карт с красной подсветкой.

Об оснащении телескопа.
Инструмент, призванный щелкать сотни ярких галактик, как семечки, должен наводиться на них сходу, а не примерно на то место на небесной сфере, где находится «эта галактика». Когда я наблюдал в свой предыдущий телескоп, искателем на котором был НПЗ 10х50, галактики 9m были заметны в искатель почти на пределе. Это мня не очень устраивает, и я поставил на новый скоп более мощный искатель – ахромат Deepsky 80x480 с 2’’ фокусером. Штатным окуляром на него пока что определен NAGLER 17mm. Пусть поле чуть меньше 3 градусов, но у меня хорошие поисковые карты, а у искателя отличное проницание. Я уверен, что хотя бы пара сотен наиболее ярких галактик может быть уверенно найдена уже в искатель.
Окуляры. Если апертура телескопа ограничена не только стоимостью оптики, но и габаритаи, то зачем стесняться с окулярами? Мне на радость, в конце 2007 года фирма TeleVue вило распродажу окуляров, скидки были очень хорошие. Заказывал я все это у Вячеслава. После некоторых дум, я решил полностью продать свою линейку окуляров, которая, правда, состояла только из НПЗ ОКШ24мм и William Optics UWAN 7mm. Первый окуляр был хорош, но мне хотелось чуть более длиннофокусного, и потом, по различным отзывам, а также по моему субъективному ощущению, он немного «затемнял» изображение, так как, вроде бы, не очень «прозрачное» просветление на большом количестве линз давало уменьшение света аж больше чем на 10%. В обычных условиях это было хоть бы хны (небо и так яркое на малых увеличениях), но при использовании узкополосного фильтра… Короче, я решил заиметь самый панорамный «Наглер». Что дальше? Подбирая окуляры, оптимально выдерживать дистанцию между «соседними» увеличениями примерно в 1,7 – 1,8 раза. Я заказал 17мм Наглер. И следующий – 12мм Наглер. Хотел 11мм, но модель 12мм обеспечивает больший вынос выходного зрачка. Я люблю, когда он большой. У меня длинные ресницы, задевающие и пачкающие оптику, а если я их стригу, получаю весьма отрицательную реакцию со стороны прекрасного пола. Да и вообще – люблю большой вынос! По этой причине я избавился и от 7мм Вильям Оптикса. И не стал покупать короткофокусные «Наглеры» с не слишком большим выносом, а заказал отличную барлоу Powermate 2x фирмы TeleVue, получив, таким образом, окуляры 8,5мм и 6мм (а более короткофокусный по дипскаям и не нужен). Результат: А) мои короткофокусные комбинации имеют поле 82 градуса, Б) вынос зрачка при этом в районе 20мм. В) высококачетвенное просветление, чернение торцов и т.д. обеспечат высокое качество изображения.

В завершении – о моем «ноу-хау». В кавычках – потому что наверняка сотня человек придумала раньше то же самое и пользуется этим, ведь это очевидно. Речь о том, что крупный добсониан создает существенную нагрузку на фторопластовые опоры для поворота по азимутальной оси. В результате поворачивать его вправо-влево бывает порой тяжеловато. Существуют различные конструкции с разгрузкой на пружины с применением гимнасических дисков, но мне пришла в голову идея получше. Ведь фанера сама по себе – упругий материал! И если сделать так, чтобы подставка пружинила, то она будет снимать часть веса телескопа с фторопластовых опор на ней! Задуманное получилось. По цетнру этой оси я сделал такую же пару скольжения – сверху тот же ламинат, снизу фторопластовый кружок вокруг центрального стального стержня. Причем при соприкосновении этих поверхностей, между ламинатом по окружности и тремя фторопластовыми опорпам азимутальной оси остается миллиметровый зазор. В результате, первая нагрузка от вышеустановленной массы приходится именно на центральный пятачок, а так как диаметр его весьма мал, то для поворота, требуется совсем мало усилий. При приложении массы телескопа подставка прогибается всвязи с собственной упругостью, зазор исчезает, и все три фторопластовых опоры встают на ламинированное наружное кольцо. Но так как вследствие центрального «пятака скольжения» подставка сопротивляется, нагрузка на фторопластовые опоры приходится значительно меньшая, чем вес всего телескопа. В итоге, вращать его вправо-влево намного легче – проверено экспериментально. И Владимир Combasoft сказал – вращение легкое! Так что, для меня конструирование добсонов с разгрузкой с пружинами и диском «здоровье» осталось в прошлом!

Телескоп назван именем персонажа эпоса Дж.Р.Р.Толкиена - эльфийской владычицы ГАЛАДРИЭЛЬ. Эта эльфийка пришла из западных земель в "наши" земли еще в древности, и в те незапамятные времена осталась жить здесь, на долгий срок связав свою судьбу с этими землями. Ее последние годы пребывания здесь приходятся уже на время трилогии "Властелин Колец", чью неудачную экранизацию недавно многие имели счастье (несчастье) созерцать в кино и на видео, надо сказать, что Кейт Бланшет ни в какую не справилась со своею ролью в фильме, тем более, что она не читала первоисточник (по ее собственному признанию). Конечно, название красивое, но при выборе его решающую роль сыграла созвучность со словом "галактика", а также тот момент, что в эпосе у Галадриэли было магическое ЗЕРКАЛО, которое позволяло увидеть то, что было когда-то раньше (или то, что случится позднее).
Теперь ГАЛАДРИЭЛЬ ожидает, когда же небеса позволят взглянуть ей вглубь Вселенной.