Любительское телескопостроение
Реконструкция телескопа системы Ньютона
Свои первые телескопы системы Ньютона я построил в 1980-1990 гг. В домашних условиях мною изготовлены два зеркала: 120-мм сферическое и 170-мм параболическое, с относительными отверстиями 1:10
и 1:6 соответственно, а также две вилочные монтировки. Основным препятствием при изготовлении монтировок стал механизм передвижения осей телескопа. Проще всего было бы установить червячную передачу, од-
нако, согласно требованиям к узлам телескопа, диаметр червячного колеса должен превышать размер главного зеркала телескопа. В то время подходящую для телескопа с зеркалом диаметром 170 мм червяч-
Телескопы-рефлекторы системы Ньютона, построенные автором в 1980-1990 гг.: а) 120-мм телескоп с фокусным расстоянием 1020 мм, б) 170-мм телескоп с фокусным расстоянием 990 мм.
© Белкин А.Д.
77
ную пару достать было невозможно. Но главная причина, из-за которой я отказался от использования ее в своей монтировке в качестве основного механизма для вращения осей телескопа, стали люфты, характерные для червячных пар, и большой вес. Поэтому я предпринял попытку создать для своих телескопов сверхлегкий часовой механизм, вращающийся без люфтов. Мои усилия увенчались успехом: такое устройство для перемещения осей телескопа я разработал и запатентовал (Патент № 2085790; Бюллетень № 21, 1997 г.). Своим успехом я поделился с любителями астрономии (Земля и Вселенная, 1991, № 6, с. 81-82).
В качестве основы для разработки часового механизма я взял известную с давних времен пе-
редачу, состоящую из цилиндрического шкива и гибкого элемента (ленты или троса). Подобные механизмы в виде блоков с перекинутыми через них веревками широко использовали для перемещения своих телескопов в ХУ!!-Х!Х вв. Ян Гевелий, Уильям Гер-шель и лорд Росс.
В начале XX в. Ж. Саже попытался возродить и усовершенствовать этот "такелажный" принцип управления движением телескопа (Ж. Саже. Применение синхронного мотора для ведения любительского экваториала. Мироведение. 1934, № 3, с. 228-233). Однако из-за громоздкости механизма Саже (шкив с грузом и электромотор с винтом крепились к стенам обсерватории) успеха он не имел. Мне удалось усовершенствовать данное устройство и зна-
чительно уменьшить его габариты.
Разработанный мною механизм по преобразованию поступательного движения одного объекта во вращательное другого работает следующим образом: после наведения телескопа на небесный объект цилиндрический шкив фиксируем с помощью тормозов к полярной оси. Включаем электродвигатель, который приводит во вращение гайку-шестеренку, вращаясь, она начинает продольно перемещать винт, который зафиксирован к ползунку с помощью гайки. Одновременно с винтом начинает перемещаться ползунок, поступательное движение которого преобразуется при помощи гибкого элемента во вращательное движение шкива. Для коррекции движения ослабляем гайку и производим вращение винта при помощи ручки в ту или другую сторону, в зависимости от смещения объекта. Электродвигатель при этом не отключается.
Цилиндрический шкив для монтировки телескопа можно изготовить из любого достаточно прочного материала, а в качестве гибкого элемента лучше всего использовать металлическую стальную ленту. Ее ширина должна равняться толщине шкива, но не менее 1 см. Средняя часть металлической ленты
Схема часового механизма Ж. Саже: 1 - отверстие для полярной оси, 2 - рычаг, 3 - трос, 4 - винт с гайкой, 5 - электромотор с передаточными шестеренками и узлом крепления к стене обсерватории, 6 - площадка, на которой установлен мотор с винтом, 7 - отверстие для оси, вокруг которой перемещалась площадка, 8 - шкив, 9 - груз.
Устройство для перемещения осей 170-мм телескопа, созданное автором: 1 - цилиндрический шкив, 2 - тормоза, 3 - полярная ось, 4 - болт, 5 - металлическая лента, 6 - болт, 7 - болт, 8 - ползунок, 9 - трапециевидный выступ, 10 - трапециевидный паз, 11 - основание, 12 - винт, 13 - ручка винта, 14, 15 и 16 - элементы крепления винта к ползунку, 17 - гайка-шестерня, 18 - упоры, 19 - гайка фиксирующая винт.
фиксируется при помощи болта к ободу шкива, а ее свободные концы после их перекреста прикрепляются к противоположным концам ползунка. Чтобы металлическая лента не смещалась в области перекреста и ее противоположные концы не накладывались друг на друга, необходимо ши-
рину ленты в этих местах уменьшить ровно наполовину, удалив ее внутренние части. Следует обратить внимание на то, что концы ленты крепятся к противоположным концам ползунка после их перекреста. Необходимо также обеспечить достаточное натяжение ленты. Гайку-шестеренку лег-
ко изготовить из небольшого червячного колеса, нарезав в его центральном отверстии резьбу.
Приведенный выше вариант механизма для перемещения осей телескопа можно существенно упростить, убрав электродвигатель и гайку-шестерню (для ручного наведения телескопа
Основные узлы монтировки 120-мм телескопа для преобразования поступательного движения ползунка во вращательное движение диска: а) элементы механизма вращения полярной оси, б) металлическая лента и ползунок, в) элементы механизма перемещения оси склонения и тормоза, г) расположение и форма металлической ленты.
и гидирования). Телескоп любителя астрономии не используется для наблюдений небесныхобъектов круглосуточно, поэтому в данном устройстве диск не нужен. Вместо цилиндрического шкива лучше применять его часть (1/4 сектора) или изготовить его в виде рычага. Один
конец рычага фиксируем на оси телескопа, а к противоположному концу прикрепляем часть сектора круга с радиусом, равным длине рычага. Чем больше рычаг, тем ниже требования к жесткости остальных элементов устройства и к мощности электромотора.
Если используется электромотор, то расчет элементов часового механизма производится следующим образом. Вначале измеряем длину окружности шкива, затем определяем, на сколько миллиметров перемещается винт за один оборот вала мото-
Общий вид обновленного 170-мм телескопа-рефлектора системы Ньютона.
ра и сколько необходимо совершить ему оборотов, чтобы за сутки цилиндрический шкив совершил один полный оборот. Обычно любитель использует тот электромотор и редуктор, который ему удалось достать. Поэтому проще всего при расчете параметров отдельных элементов часового механизма изменить радиус шкива или шаг резьбы винта. Окончательную его регулировку можно осуществить, изменяя скорость вращения электромотора с помощью переменного резистора.
За прошедшие годы мои телескопы морально и физически устарели. Поэтому я решил обновить один из них: создать новую трубу и монтировку для 170-мм зеркала. В качестве основы для трубы телескопа я использовал трубу от камина. Она привлекла меня своими достоинством - при диаметре 200 мм обладала незначительным весом, так как изготовлена из нержавеющей стали толщиной 1 мм. Пришлось только усилить ее жесткость, разместив в ней кольцевые ребра жесткости. Они одновременно служили диафрагмами, ограничивающими попадание посторонних лучей света на главное зеркало. В результате труба получилась хорошая, но с одним недостатком. Из-за того что толщина ее стенки 1 мм,
4. Земля и Вселенная, № 1
необходимо оберегать ее корпус от случайных сильных локальных механических воздействий. Устройство для крепления главного зерка-
ла телескопа в трубе и механизм его разгрузки на три точки были изготовлены традиционные. Вспомогательное (диагональное) зеркало я укре-
81
пил не на растяжках, а на кольце.
Пришлось также решать проблему чернения внутренней поверхности трубы телескопа. Один из основных способов чернения в любительской практике - покраска. Используют в основном черную крас-
ку, в которую добавляют различные наполнители, или напыляют на свежеокрашенную поверхность разнообразные экзотические вещества (например, молотые орехи). Некоторые любители оклеивают внутреннюю поверхность трубы наждачной шкуркой и красят
ее черной краской. Все эти ухищрения любителей телескопостроения направлены на борьбу с основным положительным (для большинства потребителей) качеством краски - ее блеском. Однако лакокрасочная промышленность выпускает разновидности красок, не обладающие блеском, - это грунтовки. Поэтому я пошел в магазин, где продается краска для автомобилей,
й
ь
Фокусер, изготовленный из объектива фотоаппарата "Гелиос-44".
Окулярный узел телескопа и искатель: а) телескоп, подготовленный к транспортировке, б) рабочий вариант, в) вместо перекрестия нитей в искателе установлена У-образная метка.
Основные части монтировки: а) общий вид сбоку; б) вид снизу; в, г) крепление электромотора к механизму перемещения телескопа;д) полярная ось и узел изменения ее наклона; е) узел для корректировки положения полярной оси в основании колонны.
4*
83
Луна в главном фокусе 170-мм телескопа. Выдержка 1/250, ISO 500. Фотоаппарат "NEX-5". Снимок сделан 7 сентября 2011 г.
и купил не аэрозольную черную матовую краску, а баллончик грунтовки черного цвета. Покрасил грунтовкой внутреннюю поверхность трубы телескопа и получил качественное матовое чернение без блеска.
Труба телескопа прикрепляется к оси склонения монтировки с помощью хомута и крепления "ласточкин хвост". Расслабив хомут, можно уравновесить трубу и, вращая ее, установить так, чтобы съемный окулярный узел был расположен в положении, удобном для наблюде-
ний. Он фиксируется к трубе "ласточкиным хвостом", как у микроскопов. Основу окулярного узла составляет фокусер, состоящий из двух трубок с резьбой. Вращая наружную трубку с окуляром, наводим изображение на резкость. Такой фокусер удобен только для визуальных наблюдений, но не для фотографирования, так как фотоаппарат будет вращаться во время наводки на резкость. Поэтому для съемки небесных объектов я изготовил фокусер из фотообъектива "Гели-ос-44". Такой тип фоку-
сера в течение нескольких лет обсуждается в Интернете на астрономических форумах (www. astronomy.ru/forum/index. php?topic=6695.0).
Искатель телескопа г-образный с призмой максимально приближен к трубе телескопа. Его окулярную часть можно поворачивать, уменьшая габариты трубы тел
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.