Любительское телескопостроение
Проектирование и строительство любительских обсерваторий
Одним из самых странных и необдуманных решений российского Министерства образования и науки стало исключение из школьной программы курса астрономии. И это несмотря на
грандиозные успехи астрофизики, которая в последние годы находится в авангарде естествознания! В то же время в Новониколаевске (ныне Новосибирск), в городе с населением всего
15 тыс. человек, еще в 1912 г. на здании реального училища красовалась астрономическая башня с 127-мм рефрактором Цейса на параллактической монтировке с часовым механизмом.
Обсерватория на здании реального училища в Новосибирске. 1912 г.
© Сикорук Л.Л.
89
От такого инструмента в те годы не отказалась бы ни одна профессиональная обсерватория.
Через 50 лет благодаря выдающемуся педагогу-энтузиасту С.С. Вой-нову на территории новосибирской областной станции юных техников появилась хорошо оборудованная детская обсерватория. Сегодня строительство малых обсерваторий, как правило, дело рук любителей астрономии и педагогов-энтузиастов. Строительство обсерватории сопряжено с разными трудностями. Рассмотрим несколько типов малых общедоступных обсерваторий: частные (индивидуальные); клубные; школьные; астрономические комплексы с планетарием.
ЧАСТНАЯ ОБСЕРВАТОРИЯ
Самое простое из всего возможного - забетонированная площадка, на которой устанавливается телескоп с колонной или треногой. Очевидно, что после наблюдений телескоп приходится уносить в помещение. Одна из серьезных неприятностей заключается в том, что после выноса телескопа на площадку требуется время (зимой 1,5-2 ч, особенно если телескоп крупный), чтобы температура зеркала и трубы стала такой же, как у окружающего воздуха. Часто строят постоянное надежное укрытие, защищающее
телескоп от непогоды, перепадов температуры и вандалов. Наиболее простым укрытием следует считать откатывающуюся на рельсах металлическую будку, как это было в 1950-е гг. на астрономической площадке Московского планетария для 200-мм менискового телескопа. Каркас будки выполняется из стального уголка № 40-50 и листового металла толщиной 0,5-1,0 мм для обшивки. В качестве рельсов можно использовать стальной уголок № 50-60. Подобное укрытие позволяет наблюдать одновременно весь небосвод. В нерабочее время будка закрывается на замок. Ее главный недостаток в слабой защищенности от вандалов. В 1960-е гг. замок металлической будки 200-мм телескопа Московского планетария взломали и с телескопа сняли мениск, поэтому строить будку стоит только на хорошо охраняемом участке. Более надежным следует признать стационарный павильон с откатывающейся крышей, у которого есть несколько очень важных свойств.
Температура воздуха в таком помещении во время наблюдений должна быть равна температуре на улице, поэтому они не отапливаются. При перепадах температур на 2-3 °С в традиционной астрономической башне качество изображений из-за возникающей турбулентности заметно
Телескоп фирмы "Карл Цейс", установленный в 1912 г. на детской обсерватории реального училища. Новониколаевск, ныне Новосибирск.
портится. В павильоне большую часть времени телескоп находится при температуре наружного воздуха, так что к началу наблюдений его зеркало и труба не создают неприятных турбулентных потоков воздуха. Последнее обстоятельство, как мы увидим позже, часто играет решающую роль в успехе наблюдений.
При открывании крыши астрономического павильона помещение быстро проветривается, и никакие специальные
А*
Площадка любителей астрономии Брэда Протвина и Роберта Уоллиса (США), которые установили на ней 150-мм рефлекторы для фотографирования планет. Журнал "Sky and Telescope".
меры для выравнивания температуры воздуха не нужны.
После откатывания крыши перед взором наблюдателя открывается сразу все небо, и наведение телескопа на объект ничем не затруднено,это очень удобно при установке широкоугольных патрульных камер для поиска и регистрации переменных звезд, комет и фотографических наблюдений метеоров. По этой же причине павильон удобен для экскурсий, когда посетители знакомятся с созвездиями. Доцент Новосибирского пе-
Вариант площадки для наблюдений в телескоп в Окленде (Новая Зеландия). Журнал "Sky and Telescope".
Любительская обсерватория с откидывающейся крышей. Створки крыши уравновешены противовесами. Журнал "Sky and Telescope", январь 1993 г.
Павильон клуба им. Максутова (поселок Горн под Новосибирском) со 150-мм телескопом Ньютона - Нэсмита. построенным автором в 1962 г., и двойным 150-мм рефлектором Ньютона, построенным школьником Антоном Савельевым. В павильоне - А. Зайцев. На заднем плане -башня обсерватории автора с 312-мм рефлектором.
дагогического института В.А. Угодников при переезде института из центра Новосибирска на окраину отказался от башни с куполом и построил на новом месте павильон с откатной крышей. Мне он это объяснил тем, что при знакомстве студентов со звездным небом купол башни с узким люком очень неудобен.
Конструкция павильона относительно проста и сравнительно недорога. Стены павильона могут быть сделаны из дерева или кирпича. Класть кирпич надо с перевязкой, чтобы свести к минимуму число сквозных вертикальных швов. По углам через 2-3 ряда кирпичей желательно укладывать арматуру из 5-8-мм стальной проволоки. Надежный материл для стен павильона - бетон. Жидкий бетон укладывается в опалубку высотой 60-70 см. Через пару дней после схватывания бетона опалубку снимают и поднимают выше, после чего укладывают следующий слой бетона. Это "скользящая опалубка". Толщина стены из бетона - около 15-20 см. Если же ее армировать стальной арматурой или проволокой, толщина может быть 10-15 см. В простейшем случае механизм открывания крыши - это достаточно прочные шарниры, на них крыша откидывается в стороны. При этом створки желательно снабдить противовесами. Этот механизм перспективен
Схема павильона с откатывающейся крышей. Во врезках - шторм-захват (вверху) и ролик откатной крыши (внизу). Рисунки автора.
для павильонов с небольшими инструментами, однако по традиции чаще используется механизм откатывания крыши на рельсах. Для этого вдоль стен укладывают два рельса, по которым на роликах с ребордами (закраинами) крыша откатывается в сторону. Нужно иметь в виду важное обстоятельство. Во время сильного ветра откатная крыша может слететь с рельсов и упасть. Так случилось в 1970-е гг. на обсерватории клуба юных техников в новосибирском Академгородке, расположенной на плоской крыше трехэтажного здания
клуба. Желательно откатывающуюся крышу снабдить анкерами, они не мешают ей двигаться в обычном положении, но удерживают крышу при сильном ветре. На концах рельсов следует сделать ограничители, не позволяющие крыше соскользнуть с рельсов.
К сожалению, кирпич и бетон обладают большой теплоемкостью. С наступлением ночи они излучают накопленное за день тепло и создают вокруг павильона восходящие турбулентные токи воздуха, сильно портящие фотографии. Поэтому наиболее подходящий из доступ-
ных материалов и для стен, и для крыши - листовой металл. Каркасом успешно может служить стальной уголок № 40. В качестве рельса для откатной крыши более всего подходит П-образный швеллер. Так, павильон клуба им. Максутова, построенный в 1982 г., обшит плоским стальным листом толщиной 1,5 мм. В качестве рельсов использован П-образный швеллер № 60, уложенный полочками вверх. По рельсу катятся обрези-ненные ролики диаметром около 13 см, взятые мною от списанных штативов кинопрожекторов. Сейчас подобные ролики
Английская монтировка 300-мм рефлектора Ньютона, выполненная из заднего моста грузового автомобиля. Павильон по рельсам откатывается полностью. Журнал "Sky and Telescope".
встречаются в специализированных магазинах. Заготовки из металла для небольших павильонов можно изготовить в мастерской, а позже перевезти на площадку обсерватории и собрать.
АСТРОНОМИЧЕСКАЯ БАШНЯ
В наше время для укрытия телескопа все чаще строят башни с куполом. Например, автор в 1982 г. в 100 км от Новосибирска построил обсерваторию, башню которой выложил из кирпича. У такой башни несколько явных преимуществ. Прежде всего, купол во время наблюдений укрывает телескоп от ветра, предотвращая его вибрации, которые могут ока-
заться губительными при фотографировании не только мелких деталей поверхности Луны и планет, но и при длительных выдержках во время съемки туманностей и галактик в максимальном масштабе. Кроме этого, купол башни закрывает наблюдателя от засветки. Это очень важно при наблюдении переменных звезд и слабых объектов каталогов Месье и NGC. Наконец, немалую роль играет традиция. Каждому любителю хочется, чтобы его обсерватория напоминала профессиональную.
Материалом барабана башни могут служить кирпич, бетон, дерево, металл. Аккуратно выложить цилиндр из кирпи-
ча относительно просто. В центре будущей башни своей обсерватории я вертикально установил водопроводную трубу, ее удерживали три проволочные растяжки. Вокруг трубы свободно поворачивался кронштейн, на его конце был укреплен проволочный указатель вроде своеобразного циркуля. Укладывая ряд кирпича с помощью этого "циркуля", я ориентировался на указатель на его конце. Прежде чем начинать следующий ряд, поднимал кронштейн с помощью скользящей муфты на высоту ряда кирпича 6,5 см и укладывал новый ряд. Во время съемок серии "Астрономия для малышей" выдающийся российский
киноактер и большой любитель астрономии Андрей Болтнев в перерывах выложил несколько рядов этой башни.
Однако у кирпича, как и у бетона, велика теплоемкость. Кирпич, нагревшийся за день, даже в пасмурную погоду, на протяжении всей ночи излучает тепло, создавая потоки теплого воздуха, которые безнадежно портят изображения. Наиболее подходящим материалом для башни нужно признать металл, в частности сталь. Например, башня Пулковской обсерватории для 600-мм рефлектора с металлическим зеркалом облицована стальными листами. Особенность металлов в том, что они быстро и нагреваются, и отдают тепло, когда температура окружающего воздуха падает. Наружные стены башни, особенно южную и западную стороны
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.