Κατασκευή αστρογράφου κύριας εστίας

Μετά απο 3 χρόνια σχεδίασης, δοκιμών και ατέλειωτων μή λειτουργικών πρωτοτύπων κατάφερα να κατασκευάσω ένα πλήρως λειτουργικό αστρογράφο κύριας εστίας ή όπως μου αρέσει καλύτερα να τον ονομάζω έναν αστρογράφο μονού καθρέπτη.

Το τηλεσκόπιο έχει σαν βασική σχεδίαση το νευτώνειο τηλεσκόπιο αλλά στη θέση του δευτερεύοντα καθρέπτη έχει κάμερα μικρής διαμέτρου, μειώνοντας έτσι την κεντρική παρεμπόδιση.

Για την κατασκευή χρησιμοποιήθηκαν ράβδοι αλουμινίου και κόντρα πλακέ θαλάσσης.

Το τηλεσκόπιο παρουσιάστηκε με ομιλία στο 10ο Αστροσυνέδριο στην Κέρκυρα το προηγούμενο Σάββατο.

Ακολουθούν λεπτομέρειες ξεχωριστά για το κάθε μέρος του τηλεσκοπίου καθώς και αστροφωτογραφίες.

Κάτω κλωβός

Για τον κάτω κλωβό χρησιμοποιήθηκε σαν βάση ένα οκτάγωνο κόντρα πλακέ θαλάσσης 2,5 εκατοστών (εικόνα 2). Ο καθρέπτης στηρίζεται σε εννέα σημεία από τρία τριγωνικά στηρίγματα. Τον καθρέπτη υποστηρίζουν από το πλάι 8 μεταλικές γωνίες. Για τη σχεδίαση της στήριξης του καθρέπτη χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα PLOP. Για την ευθυγράμμιση του καθρέπτη, τα τρία τριγωνικά στηρίγματα μπορούν να μετακινούνται με τη βοήθεια τριών βιδών (εικόνα 3). Ο κάτω κλωβός σκιάζεται με φωτοχιτώνιο.

 

Άνω κλωβός

Ο άνω κλωβός κατασκευάστηκε από τρείς δακτύλιους από κόντρα πλακέ θαλάσσης (εικόνα 4). Ο άνω και κάτω δακτύλιος στηρίζονται μεταξύ τους από 4 σωλήνες αλουμινίου. Ο μεσαίος δακτύλιος στηρίζεται σε 4 ντίζες και μπορεί να μετακινείται κατακόρυφα με ένα σύστημα τροχαλιών και ιμάντα χρονισμού. Με αυτό τον τρόπο γίνεται η εστίαση της κάμερας. Η αράχνη βρίσκεται στο μεσαίο δακτύλιο. Αποτελείται από ένα δακτυλίδι διαμέτρου 42 χιλιοστών πάνω στο οποίο βιδώνεται η κάμερα (εικόνα 5), ο διορθωτής κόμης και τα φίλτρα. Το δακτυλίδι στερεώνεται στο μεσαίο δακτύλιο με αλουμινένιες λάμες ενός χιλιοστού. Ο άνω κλωβός σκιάζεται από 4 κομάτια χαρτόνι τα οποία στερεώνονται με ταινίες Velcro (εικόνα 6).

 

Εικόνα 2. Κάτω κλωβός

 

Εικόνα 3. Κάτω κλωβός κάτω όψη

 

Εικόνα 4. Ανω κλωβος

 

Εικόνα 5. Αράχνη

 

Εικόνα 6. Σκίαση άνω κλωβού

Collimation

Για την ευθυγράμμιση της κάμερας με τον καθρέπτη, όλος ο άνω κλωβός μπορεί να μετακινείται μέσω τεσσάρων βιδών που ενώνουν τον άνω με τον μεσαίο κλωβό (εικόνα 7).

Για να γίνει το collimation ευκολότερο και πιο ακριβές, κατασκευάστηκε ένας σωλήνας, με σταυρόνημα στο ένα άκρο, ο οποίος βιδώνει στο δακτυλίδι της αράχνης. (εικόνα 8. ). Όταν ο χρήστης κοιτάξει μέσα από τον σωλήνα, μπορεί εύκολα να ευθυγραμμίσει το σταυρό του σωλήνα με το κέντρο του καθρέπτη (εικόνα 9). Με αυτό τον τρόπο γίνεται η ευθυγράμμιση του άνω κλωβού με τον καθρέπτη. Για την πλήρη και απόλυτη ευθυγράμμιση του καθρέπτη με τον άνω κλωβό μπορεί να χρησιμοποιηθεί laser ή να γίνει με την μέθοδο του star test.

Εστίαση

Για την εστίαση του τηλεσκοπίου ο μεσαίος δακτύλιος του άνω κλωβού, πάνω στον οποίο βρίσκεται η αράχνη και η κάμερα, μπορεί να μετακινηθεί κατακόρυφα μέσω τεσσάρων τροχαλιών. Για να είναι η κίνηση ταυτόχρονη, οι τροχαλίες συνδέονται μεταξύ τους με έναν ιμάντα χρονισμού (εικόνα 10). Μια πλήρης περιστροφή της τροχαλίας μετακινεί την κάμερα κατά ένα χιλιοστό. Είναι εφικτό, με προσεκτικές κινήσεις, να πετύχουμε ακρίβεια εστίασης δέκατα του χιλιοστού.

 

Εικόνα 10. Σύστημα εστίασης

 

Εικόνα 9. Εικόνα μέσα από το σωλήνα collimation

 

Εικόνα 8. Σωλήνας Ευθυγράμμισης

 

Εικόνα 7. ευθυγράμμιση άνω κλωβού

Η σχεδίαση που παρουσιάζουμε έχει πλεονεκτήματα και βελτιώσεις σε σύγκριση με την κλασική νευτώνεια σχεδίαση, αλλά παρουσιάζει και μοναδικά χαρακτηριστικά.

Βελτιώσεις

• Μείωση του βάρους:

Η αφαίρεση του κλασικού εστιαστή και του δευτερεύοντος κατόπτρου, όπως επίσης και η αποκλειστική χρήση φωτογραφικών μηχανών μικρής διαμέτρου και βάρους, κάνει τον άνω κλωβό πολύ ελαφρύτερο από ένα νευτώνειο. Με αυτό τον τρόπο μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ράβδους στήριξης του άνω κλωβού μικρότερης διαμέτρου και συνεπώς ελαφρύτερες. Το κέντρο βάρους του τηλεσκοπίου μετατοπίζεται πλησιέστερα στον καθρέπτη και μειώνονται οι ροπές στον άξονα της απόκλισης.

• Πλήρης φωτισμός πεδίου:

O φωτισμός του πεδίου (field illumination) είναι πλήρης οποιοδήποτε και αν είναι το μέγεθος του αισθητήρα της κάμερας.

• Αύξηση της αντίθεσης και της φωτοσυλλεκτικής ικανότητας:

Το τηλεσκόπιο που κατασκευάσαμε έχει κεντρική παρεμπόδιση 20% σε διάμετρο όταν χρησιμοποιούμε 2ιντσο διορθωτή κόμης και κάμερα Atik 414EXM διαμέτρου 6 εκατοστών. Η μείωση της επιφάνειας του καθρέπτη του τηλεσκοπίου είναι 4%. Ένα νευτώνειο 300mm-f/4 με πλήρη φωτισμό πεδίου, θα είχε κεντρική παρεμπόδιση 40% σε διάμετρο και μείωση της φωτοσυλεκτικής ικανότητας 20%. Έχουμε λοιπόν ένα κέρδος 16% στο φως που φτάνει στον αισθητήρα της κάμερας. Σε φωτογραφίες χαμηλής αντίθεσης, η αντίθεση ενός τηλεσκοπίου διαμέτρου Dπρωτεύων και κεντρικής παρεμπόδισης Dδευτερεύων ισοδυναμεί με την αντίθεση ενός τηλεσκοπίου χωρίς κεντρική παρεμπόδιση διαμέτρου D=Dπρωτεύων - Dδευτερεύων. Επομένως, ένα συνηθισμένο 12ιντσο νευτώνειο με 40% κεντρική παρεμπόδιση έχει αντίθεση ίση με ένα διαθλαστικό τηλεσκόπιο διαμέτρου 180 χιλιοστών ενώ το τηλεσκόπιο που κατασκευάσαμε έχει αντίθεση όσο ένα διαθλαστικό 240 εκατοστών.

• Ευκολότερη ευθυγράμμιση των κατόπτρων.

Σε ένα νευτώνειο τηλεσκόπιο έχουμε τρία κινητά μέρη που χρειάζονται ευθυγράμμιση: Τον εστιαστή, το δευτερεύον και το πρωτεύον κάτοπτρο. Στον αστρογράφο κύριας εστίας, έχουμε τον εστιαστή και τον καθρέπτη. Ο εστιαστής είναι βιδωμένος μόνιμα επάνω στο σώμα του τηλεσκοπίου και δεν θα χρειαστεί ευθυγράμμιση παρά μόνο εάν ξεβιδώσουμε τελείως τον άνω κλωβό του τηλεσκοπίου. Η μόνη οπτική επιφάνεια που πιθανόν να χρειαστεί ευθυγράμμιση είναι ο κύριος καθρέπτης. Είναι εξαιρετικά απλή και γίνεται είτε με την χρήση laser, είτε με την μέθοδο του αφεστιασμένου άστρου. Προγράμματα όπως το MetaGuide κάνουν το collimation ακόμα ευκολότερο.

Μοναδικά Χαρακτηριστικά

• Ο άνω κλωβός του τηλεσκοπίου μπορεί να γίνει όσο μεγάλος θέλουμε ώστε να έχουμε μεγάλο εύρος εστίασης. Αυτή η ιδιότητα επιτρέπει την απρόσκοπτη χρήση barlow, focal reducers, φίλτρων, ή ότι άλλο θα ήθελε να τοποθετήσει ο χειριστής στο οπτικό μονοπάτι.

• Στο ίδιο τηλεσκόπιο μπορούν να χρησιμοποιηθούν καθρέπτες διαφορετικής διαμέτρου ή διαφορετικού εστιακού μήκους. Το mirror cell μπορεί να τροποποιηθεί πολύ εύκολα έτσι ώστε στο τηλεσκόπιο των 12 ιντσών να τοποθετηθεί καθρέπτης των 25 ή των 20 εκατοστών. Επίσης, εάν τοποθετήσουμε μεταξύ του άνω και του κάτω κλωβού ράβδους διαφορετικού μήκους, μπορούμε να αλλάξουμε τον καθρέπτη με άλλον διαφορετικού εστιακού μήκους. Ο κατασκευαστής – χρήστης του 12ιντσου τηλεσκοπίου θα μπορούσε να ξεκινήσει με ένα φτηνό καθρέπτη 20 εκατοστών εστιακού μήκους 100 εκατοστών και με ελάχιστες μετατροπές να τοποθετήσει αργότερα έναν καθρέπτη 30 εκατοστών, f/4 εάν του το επιτρέπουν οι αντοχές της βάσης του.

Μειονεκτήματα

• Είναι προφανές ότι η κατασκευή αυτή δεν έχει την δυνατότητα της οπτικής παρατήρησης. Είναι χρήσιμη μόνο για φωτογράφιση ή βιντεοπαρατήρηση.

• Δεν υπάρχει δυνατότητα χρήσης τροχού φίλτρων οπότε η αλλαγή φίλτρων πρέπει να γίνεται με το χέρι.

• Δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν κάμερες μεγάλης φυσικής διαμέτρου. Τα τελευταία χρόνια όλο και περισσότεροι κατασκευαστές διαθέτουν στην αγορά κάμερες μικρής διαμέτρου οπότε θα γίνεται όλο και ευκολότερο να βρεί ο χρήστης την κάμερα που ταιριάζει στο δικό του σύστημα.

• Το καλώδιο τροφοδοσίας της κάμερας και το καλώδιο USB εάν δεν στερεωθούν προσεκτικά στο spider του άνω κλωβού δημιουργούν artifacts στα άστρα.

Σαν επίλογο θέλω να προτρέψω τους ερασιτέχνες αστρονόμους που θέλουν ένα φωτογραφικό όργανο μεγάλης διαμέτρου, υψηλής απόδοσης και χαμηλού κόστους να δοκιμάσουν την κατασκευή αυτή, μια και είναι ευκολότερη από την κατασκευή κλασικού νευτώνειου και έχει περισσότερα πλεονεκτήματα.

Οι φωτογραφίες της Σελήνης έχουν υποστεί επεξεργασία.

Οι φωτογραφίες βαθέως ουρανού είναι χωρίς επεξεργασία και είναι όλες τραβηγμένες μέσα απο την Λευκωσία σε περιοχή με αρκετή φωτορύπανση.

Περισσότερες φωτογραφίες, στο φλίκερ μου

 

ngc 6888 Crescent Nebula Τηλεσκόπιο 300mm-f/4.Baader 2" corrector.Ha 7nm.Κάμερα Atik 414EXM. 1καρέ 3min

 

m27 Dumbbell Nebula

Τηλεσκόπιο 300mm-f/4.Baader 2" corrector.Ha 7nm.Κάμερα Atik 414EXM. 1καρέ 3min

 

m51. Τηλεσκόπιο 300mm-f/4. Baader 2" coma corrector. Κάμερα Atik 414EXM. 1καρέ 60 sec.

 

m13. Τηλεσκόπιο 300mm-f/4. Baader 2" coma corrector. Κάμερα Atik 414EXM. 1καρέ 60 sec.

 

m11. Τηλεσκόπιο 300mm-f/4. Baader 2" coma corrector. Κάμερα Atik 414EXM. 1καρέ 30 sec

 

Θεόφιλος, Κύριλος Καταρίνα

Τηλεσκόπιο 300mm-f/4. Powermate X5. Κάμερα Qhy5II. 100 /1000 καρέ. RegiStax 6, PixInsight 1.8

Να σημειώσω ότι η εν λόγω κατασκευή βραβεύθηκε με το βραβείο Παύλου Μωραϊτη στο πλαίσιο του 10ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Ερασιτεχνικής Αστρονομίας στην Κέρκυρα. Η όλη προσέγγιση είναι εξαιρετική και ο τρόπος με τον οποίο παρουσιάστηκε ήταν επίσης πολύ καλός.

Εντυπωσιακότατο. Και οι φωτογραφίες είναι τούμπανο!

ΕΞΑΙΡΕΤΙΚΟ!!!

 

Πολλά συγχαρητήρια. Φαντάζομαι τη στιγμή που θα το δοκιμάσατε πρώτη φορά. Δυνατά συναισθήματα!!!

 

Υπάρχει κάπου βιβλιογραφία που να μπορεί να μελετήσει κάποιος;

 

Καλή συνέχεια παιδιά...

To μόνο βιβλίο που έχω διαβάσει είναι το The Dobsonian Telescope του Dave Kriege. Το σύστημα εστίασης και το σύστημα collimation ήταν δικές μου ιδέες.

Ευχαριστώ για τα σχόλια

Μπράβο Χρήστο! Μπορείς να μας πεις κόστος και

βάρος

Μπράβο Χρήστο! Μπορείς να μας πεις κόστος και

βάρος

Συγχαρητήρια για την κατασκευή και για την υπομονή και επιμονή σου

Σε ευχαριστώ galex

Μερκούρη το βάρος είναι 20 κιλά, αλλά έχει πολλά κομμάτια απο σίδερο και κόντρα πλακέ 2,5 εκατοστά τα οποία προσθέτουν βάρος αχρείαστο.

Θα μπορούσε να ήταν τουλάχιστον 3 κιλά ελαφρύτερο με καλύτερη επιλογή υλικών.

Το κόστος εξαρτάται απο το πόσο δουλειά μπορείς να κάνεις μόνος σου.

Το κόστος των υλικών δεν ξεπερνά τα 300 ευρώ.

Πλήρωσα 300 ευρώ για ηλεκτροκολήσεις των ράβδων απο αλουμίνιο και 80 ευρώ στον τορναδόρο που μου έφτιαξε το κεντρικό δακτυλίδι μ42 που βιδώνει η κάμερα και για τις λάμες της αράχνης.

Ο καθρέπτης είναι orionoptics με Surface accuracy 1/6 PV wave.

Είναι το https://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/info/p2868_Orion-Optics-UK-primary---300-1200mm---f-4---1-6-Lambda.html.

Σύνολο δηλαδή λίγο κάτω απο 2000.

Συγχαρητήρια και απο μένα!Οι φωτογραφίες που είδα,στο flickr,είναι εξαιρετικές!Επιτέλους είδα ΚΑΘΑΡΕΣ και γεμάτες λεπτομέρεια αστροφωτογραφίες.Εντυπωσιάστικα!Μια ερώτηση έχω:το τηλεσκόπιο σε τι στήριξη είναι τοποθετημένο?

Φιλικά-Κώστας

Ευχαριστώ fotodektis. Η στήριξη είναι skywatcher EQ8