Lahko rečemo, da so vsi sanjali o tem, da bi si pobliže ogledali zvezde. Za občudovanje svetlega nočnega neba lahko uporabite daljnogled ali spektik, vendar s temi napravami verjetno ne boste mogli videti ničesar podrobnega. Tukaj boste potrebovali resnejšo opremo - teleskop. Da bi imeli doma tak čudež optične tehnologije, morate plačati veliko vsoto, ki si je ne morejo privoščiti vsi ljubitelji lepote. Vendar ne obupajte. Teleskop lahko naredite z lastnimi rokami in za to, ne glede na to, kako absurdno se sliši, vam ni treba biti odličen astronom in oblikovalec. Ko bi le obstajala želja in neustavljivo hrepenenje po neznanem.
Zakaj bi morali poskusiti narediti teleskop? Vsekakor lahko rečemo, da je astronomija zelo kompleksna veda. In od osebe, ki to počne, zahteva veliko truda. Lahko se zgodi, da kupite drag teleskop in vas bo znanost o vesolju razočarala ali pa preprosto ugotovite, da to sploh ni vaša stvar. Da bi ugotovili, kaj je kaj, je dovolj, da naredite teleskop za amaterja. Opazovanje neba skozi takšno napravo vam bo omogočilo, da boste videli večkrat več kot skozi daljnogled, poleg tega pa boste lahko ugotovili, ali vam je ta aktivnost zanimiva. Če ste navdušeni nad preučevanjem nočnega neba, potem brez profesionalnega aparata seveda ne gre. Kaj lahko vidite z domačim teleskopom? Opise, kako narediti teleskop, najdete v številnih učbenikih in knjigah. Takšna naprava vam bo omogočila, da jasno vidite lunine kraterje. Z njim lahko vidite Jupiter in celo razločite njegove štiri glavne satelite. Saturnove obroče, ki jih poznamo s strani učbenikov, lahko vidimo tudi s teleskopom, ki smo ga izdelali sami.
Poleg tega lahko z lastnimi očmi vidite veliko več nebesnih teles, na primer Venero, veliko število zvezd, kopic, meglic. Nekaj o zgradbi teleskopa Glavna dela naše enote sta leča in okular. S pomočjo prvega dela se zbira svetloba, ki jo oddajajo nebesna telesa. Od premera leče je odvisno, kako so vidna oddaljena telesa, pa tudi povečava naprave. Drugi člen tandema, okular, je namenjen povečavi nastale slike, tako da lahko naše oko občuduje lepoto zvezd. Zdaj o dveh najpogostejših vrstah optičnih naprav - refraktorjih in reflektorjih. Prvi tip ima lečo iz sistema leč, drugi pa zrcalno lečo. Leče za teleskop, za razliko od reflektorskega zrcala, lahko preprosto najdete v specializiranih trgovinah. Nakup ogledala za reflektor ne bo poceni, izdelava samega pa bo marsikomu nemogoča.
Torej, kot je že postalo jasno, bomo sestavljali refraktor in ne reflektorski teleskop. Zaključimo teoretično ekskurzijo s konceptom povečave teleskopa. Je enaka razmerju goriščnih razdalj leče in okularja. Osebna izkušnja: kako sem prišla do laserske korekcije vida Pravzaprav nisem vedno izžarevala veselja in samozavesti. A najprej o vsem... Kako narediti teleskop? Izbira materialov Če želite začeti sestavljati napravo, se morate založiti z lečo z 1 dioptrijo ali njeno prazno. Mimogrede, takšna leča bo imela goriščno razdaljo enega metra. Premer praznih delov bo približno sedemdeset milimetrov. Prav tako je treba opozoriti, da je bolje, da ne izberete leč za očala za teleskop, saj imajo na splošno konkavno-konveksno obliko in so slabo primerne za teleskop, čeprav jih lahko uporabite, če jih imate pri roki. Priporočljiva je uporaba dolgogoriščnih leč bikonveksne oblike. Kot okular lahko vzamete običajno povečevalno steklo s premerom trideset milimetrov. Če je možno dobiti okular iz mikroskopa, potem se ga vsekakor splača izkoristiti. Popoln je tudi za teleskop. Iz česa naj naredimo ohišje za našega bodočega optičnega pomočnika? Dve cevi različnih premerov iz kartona ali debelega papirja sta popolni. Ena (krajša) bo vstavljena v drugo, z večjim premerom in daljšo.
Cev z manjšim premerom naj bo dolga dvajset centimetrov - to bo na koncu okularna enota, priporočljivo pa je, da bo glavna dolga meter. Če pri roki nimate potrebnih praznin, ni pomembno, telo lahko naredite iz nepotrebnega zvitka ozadja. Da bi to naredili, je tapeta navita v več plasteh, da se ustvari zahtevana debelina in togost ter zlepljena. Kako narediti premer zračnice je odvisno od tega, kakšno lečo uporabljamo. Stojalo za teleskop Zelo pomembna točka pri ustvarjanju lastnega teleskopa je priprava posebnega stojala zanj. Brez tega ga bo skoraj nemogoče uporabljati. Obstaja možnost namestitve teleskopa na stojalo za kamero, ki je opremljeno s premično glavo, kot tudi s pritrdilnimi elementi, ki vam bodo omogočili fiksiranje različnih položajev telesa. Sestavljanje teleskopa Leča objektiva je pritrjena v majhni cevi s konveksom navzven. Priporočljivo je, da ga pritrdite z okvirjem, ki je obroček s premerom, podoben samemu objektivu.
Imate čudovito praznino za glavno ogledalo. A le, če so to leče iz K8. Kajti kondenzorji (in to so nedvomno zbiralne leče) imajo pogosto par leč, od katerih je ena kronska, druga pa iz kremena. Kremenčeva leča je zaradi več razlogov (eden od njih je velika občutljivost na temperaturo) absolutno neprimerna kot slepec za glavno zrcalo. Flint leča je odlična kot podlaga za polirno blazinico, vendar ne bo delovala za brušenje, saj ima flint leča veliko večjo trdoto in brusljivost kot krona. V tem primeru uporabite plastični brusilnik.
Drugič, toplo vam svetujem, da natančno preberete ne le Sikorukovo knjigo, ampak tudi "Teleskop amaterskega astronoma" M.S. Navashina. In kar zadeva testiranje in merjenje ogledala, se morate osredotočiti posebej na Navashina, ki ta vidik opisuje zelo podrobno. Seveda ni vredno narediti senčne naprave natančno "po Navashinu", saj je zdaj enostavno izboljšati njeno zasnovo, na primer z uporabo močne LED kot vira svetlobe (kar bo znatno povečalo intenzivnost svetlobe in kakovost meritve na nepremazanem ogledalu in bodo omogočile tudi približevanje "zvezde" nožu; priporočljivo je, da uporabite letev iz optične mize itd. Izdelavi senčne naprave se morate lotiti zelo previdno, saj bo kakovost vašega ogledala odvisna od tega, kako dobro ga izdelate.
Poleg že omenjene tirnice iz optične mize je uporaben »swag« za njeno izdelavo nosilec iz stružnice, ki bo čudovit pripomoček za gladko premikanje Foucaultovega noža in hkrati za merjenje tega gibanja. Enako uporabna najdba bi bila že pripravljena reža iz monokromatorja ali difraktometra. Svetujem vam tudi, da na senčno napravo pritrdite spletno kamero - to bo odpravilo napako položaja očesa, zmanjšalo motnje konvekcije zaradi toplote vašega telesa, poleg tega pa vam bo omogočilo registracijo in shranjevanje vseh senc. vzorci med postopkom poliranja in figuriranja ogledala. V vsakem primeru mora biti osnova za senčno napravo zanesljiva in težka, pritrditev vseh delov mora biti idealno toga in močna, gibanje pa mora biti brez zračnosti. Organizirajte cev ali tunel vzdolž celotne poti žarkov - to bo zmanjšalo vpliv konvekcijskih tokov, poleg tega pa vam bo omogočilo delo na svetlobi. Na splošno so konvekcijski tokovi poguba katere koli zrcalne metode testiranja. Borite se proti njim z vsemi možnimi sredstvi.
Investirajte v dobre abrazive in smolo. Kuhanje smole in brušenje abrazivov je, prvič, neproduktivna poraba truda, in drugič, slaba smola je slabo ogledalo, slabi abrazivi pa so veliko prask. Toda brusilni stroj je lahko in mora biti najbolj primitiven; edina zahteva zanj je brezhibna togost konstrukcije. Tukaj je popolnoma idealen lesen sod, prekrit z ruševinami, okoli katerega so nekoč hodili Čikin, Maksutov in drugi »ustanovitelji«. Koristen dodatek Chikinovemu sodu je disk "Grace", ki vam omogoča, da ne navijate kilometrov okoli cevi, ampak delate, ko stojite na enem mestu. Bolje je opremiti sod za grobo in grobo brušenje na prostem, fino brušenje in poliranje pa je stvar prostora s konstantno temperaturo in brez prepiha. Alternativa sodu, zlasti na stopnji finega brušenja in poliranja, je tla. Seveda je manj priročno delati na kolenih, vendar je togost takšnega "stroja" idealna.
Posebno pozornost je treba posvetiti pritrditvi obdelovanca. Dobra možnost za razbremenitev leče je, da jo prilepite na "obliž" minimalne velikosti v sredini in trije postanki blizu robov, ki se morajo samo dotikati, vendar ne pritiskati na obdelovanec. Obliž je treba ravno obrusiti in pripeljati do št. 120.
Da preprečite praske in ostružke, je treba rob obdelovanca pred grobo obdelavo posneti in ga fino obrusiti. Širina posnetja mora biti izračunana tako, da se ohrani do konca dela z ogledalom. Če se posnetek med postopkom "konča", ga je treba nadaljevati. Posneti mora biti enoten, sicer bo vir astigmatizma.
Najbolj racionalno je brušenje z obročem ali manjšim brusilnim rezilom v položaju "ogledalo od spodaj", vendar glede na majhnost zrcala lahko to storite tudi po Navashinu - zrcalo na vrhu, normalno- brusilno rezilo velikosti. Kot abraziv se uporablja silicijev karbid ali borov karbid. Pri odstranjevanju morate biti previdni, da ne izboljšate astigmatizma in "preidete" v hiperboloidno obliko, k čemur ima tak sistem jasno tendenco. Slednjemu se lahko izognemo tako, da navadno potezo izmenjujemo s skrajšano, še posebej proti koncu odstranjevanja. Če je med brušenjem prvotno pridobljena površina čim bližje krogli, bo to bistveno pospešilo nadaljnje brušenje.
Abrazivi pri brušenju - od številke 120 in finejši, je bolje uporabiti elektrokorund, večji - karborund. Glavna značilnost abrazivov, h kateri moramo stremeti, je ozkost spektra porazdelitve delcev. Če se delci v določenem abrazivnem številu razlikujejo po velikosti, potem so večja zrna vir prask, manjša pa vir lokalnih napak. In pri abrazivih te kakovosti bi morale biti njihove "stopnice" veliko bolj položne, prišli pa bomo do poliranja z "valovi" na površini, ki se jih bomo potem dolgo znebili.
Šamanski trik proti temu z ne najboljšimi brusnimi sredstvi je, da ogledalo polirajo s še finejšim brusnim sredstvom, preden spremenijo številko na finejšega. Na primer, namesto serije 80-120-220-400-600-30u-12u-5u bo serija: 80-120-400-220-600-400-30u-600 ... in tako naprej, in te vmesne stopnje so precej kratke. Zakaj to deluje - ne vem. Z dobrim abrazivom lahko brusite po 220. številki takoj s tridesetmikronskim. Dobro je dodajati "Fairy" grobim (do št. 220) abrazivom, razredčenim z vodo. Smiselno je iskati mikronske praške z dodatkom smukca (ali ga dodajte sami, vendar morate biti prepričani, da je smukec abraziven in sterilen) - zmanjša verjetnost prask, olajša brušenje in zmanjša grizenje.
Še en nasvet, ki vam omogoča nadzor nad obliko zrcala že v fazi brušenja (tudi ne finega), je, da površino polirate tako, da semiš drgnete z loščilom, dokler ne zasije, nato pa lahko zlahka določite žarišče po soncu ali svetilko in celo (pri finejših stopnjah brušenja) dobite senčno sliko. Znak natančnosti sferične oblike je tudi enakomernost brušene površine in hitro enakomerno brušenje celotne površine po menjavi abraziva. Spreminjajte dolžino poteze v majhnih mejah - tako se boste izognili "zlomljeni" površini.
Postopek poliranja in figuralizacije je verjetno tako dobro in podrobno opisan, da bi se bilo pametneje vanj ne spuščati, ampak poslati Navashinu. Res je, da priporoča krokus, ampak zdaj vsi uporabljajo polirit, sicer je vse enako. Crocus je, mimogrede, uporaben za figuracijo - deluje počasneje kot polirit in manjša je nevarnost, da bi "zgrešili" želeno obliko.
Neposredno za lečo, naprej vzdolž cevi, je potrebno opremiti diafragmo v obliki diska s tridesetmilimetrsko luknjo točno na sredini. Namen zaslonke je odpraviti popačenje slike, ki nastane zaradi uporabe ene same leče. Poleg tega bo njegova namestitev vplivala na zmanjšanje svetlobe, ki jo leča sprejme. Sama teleskopska leča je nameščena blizu glavne cevi. Seveda sklop okularja ne more brez samega okularja. Najprej morate pripraviti pritrdilne elemente za to. Izdelani so v obliki kartonskega valja in so po premeru podobni okularju. Pritrditev je nameščena znotraj cevi z uporabo dveh diskov. Imajo enak premer kot valj in imajo luknje na sredini. Nastavitev naprave doma Sliko morate izostriti z uporabo razdalje od leče do okularja. Da bi to naredili, se sklop okularja premika v glavni cevi.
Ker morajo biti cevi dobro stisnjene skupaj, bo želeni položaj varno pritrjen. Primerno je izvesti postopek uglaševanja na velikih svetlih telesih, na primer tudi sosednja hiša. Pri sestavljanju je zelo pomembno zagotoviti, da sta leča in okular vzporedna in da sta njuni središči na isti premici. Drug način za izdelavo teleskopa z lastnimi rokami je spreminjanje velikosti odprtine. S spreminjanjem njegovega premera lahko dosežete optimalno sliko. Z optičnimi lečami 0,6 dioptrije, ki imajo goriščno razdaljo približno dva metra, lahko na našem teleskopu povečate zaslonko in naredite zoom precej bližje, vendar morate razumeti, da se bo povečalo tudi telo.
Pozor - sonce! Po merilih vesolja naše Sonce še zdaleč ni najsvetlejša zvezda. Vendar je za nas zelo pomemben vir življenja. Seveda si ga bodo mnogi želeli pobližje ogledati, če imajo na voljo teleskop. Vendar morate vedeti, da je to zelo nevarno. Navsezadnje je mogoče sončno svetlobo, ki prehaja skozi optične sisteme, ki smo jih zgradili, fokusirati do te mere, da bo lahko pregorela še tako debel papir. Kaj lahko rečemo o nežni mrežnici naših oči? Zato si morate zapomniti zelo pomembno pravilo: brez posebne zaščitne opreme ne morete gledati v Sonce skozi naprave za povečavo, zlasti domači teleskop.
Najprej morate kupiti lečo in okular. Kot lečo lahko uporabite dve stekleni očali (meniskusa) +0,5 dioptrije, vsako s konveksno stranjo, eno navzven in drugo navznoter, na razdalji 30 mm ena od druge. Med njimi postavite diafragmo z luknjo s premerom približno 30 mm. To je zadnja možnost. Vendar je bolje uporabiti bikonveksno lečo z dolgo goriščno razdaljo.
Za okular lahko vzamete običajno povečevalno steklo (lupo) 5-10x z majhnim premerom približno 30 mm. Opcija je lahko tudi okular iz mikroskopa. Takšen teleskop bo zagotovil 20-40-kratno povečavo.
Za telo lahko vzamete debel papir ali vzamete kovinske ali plastične cevi (naj bosta dve). Kratka cev (približno 20 cm, okularna enota) se vstavi v dolgo (približno 1 m, glavna). Notranji premer glavne cevi mora biti enak premeru leče za očala.
Leča (leča za očala) je nameščena v prvo cev s konveksno stranjo navzven s pomočjo okvirja (obročki s premerom, ki je enak premeru leče in debeline približno 10 mm). Takoj za lečo je nameščen disk - diafragma z luknjo v sredini s premerom 25 - 30 mm, to je potrebno za zmanjšanje znatnih popačenj slike, ki so posledica ene same leče. Objektiv je nameščen bližje robu glavne cevi. Okular je nameščen v sklopu okularja bližje njegovemu robu. Če želite to narediti, boste morali narediti nosilec okularja iz kartona. Sestavljen bo iz valja, enakega premera kot okular. Ta valj bo pritrjen na notranjo stran cevi z dvema diskoma s premerom, ki je enak notranjemu premeru sklopa okularja, z luknjo, ki je enakega premera okularju.
Ostrenje poteka s spreminjanjem razdalje med lečo in okularjem zaradi premikanja enote okularja v glavni cevi, fiksacija pa bo nastala zaradi trenja. Bolje je, da se osredotočite na svetle in velike predmete: Luno, svetle zvezde, bližnje zgradbe.
Pri izdelavi teleskopa je treba upoštevati, da morata biti leča in okular vzporedna drug z drugim, njihova središča pa morajo biti strogo na isti liniji.
Izdelava domačega reflektorskega teleskopa
Obstaja več sistemov zrcalnih teleskopov. Za navdušenca nad astronomijo je lažje izdelati reflektor Newtonovega sistema.
Plano-konveksne zbiralne leče za fotografske povečevalnike lahko uporabimo kot zrcala, tako da obdelamo njihovo ravno površino. Takšne leče s premerom do 113 mm lahko kupite tudi v fototrgovinah.
Konkavna sferična površina poliranega ogledala odbije le približno 5% svetlobe, ki vpada nanj. Zato mora biti prevlečen z odbojno plastjo aluminija ali srebra. Doma ogledala ni mogoče aluminizirati, posrebriti pa je povsem mogoče.
V reflektirnem teleskopu Newtonovega sistema diagonalno ravno zrcalo odbije stožec žarkov, ki se odbijajo od glavnega zrcala, vstran. Sami naredite ravno ogledalo je zelo težko, zato uporabite prizmo popolnega notranjega odboja iz prizmatičnega daljnogleda. V ta namen lahko uporabite tudi ravno površino objektiva ali površino filtra fotoaparata. Pokrijte ga s plastjo srebra.
Set okularjev: šibek okular z goriščno razdaljo 25-30 mm; povprečno 10-15 mm; močan 5-7 mm. V ta namen lahko uporabite okularje mikroskopa, daljnogleda in leče filmskih kamer majhnega formata.
Namestite glavno ogledalo, ravno diagonalno ogledalo in okular v cev teleskopa.
Za reflektorski teleskop naredite stativ za paralakso s polarno osjo in osjo deklinacije. Polarna os mora biti usmerjena proti Severnici.
Takšna sredstva se štejejo za svetlobne filtre in način projiciranja slike na zaslon. Kaj pa, če ne bi mogli sestaviti teleskopa z lastnimi rokami, vendar si resnično želite pogledati zvezde? Če iz nekega razloga ni mogoče sestaviti domačega teleskopa, potem ne obupajte. Teleskop najdete v trgovini po ugodni ceni. Takoj se pojavi vprašanje: "Kje se prodajajo?" Takšno opremo lahko najdete v specializiranih trgovinah z astronapravami. Če v vašem mestu ni nič takega, potem obiščite trgovino s fotografsko opremo ali poiščite drugo trgovino, ki prodaja teleskope. Če imate srečo - v vašem mestu je specializirana trgovina in celo s strokovnimi svetovalci, potem je to kraj za vas. Pred odhodom si je priporočljivo ogledati pregled teleskopov. Najprej boste razumeli značilnosti optičnih naprav. Drugič, težje vas bo prevarati in vam podtakniti nekakovosten izdelek.
Potem nad nakupom zagotovo ne boste razočarani. Nekaj besed o nakupu teleskopa preko svetovnega spleta. Ta vrsta nakupovanja je dandanes zelo priljubljena in možno je, da jo boste uporabili. To je zelo priročno: poiščete napravo, ki jo potrebujete, in jo nato naročite. Lahko pa naletite na naslednjo nadlogo: po dolgem izbiranju se lahko izkaže, da izdelka ni več na zalogi. Veliko bolj neprijeten problem je dostava blaga. Ni skrivnost, da je teleskop zelo krhka stvar, zato vam lahko dostavijo le drobce. Možno je kupiti teleskop ročno.
Ta možnost vam bo omogočila, da prihranite veliko denarja, vendar morate biti dobro pripravljeni, da ne kupite pokvarjenega predmeta. Dober kraj za iskanje potencialnega prodajalca so astronomski forumi. Cena na teleskop Razmislimo o nekaterih cenovnih kategorijah: Približno pet tisoč rubljev. Takšna naprava bo ustrezala značilnostim teleskopa, izdelanega z lastnimi rokami doma. Do deset tisoč rubljev. Ta naprava bo zagotovo bolj primerna za kakovostno opazovanje nočnega neba. Mehanski del ohišja in oprema bosta zelo skromna in morda boste morali porabiti denar za nekatere rezervne dele: okularje, filtre itd. Od dvajset do sto tisoč rubljev. Ta kategorija vključuje profesionalne in polprofesionalne teleskope.
Astronomski navdušenci izdelujejo domače zrcalne teleskope predvsem po Newtonovem sistemu. Isaac Newton je okoli leta 1670 prvi ustvaril reflektorski teleskop. To mu je omogočilo, da se je znebil kromatičnih aberacij (vodijo do zmanjšanja jasnosti slike, do videza barvnih kontur ali črt na njej, ki niso prisotni na resničnem predmetu) - glavna pomanjkljivost refrakcijskih teleskopov, ki so obstajali takrat. čas.
diagonalno zrcalo - to zrcalo usmerja snop odbitih žarkov skozi okular do opazovalca. Element, označen s številko 3, je sklop okularja.
Gorišče glavnega zrcala in žarišče okularja, vstavljenega v cev okularja, morata sovpadati. Žarišče primarnega zrcala je definirano kot vrh stožca žarkov, ki jih odbija zrcalo.
Diagonalno ogledalo je izdelano v majhnih velikostih, je ravno in ima lahko pravokotno ali eliptično obliko. Diagonalno zrcalo je nameščeno na optični osi glavnega zrcala (leče), pod kotom 45° nanj.
Običajno gospodinjsko ravno zrcalo ni vedno primerno za uporabo kot diagonalno zrcalo v domačem teleskopu - teleskop zahteva optično natančnejšo površino. Zato lahko ravno površino ravno konkavne ali ravno konveksne optične leče uporabimo kot diagonalno zrcalo, če to ravnino najprej prevlečemo s plastjo srebra ali aluminija.
Mere ravnega diagonalnega zrcala za domači teleskop so določene iz grafične konstrukcije stožca žarkov, ki jih odbija glavno zrcalo. Pri pravokotni ali eliptični obliki zrcala so stranice ali osi v razmerju med seboj 1:1,4.
Objektiv in okular domačega reflektorja sta nameščena pravokotno na cev teleskopa. Za namestitev glavnega zrcala domačega teleskopa je potreben lesen ali kovinski okvir.
Za izdelavo lesenega okvirja za glavno ogledalo domačega reflektorja lahko vzamete okroglo ali osmerokotno ploščo debeline najmanj 10 mm in 15-20 mm večjo od premera glavnega ogledala. Glavno ogledalo je na to ploščo pritrjeno s 4 kosi debelostenske gumijaste cevi, pritrjene na vijake. Za boljšo pritrditev lahko pod glave vijakov namestite plastične podložke (ne morejo vpeti samega ogledala).
Cev domačega teleskopa je izdelana iz kosa kovinske cevi, iz več plasti lepenke, zlepljenih skupaj. Izdelate lahko tudi kovinsko-kartonsko cev.
Tri plasti debelega kartona je treba zlepiti skupaj z mizarskim ali kazeinskim lepilom, nato pa kartonsko cev vstaviti v kovinske ojačitvene obroče. Kovina se uporablja tudi za izdelavo sklede za okvir glavnega zrcala domačega teleskopa in pokrova cevi.
Dolžina cevi domačega reflektorja mora biti enaka goriščni razdalji glavnega zrcala, notranji premer cevi pa mora biti 1,25-krat večji od premera glavnega zrcala. Notranjost cevi domačega reflektorskega teleskopa mora biti "počrnjena", tj. pokrijte z mat črnim papirjem ali pobarvajte z mat črno barvo.
Sklop okularja domačega reflektirnega teleskopa v svoji najpreprostejši zasnovi lahko temelji, kot pravijo, "na trenju": premična notranja cev se premika vzdolž fiksne zunanje, kar zagotavlja potrebno ostrenje. Sklop okularja ima lahko tudi navoj.
Pred uporabo je treba domači zrcalni teleskop namestiti na posebno stojalo - nosilec. Kupite lahko že pripravljen tovarniški nosilec ali ga izdelate sami iz odpadnega materiala. Več o vrstah nosilcev za domače teleskope lahko preberete v naših naslednjih materialih.
Začetnik gotovo ne bo potreboval zrcalne kamere z astronomsko ceno. To je preprosto, kot pravijo, izguba denarja. Zaključek Kot rezultat smo se seznanili s pomembnimi informacijami o tem, kako narediti preprost teleskop z lastnimi rokami, in nekaterimi odtenki nakupa nove naprave za opazovanje zvezd. Poleg metode, ki smo jo obravnavali, obstajajo tudi druge, vendar je to tema za drug članek. Ne glede na to, ali ste doma izdelali teleskop ali kupili novega, vas bo astronomija popeljala v neznano in vam ponudila izkušnje, ki jih še niste doživeli.
Steklena cev za očala je v bistvu preprost refraktor z eno samo lečo namesto leče objektiva. Svetlobne žarke, ki prihajajo iz opazovanega predmeta, zbira leča leče v cev. Za odpravo mavrične obarvanosti slike in kromatične aberacije se uporabljata dve leči iz različnih vrst stekla. Vsaka površina teh leč mora imeti svojo ukrivljenost in
vse štiri površine morajo biti soosne. V amaterskih razmerah je takšen objektiv skoraj nemogoče narediti. Za teleskop je težko dobiti dobro, še tako majhno lečo.
H0 obstaja še en sistem - zrcalni teleskop. ali reflektor. V njem je leča konkavno zrcalo, kjer je treba le eni odbojni površini dati natančno ukrivljenost. Kako je zgrajena?
Svetlobni žarki prihajajo iz opazovanega predmeta (slika 1). Glavno konkavno (v najpreprostejšem primeru - sferično) zrcalo 1, ki zbira te žarke, daje sliko v goriščni ravnini, ki jo gledamo skozi okular 3. Na poti žarka žarkov, ki se odbija od glavnega zrcala, se pojavi a. majhno ravno zrcalo 2 je nameščeno pod kotom 45 stopinj glede na glavno optično os. Odklanja stožec žarkov pod pravim kotom, tako da opazovalec z glavo ne blokira odprtega konca teleskopske cevi 4. Na strani cevi nasproti diagonalnega ravnega zrcala je bila izrezana luknja za izhod stožca žarkov in kljub temu okrepljena cev okularja. da je odsevna površina obdelana z zelo visoko natančnostjo - odstopanje od dane velikosti ne sme presegati 0,07 mikronov (sedemsto tisočink milimetra) - izdelava takšnega ogledala je šolarju povsem dostopna.
Najprej izrežite glavno ogledalo.
Glavno konkavno ogledalo je lahko izdelano iz navadnega ogledala, namiznega ali razstavnega stekla. Imeti mora zadostno debelino in biti dobro žarjena. Slabo žarjeno steklo se ob spremembi temperature močno deformira, kar popači obliko zrcalne površine. Pleksi steklo, pleksi steklo in druge plastike sploh niso primerne. Debelina ogledala mora biti nekaj več kot 8 mm, premer pa ne več kot 100 mm. Zmes smirkovega prahu ali karborunda z vodo se nanese pod kos kovinske cevi ustreznega premera z debelino stene 02-2 mm. Dva diska sta izrezana iz zrcalnega stekla. Iz stekla debeline 8 - 10 mm lahko ročno izrežete disk s premerom 100 mm v približno eni uri, da si olajšate delo, lahko uporabite stroj (slika 2).
Okvir je utrjen na podlagi 1
3. Os 4, opremljena z ročajem 5, poteka skozi sredino njegove zgornje prečke. Na spodnjem koncu osi je pritrjen cevni sveder 2, na zgornjem koncu pa je pritrjena utež b. Os vrtanja je lahko opremljena z ležaji. Lahko naredite motorni pogon, potem vam ni treba vrteti ročaja. Stroj je izdelan iz lesa ali kovine.
Zdaj - brušenje
Če postavite eno stekleno ploščo na drugo in po namazanju kontaktnih površin z mešanico abrazivnega prahu in vode premikate zgornjo ploščo proti sebi in stran od sebe, hkrati pa enakomerno vrtite obe plošči v nasprotnih smereh, potem bodo zmleti drug na drugega. Spodnji disk postopoma postane bolj konveksen, zgornji pa konkaven. Ko je dosežen želeni radij ukrivljenosti - kar se preverja z globino središča vdolbine - puščica ukrivljenosti - preidejo na finejše abrazivne prahove (dokler steklo ne postane temno mat). Polmer ukrivljenosti je določen s formulo: X =
kjer je y polmer glavnega zrcala; . P je goriščna razdalja.
za prvi domači teleskop je izbran premer ogledala (2y) 100-120 mm; F - 1000--1200 mm. Konkavna površina zgornjega diska bo odsevala. Vendar ga je treba še polirati in premazati z odbojno plastjo.
Kako do natančne krogle
Naslednja faza je poliranje.
Instrument je isti drugi stekleni disk. Treba ga je spremeniti v polirno blazinico in za to na površino nanesti plast smole, pomešane s kolofonijo (mešanica daje polirni plasti večjo trdoto).
Smolo za polirno blazinico pripravimo tako. V majhni kozici na majhnem ognju stopite kolofonijo. nato pa se mu dodajo majhni koščki mehke smole. Zmes mešamo s palico. Težko je vnaprej določiti razmerje kolofonije in smole. Ko dobro ohladite kapljico mešanice, jo morate preizkusiti na trdoto. Če sličica ob močnem pritisku pusti plitvo sledi, je trdota smole blizu zahtevani. Smole ne morete zavreti in oblikovati mehurčkov; ne bo primerna za delo. Na sloju polirne mešanice je vrezana mreža vzdolžnih in prečnih žlebov, tako da polirna snov in zrak med delovanjem neovirano krožita, področja smole pa zagotavljajo dober stik z ogledalom. Poliranje poteka na enak način kot brušenje: ogledalo se premika naprej in nazaj; poleg tega se polirna blazinica in ogledalo postopoma obračata v nasprotni smeri. Za čim bolj natančno kroglo je med brušenjem in poliranjem zelo pomembno ohraniti določen ritem gibov, enakomernost v dolžini »poteza« in rotacije obeh stekel.
Vse to delo poteka na preprostem domačem stroju (slika 3), ki je po zasnovi podoben lončarskemu stroju. Na debelo ploščato podlago je postavljena vrtljiva lesena miza z osjo, ki gre skozi podstavek. Na to mizo je nameščen brusilnik ali polirna blazinica. Da se les ne zvija, ga impregniramo z oljno, parafinsko ali vodoodporno barvo.
Na pomoč priskoči naprava Fouquet
Ali je mogoče brez obiska posebnega optičnega laboratorija preveriti, kako natančna je površina zrcala? To je mogoče, če uporabite napravo, ki jo je pred približno sto leti oblikoval slavni francoski fizik Foucault. Princip njegovega delovanja je presenetljivo preprost, natančnost merjenja pa je do stotink mikrona. Slavni sovjetski optik D. D. Maksutov je v mladosti izdelal odlično parabolično ogledalo (in veliko težje je dobiti parabolično površino kot kroglo), pri čemer je za testiranje uporabil prav to napravo, sestavljeno iz kerozinske svetilke, kosa rezila. iz kovinske žage in lesenih kock. Takole deluje (slika 4)
Točkovni vir svetlobe I, na primer luknjica v foliji, osvetljena s svetlo žarnico, se nahaja blizu središča ukrivljenosti O ogledala Z. Zrcalo je rahlo zasukano, tako da vrh stožca odbitih žarkov O1 se nahaja nekoliko stran od samega vira svetlobe. To točko lahko prečka tanek ravni zaslon H z ravnim robom - "Foucaultov nož". Če oko postavimo za zaslon blizu točke, kjer se odbiti žarki zbirajo, bomo videli, da je celotno ogledalo tako rekoč preplavljeno s svetlobo. Če je površina zrcala natanko sferična, potem ko zaslon prečka vrh stožca, začne celotno zrcalo enakomerno bledeti. Toda sferična površina (ne krogla) ne more zbrati vseh žarkov na eni točki. Nekateri od njih se bodo sekali pred zaslonom, nekateri - za njim. Nato vidimo reliefno senčno sliko« (slika 5), iz katere lahko ugotovimo, kakšna odstopanja od krogle so na površini zrcala. S spreminjanjem načina poliranja na določen način jih je mogoče odpraviti.
Iz te izkušnje je mogoče oceniti občutljivost senčne metode. Če za nekaj sekund položite prst na površino ogledala in nato pogledate s senčno napravo; nato pa je na mestu, kjer je bil prst uporabljen, hrib s precej
opazna senca postopoma izginja. Senčna naprava je jasno pokazala nepomembno višino, ki je nastala zaradi segrevanja odseka ogledala ob stiku s prstom. Če »Foucaultov nož ugasne celotno ogledalo hkrati, potem je njegova površina res natančna krogla.
Še nekaj pomembnih nasvetov
Ko je ogledalo polirano in njegova površina natančno oblikovana, je treba odsevno konkavno površino aluminizirati ali posrebriti. Odsevna plast aluminija je zelo trpežna, vendar je mogoče z njo prekriti ogledalo le v posebni vakuumski instalaciji. Žal, oboževalci nimajo takšnih nastavitev. Lahko pa posrebrite ogledalo doma. Škoda je le, da srebrna precej hitro zbledi in je treba odsevno plast obnavljati.
Dobro primarno ogledalo za teleskop je glavno. Ravno diagonalno zrcalo v majhnih odbojnih teleskopih lahko nadomestimo s prizmom s popolnim notranjim odbojem, ki se uporablja na primer v prizmatičnih daljnogledih. Navadna ravna zrcala, ki se uporabljajo v vsakdanjem življenju, niso primerna za teleskop.
Okularje lahko vzamete iz starega mikroskopa ali geodetskih instrumentov. V skrajnih primerih lahko kot okular služi ena sama bikonveksna ali plankonveksna leča.
Cev (cev) in celotno instalacijo teleskopa je mogoče izdelati v najrazličnejših možnostih – od najenostavnejših, kjer so material karton, deske in lesene kocke (slika 6), do zelo naprednih. z deli in posebej ulitimi deli, struženimi na stružnici. Toda glavna stvar je moč in stabilnost cevi. V nasprotnem primeru se bo slika, zlasti pri velikih povečavah, tresla in bo težko izostriti okular, delo s teleskopom pa bo neprijetno
Zdaj je glavna stvar potrpežljivost
Učenec od 7. do 8. razreda zna izdelati teleskop, ki daje zelo dobre slike pri povečavah do 150-krat ali več. Toda to delo zahteva veliko potrpljenja, vztrajnosti in natančnosti. Toda kakšno veselje in ponos bi moral čutiti tisti, ki se seznani z vesoljem s pomočjo najbolj natančnega optičnega instrumenta - teleskopa, izdelanega z lastnimi rokami!
Najtežji del, ki ga izdelate sami, je glavno ogledalo. Priporočamo vam nov, dokaj enostaven način izdelave, za katerega ne potrebujete zahtevne opreme in posebnih strojev. Res je, da morate strogo upoštevati vse nasvete za fino brušenje in še posebej za poliranje ogledala. Samo pod tem pogojem lahko zgradite teleskop, ki ni v ničemer slabši od industrijskega. Ta podrobnost povzroča največ težav. Zato bomo o vseh drugih podrobnostih govorili zelo na kratko.
Prazen za glavno ogledalo je steklena plošča debeline 15-20 mm.
Uporabite lahko lečo iz fotografskega povečevalnega kondenzatorja, ki se pogosto prodaja v fotografskih trgovskih centrih. Ali pa z epoksi lepilom lepite tanke steklene diske, ki jih enostavno režete z diamantnim ali valjčnim rezilom za steklo. Prepričajte se, da je lepilni spoj čim tanjši. "Slojno" ogledalo ima nekaj prednosti pred masivnim - ni tako dovzetno za upogibanje ob spremembi temperature okolja, zato daje sliko boljše kakovosti.
Brusilna plošča je lahko steklena, železna ali cementno-betonska. Premer brusilne plošče mora biti enak premeru ogledala, njegova debelina pa mora biti 25-30 mm. Delovna površina brusne plošče naj bo steklena ali še bolje izdelana iz utrjene epoksi smole s plastjo 5-8 mm. Torej, če vam je uspelo obrniti ali izbrati primeren disk iz odpadne kovine ali ga odliti iz cementne malte (1 del cementa in 3 deli peska), potem morate oblikovati njegovo delovno stran, kot je prikazano na sliki 2.
Abrazivni praški za brušenje so lahko izdelani iz karborunda, korunda, smirka ali kremenčevega peska. Slednji polira počasi, kljub vsemu naštetemu pa je kakovost zaključka opazno višja. Abrazivna zrna (potrebnih bo 200-300 g) za grobo brušenje, ko moramo narediti zahtevani polmer ukrivljenosti zrcala, morajo biti velika 0,3-0,4 mm. Poleg tega bodo potrebni manjši praški z velikostjo zrn.
Če ni mogoče kupiti že pripravljenih praškov, jih je povsem mogoče pripraviti sami, tako da v malti zdrobite majhne koščke abrazivnega brusa.
Grobo brušenje ogledala.
Brusilno ploščo pritrdite na stabilno stojalo ali mizo z delovno stranjo navzgor. Po zamenjavi abrazivov poskrbite za skrbno čiščenje domačega brusilnega stroja. Zakaj je treba na njegovo površino položiti plast linoleja ali gume? Zelo priročen je poseben pladenj, ki ga lahko skupaj z ogledalom po končanem delu odstranimo z mize. Grobo brušenje poteka po zanesljivi "staromodni" metodi. Abrazivno sredstvo zmešajte z vodo v razmerju 1:2. Razporedite približno 0,5 cm3 po površini brusilne plošče. nastalo kašo položite surovec ogledala z zunanjo stranjo navzdol in začnite brusiti. Ogledalo držite z dvema rokama, to ga bo zaščitilo pred padcem, s pravilnim položajem rok pa boste hitro in natančno dosegli želeni polmer ukrivljenosti. Pri brušenju izvajajte gibe (poteze) v smeri premera, enakomerno vrtite ogledalo in brus.
Poskusite se že od samega začetka navaditi na nadaljnji ritem dela: za vsakih 5 udarcev 1 obrat ogledala v rokah za 60°. Hitrost delovanja: približno 100 udarcev na minuto. Ko premikate ogledalo naprej in nazaj po površini brusilne plošče, ga poskušajte obdržati v stanju stabilnega ravnovesja na obodu brusilne plošče. Z napredovanjem brušenja se škrtanje abraziva in intenzivnost brušenja zmanjšujeta, ravnina zrcala in brusne ploščice se onesnažita z izrabljenim abrazivom in delci stekla z vodo - muljem. Občasno ga je treba sprati ali obrisati z vlažno gobo. Po 30-minutnem brušenju preverite velikost vdolbine s kovinskim ravnilom in varnostnimi britvicami. Če poznate debelino in število rezil, ki se prilegajo v režo med ravnilom in osrednjim delom ogledala, lahko enostavno izmerite nastalo vdolbino. Če ni dovolj, nadaljujte z mletjem, dokler ne dobite želene vrednosti (v našem primeru - 0,9 mm). Če je brusilni prašek dobre kakovosti, se lahko grobo brušenje zaključi v 1-2 urah.
Fino mletje.
Za fino končno obdelavo sta površini zrcala in brusa brušeni ena proti drugi na sferični površini z najvišjo natančnostjo. Brušenje poteka v več prehodih z vedno bolj finimi abrazivi. Če je bilo med grobim brušenjem središče tlaka blizu robov brusilnika, potem med finim brušenjem ne sme biti več kot 1/6 premera obdelovanca od njegovega središča. Včasih je treba narediti tako rekoč napačne gibe ogledala po površini brusilne plošče, zdaj v levo, zdaj v desno. Fino brušenje začnite šele po temeljitem čiščenju. Ne dovolite, da bi bili veliki, trdi delci abraziva blizu ogledala. Imajo neprijetno sposobnost, da "samostojno" prodrejo v območje brušenja in povzročijo praske. Najprej uporabite abraziv z velikostjo delcev 0,1-0,12 mm. Čim finejši je abraziv, tem manjše odmerke ga je treba dodati. Glede na vrsto abraziva morate eksperimentalno izbrati njegovo koncentracijo z vodo v suspenziji in vrednost deleža. Čas njegove proizvodnje (suspenzija), pa tudi pogostost odstranjevanja blata. Nemogoče je dovoliti, da se ogledalo ujame (zatakne) na brusilniku. Abrazivno suspenzijo je priročno hraniti v steklenicah s plastičnimi cevmi s premerom 2-3 mm, vstavljenimi v zamaške. Tako ga boste lažje nanesli na delovno površino in ga zaščitili pred zamašitvijo z velikimi delci.
Preverite napredek mletja tako, da pogledate ogledalo proti svetlobi po izpiranju z vodo. Veliki odrezki, ki ostanejo po nerodnem brušenju, morajo popolnoma izginiti, motnost mora biti popolnoma enakomerna - samo v tem primeru se lahko delo s tem abrazivom šteje za zaključeno. Koristno je, da delate dodatnih 15-20 minut, da zagotovite, da zgladite ne le neopažene vdolbine, ampak tudi plast mikrorazpok. Po tem sperite ogledalo, brusno ploščo, pladenj, mizo, roke in nadaljujte z brušenjem z drugim najmanjšim abrazivom. Abrazivno suspenzijo dodajajte enakomerno, po nekaj kapljic naenkrat, steklenico pred tem pretresite. Če dodate premalo abrazivne suspenzije ali če so velika odstopanja od sferične površine, se lahko ogledalo "prilepi". Zato morate ogledalo postaviti na brusilno ploščo in narediti prve premike zelo previdno, brez večjega pritiska. Posebej žgečkljivo je »prijemanje« ogledala v zadnjih fazah finega brušenja. Če je prišlo do takšne grožnje, v nobenem primeru ne bi smeli hiteti. Potrudite se enakomerno (v 20 minutah) segreti ogledala z brusilno blazinico pod tekočo toplo vodo na temperaturo 50-60° in jih nato ohladiti. Nato se ogledalo in brusilna plošča odmakneta. S kosom lesa lahko udarite po robu ogledala v smeri njegovega polmera, pri tem pa upoštevajte vse varnostne ukrepe. Ne pozabite, da je steklo zelo krhek material in ima nizko toplotno prevodnost, pri zelo veliki temperaturni razliki pa poči, kot se včasih zgodi steklenemu kozarcu, če vanj vlijemo vrelo vodo. Kontrolo kakovosti pri končnih korakih finega mletja je treba izvajati z uporabo močnega povečevalnega stekla ali mikroskopa. Na zadnji stopnji finega brušenja se verjetnost prask močno poveča.
Zato navajamo previdnostne ukrepe proti njihovemu pojavu:
opravite temeljito čiščenje in umivanje ogledala, pladnja, rok;
po vsakem pristopu naredite mokro čiščenje na delovnem območju;
poskusite čim manj odstraniti ogledalo z brusilne plošče. Potrebno je dodati abraziv tako, da premaknete zrcalo na stran za polovico njegovega premera in ga enakomerno porazdelite glede na površino brusne ploščice;
Če ogledalo postavite na brusilno ploščo, jo pritisnite in veliki delci, ki slučajno padejo na brusilno ploščo, se bodo zdrobili in ne bodo opraskali ravnine steklene plošče.
Posamezne praske ali jamice ne bodo pokvarile kakovosti slike. Če pa jih je veliko, bodo zmanjšali kontrast. Po finem brušenju zrcalo postane prosojno in odlično odbija svetlobne žarke, ki padajo pod kotom 15-20°. Ko se prepričate, da je temu tako, ga zmeljite brez pritiska in ga hitro obračajte, da izenačite temperaturo s toploto rok. Če se na tanki plasti najfinejšega abraziva zrcalo premika preprosto, z rahlim žvižganjem, ki spominja na žvižganje skozi zobe, potem to pomeni, da je njegova površina zelo blizu sferični in se od nje razlikuje le za stotinke mikrona. Naša naloga pri poznejšem poliranju je, da ga nikakor ne pokvarimo.
Poliranje ogledal
Razlika med zrcalnim poliranjem in finim brušenjem je, da se izvaja na mehkem materialu. Visoko precizne optične površine so pridobljene s poliranjem na smolnih polirnih blazinicah. Poleg tega, bolj ko je smola trda in manjša kot je njena plast na površini trde brusne ploščice (uporablja se kot osnova polirne ploščice), natančnejša je površina krogle na ogledalu. Za izdelavo smolne polirne blazinice morate najprej pripraviti mešanico bitumna in kolofonije v topilih. V ta namen zmeljemo 20 g naftnega bitumna stopnje IV in 30 g kolofonije na majhne koščke, jih premešamo in vlijemo v steklenico 100 cm3; nato vanjo vlijemo 30 ml bencina in 30 ml acetona ter zapremo z zamaškom. Za pospešitev raztapljanja kolofonije in bitumna mešanico občasno pretresite in po nekaj urah bo lak pripravljen. Na površino brusilne plošče nanesite plast laka in pustite, da se posuši. Debelina tega sloja po sušenju mora biti 0,2-0,3 mm. Nato s pipeto poberemo lak in kapljamo po eno kapljico na posušeno plast, da preprečimo zlivanje kapljic. Zelo pomembno je, da kapljice enakomerno porazdelite. Po sušenju laka je polirna blazinica pripravljena za uporabo.
Nato pripravimo polirno suspenzijo - mešanico polirnega praška in vode v razmerju 1:3 ali 1:4. Prav tako ga je priročno shraniti v steklenico z zamaškom, opremljeno s plastično cevjo. Zdaj imate vse, kar potrebujete za poliranje ogledala. Površino ogledala navlažite z vodo in nanjo kapnite nekaj kapljic polirne suspenzije. Nato ogledalo previdno položite na polirno blazinico in ga premikajte. Gibi pri poliranju so enaki kot pri finem brušenju. Toda na ogledalo lahko pritisnete le, ko se premakne naprej (premik s polirne blazinice); potrebno ga je vrniti v prvotni položaj brez kakršnega koli pritiska, pri čemer s prsti držite njegov cilindrični del. Poliranje bo potekalo skoraj tiho. Če je soba tiha, lahko slišite hrup, ki zveni kot dihanje. Polirajte počasi, brez premočnega pritiska na ogledalo. Pomembno je, da nastavite način, v katerem se ogledalo pod obremenitvijo (3-4 kg) premika naprej precej tesno, vendar se zlahka vrne nazaj. Zdi se, da se polirna blazinica »navadi« na ta režim. Število udarcev je 80-100 na minuto. Občasno naredite nepravilne gibe. Preverite stanje polirne blazinice. Njegov vzorec mora biti enoten. Po potrebi ga posušite in nakapajte lak na prava mesta, potem ko stekleničko z njim temeljito pretresete. Postopek poliranja je treba spremljati proti svetlobi z močnim povečevalnim steklom ali mikroskopom s 50- do 60-kratno povečavo.
Površina ogledala mora biti enakomerno polirana. Zelo slabo je, če se srednji del ogledala ali robovi polirajo hitreje. To se lahko zgodi, če površina polirne blazinice ni sferična. To napako je treba takoj odpraviti z dodajanjem bitumensko-kolofonijevega laka na nizke površine. Po 3-4 urah se delo običajno konča. Če robove zrcala pregledate skozi močno povečevalno steklo ali mikroskop, ne boste več videli jamic in majhnih prask. Koristno je, da delate še 20-30 minut, pri čemer dvakrat do trikrat zmanjšate pritisk in se vsakih 5 minut dela ustavite za 2-3 minute. To zagotavlja izenačitev temperature iz toplote trenja in rok, ogledalo pa pridobi natančnejšo sferično obliko površine. Torej, ogledalo je pripravljeno. Zdaj o konstrukcijskih značilnostih in podrobnostih teleskopa. Vrste teleskopov so prikazane na skicah. Potrebovali boste malo materialov, vsi pa so na voljo in relativno poceni. Kot sekundarno ogledalo lahko uporabite prizmo popolnega notranjega odboja iz velikega daljnogleda, lečo ali svetlobni filter iz fotoaparata, katerega ravne površine imajo nanešen odsevni premaz. Kot okular teleskopa lahko uporabite okular iz mikroskopa, kratkofokusno lečo iz fotoaparata ali enojne plankonveksne leče z goriščno razdaljo od 5 do 20 mm. Posebej je treba opozoriti, da morajo biti okvirji primarnih in sekundarnih ogledal izdelani zelo previdno.
Kakovost slike je odvisna od njihove pravilne nastavitve. Ogledalo v okvirju je treba pritrditi z majhno režo. Zrcalo se ne sme zagozditi v radialni ali aksialni smeri. Da teleskop zagotavlja kakovostno sliko, mora njegova optična os sovpadati s smerjo proti objektu opazovanja. Ta nastavitev se izvede s spremembo položaja sekundarnega pomožnega ogledala in nato z nastavitvijo nastavitvenih matic okvirja primarnega ogledala. Ko je teleskop sestavljen, je potrebno na delovne površine ogledal narediti odsevne premaze in jih namestiti. Najlažji način je, da ogledalo prekrijete s srebrom. Ta premaz odbija več kot 90% svetlobe, vendar sčasoma zbledi. Če obvladate metodo kemičnega nanašanja srebra in sprejmete ukrepe proti porjavenju, bo za večino amaterskih astronomov to najboljša rešitev problema.
Puščava Atacama v Čilu je raj za astronome. Edinstvena čistost zraka, ugodne atmosferske razmere skozi vse leto in izjemno nizka stopnja svetlobnega onesnaženja naredijo to negostoljubno območje idealno lokacijo za gradnjo velikanskih teleskopov. Na primer teleskop E-ELT, za katerega se že pripravlja gradbišče. Ni pa to edini tovrstni obsežen projekt. Od leta 2005 potekajo dela za izgradnjo še enega impresivnega astronomskega instrumenta, Giant Magellanovega teleskopa (GMT). Takole bo videti po končani gradnji leta 2020:
Njegov optični sistem temelji na odsevni površini 7 ogromnih okroglih zrcal. Vsako s premerom 8,4 m in težo 20 ton je sama po sebi in še z zahtevano natančnostjo prava inženirska mojstrovina. Kako nastanejo takšni izdelki? O tem - pod rezom.
Trenutno sta izdelani dve ogledali, tretje je ulito in se postopoma ohlaja, četrto pa je predvideno za ulivanje konec letošnjega leta. Proizvodni proces so razvili strokovnjaki na Steward Observatory Mirror Lab Univerze v Arizoni.
Vsako ogledalo je sestavljeno iz velikega števila šesterokotnih segmentov, kar je omogočilo zmanjšanje teže izdelka za 5-krat v primerjavi s trdnim ogledalom enake velikosti. Visokokakovostne surovce iz borosilikatnega stekla izdelujejo na Japonskem. Debelina segmentov ne presega 28 mm, kar pozitivno vpliva na pogoje delovanja - takšno ogledalo bo hitro prevzelo temperaturo okolice, kar bo preprečilo zračne vibracije blizu površine in popačenje slike.
Podlage za zrcalne segmente.
Tudi lahka zasnova samih ogledal bo omogočila sestavo odsevne površine s premerom 25 metrov iz samo 7 primarnih in 7 sekundarnih ogledal. To zelo poenostavi upravljanje in prilagajanje teleskopa. Primerjajte to s 798 segmenti v projektu E-ELT.
Po polaganju steklenih surovcev na podlage (1681 kosov) je celotno območje bodočega ogledala prekrito z ogromno vrtljivo pečjo. Temperatura doseže 1178 stopinj Celzija, hitrost vrtenja pečice je 5 obratov na minuto. Posledično se segmenti zlijejo in tvorijo en sam stekleni niz s parabolično obliko površine. Vrtenje peči zaradi centrifugalne sile omogoča grobo oblikovanje parabolične površine.
Po tem se začne dolg proces kontroliranega enakomernega ohlajanja v isti rotacijski peči. Da zaradi prehitrega ohlajanja ne nastanejo razpoke, traja tri mesece. Po končanem ohlajanju se bodoče ogledalo previdno odstrani iz toplotno odporne podlage in prenese na stojalo za poliranje.
Nato se začne še daljši in bolj mukotrpen postopek poliranja ogledala. Za razliko od sferičnih zrcal, katerih površinska ukrivljenost je konstantna, je poliranje velikanskega paraboličnega zrcala najvišje natančnosti zelo težka naloga. Pri zrcalih za HMT je bilo odstopanje od sferične oblike 14 mm.
Na splošno so parabolične črte in površine tako rekoč nenaravne. Skoraj vsa razpoložljiva in ustvarjena orodja so tako ali drugače povezana s krogi in kroglami, zato so morali znanstveniki in tehnologi napenjati svoje možgane, da so zgladili ogledalo.
Eno glavnih orodij je rotacijski disk s premerom približno 1 m z dozirniki polirnih sredstev. Disk se lahko premika vzdolž vodila, samo ogledalo pa se vrti okoli osi na polirnem stojalu.
To je osnovno diamantno brusilno orodje za končno obdelavo površin, zasnovano za glajenje večine napak na stekleni površini in ustvarjanje sedlaste oblike. Dejstvo je, da je tekoče steklo med vrtenjem dobilo obliko simetrične parabole, kar je najbližji približek. Za pridobitev sedlaste parabolične površine se izvede računalniško vodeno brušenje, pri katerem se odstrani 6-8 mm stekla. Natančnost površinske obdelave na tej stopnji doseže 100 mikronov.
Nato se začne poliranje. Po vsakem ciklu poliranja se površina ogledala izmeri z interferometrom. Celotno območje zrcala se skenira z laserskim žarkom, zabeležijo se različna odstopanja odbitega žarka na konveksnostih in vdolbinah ter sestavi zemljevid napak. Ločljivost interferometra je približno 5 nanometrov.
Na podlagi zemljevida napak računalnik usmerja orodja med nadaljnjim ciklom poliranja, pri čemer porabi več časa ali izvaja večji pritisk na določena področja. Za točkovno korekcijo odkritih posameznih napak smo uporabili tudi polirne kolute premera od 10 do 35 cm z dokaj upogljivimi podplati, ki so sledili ukrivljenosti zrcalne površine.
Za naloge, ki jih bo izvajal teleskop, so dovoljene površinske napake največ 25 nanometrov. In to je zelo težko doseči. Poliranje prvega ogledala je na koncu trajalo približno eno leto.
Imam preprost teleskop Celestron PowerSeeker 127 EQ, tisti na zgornji sliki. Žena mi ga je podarila za rojstni dan. Bilo je precej spontano darilo, kot je to: "Ne vem, kaj naj ti podarim, oh poglej trgovino, greva noter pogledat." Načeloma sem bil zelo vesel, da sem prejel takšno darilo; bilo je zelo zanimivo. Vendar sem med uporabo ugotovila, da želim več. Ta teleskop PowerSeeker 127EQ ima številne bistvene konstrukcijske pomanjkljivosti, ki jih zaradi svoje neizkušenosti enostavno nisem opazil. Glavna pomanjkljivost je sferično glavno ogledalo in korekcijska leča zanj. Posledično je optična zasnova prezapletena, korekcijska leča pa nenatančna, kar tudi ni kakovostno. Na splošno menim, da bi bila kakovost opazovane slike s takim premerom zrcala lahko boljša.
Začel sem razmišljati, da potrebujem drug teleskop. To je normalna situacija. Pravijo, da ne glede na to, kakšen teleskop ima amater, vedno sanja o najboljšem. In potem se pojavi vprašanje: kupiti ali narediti sami? Odgovor pravzaprav ni očiten. Verjetno je lažje kupiti, morda pa še ceneje? Samostojna izdelava ob pomanjkanju izkušenj je težka tehnična naloga; ni znano, ali bo sploh delovalo, in ni jasno, ali bo ceneje kot samo nakup.
Stopil sem na spolzko pot samostojne gradnje teleskopov. Nato vam bom povedal o svojih prvih korakih v tej smeri, vendar vas takoj opozorim, da še ne pričakujte, da boste prebrali članek s srečnim koncem. Jaz sem zelo daleč od tega (če se sploh zgodi).
Torej, začeti morate s preučevanjem teorije.
Po mojem mnenju ni nič boljšega od knjige "Teleskopi za ljubitelje astronomije", L.L. Sikoruk, 1982. Kljub temu, da je knjiga stara več kot trideset let, podrobnejše predstavitve »od začetka do konca« še nisem videl. Obstaja tudi knjiga M. S. Navashina "Amateur Astronomer's Telescope", 1979. Tudi uporabna.
Poleg teh zelo uporabnih knjig seveda lahko in morate obiskati astroforume. na primer ta. Tukaj lahko postavite vprašanje in preberete, kdo kaj dela in kako.
Zadnje zatočišče: youtube.com. Morda se zdi čudno, vendar veliko ljudi po vsem svetu gradi teleskope. Nekateri imajo celo video bloge in prikazujejo postopek izdelave. Ključne besede za iskanje na YouTubu: brušenje ogledal.
Na splošno bi rekel, da se niša amaterske gradnje teleskopov v Rusiji zdi popolnoma prazna (vendar to ni gotovo). V Evropi in Ameriki obstajajo posebne trgovine, ki prodajajo surovce ogledal, brusilne praške ter orodja in komplete za izdelavo ogledal (teleskope mirror kit).
Zdaj seveda ni '79 ali '82, ampak kje bi lahko dobil prazno ogledalo za teleskop? Oziroma kje lahko dobim brusilne praške? Našel sem več optičnih tovarn, vendar se zdi, da jih zasebne stranke prav nič ne zanimajo. Verjetno je njihova glavna stranka država, ki jo predstavlja vojaško-industrijski kompleks. Hotela sem kupiti ogledalo - disk premera 200 milimetrov in rekli so mi, da bo brez poštnine stalo okoli trideset tisočakov. Morda obstaja zelo kakovostno optično steklo, vendar jaz, amater, preprosto ne razumem (brez ironije vem, da je nekje morda potrebna izjemna kakovost).
Po pravici povedano, za trideset tisočakov lahko kupite že pripravljeno veliko ogledalo nekje na veliki Kitajski.
Na splošno sem se odločil, da ga naredim iz odpadnega materiala, kot je svetoval Sikoruk v svoji knjigi. Uporabljeni material je zaslonsko steklo (vendar ne kaljeno). Iz stekla moram izrezati več diskov debeline 10 milimetrov in jih nato zlepiti s tekočim steklom. Sikoruk v svoji knjigi piše in utemeljuje zahtevano debelino glavnega ogledala glede na njegov premer.
Prvi ep. Rezanje steklenega surovca
Šel sem do steklarja in ga prosil, naj mi iz 10 mm stekla izreže pravokotne kose približno 250 x 250 milimetrov, vendar so morali biti vsi iz iste pločevine, da sem bil prepričan o enakih lastnostih vseh kosov.
Šel sem v trgovino in kupil par aluminijastih ponv z notranjim premerom 180 milimetrov. Točno to sem nameraval narediti teleskop Resnici na ljubo, Sikoruk svetuje, da naredimo prvi teleskop največ 100 milimetrov in z njim nabiramo izkušnje, ampak ne, mi smo pametni, naredimo jih 180 naenkrat.
Ponev so razžagali in na dno privili utež in dva štrleča vijaka.
To bo rezalnik.
Sledi dolg in boleč proces izdelave stroja za razrez obdelovanca. Tukaj boste potrebovali motor iz starega pralnega stroja, škripec iz njega, nekaj starega menjalnika, kosov vezanega lesa, čepov, matic in drugih neumnosti.
Na splošno je videti takole:
Pokrov ponve je na kozarec prilepljen s silikonom, njegovi robovi pa so posneti. Služi kot centrirni element za moj rezalnik. Rezalnik, to je polovica ponve, je postavljena na vrh in jo poganja menjalnik iz motorja.
Ta stvar deluje takole (moj video):
Med delom morate nenehno dodajati abraziv pod robove rezalnika. Z brusnim sredstvom sem delal približno pet do sedem minut, brusno sredstvo je bilo obrabljeno in pomešano s steklenimi in aluminijevimi drobtinami. Sperite stari abrazivni material in nanesite novega. Potem sem se navadil vse to početi sproti brez ugašanja motorja. Uspelo je, sprala in takoj z žlico dodala nov abraziv.
Tukaj je ne preveč dobra fotografija, vendar se vidi, koliko se je "rezalnik" pogreznil v debelino stekla:
Abrazivno sredstvo sem pridobival na enak način, kot so to počeli naši daljni predniki v času mamutov. Imel sem kos starega brusa. Zdrobil sem ga s kladivom na nakovalu.
Nastale koščke sem udaril s kladivom in zbral drobtine v kozarec – rezultat je bil grob abrazivni prah. Seveda je v tej fazi takšno divjanje še sprejemljivo, potem pa bomo morali izboljšati proizvodne standarde.
Kot rezultat, eno 180 mm ploščo iz 10 mm pločevine na mojem stroju izrežem v približno treh do treh urah in pol. Izrezal sem štiri diske:
Moje bogastvo:
Po mojem načrtu jih bom zlepil v paru s tekočim steklom, robove obdelal z epoksijem, kot svetuje Sikoruk, in imel bom dve 180 mm surovci glavnega ogledala. Nato jih bom začel brusiti in verjetno enega uničil. No, drugo pa upam, da bo uspelo.
Za to nalogo sem že kupil komplet brusilnih praškov:
Potem pa se začne druga zgodba. Potrebno ostrenje. To poteka v več fazah: grobo oblikovanje-brušenje, brušenje in nato poliranje. Iskreno sem obtičal na tej točki. Tukaj je nekaj ilustracij iz knjige "Teleskopi za ljubitelje astronomije":
Kopiranje:
Brušenje:
Tipične napake:
Na žalost, kljub podrobnim razlagam v Sikorukovi knjigi in iz drugih virov, nimam popolnoma natančne ideje, kako to narediti pravilno. Težava je v tem, da morate narediti parabolo z zelo visoko natančnostjo: napake, izbokline ali jamice na glavnem zrcalu morajo biti manjše od 1/8 valovne dolžine svetlobe. Natančnost parabole mora biti najmanj 0,05 mikrona.
Sikoruk piše v svoji knjigi:
Proces figuracije in testiranja senc je težko razdeliti na komponente - to je en sam ustvarjalni proces, kjer ne le znanje, ampak tudi intuicija pogosto igra odločilno vlogo. Na splošno je ta proces sam po sebi tako zanimiv, da se avtorju na primer pogosto ne mudi dokončati, poskuša delati tako in tako, pri čemer najde veliko zadovoljstvo v procesu figuracije, čeprav je nedvomno pogled na popolnoma ravna senčna slika je neverjeten prizor.V procesu poliranja je po mnenju J. Mattewsona "vedno prisoten element mistike." Deloma je to posledica dejstva, da je postopek poliranja večinoma premalo raziskan, deloma pa zato, ker si mojster sam pogosto zaželi malo mistike, ko figuralika preneha biti le tehnologija, ampak postane v veliki meri umetnost. D. D. Maksutov ni zaman rekel, da optik raje "čara" kot domačo polirno smolo, ne da bi zaupal tovarniški smoli. (Res je, če imate možnost kupiti tovarniško polirno smolo, morate to storiti). Pogosto uspeh podjetja določa ustvarjalni impulz in da bi imeli več časa za ustvarjalnost, je treba preprečiti razloge, ki očitno vodijo v težave.
Izkazalo se je, da očitno ni jasnih metod, s katerimi bi lahko ukrepali, da bi dobili pravo parabolo?
Pravzaprav seveda ista knjiga Sikoruka pove, kako nadzorovati obliko ogledala. Če želite to narediti, morate najprej zgraditi posebno "senčno napravo". Mislim pa, da je s pomočjo te naprave možno zaznati conske napake, nikakor pa ni jasno, kako modificirati polirno blazinico, da se conske napake med nadaljnjim poliranjem popravijo.
Gledal sem veliko video demonstracij na YouTubu: tam je oblikovanje in brušenje ter tako imenovana "parabolizacija" s čarobno črto "W".
Tukaj je nekaj barvitih videoposnetkov:
Groba obdelava:
Zrcalno brušenje: 200 f/5 fino brušenje:
Ljudje izdelujejo tudi stroje za obdelavo ogledal:
Iz vsega tega se izkaže, da vsak naredi tako, kot si zamisli, ampak kako to narediti tako, da bo rezultat zagotovljen? Tukaj je nekaj za razmišljati ...
Po precej premisleku sem se odločil, da pred ostrenjem poskusim narediti programski model celotnega procesa brušenja. Iz nekega razloga se mi je zdelo, da bi bilo to zelo enostavno narediti. Mislil sem, da bi naredil brusilni stroj, nekaj takega kot v zadnjem videu.
Ogledalo se mora počasi vrteti na dnu, na vrhu pa se bo na primer jekleni obroč za odstranjevanje ogrodja premikal v povratnem gibanju z ročičnim mehanizmom.
Odločil sem se, da bi bil model programske opreme lahko zelo preprost: izračunati moram čas, ki ga vsaka točka obdelovanca ogledala preživi pod površino obroča za odstranjevanje lupine. Lahko poskusite šteti ne celotno površino obdelovanca, ampak samo en polmer reza.
Ta video je narejen iz slik postopka virtualnega lupljenja v mojem programu:
Mislil sem, da bom z izbiro dolžine hoda v modelu programske opreme, dolžine krakov ročičnega mehanizma (in njegovo gibanje je daleč od sinusoide), lahko natančno povedal, kako naj naostrim, da dosežem parabola.
Na žalost moram reči, da bolj ko se poglabljam v problem, bolj ugotavljam, da moj model virtualne programske opreme sploh ne deluje. Ne upoštevam preveč parametrov, ki vplivajo na hitrost brušenja stekla: na primer, ne upoštevam hitrosti drgnjenih delov, vendar je različna v sredini in na robovih. Takrat še ne upoštevam pritiska luščilnega obroča na obdelovanec, vendar je to očitno treba storiti, saj se med delom spreminja oblika obdelovanca, kar pomeni porazdelitev tornih sil na površini obdelovanca. tudi spremembe.
Ko sem pisal ta članek, sem celo razmišljal, da bi tukaj dal celotno izvorno kodo svojega programa (C/C++), vendar, kaj je smisel, če program ne deluje?
Trenutno sem začel radikalno na novo pisati svojo programsko opremo in še vedno nameravam ustvariti programski model procesa zrcalne figuracije. Morda bom, če mi uspe, objavil svojo kodo.
Zelo dolgo sem si želel narediti solarni parabolični koncentrator. Ko sem prebral veliko literature o izdelavi kalupa za parabolično ogledalo, sem se odločil za najpreprostejšo možnost - satelitsko anteno. Satelitski krožnik ima parabolično obliko, ki zbira odbite žarke v eni točki.
Kot osnovo sem pogledal plošče Harkov "Variant". Po ceni, ki je bila zame sprejemljiva, sem lahko kupil le 90 cm izdelek. Toda cilj mojega poskusa je visoka temperatura v žarišču. Za doseganje dobrih rezultatov potrebujete zrcalno površino - več, bolje je. Zato naj bo plošča 1,5 m, še bolje 2 m. Harkovski proizvajalec ima te velikosti v svojem asortimanu, vendar so izdelani iz aluminija, zato so cene visoke. Moral sem se potopiti v internet v iskanju rabljenega izdelka. In v Odesi so mi gradbeniki med razstavljanjem nekega predmeta ponudili satelitsko anteno velikosti 1,36 m x 1,2 m, narejeno iz plastike. Malo je manjkalo od tistega, kar sem želel, vendar je bila cena ugodna in sem naročil en krožnik.
Ko sem čez nekaj dni prejel ploščo, sem ugotovil, da je izdelana v ZDA, da ima močna ojačitvena rebra (skrbelo me je, ali je telo dovolj močno in ali se bo premaknilo po lepljenju ogledal) in močno orientacijo. mehanizem z veliko nastavitvami.
Kupil sem tudi ogledalce debeline 3mm. Naročena 2 kv.m. - malo z rezervo. Ogledala se prodajajo večinoma v debelini 4 mm, vendar sem našel trojko, da je lažje rezati. Odločil sem se, da bo velikost ogledal za koncentrator 2 x 2 cm.
Po zbiranju glavnih komponent sem se lotil izdelave stojala za koncentrator. Bilo je več vogalov, kosov cevi in profilov. Razrezal sem ga na mero, zvaril, očistil in pobarval. Evo, kaj se je zgodilo:
Ko sem naredil stojalo, sem začel rezati ogledala. Ogledala so dobila dimenzije 500 x 500 mm. Najprej sem ga prerezal na pol, nato pa z mrežico 2 x 2 cm preizkusil kup rezil za steklo, zdaj pa v trgovinah ni mogoče najti nič pametnega. Nov rezalnik za steklo odlično zareže 5-10 krat in to je to ... Po tem ga lahko takoj zavržete. Morda obstaja nekaj profesionalnih, vendar jih ne smete kupovati v trgovinah s strojno opremo. Torej, če bo nekdo naredil koncentrator iz ogledal, je vprašanje rezanja ogledal najtežje!
Ogledala so izrezana, stojalo je pripravljeno, začnem lepiti ogledala! Postopek je dolg in dolgočasen. Moje število ogledal na končnem pestu je bilo 2480 kosov. Izbral sem napačno lepilo. Kupil sem posebno lepilo za ogledala - dobro drži, vendar je gosto. Pri lepljenju, iztiskanju kapljice na zrcalo in nato pritiskanju na steno krožnika, obstaja možnost neenakomernega pritiska na zrcalo (nekje močnejše, nekje šibkejše). Zaradi tega ogledalo morda ni tesno prilepljeno, tj. ne bo usmeril svojega sončnega žarka v žarišče, ampak blizu njega. In če je fokus zamegljen, ni pričakovati dobrih rezultatov. Če pogledam naprej, bom rekel, da se je moj fokus izkazal za zamegljenega (iz česar sklepam, da je bilo treba uporabiti drugo lepilo). Čeprav so bili rezultati poskusa razveseljivi, je bilo žarišče veliko približno 10 cm, naokoli pa je bila še vedno zamegljena lisa velikosti dodatnih 3-5 cm, čim manjše je bilo žarišče, tem bolj natančno je bilo fokusiranje žarkov, temu primerno višje temperatura. Za lepljenje ogledal sem potreboval skoraj 3 cele dni. Površina rezanih ogledal je bila približno 1,5 m2. Sprva je bil zakon, dokler se ni prilagodil - veliko, kasneje bistveno manj. Okvarjenih ogledal verjetno ni bilo več kot 5%.
Solarni parabolični koncentrator je pripravljen.
Med meritvami je bila najvišja temperatura v žarišču koncentratorja nič manj kot 616,5 stopinj. Sončni žarki so pripomogli k vžganju lesene deske, taljenju kositra, svinčene uteži in aluminijaste pločevinke piva. Poskus sem izvedel 25. avgusta 2015 v regiji Harkov, vas Novaya Vodolaga.
Načrti za naslednje leto (in morda pozimi) so prilagoditev koncentratorja praktičnim potrebam. Morda za ogrevanje vode, morda za proizvodnjo električne energije.
Vsekakor nam je narava vsem podarila močan vir energije, le naučiti se ga moramo uporabljati. Energija sonca tisočkrat pokrije vse potrebe človeštva. In če lahko človek vzame vsaj majhen del te energije, potem bo to največji dosežek naše civilizacije, zahvaljujoč kateremu bomo rešili naš planet.
Spodaj je video, v katerem si lahko ogledate postopek izdelave sončnega koncentratorja na osnovi satelitskega krožnika in poskuse, ki so bili opravljeni z uporabo koncentratorja.
Problem izrabe sončne energije že od antičnih časov zaposluje najboljše ume človeštva. Jasno je bilo, da je Sonce močan vir proste energije, vendar nihče ni razumel, kako to energijo uporabiti. Če verjamete starodavnima piscema Plutarhu in Polibiju, je bil prvi, ki je praktično uporabil sončno energijo, Arhimed, ki je s pomočjo določenih optičnih naprav, ki jih je izumil, uspel zbrati sončne žarke v močan žarek in požgati rimsko floto.
V bistvu je bila naprava, ki jo je izumil veliki Grk, prvi koncentrator sončnega sevanja, ki je zbiral sončne žarke v en energijski žarek. In v žarišču tega koncentratorja je lahko temperatura dosegla 300°C - 400°C, kar je povsem dovolj za vžig lesenih ladij rimske flote. Lahko samo ugibamo, kakšno napravo je izumil Arhimed, čeprav je imel po sodobnih predstavah le dve možnosti.
Že ime naprave – sončni koncentrator – govori zase. Ta naprava sprejema sončne žarke in jih zbira v en sam energijski žarek. Najpreprostejši koncentrator je vsem znan že od otroštva. To je navadna bikonveksna leča, s katero bi lahko izžgali različne figure, napise, celo cele slike, ko bi sončne žarke taka leča zbrala v majhno točko na leseni plošči ali listu papirja.
Ta leča spada med tako imenovane ognjevzdržne koncentratorje. Poleg konveksnih leč sodijo v ta razred koncentratorjev še Fresnelove leče in prizme. Koncentratorji z dolgim fokusom, zgrajeni na osnovi linearnih Fresnelovih leč, se kljub svoji poceni v praksi uporabljajo zelo malo, saj so veliki. Njihova uporaba je upravičena tam, kjer dimenzije koncentratorja niso kritične.
Refraktorski sončni koncentrator
Koncentrator sončnega sevanja s prizmom nima te pomanjkljivosti. Poleg tega je taka naprava sposobna tudi koncentrirati del difuznega sevanja, kar bistveno poveča moč svetlobnega žarka. Trikotna prizma, na podlagi katere je zgrajen tak koncentrator, je hkrati sprejemnik sevanja in vir energijskega žarka. V tem primeru sprednja ploskev prizme sprejema sevanje, zadnja ploskev ga odbija, sevanje pa izhaja iz stranske ploskve. Delovanje takšne naprave temelji na principu popolnega notranjega odboja žarkov, preden zadenejo stransko stran prizme.
Za razliko od refraktorskih koncentratorjev reflektivni koncentratorji delujejo na principu zbiranja odbite sončne svetlobe v energijski žarek. Po zasnovi jih delimo na ravne, parabolične in parabolično-cilindrične koncentratorje. Če govorimo o učinkovitosti vsake od teh vrst, potem najvišjo stopnjo koncentracije - do 10.000 - zagotavljajo parabolični koncentratorji. Toda za gradnjo solarnih ogrevalnih sistemov se uporabljajo predvsem ploščati ali parabolično-cilindrični sistemi.
Parabolični (odsevni) sončni koncentratorji
Praktična uporaba sončnih koncentratorjev
Pravzaprav je glavna naloga vsakega solarnega koncentratorja zbiranje sončnega sevanja v en sam energijski žarek. In to energijo lahko uporabite na različne načine. Vodo lahko ogrevate z brezplačno energijo, količina ogrevane vode pa bo odvisna od velikosti in izvedbe koncentratorja. Majhne parabolične naprave se lahko uporabljajo kot solarna peč za kuhanje.
Parabolični koncentrator kot solarna peč
Uporabite jih lahko za dodatno osvetlitev sončnih kolektorjev in tako povečate izhodno moč. Uporablja se lahko kot zunanji vir toplote za Stirlingove motorje. Parabolični koncentrator zagotavlja temperaturo okoli 300°C – 400°C v žarišču. Če na primer tako razmeroma majhno ogledalo postavimo stojalo za kotliček ali ponev, dobimo solarno pečico, na kateri lahko zelo hitro skuhamo hrano in zavremo vodo. Grelec s hladilno tekočino, nameščen na žarišču, vam bo omogočil hitro segrevanje tudi tekoče vode, ki jo lahko nato uporabite za gospodinjske namene, na primer za tuširanje ali pomivanje posode.
Najenostavnejša shema za ogrevanje vode s sončnim koncentratorjem
Če v žarišče paraboličnega ogledala postavite Stirlingov motor ustrezne moči, lahko dobite majhno termoelektrarno. Na primer, Qnergy je razvil in lansiral QB-3500 Stirling motorje, ki so zasnovani za delo s sončnimi koncentratorji. V bistvu bi jih bilo bolj pravilno imenovati generatorji električnega toka na osnovi Stirlingovih motorjev. Ta enota proizvaja električni tok 3500 vatov. Izhod pretvornika je standardna napetost 220 voltov 50 hercev. To je povsem dovolj za oskrbo z električno energijo hiše za štiričlansko družino ali poletne koče.
Mimogrede, z uporabo načela delovanja Stirlingovih motorjev mnogi obrtniki z lastnimi rokami izdelujejo naprave, ki uporabljajo rotacijsko ali povratno gibanje. Na primer vodne črpalke za poletno rezidenco.
Glavna pomanjkljivost paraboličnega koncentratorja je, da mora biti ves čas usmerjen proti soncu. Industrijske helijeve instalacije uporabljajo posebne sledilne sisteme, ki vrtijo zrcala ali refraktorje po gibanju sonca, s čimer zagotavljajo sprejem in koncentracijo največje količine sončne energije. Za individualno uporabo je malo verjetno, da bi bilo priporočljivo uporabljati takšne sledilne naprave, saj lahko njihovi stroški znatno presežejo stroške preprostega reflektorja na običajnem stojalu.
Kako narediti svoj sončni koncentrator
Najlažji način za izdelavo domačega sončnega koncentratorja je uporaba starega satelitskega krožnika. Najprej se morate odločiti, za kakšne namene se bo ta koncentrator uporabljal, nato pa na podlagi tega izbrati mesto namestitve in ustrezno pripraviti podlago in pritrdilne elemente. Anteno temeljito operite, posušite in na sprejemno stran krožnika nalepite zrcalno folijo.
Da bi film ležal ravno, brez gub ali gub, ga je treba razrezati na trakove, široke največ 3 do 5 centimetrov. Če nameravate koncentrator uporabljati kot solarno peč, je priporočljivo, da v sredini plošče izrežete luknjo s premerom približno 5 - 7 centimetrov. Skozi to luknjo bo napeljan nosilec s stojalom za posodo (gorilnik). Tako boste zagotovili, da se posoda s hrano, ki jo pripravljate, ne premika, ko je reflektor obrnjen proti soncu.
Če je plošča majhnega premera, je priporočljivo tudi, da narežemo trakove na približno 10 cm dolge kose posebej, pri čemer previdno prilagodimo spoje. Ko je reflektor pripravljen, ga namestite na nosilec. Po tem boste morali določiti točko ostrenja, saj optična točka ostrenja na satelitskem krožniku ne sovpada vedno s položajem sprejemne glave.
Domači sončni koncentrator - peč
Če želite določiti žarišče, se morate oborožiti s temnimi očali, leseno desko in debelimi rokavicami. Nato morate ogledalo usmeriti naravnost v sonce, ujeti sončnega zajčka na desko in s premikanjem deske bližje ali dlje glede na ogledalo poiskati točko, kjer bo ta zajček imel najmanjšo velikost - majhno točko. Rokavice so potrebne za zaščito rok pred opeklinami, če slučajno padejo na območje žarka. No, ko je žarišče najdeno, ostane le še popraviti in namestiti potrebno opremo.
Obstaja veliko možnosti za izdelavo sončnih koncentratorjev sami. Na enak način lahko sami izdelate Stirlingov motor iz odpadnega materiala. In ta motor se lahko uporablja za različne namene. Koliko domišljije, želje in potrpljenja je dovolj?