Изготовление телескопов любителями — это деятельность по созданию телескопов в качестве хобби , в отличие от оплачиваемой профессиональной деятельности. Производители телескопов любители (иногда называемые ATM) строят свои инструменты для личного удовольствия от технических задач, как способ получить недорогой или персонально настроенный телескоп или как исследовательский инструмент в области астрономии . Производители телескопов любители обычно являются подгруппой в области любительской астрономии .
С тех пор, как Галилео Галилей адаптировал голландское изобретение для астрономического использования, изготовление астрономических телескопов стало развивающейся дисциплиной. Многие астрономы после Галилея строили свои собственные телескопы из необходимости, но появление любителей, строящих телескопы для собственного удовольствия и образования, похоже, стало заметным в 20 веке.
До появления современных телескопов массового производства цена даже скромного инструмента часто была не по карману начинающему астроному-любителю. Постройка собственного телескопа была единственным экономичным способом получить подходящий телескоп для наблюдений. Многие опубликованные работы подогревали интерес к строительству телескопов, например, книга 1920 года « Телескоп любителя» ирландского производителя телескопов преподобного У. Ф. А. Эллисона .
В Соединенных Штатах в начале 1920-х годов статьи в Popular Astronomy Рассела В. Портера и в Scientific American Альберта Г. Ингаллса, посвященные Портеру и создателям телескопов в Спрингфилде [1], помогли расширить интерес к хобби. Общественный интерес был настолько велик, что Ингаллс начал вести регулярную колонку в Scientific American на эту тему (что породило публикацию колонки « The Amateur Scientist »), а затем объединил ее в три книги под названием Amateur Telescope Making Vol. 1–3. У них была большая читательская аудитория энтузиастов (иногда называемых «помешанными на телескопах» [2] ), создающих свои собственные инструменты. В период с 1933 по 1990 год журнал Sky & Telescope вел регулярную колонку под названием «Gleanings for ATMs» под редакцией Эрла Брауна, Роберта Э. Кокса и Роджера Синнотта. Готовые поставки излишков оптических компонентов после Второй мировой войны, а затем и «Спутника и космической гонки» также значительно расширили хобби.
Хотя типы телескопов, которые строят любители, сильно различаются, включая рефракторы , Шмидта-Кассегрена и Максутова , самой популярной конструкцией телескопа является ньютоновский рефлектор , [3] описанный Расселом У. Портером как «телескоп бедняка». Ньютоновский имеет преимущество в том, что это простая конструкция, которая позволяет получить максимальный размер за минимальные затраты. И поскольку конструкция использует одно зеркало передней поверхности в качестве своего объектива, у него есть только одна поверхность, которую нужно шлифовать и полировать, в отличие от трех для Максутова и четырех для рефрактора и Шмидта-Кассегрена . Обычно ньютоновский телескоп с апертурой 6 или 8 дюймов (15 или 20 см) является стандартным стартовым проектом, построенным как клубный проект или отдельными лицами, работающими по книгам или по планам, найденным в Интернете.
.jpg/1280px-Grinding_a_mirror_-_tool_over_300_mm_glass_(Korenica,_Croatia).jpg)
Поскольку ньютоновский рефлектор является наиболее распространенным телескопом, построенным любителями телескопов, большие разделы литературы по этому вопросу посвящены изготовлению главного зеркала . Зеркала начинаются как плоский диск из стекла, как правило, листового стекла или боросиликатного стекла (Pyrex). [4] Диск тщательно шлифуется , полируется и формируется до чрезвычайно точной формы, обычно параболоида . Телескопы с высокими фокальными отношениями могут использовать сферические зеркала, поскольку разница в двух формах незначительна при этих отношениях. Инструменты, используемые для достижения этой формы, могут быть простыми, состоящими из стеклянного инструмента аналогичного размера, ряда более мелких абразивов и полировочного круга, изготовленного из типа древесного сока. Через целую серию случайных ударов зеркало естественным образом стремится стать сферическим по форме. В этот момент обычно используется изменение в ударах полировки для создания и совершенствования желаемой параболоидной формы.
Оборудование, которое большинство любителей используют для проверки формы зеркал, тест Фуко на лезвие ножа , как и инструменты, используемые для создания поверхности, просты в изготовлении. В самом простом варианте оно состоит из лампочки , куска фольги с отверстием в нем и лезвия бритвы.
После полировки зеркало помещается вертикально на подставку. Тестер Фуко устанавливается на расстоянии, близком к радиусу кривизны зеркала. Тестер регулируется таким образом, чтобы возвращающийся луч от источника света с точечным отверстием прерывался кромкой ножа. Если смотреть на зеркало из-за кромки ножа, на поверхности зеркала виден рисунок. Если поверхность зеркала является частью идеальной сферы, зеркало кажется равномерно освещенным по всей поверхности. Если зеркало сферическое, но с дефектами, такими как выпуклости или впадины, дефекты кажутся значительно увеличенными по высоте. Если поверхность параболоидальная, зеркало выглядит как пончик или ромб. Можно рассчитать, насколько близко поверхность зеркала напоминает идеальный параболоид, поместив специальную маску на зеркало и выполнив серию измерений с помощью тестера. Затем эти данные редуцируются и наносятся на график относительно идеальной параболической кривой.
Некоторые производители любительских телескопов используют похожий тест, называемый тестом Ронки , который заменяет лезвие ножа решеткой, состоящей из нескольких тонких параллельных проволок или травления на стеклянной пластине. Другие используемые тесты включают тест Гавиолы или Каустика, который может измерять зеркала с быстрым отношением f/ratio более точно, и самодельное интерферометрическое тестирование, которое стало возможным в последние годы благодаря доступным лазерам, цифровым камерам (например, веб-камерам) и компьютерам.
После того, как поверхность зеркала приобрела нужную форму, на ее переднюю поверхность наносится очень тонкое покрытие из высокоотражающего материала.
Исторически это было серебряное покрытие. Серебрение наносилось на зеркало химическим путем, как правило, производителем или пользователем зеркала. Серебряные покрытия имеют более высокую отражательную способность, чем алюминиевые, но быстро подвергаются коррозии и требуют замены через несколько месяцев.
Начиная с 1950-х годов большинство производителей зеркал наносят алюминиевое покрытие методом тонкопленочного осаждения (работа выполняется фирмой, специализирующейся на этом процессе). Современные покрытия обычно состоят из слоя алюминия, покрытого защитными прозрачными составами.
Зеркало алюминируется путем помещения его в вакуумную камеру с электрически нагреваемыми вольфрамовыми или нихромовыми катушками, которые могут испарять алюминий. [5] В вакууме горячие атомы алюминия движутся по прямым линиям. Когда они ударяются о поверхность зеркала, они охлаждаются и прилипают. Некоторые мастерские по нанесению покрытий на зеркала затем испаряют слой кварца на зеркало, тогда как другие подвергают его воздействию чистого кислорода или воздуха в печи, так что зеркало образует прочный, прозрачный слой оксида алюминия.
Телескопы, которые строят производители любительских телескопов, варьируются от садовых до сложных инструментов, которые вносят значимый вклад в область астрономии . Инструменты, созданные любителями, использовались в планетарных исследованиях, астрометрии , фотометрии , открытии комет и астероидов, и это лишь некоторые из них. Даже «любительский» конец области можно разбить на несколько отдельных категорий, таких как: наблюдение за объектами дальнего космоса , наблюдение за планетами, наблюдение за Солнцем, наблюдение за Луной и астрофотография всех этих классов объектов. Поэтому дизайн, размер и конструкция телескопов также различаются. Некоторые производители любительских телескопов строят инструменты, которые, хотя и выглядят грубо, полностью подходят для той цели, для которой они предназначены. Другие могут стремиться к более эстетичному виду с высоким уровнем механической «отделки». Поскольку некоторые производители любительских телескопов не имеют доступа к высокоточному оборудованию для обработки, было разработано множество элегантных конструкций, таких как платформа Понсе , фокусер Крейфорда и телескоп Добсона , которые обеспечивают функциональность и стабильность без необходимости точной обработки.
Сложность конструкции — еще один фактор, влияющий на выбор любителем проекта. Для заданной конструкции сложность конструкции растет примерно как квадрат [ нужна цитата ] диаметра объектива. Например, телескоп Ньютона с апертурой 4 дюйма (100 мм) — это относительно простой проект для научной выставки. 6–8-дюймовый (150–200 мм) телескоп Ньютона считается хорошим компромиссным размером, поскольку его конструкция несложна и в результате получается инструмент, который будет дорогим для покупки в коммерческих целях. 12–16-дюймовый (300–410 мм) рефлекторный телескоп сложен, но все еще находится в пределах возможностей среднего любителя, имеющего опыт строительства более мелких инструментов. Любители строили телескопы размером до 1 метра (39 дюймов) в поперечнике, но обычно за такие проекты берутся небольшие группы или астрономические клубы.
