Mladen i Goran Hudec - Izrada teleskopa 2. dio

Teleskop je osnovni astronomski instrument kojega astronomi koriste kako bi upoznali i dokučili tajne svemira. Ako ga je Galileo mogao napraviti prije više od 400 godina, možete i vi. Evo i kako...

Dobsonov teleskop reflektor. © Ljubaznošću: Stellafane
Članak
0Komentari
Broj otvaranja3799

Inž. Mladen i Goran Hudec
Kosmoplov broj 8. - 15. listopada 1969. godine


      Kraj šezdesetih i početak sedamdesetih godina dvadesetog stoljeća, ostat će zapamćen u svijetu astronomije, po jednome fantastičnom projektu, koji nikada prije i nikada kasnije nije ponovljen. Mladen i Goran Hudec pobudili su kod astronoma amatera pravu pomamu za izradom astronomskih instrumenata - teleskopa. Kako bismo ponovo oživjeli duh tih vremena i izvukli ga iz zaborava, odlučili smo na stranicama Zvjezdarnice napraviti reizdanje cijeloga serijala, u 13 nastavaka dakako, baš onako kako je to prije 44 godine išlo u časopisu Kosmoplov. Naravno, sve je osuvremenjeno kako i dolikuje 21. stoljeću i Internetu, no u samu srž, a to su tekstovi i ilustracije, nismo previše dirali. Oni zavrjeđuju ostati onakvi kakvi su i bili.

      Koliko to god zvučalo avanturistički, i dan danas postoje ljudi koji radije sami izrađuju svoje teleskope, nego da ih kupuju gotove. U opisima se nije ništa posebno promijenilo od tada pa se sve to može primijeniti i danas. Dokaz su i mnogobrojne teme na našem Astroforumu u kojima astronomi razmjenjuju iskustva upravo oko raznih izrada i modifikacija teleskopa i astronomske opreme. To znači samo jedno: duh i ideja koje su "posijali" Mladen i Goran, žive i dan danas! Nadam se da ćete uživati čitajući ovaj serijal, a u zadnjem, trinaestom dijelu, dat ćemo vam ga na poklon kompletnog u PDF formatu, kako biste mogli imati sve na jednome mjestu.

Vjerojatno Vas je članak u prošlom broju uvjerio, da samostalna izrada teleskopa nije velika mudrost, i da bi to i Vama pošlo za rukom ako se samo prihvatite posla. Za početak Vam preporučamo nešto manji teleskop, zadovoljite se sa 10-12 cm promjera zrcala. Veće promjere zrcala ostavite za kasnije kada savladate tehniku brušenja i poliranja i kada Vaš prvi teleskop već bude u pogonu. Kod prvog primjerka ćete sigurno biti nestrpljivi da vidite konačan rezultat, a sa manjim teleskopom to ide brže, a i preciznost se lakše postiže. Morate ipak računati sa oko mjesec dana posla svaki dan po sat-dva. Još jedan savjet! Pokušajte naći prijatelja koji je za isto zainteresiran i izradite dva teleskopa. Razmjenjujući međusobno iskustva obojica ćete brže i lakše stići do cilja.

Naslovnica Kosmoplova
Prije početka rada nađite prostoriju u kojoj nikome ne smetate svojim brušenjem i koja se može i malo isprljati. Ako baš nemate nikakvu drugu mogućnost, zavucite se u kupaonu ili kuhinju, ali tada pazite da sve eventualne ostatke uklonite za sobom

Metalna zrcala

Sigurno će vam doći na um ideja da zrcalo izradite od metala! Tako su i izrađivali zrcalo do pred stotinjak godina. Odustanite od toga, jer se to ne isplati! Obični metali su suviše žilavi da bi se dali brusiti, trebalo bi nabaviti broncu posebne smjese tzv špiglmetal, koja je krta kao staklo. Ali takovo zrcalo brzo oksidira i zarđa i daje sve manje svjetla. Ako bi ga na primjer kromirali, desilo bi se isto, samo malo sporije, a tada bi ga sa jednim čišćenjem od rđe potpuno optički upropastili. Staklo nema tu manu. Oksidirani sloj srebra ili aluminija se lako skine sa stakla kiselinama i obnovi a da se pri tome oblik stakla uopće ne promijeni. Na kraju, treba još da znate da se špiglmetal brusi desetak puta sporije od stakla.

Brušenje

Na nekoliko raznih načina možemo izbrusiti konkavna zrcala. Budući da počinjete, i to sa malim zrcalom, krenimo najjednostavnije, bez ikakvih naprava i pomoćnih sredstava.

Manja zrcala sa odnosima promjera i žarišne daljine do 1:10 mogu se brusiti bez posebno pripremljene matrice. Kao matrica će nam poslužiti ravna staklena ploča istog promjera kao i ploča za zrcalo. Za matricu uzimamo obično nešto tanju ploču od one za zrcalo; odnos debljine i promjera može biti do 1:12. Ploče za matricu i zrcalo nemojte izrezivati sami, za početak to prepustimo onima koji to dobro znaju, staklorescima odnosno staklobrusačima. Obje ploče moraju biti okrugle sa okomitim brušenim bridovima i obrušenim rubovima barem za 1,5 do 2 mm. Time sprečavate odlamanje školjki sa rubova i čuvate ruke, jer nemojte zaboraviti da se na staklu možete i - porezati.

Slika 1.

Naša "mašina" za brušenje je obična izbrušena kamena ploča 20x20 cm; može poslužiti i obična "teraco" pločica, ili željezna ploča debljine 8-10 mm. Na tu ploču treba zalijepiti u sredinu staklo za matricu. Jednostavno rastopite u konzervi malo bitumena, toliko koliko bi stalo u kutiju šibica, i na sredinu glatke kamene ploče izlijepite okruglu "fleku" promjera oko 5 cm, debljine 4-5 mm. Ne zaboravite prethodno benzinom obrisati staklo i kamenu ploču. Kada se bitumen malo ohladi, pritisnite na njega staklo za matricu tako da bitumen istisnite do ruba. Pazite da vam staklo ne pukne; dobro ga je prethodno lagano zagrijati do 50°C. Sloj bitumena ne bi trebalo biti deblji od milimetra. Ako je previše istisnuto, uklonite višak zagrijanim starim nožem sa drvenom drškom.

Kamenu ploču ćemo kod brušenja okretati, ali da ne zaparate njime stol na kojem radite, najbolje da se sa donje strane zalijepi (opet bitumenom ali na nekoliko mjesta) isto tako veliku gumu ili meku plastiku debljine 2-3 mm ili komad lesonita.

Prije nego što počnete brusiti treba stražnju stranu budućeg zrcala načiniti neprozirnom, ohrapaviti ili "matirati". Na donju, već zalijepljenu ploču za matricu stavimo pola žličice (kašičice) srednje finog brusnog praha i isto toliko vode, da se stvori kaša. Ploču za zrcalo dobro pogledajte i za zrcalnu stranu odaberite onu koja ima pravilnije obrušene rubove. Onu drugu stranu položite na matricu i pokušajte prvi puta nježno brusiti.

Najbrže ćemo izmatirati ako gornju ploču vučemo kratkim potezima (oko 2 cm) napred natrag uz lagani pritisak. Budući da kod matiranja ne trebamo nikakvu preciznost, možemo ravne poteze zamijeniti kružnim, idi će brže. Nakon desetak minuta možemo obrisati gornju ploču, oprati je i pogledati da li je gotova. Redovito preostane još nekoliko mjesta koja još nisu matirana, jer staklena ploča ne mora biti ravna. Sredinu takve "rupe" postavimo na rub donje ploče i kružnim pokretima izbrusimo. Na kraju mora stražnja strana biti jednolično mutna.

Staklo za zrcalo ćemo zalijepiti za panel ploču istog promjera, samo sa tri veće kapi bitumena na oko jedan cm od ruba ploče Kada pritisnemo stražnju stranu zrcala (ko ju smo već prethodno matirali) na još topao bitumen, on će se raširiti na oko dva cm promjera i dovoljno čvrsto zalijepiti. Ako načinite držače, kako je to pokazano u prošlom broju, ne zaboravite između metala i zrcala staviti komadiće tanke gume.

Konačno su sve pripreme završene i možemo početi brusiti. Budući da su obje ploče ravne, moramo ih najprije "nagovoriti" da postanu zakrivljene i to baš onoliko koliko želimo. Jedan mali trik u tehnici brušenja, nazivamo ga "forsiranje". Ako bi brusili normalno (pročitali ste valjda naš prvi članak) drugim potezima, nakon nekog vremena bi postala gornja ploča lagano konkavna a donja ispupčena tj. konveksna, ali bi to dugo trajalo.

Slika 2.

Postavimo našu "mašinu" na čvrstu stolicu iste visine kao što je ona na kojoj sjedimo. Na matricu (koja to još nije) stavimo pola žličice najgrubljeg brusnog praha, dodamo vode da se stvori kaša i poklopimo sa budućim zrcalom i kruženjem rasporedimo kašu po površini čitave ploče. Držač zrcala uhvatimo tako (sa obje ruke) da ga palcima možemo gurati naprijed, a kažiprste stavimo na ploču napred. Ostali prsti neka obuhvaćaju držač.

Zrcalo guramo prema napred za trećinu promjera i vraćamo natrag samo toliko da se ploče poklope. Pri tome kažiprstima guramo prema dolje i pojačavamo pritisak tako da je najveći kad je zrcalo naprijed. Ploče moraju stalno biti priljubljene jedna uz drugu. Nakon tri do četiri poteza zakrenemo podlogu za otprilike desetinu jednog okretaja u lijevo, a zrcalo sa držačem za dvostruko toliko u desno, i izvršimo tri do četiri poteza. Tada zakretanje ponovimo i to činimo i dalje nakon svaka tri do četiri poteza.

Sa malo vježbe moći ćemo prilikom svakog poteza gornju ploču zakrenuti za neki mali kut u desno, što je bolje, jer se ploče jednoličnije troše. Naravno da treba neprestano pratiti što se dešava sa brusnim prahom. Kada zvuk "struganja" postane slabiji, znači da se brusni prah istrošio i smrvio i da treba dodati novu količinu praha. To se dešava svakih nekoliko minuta. Voda se dodaje prema potrebi, kada se ploče makar malo osuše. Najbolje je dodavati vodu u isto vrijeme kada i prah, ali i češće.
 
Krupni brusni prah većim dijelom pada preko ruba matrice i u toku "forsiranja" on se može vraćati ponovo na ploču i ponovo sa njim brusiti. Kasnije se to više ne smije raditi, pogotovu kad se radi sa finijim prahom.

Slika 3.

Nakon otprilike pola sata treba prvi puta kontrolirati dubinu udubljenja na zrcalu. Dubinu možemo izmjeriti dosta jednostavno ako preko sredine zrcala postavimo ravnalo sa milimetarskom podjelom. Gledajući sa strane prema svijetlu vidi se udubljenje, ako je ono i jako maleno. Iza ravnala spustimo u sredinu zrcala komad od 50 para koji ima promjer od 25 mm. Ispod ravnala se vidi odsječak "petobanke". Dužina odsječka se može ocijeniti na ravnalu i ako ona iznosi npr. 6 mm iz tabele možemo pročitati da je udubljenje duboko 0,36 mm.

Prvi broj u tabeli označava vam dužinu odsječka koji se vidi ispod ravnala, a drugi dubinu udubljenja. Iz dubine udubljenja na zrcalu nije problem odrediti radijus zakrivljenosti, odnosno žarišnu daljinu zrcala, što je za nas vrlo važan podatak.

Teleskop ćemo početi graditi tek kada zrcalo bude gotovo, jer postoji ona priča o ražnju i zecu. Nema neke naročite potrebe da žarišna daljina bude točno baš onolika koliko smo si to u početku zamislili. Greška od 5% gore ili dolje neće Vas smetati. Žarišnu daljinu vašeg zrcala možete provjeriti i jednostavnije. Već grubo izbrušeno zrcalo će reflektirati svijetlo ako je - mokro! Namočite zrcalo vodom i možete pomoću sunca naći žarište, ili navečer sliku niti jake sijalice blizu središta zakrivljenosti. Slika nije nimalo oštra ali se može odrediti daljina na kojoj je slika najmanja a to je žarište odnosno središte zakrivljenosti.

Slika 4.

Forsirano brušenje prekidamo kada je udubljenje otprilike 90% onoga koje želimo postići. Jedan primjer za ilustraciju; ako želimo da naše zrcalo od 120 mm ima žarišnu daljinu od 1200 mm tada ćemo forsirano brušenje prekinuti kada udubljenje dostigne dubinu od 0,68 mm, to je 90% od 0,75 mm.

Ovaj podatak ćete naći u tablici 2. za promjer od 120 mm i žarišnu daljinu od 1200 mm. Ne prelazeći na finiji brusni prah treba još barem 10 minuta normalno brusiti.

Slika 5.

Za normalno brušenje selimo mašinu na stol! Ono što nam je kod forsiranja trebalo, bio je jednostrani pritisak koji više ne smijemo upotrijebiti. Položaj ruku mora biti takav da zrcalo guramo napred-natrag sa jednakim pritiskom na prednjem i na stražnjem rubu. Težina ruku je dovoljna za taj pritisak i zato uopćte više ne pritiskamo na zrcalo, nego samo na nj oslonimo težinu ruku. Potez je sada simetričan: koliko pređemo sa zrcalom preko matrice napred, toliko ga vratimo natrag prema sebi, prelazeći preko središta zrcala. Ritam zakretanja gornjeg i donjeg stakla zadržimo isti. Kod zakretanja treba izbjegavati suviše veliku pravilnost pri radu, jer vraćanje u iste međusobne položaje gornje i donje ploče prouzrokuje nepravilnost i nesimetričnost. Brzina okretanja gornje i donje ploče ne smiju biti ista; gornju treba okretati češće.

Dužina poteza utiče na mijenjanje zakrivljenosti. Drugi potezi od 1/3 promjera povećavaju zakrivljenost, dok kratki od oko 1/5 promjera izravnavaju i smanjuju zakrivljenost. Osim toga, intenzivnije produbljavanje sredine zrcala se postiže i tzv. tetivnim potezom, pri kojem sredina gornje ploče ne prelazi preko središta donje neno za oko četvrtinu promjera bočno. Onih desetak minuta brušenja iza forsiranja ima zadatak da izjednači zakrivljenost obiju ploča. Radi toga treba upotrijebiti srednje poteze oko 1/4 promjera preko sredine.

Neka se ne ljute zbog ove opširnosti oni koji se ne spremaju brusiti, jer smo postali i dosadni sa tim potezima amo-tamo. Evo još jedan (posve praktičan) savjet novim optičarima. Bez obzira na vaše godine sigurno vam ide na živce kada netko strože po loncu ili zdjeli. Ništa ugodniji nisu ni zvukovi koji nastaju pri brušenju sa grubim brusnim prahom. Čuvajte živce ukućanima! Moglo bi vam se desiti da dobijete definitivnu zabranu bilo kakvih daljnjih "optičkih djelatnosti", pa radije za brušenje prve dvije frakcije izaberite vrijeme kada Vas nitko u kući ne čuje. Brušenje sa finijim frakcijama je gotovo nečujno, pa nije više tako "opasno".

Nakon što je završeno brušenje sa grubim prahom, prelazimo na finiji. Ne bi bilo loše još jednom pozvali na oprez! Prije nego što se počne brusiti sa finijim brusnim prahom treba sa matrice i zrcala ukloniti svaki trag grubljeg brusnog praha. Najbolje je izvršiti ispiranje pod tekućom vodom uz pomoć četkice ili kista. Za svaku frakciju brusnog praha treba upotrijebiti novu četkicu (kist).

Prema uobičajenim oznakama, za ručno brušenje odgovarao bi ovaj niz krupnoća brusnog praha 90, 200, 400, 600. Zadnji najfiniji korund za optičko brušenje nosi oznaku 3031/2. Krupnoće do 400 mogu biti karburundum, koji ima nešto više igličaste kristale i radi toga ne može poslužiti za finalno brušenje.

Sa svakom frakcijom (krupnoćom) brusimo otprilike jedan sat. Dobro je pomoću lupe kontrolirati ujednačenost brušenja na rubu i u sredini tako dugo dok se lupom može nešto vidjeti, a to je do brušenja sa krupnoćom 400. U pravilu brusimo sa potezima srednje dužine preko središta. To znači da nam kod poteza napred i natrag gornja ploča prelazi za oko 1/4 promjera. Korekcije zakrivljenosti mogu se provesti i sa krupnoćom 200.

Najfiniji korund 3031/2 mora se svaki puta prije brušenja "oprati", što zapravo znači da iz njega odbacujemo najkrupnija zrnca i izdvajamo finija dvije (ili čak tri) frakcije. Za zrcalo od 12 cm dovoljno je nešto više od pola fildžana praha. Treba ga navlažiti sa jednom žličicom vode i ostaviti da stoji, tako da se prah provlači. Ne smije se preliti vodom, jer će dosta zrnaca ostati plivati. Za pranje nam trebaju tri staklene tegle od 1 litre. Prah razmutimo u oko 3/4 litre vode u prvoj tegli i promiješamo. Nakon 10 sekundi prelijemo polagano u drugu teglu, tako da u prvoj ostane talog.

Krupnija zrnca se brže talože i prelivanjem ih odvajamo od sitnijih koje se talože sporije. U posudi B ostavimo da se taloži 1 minutu i onda vratimo tekućinu (bez taloga) u prvu posudu, ponovo uzmutimo i nakon 10 sekundi vratimo u drugu. Vodom prenosimo tako tri do četiri puta što više korunda u posudu B, ali tako da zrnca koja se istalože za 10 sekundi ostanu u prvoj posudi. Sada ponovimo postupak sa drugom i trećom posudom tako da iz taloga u drugoj posudi prenesemo u treću samo zrnca koja lebde u vodi i nakon 1 minute. Za jako fine plohe izdvajaju se zrnca koja lebde u vodi i nakon 10 minuta, ali za naše potrebe su dovoljne i prve dvije frakcije.

Talog između 10 sekundi i 1 minute taloženja koristi se direktno za brušenje. Ne smijemo ga sušiti, nego se mokri talog prenese u manju posudu. Za brušenje ga na matricu nanosimo sa plastičnom žlicom ili kistom.

Najfinija frakcija radi mekše ako joj dodamo talka (milovke) koji nabavimo u apoteci. Istaložimo ga na isti način kao i korund. Talog iza jedne minute pomiješamo u omjeru 1:1 sa odgovarajućim talogom korunda i spremimo u čistu bočicu od lijekova. Upotrijebiti ga moramo najkasnije za tjedan dana.

Brušenje sa najfinijim prahom završimo tako da zadnjih desetak minuta dodajemo samo vodu. Toga praha i onako nije bilo mnogo, dovoljno ga je bilo "na vrhu noža". Gotovo izbrušeno zrcalo već reflektira svijetlo. Pod kosim kutem do 15° možemo u njemu vidjeti nit sijalice.

Na kraju još par napomena!
Grubi brusni prah dodavali smo svakih par minuta, a finiji se dodaje rjeđe i u manjim količinama, tako da se najfinije frakcije brusnog praha moraju dodavati svakih 5-10 minuta. Najfiniji prah stavljamo samo prvi put u sredinu, a kasnije sa strane, dužim potezom kista po matrici, a da zrcalo pri tome uopće ne dižemo sa matrice.


Važna napomena!

Sve što ste ovdje pročitali, a tiče se cijena i načina nabave, danas više ne vrijedi. To znači da se materijali i dijelovi za izradu teleskopa ne mogu nabavljati putem Zvjezdarnice u Zagrebu ili bilo koje organizacije spomenute u tekstu. Isto tako ne vrijede niti cijene koje su navedene. Ta pravila vrijedila su u vrijeme kada su članci izlazili u Kosmoplovu ali danas više ne vrijede. Molimo vas da uvažite ovu napomenu.


Bez komentara
Želiš komentirati? Klikni!