Mladen i Goran Hudec - Izrada teleskopa 3. 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...

Hoyleov refraktorski teleskop. © Ljubaznošću: St John's College
Članak
0Komentari
Broj otvaranja3516

Inž. Mladen i Goran Hudec
Kosmoplov broj 9. - 30. 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.

Brušenje

Nema univerzalnog recepta za brušenje. Barem ne za "mašinu" na kojoj se brusi. Preporučalo se nekoć da se brušenje staklo na staklo radi na pivskoj bačvi, visine oko 1 m i to tako da se donje staklo na kamenoj ili željeznoj ploči pričvrsti za bačvu. Kod toga brusač obilazi oko bačve, na primjer ulijevo, i kod svakog poteza zakreće zrcalo za neki kut u desno.
Neki američki autori i danas preporučuju nešto slično, s tom razlikom da traže da je ploha koja se brusi na staklu u visini ramena, da se ne bi nehotičnim pritiskom deformirala površina zrcala. Kod toga mora na zrcalo doći uteg tako da pritisak iznosi oko 100 grama po kvadratnom centimetru plohe koja se brusi. I ovdje mora brusač "plesati" oko stakla.

To ima svojih dobrih i loših strana. Pritisak je svuda jednoličan i rukom izvodimo samo horizontalne poteze, vertikalni pritisak prepuštamo utegu. Loše posljedice takvog načina bi se pokazale jedino ako se donja ploča ne bi zakretala na svojoj podlozi svakih desetak minuta, za oko 45°.

U prošlom članku smo preporučili brušenje na stolu. U svakom slučaju, to je mnogo manje zamorno, traži manje prostora i posao može biti čišći. Sav pribor koji nam treba može biti u neposrednoj blizini na stolu, a za samu "mašinu" potrebno nam je mnogo manje materijala.

Osim toga postoji još jedan važan faktor; za brušenje na stolu nije potrebna posebna prostorija, a to je sigurno velika prednost. Pokušajte smjestiti pivsku bačvu ispred štednjaka, pa ćete vidjeti šta ćete doživjeti.

Na oba načina može se postići ista preciznost, a to je ipak najvažnije. Treba samo kod finijih frakcija brusnog praha paziti da pritisak ruku na staklo bude minimalan, tj. rukama samo vučemo i guramo staklo bez ikakvog pritiska.

Kada se jednom odlučile da brusite i veća zrcala, preporučili bi vam da si izradite okretni stolić za brušenje. Objasniti ćemo kako smo taj problem mi riješili.

Sastoji se od donje fiksne ploče i gornje ploče koja se može okretati. Promjer gornje ploče je oko 25 cm. Obje ploče su preko posebno istokarenog ležaja. Ležaj na kome se okreće gornja ploča mora biti izrađen od 2 debele željezne ploče promjera oko 20 cm. Gornja ploča se kreće po uskom prstenu pri rubu ležaja i mora imati okapnicu da se spriječi ulaženje brusnog praha u ležaj. Obje panel ploče treba natopiti lanenim uljem. Gornju ploču treba okovati limom ili presvući ultrapasom (melanit), a rub gornje ploče treba biti povišen da otpadni materijali od brušenja ne bi kapali okolo. Staklena ili željezna matrica se zalijepi sa bitumenom na gornju željeznu ploču. Ležajne plohe treba podmazati vazelinom.

Sam proces brušenja odvija se potpuno jednako kao što je opisano u prošlom članku. Čitavu napravu možemo - bez straha da nešto zaprljamo, smjestiti na stol ili stolicu.

Još nekoliko detalja o brušenju na tokarenoj matrici.
Brušenje na tokarenoj matrici je svakako najugodnije i postoji najmanja opasnost nastajanja ogrebotina, jer suvišni brusni prah pada u kanale među staklenim pločicama na matrici. Nagrizanje gornje ploče počinje iz sredine gdje se vrlo brzo stvori udubina sa unaprijed određenim polumjerom. Potezi kod početnog brušenja, dok čitavo zrcalo ne dobije udubinu, mogu biti kružni ili tetivni; ne moramo koristiti nikakvo "forsiranje" kao kod brušenja stakla na staklo. Veće zakrivljenosti vrlo teško bi postigli "forsiranjem".

Stakleni kvadratići koje lijepimo na željeznu matricu neka budu sa stranicama barem 1/5 do 1/6 promjera zrcala. Rubove pločica treba odbrusiti. Pločice ne moraju biti potpuno točno odrezane i odbrušene, strane mogu odstupati 1 do 2 mm od odabrane dimenzije kvadratića. Zgodno je koristiti rebrasto staklo, jer se bolje lijepi. Razmak između pločica treba biti 3-4 mm. Za prvi puta preporučili bismo ipak da se držite recepata koje smo dali u prošlom članku.

Poliranje

Fino izbrušeno zrcalo treba još ispolirati. Tvrdu staklenu matricu zamijenimo mnogo mekšom od posebno napravljene smole. Bitni sastojci smole su bitumen, kalofonij i pčelinji vosak. Bitumena ima različitih, mekših i tvrđih; najbolje je da uzmemo onaj srednji. Samo radi orijentacije uzmite za početak jednake količine bitumena i kalofonija i tome dodajte, oko 5% voska. Smjesu treba rastopiti, najbolje u konzervi. Kod topljenja bitumena bilo bi bolje da otvorite prozore da izbjegnete "ugodni" miris rastopljene smjese. Ukupna količina neka bude oko 1/4 kg. Sa štapićem kapnite nekoliko kapi u hladnu vodu i provjerite tvrdoću. Smola na sobnoj temperaturi mora biti toliko tvrda da se nokat u nju ne može utisnuti. Ako je premekana dodajte malo kalofonija, promiješajte, pričekajte da smjesa u konzervi postane žitka i ponovo provjerite tvrdoću. Ako jako utisnuti nokat ostavi trag plići od nekoliko desetinki mm provjerite da li nije smjesa pretvrda. Nije to ništa gadljivo, pokušajte stvrdnutu kapljicu pregristi. Smola ne smije pod zubima prskati. Ostatke nemojte progutati, iako nije škodljivo za probavu!
Kod dodavanja kalofonija ili bitumena treba uvijek dodati odgovarajuću količinu voska. Ako je smjesa smole po vašem (gurmanskom) ukusu dobra, pokušajte načiniti matricu. Prije toga preporučljivo je vruću smolu procijediti kroz platno, da se uklone eventualna zrnca pijeska, u drugu konzervu. Treba vam i nešto malo pribora. U prvom redu nož sa drvenom drškom, plamenik, 100 gr. glicerina i komadić mrežaste tkanine (muslin) sa okcima od oko 2 mm. Na matricu, svejedno da li je bila staklena ploča ili ona sa čeličnom podlogom, treba nanesti sloj smole debeo oko 5-7 mm. Istovremeno treba lagano zagrijati zrcalo u toploj vodi. Pazite da vam zrcalo ne dodiruje metalni lonac; najbolje da stoji na dvije daščice na dnu posude. Zagrijte ga najviše na 50°C, to je toliko da još možete držati ruku u vodi. Zagrijavanje nekoliko puta prekidajte, jer staklo sporo preuzima toplinu i moglo bi, ako ga prebrzo zagrijavate, na vaše veliko zadovoljstvo - puknuti.
Na matrici od smole moramo izrezati kanale tako da dobijemo pločice dimenzije 20x20 do 30x30 mm. To radimo sa zagrijanim nožem. Kanali neka su široki 5-6 mm sa stranicama pod kutem od 45°. Prvo vrućim nožem zarežemo koso pod 45° jednu siranu kanala, a zatim drugim rezom izvadimo smolu iz kanala. Nakon svakog reza treba očistiti i ponovo zagrijati nož. Mreža kanala mora biti takva da se središte matrice ne poklapa sa sredinom pločice, nego leži prema rubu pločice (vidi sliku 5).
Pričekajmo da se smola ohladi na oko 70°C, obrišimo toplo zrcalo od vode i premažimo ga glicerinom. Smolu pokrijte mrežastom tkaninom koju isto tako treba dobro natopiti glicerinom. Smoli moramo dati točni sferni oblik zrcala, a to ćemo postići tako da snažno pritisnemo zrcalo odozgo preko tkanine na smolu i pridržavamo 1-2 min. Ako nam se u međuvremenu smola previše ohladi treba ju zagrijati, ili u vreloj vodi, ili iznad plamenika. Nakon toga dignemo tkaninu, premažemo matricu polirnim prahom i ponovo pritisnemo, ali sada malo laganije, da se tragovi tkanine ne bi izgubili. Ako je ploha smole bila veća od zrcala treba još prije pritiskivanja ukloniti nožem višak smole.

Prije nego što počnemo polirati treba ostaviti matricu da se ohladi, tako da je još malo topla. Prah za poliranje treba taloženjem pročistiti tako da se iz praha izdvoje sva zrnca koja se istalože prije 10-15 sek. Budite naročito oprezni ako radite sa crvenim željeznim oksidom. On ostavlja tragove i nećete ga se riješiti mjesecima iz prostorije u kojoj ste polirali. Preporučujemo vam da upotrijebite cerijum oksid, iako je nešto skuplji.

Smjesu prah i vode razmažemo, za prvi puta u debljem sloju po matrici i započnemo polirati, srednjim potezima preko centra. Bolje je da su potezi kraći, najviše 1/4 promjera preko ruba matrice; uostalom isto tako ste brusili sa finim brusnim prahom. Pripazite da se zrcalo nikada ne osuši, tada ga je vrlo teško odvojiti od matrice. Već nakon četvrt sata poliranja zrcalo dobiva sjaj i počinje reflektirati svjetlost i kada je suho.
Za početak pripazite da li poliranje jednoliko napreduje i prekinite ako se brže polira u sredini ili na rubovima. U oba slučaja je najbolje zagrijati matricu i zrcalo, te ponovo formirati matricu. Prištedjeti ćete si dosta posla ako odmah u početku izradite 2 matrice; druga treba da bude nešto mekša. Naizmjeničnim poliranjem na tvrđoj i mekšoj matrici dobiju se najbolje ispolirane plohe. Kod svakog dužeg prekida u poliranju (jedan dan) treba ponovo formirati plohu matrice, naročito onu mekšu. Ne polirajte ni u kom slučaju duže od pola sata bez optičkih kontrola. Tu počinje vještina dobivanja točnih sfernih ploha, paraboloida i ostalih optičkih finesa.

Sa poliranjem možete biti gotovi zajedno sa optičkim probama za 2-3 sata, uz pretpostavku da je ploha zrcala bila dovoljno fino brušena i da radite pažljivo. Za ovu fazu posla treba sačuvati maksimum živaca, jer se svako "nasilje" u toku poliranja neminovno osvećuje.

Proces poliranja gotovo da nikada ne ide savršeno i prava vještina se zapravo sastoji u korigiranju grešaka. Jedan podatak: korigiranje zrcala za teleskop u Mt. Palomaru trajalo je 12 godina. Nemojte se uplašiti, za zrcalo od 12 cm potrebne korekture mogu potrajati nekoliko sati. A o optičkim kontrolama i korigiranju grešaka idući puta.


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!