Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
хобби
the hobby
Телескоп жасау – телескоптарды хобби ретінде құрастыру, кәсіби жұмыс істейтін мамандардан өзгеше. Әуесқой телескоп жасаушылар (кейде ATM деп атайды) өз құралдарын техникалық қиындықтарды жеңуден ләззат алу үшін, арзан немесе жеке қажеттіліктеріне сай телескоп алу мақсатында немесе астрономия саласындағы зерттеу құралы ретінде жасайды. Әдетте, телескоп жасаушылар әуесқой астрономия саласының бір бөлігі болып табылады.
Amateur telescope making is the activity of building telescopes as a hobby, as opposed to being a paid professional. Amateur telescope makers (sometimes called ATMs) build their instruments for personal enjoyment of a technical challenge, as a way to obtain an inexpensive or personally customized telescope, or as a research tool in the field of astronomy. Amateur telescope makers are usually a sub group in the field of amateur astronomy.
Басталуы
Галилео Галилей голландтық өнертабысты астрономиялық мақсаттар үшін бейімдегеннен бастап, астрономиялық телескоп жасау дамып келе жатқан сала болып табылады. Галилейден кейінгі көптеген астрономдар қажеттіліктен өз телескоптарын жасады, бірақ 20-ғасырда өздерінің ләззаты мен білімі үшін телескоптар құрастыратын әуесқойлардың маңыздылығы арта түсті. Заманауи, көптеп өндірілетін телескоптар пайда болғанға дейін, тіпті қарапайым телескоптың да бағасы мүңкіндік көре алмайтын әуесқой астроном үшін тым жоғары болды. Өзің жасау – бақылау үшін қолайлы телескопты алудың жалғыз экономикалық жолы еді. Көптеген жарияланған еңбектер телескоп жасауға қызығушылықты арттырды, мысалы, 1920 жылы ирланд телескоп жасаушысы, пастор В. Ф. А. Эллисонның жазған кітабы. 1920-жылдардың басында АҚШ-та Рассел В. Портердің "Popular Astronomy" және Альберт Г. Ингаллстың "Scientific American" журналдарындағы Портер және Спрингфилд телескоп жасаушылары туралы мақалалары осы хоббиге деген қызығушылықты кеңейтуге көмектесті. Қоғамдық қызығушылық соншалық болды, Ингаллс бұл тақырыпта "Scientific American" журналында тұрақты рубрика ашты (содан кейін осы басылымның "Аматор ғалым" рубрикасы пайда болды) және кейіннен "Аматорлық телескоп жасау" атты үш томдық кітапты жинақтады. Осы кітаптарды өз құралдарын жасап шығаратын көптеген оқырмандар оқыды (кейде оларды "телескопқа бейім" деп атайды). 1933 жылдан 1990 жылға дейін "Sky & Telescope" журналында Эрл Браун, Роберт Е. Кокс және Роджер Синнотт басқарған "АТМ-дер үшін жинақтар" атты тұрақты рубрика жарияланды. Екінші дүниежүзілік соғыстан кейін артық оптикалық компоненттердің көп болуы, содан кейін Спутник және ғарыш кеңістігіне жарыс осы хоббиді одан әрі дамытуға септігін тигізді.
Ever since Galileo Galilei adapted a Dutch invention for astronomical use, astronomical telescope making has been an evolving discipline. Many astronomers after the time of Galileo built their own telescopes out of necessity, but the advent of amateurs in the field building telescopes for their own enjoyment and education seems to have come into prominence in the 20th century. Before the advent of modern mass produced telescopes, the price of even a modest instrument was often beyond the means of an aspiring amateur astronomer. Building your own was the only economical method to obtain a suitable telescope for observing. Many published works piqued interest in building telescopes, such as the 1920 book The Amateur's Telescope by Irish telescope maker Rev. W. F. A. Ellison. In the United States in the early 1920s, articles in Popular Astronomy by Russell W. Porter and in Scientific American by Albert G. Ingalls featuring Porter and the Springfield Telescope Makers helped expand interest in the hobby. There was so much public interest, Ingalls began a regular column for Scientific American on the subject (spawning that publications "The Amateur Scientist" column) and later compiled into three books titled Amateur Telescope Making Vol. 1–3. These had a large readership of enthusiast (sometimes called "telescope nuts") constructing their own instruments. Between 1933 and 1990, Sky & Telescope magazine ran a regular column called "Gleanings for ATMs" edited by Earle Brown, Robert E. Cox, and Roger Sinnott. The ready supply of surplus optical components after World War II and later Sputnik and the Space Race also greatly expanded the hobby.
Әдеттегі әуесқойлық үлгілер
Әуесқойлар құрастыратын телескоптардың түрлері – рефракторлар, Шмидт-Кассегрейндер және Максутовтар сияқты – кең түрлі болғанымен, ең көп таралған телескоп дизайны Ньютондық рефлектор болып табылады, оны Рассел В. Портер «Жұртқа қолжетімді телескоп» деп атаған. Ньютондықтың артықшылығы – қарапайым құрылысы, ол ең аз шығынмен ең үлкен мөлшерге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, бұл конструкция алдыңғы бетіне орналасқан бір ғана айнаны объектив ретінде пайдаланады, сондықтан оны ұнтақтап, жылтырату үшін тек бір бет жеткілікті, ал Максутов үшін үш, рефрактор мен Шмидт-Кассегрейн үшін төрт бет қажет. Көбінесе Ньютондық телескоп – бастаушыларға арналған стандартты жоба болып табылады, оны клубтар жасап немесе жеке адамдар кітаптардан немесе интернеттен табылған сызбалар бойынша құрастырады.
Although the types of telescopes that amateurs build vary widely, including Refractors, Schmidt–Cassegrains and Maksutovs, the most popular telescope design is the Newtonian reflector, described by Russell W. Porter as "The Poor Man's Telescope". The Newtonian has the advantage of being a simple design that allows for maximum size for the minimum expense. And since the design employs a single front surface mirror as its objective it only has one surface that has to be ground and polished, as opposed to three for the Maksutov and four for the refractor and the Schmidt–Cassegrain. Typically a Newtonian telescope of aperture is a standard starter project, constructed as a club project or by individuals working from books or from plans found on the Internet.
Айна жасау
Ньютондық рефлектор – әуесқой телескоп жасаушылардың ең көп құрастыратын телескопы болғандықтан, тақырыпқа қатысты әдебиеттің көп бөлігі негізгі айнаны жасауға арналған. Айналар әдетте пластиналы шыны немесе борсиликатты шыныдан (Пирекс) жасалған жалпақ дискіден басталады. Диск мұқият ұнтақталып, жылтыратылып, әдетте параболоид пішініне келтіріледі. Жоғары фокустық қатынасы бар телескоптарда сфералық айналар қолданылуы мүмкін, себебі бұл жағдайда екі пішіннің айырмашылығы айтарлықтай емес. Бұл пішінге жету үшін қолданылатын құралдар қарапайым болуы мүмкін: сондай-ақ өлшемдегі шыны құрал, ұсақ абразивтер тізбегі және ағаш шайырынан жасалған жылтырату матасы. Түрлі-түрлі қимылдар арқылы айна табиғи түрде сфералық пішінге ұмтылады. Осы кезде, қажетті параболоид пішінін жасау және жетілдіру үшін жылтырату әдістері өзгертіледі.
Since the Newtonian reflector is the most common telescope built by amateur telescope makers, large sections of the literature on the subject are devoted to fabrication of the primary mirror. The mirrors start as a flat disk of glass, typically plate glass or borosilicate glass (Pyrex). The disk is carefully ground, polished and figured to an extremely accurate shape, usually a paraboloid. Telescopes with high focal ratios may use spherical mirrors since the difference in the two shapes is insignificant at those ratios. The tools used to achieve this shape can be simple, consisting of a similarly sized glass tool, a series of finer abrasives, and a polishing pitch lap made from a type of tree sap. Through a whole series of random strokes the mirror naturally tends to become spherical in shape. At that point, a variation in polishing strokes is typically used to create and perfect the desired paraboloidal shape.
Фуко сынағы
Көптеген әуесқойлар айналардың пішінін тексеру үшін қолданатын жабдық – Фуконың пышақ жиегі сынағы, айна бетін жасауға қолданылатын құралдар сияқты, жасау оңай. Ең қарапайым түрінде ол шамшырақтан, кішкентай тесігі бар қалайы қағаздан және арашадан тұрады. Айна жылтыратылғаннан кейін тік тұғырға орналастырылады. Фуко сынағышы айнаның қисықтық радиусына жақын қашықтықта орнатылады. Сынағыш сондай етіп реттеледі, нәтижесінде тесіктен шыққан жарық сәулесі пышақ жиегімен тоқтатылады. Пышақ жиегінен айнаға қарағанда, айна бетінде белгілі бір сурет пайда болады. Егер айна беті толық сфераның бөлігі болса, айна бүкіл бетінде біркелкі жарықтандырылған болып көрінеді. Егер айна сфера тәрізді болса, бірақ дөңестері немесе ойықтары сияқты кемшіліктері болса, кемшіліктер биіктігі бойынша айқын үлкейтілген күйде көрінеді. Егер бет параболоидты болса, айна донат немесе ромб тәрізді көрінеді. Айна бетінің идеалды параболоидқа қаншалықты жақын екенін анықтау үшін, айнаның үстіне арнайы маска қойып, сынағышпен бірнеше өлшемдер жасауға болады. Бұл деректер кейін қысқартылып, идеалды параболалық қисықпен салыстырылып график түрінде көрсетіледі. Кейбір телескоп жасаушылар ұқсас Рончи сынағын қолданады, ол пышақ жиегін бірнеше жіңішке параллель сымдардан тұратын тормен немесе шыны тақтаға жазылған өрнекпен алмастырады. Басқа сынақтарға жылдам f/ratio айналарын дәлірек өлшейтін Гавиола немесе Каустик сынағы, сондай-ақ, соңғы жылдары қолжетімді лазерлер, цифрлық камералар (мысалы, веб-камералар) және компьютерлердің арқасында қолданылатын интерферометриялық сынақтар жатады.
The equipment most amateurs use to test the shape of the mirrors, a Foucault knife edge test, is, like the tools used to create the surface, simple to fabricate. At its most basic it consists of a light bulb, a piece of tinfoil with a pinhole in it, and a razorblade. After the mirror is polished out it is placed vertically in a stand. The Foucault tester is set up at a distance close to the mirror's radius of curvature. The tester is adjusted so that the returning beam from the pinhole light source is interrupted by the knife edge. Viewing the mirror from behind the knife edge shows a pattern on the mirror surface. If the mirror surface is part of a perfect sphere, the mirror appears evenly lighted across the entire surface. If the mirror is spherical but with defects such as bumps or depressions, the defects appear greatly magnified in height. If the surface is paraboloidal, the mirror looks like a doughnut or lozenge. It is possible to calculate how closely the mirror surface resembles a perfect paraboloid by placing a special mask over the mirror and taking a series of measurements with the tester. This data is then reduced and graphed against an ideal parabolic curve. Some amateur telescope makers use a similar test called a Ronchi test that replaces the knife edge with a grating comprising several fine parallel wires or an etching on a glass plate. Other tests used include the Gaviola or Caustic test which can measure mirrors of fast f/ratio more accurately, and home brew Interferometric testing made possible in recent years by affordable lasers, digital cameras (such as webcams), and computers.
Алюминийден жасалған немесе "күміспен қапталған" айна
Айна бетінің қалыпты пішініне келгеннен кейін, оның алдыңғы бетіне өте жұқа, жоғары шағылыстырылатын материалдан жасалған қабат жағылады. Тарихи тұрғыдан алғанда, бұл қабат күміс болған. Күміс жағу әдетте айна жасаушы немесе қолданушы тарапынан химиялық жолмен жүзеге асырылған. Күміс қаптамалары алюминийге қарағанда жарық шағылыстыру қабілеті жоғарырақ, бірақ тез тотығады және бірнеше айдан кейін алмастыруды қажет етеді. 1950 жылдан бері көптеген айна жасаушылар алюминий қаптамасын жіңішке пленканы жабу арқылы жасайды (бұл жұмысты осы процеске мамандандырылған фирмалар орындайды). Қазіргі заманғы қаптамалар көбінесе алюминий қабатынан тұрады, оның үстіне қорғаныш мөлдір қосылыстар жағылады. Айна алюминийлендіру үшін, оны вакуумдық камераға, электрмен қыздырылған вольфрам немесе нихром орамдарымен бірге қояды, бұл алюминийдің булануына мүмкіндік береді. Вакуумдағы ыстық алюминий атомдары түзу сызықтармен қозғалады. Олар айна бетіне тигенде суынып, жабысады. Кейбір айна қаптау шеберханалары содан кейін кварц қабатын булатып жағады, ал басқалары оны пеште таза оттегіге немесе ауаға ұшыратады, нәтижесінде айнаның бетінде берік, мөлдір алюминий оксиді қабаты пайда болады.
Once the mirror surface has the correct shape a very thin coating of a highly reflective material is added to the front surface. Historically this coating was silver. Silvering was put on the mirror chemically, typically by the mirror maker or user. Silver coatings have higher reflectivity than aluminum but corrode quickly and need replacing after a few months. Since the 1950s most mirror makers have an aluminum coating applied by a thin film deposition process (work is done by a firm specializing in the process). Modern coatings usually consist of an aluminum layer overcoated with protective transparent compounds. The mirror is aluminized by placing it in a vacuum chamber with electrically heated tungsten or nichrome coils that can evaporate aluminum. In a vacuum, the hot aluminum atoms travel in straight lines. When they hit the surface of the mirror, they cool and stick. Some mirror coating shops then evaporate a layer of quartz onto the mirror, whereas others expose it to pure oxygen or air in an oven so that the mirror will form a tough, clear layer of aluminum oxide.
Телескоптың құрылысы
Телескоп жасаушы әуесқойлар артқы ауладан бастап астрономия саласына маңызды үлес қосатын күрделі құралдарға дейін телескоптар жасайды. Әуесқойлар жасаған құралдар планеталарды зерттеу, астрометрия, фотометрия, кометалар мен астероидтарды ашу сияқты салаларда қолданылған. Тіпті "әуесқойлық" деңгейі де бірнеше ерекше санаттарға бөлінеді: терең ғарыш нысандарын бақылау, планеталарды бақылау, күн бақылауы, ай бақылауы және осы нысандардың барлығының астрофотографиясы. Сондықтан телескоптардың дизайны, мөлшері және құрылысы да әртүрлі болады. Кейбір әуесқойлар жасаған құралдар сырттан қарағанда қарапайым болғанымен, олардың жобаланған мақсатына толыққанды сай келеді. Ал кейбіреулері жоғары деңгейдегі механикалық "жетілдірумен" әдемі түріне ұмтылуы мүмкін. Кейбір әуесқой телескоп жасаушылардың жоғары дәлдікті өңдеу жабдықтарына қолжетімділігі болмағандықтан, Понсе платформасы, Крейфорд фокусы және Добсон телескобы сияқты көптеген талғамды дизайн пайда болды, олар дәлдік өңдеуді қажет етпей функционалдылық пен тұрақтылыққа қол жеткізеді. Құрылыстың қиындығы – әуесқойдың жоба таңдауындағы тағы бір фактор. Белгілі бір дизайн үшін құрылыстың қиындығы шамамен объектив диаметрінің квадратына пропорционалды өседі. Мысалы, Ньютон телескобы – орташа деңгейдегі ғылыми жоба. Ньютондық телескоп құрылысы қиын болмайтындықтан және коммерциялық түрде сатып алуға қымбат болатын құралға әкелетін жақсы компромисс өлшемі саналады. Айналық телескопты жасау қиын, бірақ кішірек құралдарды жасау тәжірибесі бар орташа әуесқойдың қабілетіне сыяды. Әуесқойлар диаметріне дейін үлкен телескоптарды құрастырған, бірақ мұндай жобаларды көбінесе шағын топтар немесе астрономия клубтары қолға алады.
The telescopes amateur telescope makers build range from backyard variety to sophisticated instruments that make meaningful contributions to the field of astronomy. Instruments built by amateurs have been employed in planetary study, astrometry, photometry, comet and asteroid discovery to name just a few. Even the “hobbyist” end of the field can break down into several distinct categories such as: observing deep sky objects, observing the planets, solar observing, lunar observation, and astrophotography of all those classes of objects. Therefore, the design, size, and construction of the telescopes vary as well. Some amateur telescope makers build instruments that, while looking crude, are wholly suited to the purpose they are designed for. Others may strive for a more aesthetic look with high levels of mechanical “finish”. Since some amateur telescope makers do not have access to high precision machining equipment, many elegant designs such as the Poncet Platform, Crayford focuser, and the Dobsonian telescope have evolved, which achieve functionality and stability without requiring precision machining. The difficulty of construction is another factor in an amateur's choice of project. For a given design the difficulty of construction grows roughly as the square of the diameter of the objective. For example, a Newtonian telescope of aperture is a moderately easy science fair project. A Newtonian is considered a good compromise size since construction is not difficult and results in an instrument that would be expensive to purchase commercially. A reflecting telescope is difficult, but still within the ability of the average amateur who has had experience building smaller instruments. Amateurs have constructed telescopes as large as across, but usually small groups or astronomy clubs take on such projects.