Телескоп
Не обязательно быть астрономом, чтобы разглядывать звездное небо. Вселенная не бывает неподвижной. Там, в космосе, всегда что-то происходит. Даже невооруженным глазом многие в безоблачную погоду видели «падающие» звезды. Специалисты же постоянно следят за кометами. И сейчас готовятся к встрече со «старой знакомой» — кометой Шустера, которая была открыта в 1977 году и в очередной раз покажется в апреле текущего года. Комету открыл Ганс Эмиль Шустер на Южной Европейской обсерватории, расположенной в Ла Силла (Чили). Находясь в созвездии Паруса, на границе с Центавром, она медленно перемещалась на запад.
Рассматривать подобные явления, в отличие от метеоритов, почти невозможно без специальных оптических приборов. Есть, конечно, телескопы, для создания которых потребовались знания специалистов многих областей науки. Но чтобы расширить свой кругозор, не нужны уникальные приборы. Великому Галилею достаточно было маленькой зрительной трубы, чтобы увидеть бесконечность мироздания. Вот и мы предлагаем вам собрать простейший телескоп, и если вам вдруг не посчастливится в этот раз «поймать» комету Шустера, то наверняка вы сможете разглядеть поверхность Луны с ее кратерами, горами и низменностями, сможете понаблюдать за полетом искусственных спутников, космических кораблей и станций.
Как же устроен этот «волшебный» прибор астронома? Начнем с того, что изображение далекого предмета дается объективом (линзой или вогнутым зеркалом) и рассматривается в окуляр, как в лупу. Поэтому существуют две схемы телескопов — рефракторы с линзами и рефлекторы с вогнутыми зеркалами (см. рис. 5).
Рефлекторы эффективнее, чем рефракторы, потому что больше увеличивают угол, под которым видно небесное тело, и собирают больше идущих от него лучей света. Но зеркала для них дефицитны, а в домашних условиях изготовить их трудно.
Рефракторы намного проще. О них и поговорим. Крепление оптических стекол осуществляется на корпусе прибора, состоящего из двух частей. Обе части корпуса телескопа должны иметь возможность перемещаться относительно друг друга строго вдоль линии оптической оси. В окуляре телескопа лучше расположить две линзы, чтоб изображение наблюдаемого предмета не переворачивалось. Трубу телескопа при наблюдении хорошо бы фиксировать и закрепить на устойчивом штативе. Не будем забывать, что вследствие движения Земли вокруг оси астрономические объекты довольно быстро уходят из поля зрения, потому телескоп необходимо время от времени перенацеливать. Для этого на штативе необходимо предусмотреть плавные регуляторы положения телескопа как по горизонтали, так и по вертикали.
Перед изготовлением прибора подберите необходимые линзы. Телескоп с увеличением в 100 раз должен иметь линзу объектива +0,5 диоптрии, ее вы найдете в магазине «Оптика», а линза для окуляра должна иметь фокусное расстояние, равное 20 — 30 мм (f(2)=2…3). Но если учесть, что увеличение М определяется по формуле: М=f(1)/f(2), то чем меньше фокусное расстояние, тем больше увеличение телескопа.
Измерить фокусное расстояние линзы для окуляра можно в ясную погоду, поймав ей солнечный луч и отводя или приближая к поверхности листа бумаги, где эти лучи соберутся в точку. Замерив расстояние от линзы до этой точки, вы получите фокусное расстояние $2. Подходящую линзу вы найдете в фотомагазине или извлечете из старого бинокля.
Корпус телескопа лучше всего сделать из пластиковых водосливных или вентиляционных труб. Сейчас такие трубы различных диаметров есть в продаже. Длина трубы большого диаметра должна быть 1400 мм, а меньшего — 700 мм. Внутренний диаметр большей трубы 65 — 75 мм, а наружный диаметр меньшей — 60 — 70 мм.
На трубу малого диаметра надеваются два фторопластовых кольца, которые фиксируются пластинками (рис. 3).
Корпус телескопа из таких труб плавно регулируется по длине и хорошо «держит» оптическую ось. Внутренние поверхности корпуса телескопа покрасьте черной матовой краской.
Трубка окуляра должна иметь длину 60 — 70 мм. Внутренний диаметр зависит от подобранных окулярных линз, они, как правило, имеют 015 — 20 мм. Лучше брать линзы с широкими металлическими ободками, тогда для них не потребуются дополнительные держатели. Устанавливая линзы в окулярной трубке, необходимо заранее отрегулировать фокусные расстояния, а уж потом крепить линзы начисто.
Держатель линзы объектива вырежьте из жести (см. рис. 4) и с внешней и внутренней его стороны припаяйте оловом жестяные полоски; тогда такой держатель можно будет фиксировать винтами МЗ к трубе. Трубка окуляра крепится двумя перегородками, также вырезанными из жести (рис. 3).
Мы рассказали о телескопе из пластиковых труб, но корпус можно изготовить из самодельных металлических труб, свернутых из листовой жести, даже из фанеры квадратного сечения. В крайнем случае, трубки для корпуса можно сделать из нескольких слоев обычного ватмана с проклейкой.
Трубы корпуса из бумаги нужно делать без зазора. Одна в другую вставляется с небольшим трением; фторопластовые кольца здесь не нужны.
Теперь о штативе. Для установки телескопа нужна надежная опора. Конструкций штативов очень много, но для наших целей подойдет тренога, показанная на рисунке 7. Изготовить ее достаточно просто. Тренога имеет площадку с кронштейном для крепления телескопа. Каждая ее опора крепится к площадке при помощи мебельной петли. Длину опоры треноги подберите, прикинув, на чем вы будете сидеть, глядя в телескоп. Сделайте все так, чтобы вам было удобно следить за звездами.
Кронштейн для крепления телескопа к штативу показан на рисунке 2. Его детали можно сделать из листовой стали толщиной 1,5 — 2 мм. В качестве осей используйте стальные прутки 06 мм, а также стандартные гайки-барашки с резьбой Мб. Кронштейн позволит телескопу поворачиваться как по вертикали, так и по горизонтали и фиксироваться в любом положении.
Кроме того, при помощи того же кронштейна можно произвести точную доводку. На плоскостях кронштейна (см. рис. 2) при желании можно нанести риски и выбить чеканом цифры, обозначающие градусы поворота. Это поможет восстановить положение телескопа, в котором вы последний раз его использовали. К платформе штатива прикрепите компас.
Итак, телескоп готов. С его помощью вы сразу же увидите Марс, Венеру, даже спутники Юпитера.
Полученное с помощью такого телескопа изображение может иметь радужные обводы. Их частично можно устранить, поставив в месте схождения лучей объектива диафрагму из картона с отверстием в центре 2 — 3 мм (см. рис. 6). Диафрагму также закрасьте черной матовой краской. Определить место расположения диафрагмы можно с помощью экрана (см. рис. 6). Для этого в трубу большего диаметра с закрепленным объективом вставьте перегородку-экран из картона с приклеенным в центре матовым стеклом или калькой. Экран медленно передвигайте, следя за тем, как концентрируется световая точка. Когда она станет минимальной, сделайте метку на корпусе-трубе и установите диафрагму в этом месте.
Ю. Скопкин. Журнал Левша №2-07г.