ATM

-ATM u svijetu

-Teleskopi

-Izrada teleskopa

-Autokolimacijsko testiranje teleskopa

IZRADA TELESKOPA

-IZRADA OPTIKE ZA TELESKOP

-IZRADA TUBUSA I MONTAŽE

IZRADA OPTIKE ZA TELESKOP

IZRADA ZRCALA ZA TELESKOP

MATERIJAL POTREBAN ZA IZRADU ZRCALA

PROMJERA 15 cm :

- stakleni disk promjera 15 cm, debljine 20 – 25 mm

- alat za brušenje zrcala (drugi isti komad stakla i sl.)

- brusni prahovi finoće 80, 100, 220, 400, 600, 800, 1200

- prah za poliranje (cerij oksid)

- optička smola za poliranje potrebne tvrdoće (# 64 – 73)

materijal za brušenje zrcala

PRIPREMA BRUŠENJA ZRCALA

Prije nego počnemo sa brušenjem, trebamo napraviti postolje na kojem ćemo brusiti zrcalo. Idealna stvar za to je bačva koju napunimo vodom da se tokom brušenja ne trese. Ameri najviše koriste limene bačve za ulje ili naftu. Sada postavimo i učvrstimo alat za brušenje na bačvu. Kao alat najčešće koristimo drugi komad ravnog stakla koji je istog promjera kao i zrcalo, no ako ga nemamo može dobro poslužiti i komad mramorne ploče debljine 20 – 30 mm, jednakog promjera kao i zrcalo i na njegovu plohu epoksidnom smolom, tj. epoksidnim ljepilom nalijepimo sloj od komadića staklenih ili tvrdih porculanskih pločica debljine 10mm.

alat s porculanskim pločicama

BRUŠENJE ZRCALA

Nama je zadatak na da na staklenom disku prvo izbrusimo udubljenu sfernu plohu duboku nekoliko mm. Od vrsta stakla može se naći obično prozorsko staklo i pyrex (vatrostalno staklo). Razlike među njima su te da pyrex ima tri puta manju osjetljivost na nagle promjene temperature i toliko puta brže se prilagođava promjeni temperature. Drugo, pyrex je mnogo tvrđi za grubo brušenje pa treba mnogo više vremena da se izdubi udubina u njemu, ali se mnogo brže polira što zbog toga što površina izgleda mnogo finije nakon završetka finog brušenja i pyrex kemijski bolje reagira na cerij oksid prah za poliranje. Kod nas se od 2004. godine dade lako nabaviti prozorsko staklo debljine 19mm iz kojega se vrlo kvalitetno dade izraditi zrcalo čak do 300mm promjera! Pyrex se nažalost dade nabaviti samo u inozemstvu.

Zrcalo se brusi na taj način da ga postavimo na alat za brušenje, znači zrcalo gore. Između zrcala i alata je kaša od najgrubljeg brusnog praha i vode. Zamiješamo najgrublji prah sa vodom u omjeru 1 :1 ili prospemo malo najgrubljeg praha na alat za brušenje i prolijemo na to malo vode. Brusimo centralnim potezima naprijed natrag, tj. tako da nam centar zrcala prelazi preko centra alata. Nakon prvih desetak poteza zakrenemo zrcalo u smjeru kazaljke na satu, otprilike za 10 stupnjeva, okrenemo se oko bačve u smjeru suprotno od kazaljke na satu za otprilike 20 stupnjeva i ponovimo opet desetak poteza i tako dalje ponavljamo postupak na ovaj način. Što se događa? Kada zrcalo koje je gore, dolazi tokom brušenja svojim središtem na rub alata, opterećenje je u centru zrcala i na rubu alata pa se ti dijelovi više troše. Zbog toga zrcalo automatski postaje udubljeno, a alat ispupčen. Dužina poteza neka bude 1/2 promjera zrcala. To znači da od centra prema natrag pomaknemo zrcalo za 1/4 promjera zrcala i 1/4 prema naprijed od centra dakle sve skupa 1/2 promjera zrcala. Brušenje počinje od sredine zrcala sve do ruba i tako dobivamo segment sfere na zrcalu. Možete koristiti i forsirane tzv. "overhang" poteze da bi brže iskopali udubinu u zrcalu. To se radi tako da se središtem zrcala prelazi preko ruba alata kako bi ubrzali trošenje središta zrcala i ruba alata, a potezi neka pritom budu "naprijed-natrag" ili "W" potezi uz obavezno zakretanje zrcala i alata nakon učinjenih 20-tak poteza. Dobiveni oblik će biti nepravilan, najčešće stepenast, no njega je lako kasnije ispraviti, bitno je prvo iskopati potrebnu udubinu na zrcalu. Ako je alat ravan kao i staklo za zrcalo, brušenje traje nešto duže, a u principu zrcalo je lakše brusiti na ispupčenom alatu. Ja sam kao ispupčeni alat ponekad koristio ekran televizora ili ispupčeni alat na kojem sam prije brusio zrcalo.

 tijek grubog brušenja udubine u zrcalu na ispupčenom alatu za brušenje

Ispupčeni alat brusi zrcalo od sredine prema rubu i tako mu daje zakrivljenost.

tijek grubog brušenja udubine u zrcalu “overhang” potezima na ravnom alatu za brušenje

"overhang" potezi

Kako vidimo na slici gore opterećenje je na središtu zrcala i na rubu alata, zbog čega se nakon nekog vremena stvori udubina na zrcalu, a alat postane ispupčen.

Ispupčeni ekran televizora je pogodan za brušenje malih zrcala do 15 cm promjera. Ekran je bio suviše ispupčen, ali kada njime brusimo ravno staklo za zrcalo, ekran gubi na zakrivljenosti, a novonastale plohe na zrcalu i na ekranu dobiju mnogo manju zakrivljenost i to obično taman toliko koliko nam otprilike odgovara. Udubljenje na zrcalu naziva se sagitta. Što je ona veća to je žarišna duljina zrcala manja i obrnuto. Kako ćemo znati koliko je udubljenje na našem zrcalu? U trgovini alata ili željezariji ima kupiti špijune za ventile. To su mjerni listići kojih ima oko petnaestak u futroli. Pričvršćeni su na nju kao set pribora na džepnom nožiću. Otprilike su i te veličine. Raznih su debljina od 0.05 do 1mm, a inače služe za mjerenje razmaka između kontakata svjećica za benzinske motore. Uzmemo ravnalo i postavimo ga okomito ("na nož") točno preko središta zrcala zato da nam centar zrcala, tj. njegov najdublji dio bude točno ispod ravnala. E sad točno u taj dio umećemo listiće špijuna za ventile sve dok nam listići točno ne popune prostor između ravnala i središta zrcala. Zbrojimo debljine listića koje smo umetnuli i to nam je udubljenje našeg zrcala. Na internetu postoje tablice prema kojim se doznaje žarišna duljina našeg zrcala ako znamo točan promjer našeg zrcala i njegovo udubljenje ili sagittu. Ako je navečer pun Mjesec, prolijemo udubljenu plohu zrcala vodom i probamo fokusirati sliku Mjeseca na zid što je moguće bliže optičkoj osi zrcala, uzmemo metar i izmjerimo udaljenost od zrcala do slike Mjeseca u fokusu zrcala. Tako se brže doznaje žarišna duljina zrcala. Ako te večeri nema Mjeseca tada fokusiramo sliku ulične lampe od koje bi se pritom trebali udaljiti barem oko 30-tak metara. Nije pretjerano bitno da točno znamo žarišnu duljinu jer ionako brusimo zrcalo prije rezanja cijevi za tubus na mjeru.

komad ekrana televizora na kojem sam brusio zrcalo

Zrcalo i alat se pomičući jedno po drugom trebaju dirati svugdje jednako, što je svojstveno samo sfernoj i ravnoj plohi. Međutim moram priznati da sam oko toga imao puno problema. Naime u literaturi piše da se zrcalo brusi na staklenom alatu koji je jednakog promjera kao i zrcalo i kad se izbrusi 95% udubine na zrcalu, treba učiniti nešto vrlo važno. Nakon udubljivanja zrcala, alat i zrcalo ne diraju se svugdje jednako, obično samo na rubovima i treba ih izjednačiti, to jest dovesti na sferni oblik. Kod udubljivanja zrcala koristimo duge i uske “W“ poteze, oko ½ promjera zrcala kako bismo brže iskopali udubinu na zrcalu. No takva dužina poteza kod brušenja stvara asferičnu plohu i to tako da je zrcalo zakrivljenije u sredini nego na rubu pa se na tom dijelu alat i zrcalo ne diraju. Treba nakon kopanja udubine prijeći na kraće poteze da bismo mogli izjednačiti plohe. Međutim meni se plohe nisu nikako htjele izjednačiti. Zrcalo mi se uslijed dugotrajnog pokušavanja izjednačavanja ploha užasno stanjilo, a plohe još nisu bile izjednačene. Pokušao bih brusiti finijim brusnim prahom i zrcalo bi se izbrusilo samo ma rubu, a centar bi ostao grub. Uzrok sporom procesu izjednačavanja ploha jest to što su alat i zrcalo jednakih promjera. Kompaktni mjehur zraka koji se tokom izjednačavanja ploha uporno zadržavao u središtu između staklenih diskova bio je siguran znak da plohe zrcala i alata još nisu izjednačene, tj. diskovi su u kontaktu samo na svojim rubovima. U slučaju da su plohe izjednačene, mjehur se ne bi zadržavao u središtu već bi tokom brušenja lagano otpuzao prema rubovima diskova. U trenutku kada centar zrcala prelazi preko centra alata jako bi zapinjalo zrcalo, a ustvari bi trebalo ravnomjerno i glatko kliziti u svim položajima na plohi alata. Znalo bi mi se desiti da sam zrcalo i na rubu i u sredini stanjio i do 5 mm, a plohe još nisu bile izjednačene. Za to sam pronašao rješenje.

Nakon udubljivanja 95 % zakrivljenosti počeo sam brusiti alatom čiji je promjer za 1/4 manji od promjera zrcala. To se izvede tako da se izlije gipseni ili betonski disk 3/4 promjera zrcala i to na taj način da mu je jedna ploha ispupčena i to za toliko koliko je zrcalo udubljeno. To se radi tako da na zrcalo stavimo tanku alu foliju, uzmemo vrlo kratki komad PVC cijevi čiji je promjer za 1/4 manji od promjera zrcala i od toga svega priredimo kalup za gips. Ulijemo gips i kad se stvrdne i osuši izvadimo ga iz kalupa i na onu ispupčenu plohu gipsa koja se formirala prema udubljenoj plohi zrcala, nalijepimo epoksidnom smolom sloj od komadića staklenih ili tvrdih porculanskih pločica. E to nam je sada novi alat za brušenje kojim ćemo završiti i fino brušenje. Možemo i na mramorni disk koji je za 1/4 manji od promjera zrcala epoksidnim ljepilom nalijepiti sloj staklenih i porculanskih pločica da se ne bi mučili sa izlijevanjem gipsenog ili betonskog diska. Zrcalo sam tada brusio na sasvim drugi način. Brusi se kružnim potezima unutar kružnog poteza, tzv. epicikl potezima naravno opet uz redovito zakretanje zrcala i alata! Ploha sada spontano, mnogo brže i bez ikakvih problema dolazi na sferni oblik. Manji alat može uzrokovati lagano povećanje udubljenja zrcala, ali upamtite da je bitnija preciznost plohe nego udubljenje zrcala, a kamoli cilj da se dobije točno određena žarišna duljina! Kod ove metode brušenja alatom manjim od zrcala sam uspio očuvati početnu rubnu debljinu staklenog diska za zrcalo. Nakon izjednačavanja ploha odmah se prelazi na fino brušenje istom metodom rada epicikl potezima i tako se nastavi do kraja finog brušenja. Jedini nedostatak ove tehnike rada jest da se sporije brusi rub zrcala jer je alat malo manji od zrcala pa za brušenje ruba treba nešto više vremena. Ali uvijek treba imati na umu da rub i sredina zrcala budu uvijek jednake finoće. To se ispituje tako da se površina zrcala gleda malim urarskim povećalom ili bilo kojim drugim povećalom velikog povećanja samo da bi što detaljnije uočili zaostale, veće neravnine od grubljeg brusnog praha.

Zrcalo i manji alat

VRLO VAŽNO! -Ne smijemo prelaziti na finiji prah sve dotle dok nismo postigli da se ploha zrcala i alata diraju svugdje jednako kako ih pomičemo jedno po drugom! Da bi bili posve sigurni da smo to izjednačavanje ploha obavili do kraja kako valja, nacrtat ćemo vodootpornim markerom na plohi zrcala mrežu linija i nastaviti brusiti. Ako dugo vremena na nekom dijelu zrcala linije ne izlaze, tada to znači da se zrcalo i alat na tom mjestu ne diraju, tj. nisu im plohe izjednačene kako treba. Ako nam se dogodi da prilikom kopanja udubine na zrcalu koji centimetar po cijelom rubu ostane netaknut, ne smijemo ga na silu matirati jer nam matiranost plohe nije jedini cilj. Tada okrenemo zrcalo na dolje i razvlačimo krivulju do ruba, ali nam pritom ne smije alat letjeti preko ruba zrcala i odvajati se od plohe zrcala nego viriti tokom poteza samo koji centimetar van ruba zrcala. Cilj nam je do samog ruba dobiti dobar segment sfere! Osim toga, tek kad nam zrcalo jednoliko i glatko bez zapinjanja bude klizilo po alatu kako god ga pomičemo, tada možemo biti sigurni da se alat i zrcalo diraju svugdje jednako i što je najvažnije to nam je znak da smo na zrcalu, a i na alatu dobili segment vrlo precizne sfere. Dakle ako se plohe ne diraju svugdje jednako, oni dijelovi gdje se alat i zrcalo mjestimično diraju više se troše i oblik zrcala tako sam od sebe dolazi na sferu! Iz ovoga zaključujemo ono što je najvažnije i to naročito početnicima u brušenju zrcala: -Nije uopće potrebna nikakva složena procedura za izradu zrcala i dobivanje savršeno precizne sfere na zrcalu, kao što sam i ja prije mislio i da samo roboti mogu izraditi nešto tako precizno; plohe zrcala i alata same od sebe dolaze na sferu tokom postupka brušenja jer plohe tome teže baš zato što se nedovoljno izjednačeno zrcalo ne dira svugdje jednako i te neravnine i nepravilnosti tokom samog brušenja se više troše od ostatka plohe zrcala i sfera dolazi sama od sebe! Ovo nam uvelike olakšava put do dobivanja sfernog zrcala! Zato oni koji nikad nisu brusili zrcala neka se ne zavaravaju da je to nešto što oni nikad neće napraviti i da samo roboti i strojevi mogu izraditi zrcalo za teleskop ili bilo koju drugu optičku plohu!

Zrcalo mog prvog teleskopa izbrušeno je od brodskog prozorskog stakla promjera 150 mm, a debljine 19mm kojeg sam kupio kod gosp. Marija Peručića iz Splita. On je 70-tih također brusio zrcala za tadašnji DAAS i ostalo mu je nekoliko komada. Udubljenje od 1,2 mm dalo je na zrcalu žarišnu duljinu od 1270 mm, f8.3, što mi je savršeno odgovaralo. Još jedno takvo brodsko staklo promjera 150mm kupio je kod Marija i moj prijatelj Denis kojem sam također izbrusio zrcalo, ali na 1350mm žarišne duljine, f9. Kada brusim zrcala na ekranu televizora, ne mogu točno znati koji fokus ću dobiti na zrcalu, ali f - broj mi uvijek bude između f – 4 i f - 10, a to mi sve sasvim odgovara jer nije bitno dobiti točno određenu žarišnu duljinu, bitno je da je oblik plohe precizan i da je zrcalo kvalitetno izbrušeno. Kasnije ga paraboliziram po potrebi. Ipak se prvo izradi zrcalo pa se prema dobivenoj žarišnoj duljini određuje dužina tubusa.

FINO BRUŠENJE ZRCALA

Fino brušenje započinjemo kada smo završili grubo brušenje i izjednačavanje ploha alata i zrcala, tj. doveli plohu zrcala na solidan sferni oblik. Kod finog brušenja više ne odnosimo znatne količine stakla, već samo održavamo sferni oblik plohe i umanjujemo grubost plohe, tj. hrapavost koju je stvorio grublji brusni prah. Da bi prešli sa grubog brusnog praha na finiji, najprije moramo temeljito očistiti zrcalo, alat za brušenje zrcala i radnu površinu kako ne bi zaostalo niti jedno zrno grubog brusnog praha koje bi uletjevši između zrcala i alata moglo jako ogrepsti plohu zrcala. Ako se to dogodi onda moramo ponoviti grubo brušenje dok se ne izgube svi tragovi ogrebotine. Isto tako pri svakom prelasku sa jednog finog praha na slijedeći, još finiji brusni prah obavezno je ponoviti pranje i čišćenje. Još jedna vrlo važna stvar tokom brušenja finijim prahom je da se strogo obrati pozornost na odnos finoće središta i ruba zrcala. Pošto je tokom brušenja centar zrcala u neprekidnom dodiru sa prahom i alatom za razliku od ruba, zbog toga se rub sporije brusi od centra zrcala. Tada moramo obratiti pozornost da li su se na rubu izgubili svi tragovi brušenja prethodnom grubljom frakcijom brusnog praha. Frakcije brusnih prahova pri finom brušenju su 220, 400, 800 i 1200.

POLIRANJE ZRCALA

Poliranje zrcala vrši se na posve drugi način. Zrcalo se više ne obrađuje metodom staklo o staklo već se načini novi alat za na kojeg lijepimo kvadratiće od optičke smole. To je zato što se zrcalo mora sada obrađivati alatom mekšim od stakla. Ova vrsta alata naziva se matrica za poliranje. Neki amateri kao smolu koriste skuhanu smjesu bitumena (katrana) i kolofonija, kojih sam i ja koristio. Možete imati puno problema ako se ta smola dobro ne priredi, a amater treba biti iskusan da bi takvu smolu dobro priredio, pogotovo što se tiče tvrdoće, a ona ovisi o međusobnom odnosu količine katrana i kolofonija u smoli te od godišnjeg doba tj. temperature okoline. Što ima više kolofonija to je smola tvrđa i obrnuto. Za potrebne rezultate nužno je koristiti posebne gotove optičke smole. Što je okolna temperatura viša to je smola mekša i obrnuto. Kod poliranja a naročito kod korekcije zrcala vrlo je važno imati zatvoren prostor za rad. Ne dolazi u obzir raditi vani jer je cijeli naš rad izložen vjetru i suncu, a što je još gore izložen je i naglim promjenama okolne temperature zraka. To izaziva termička naprezanja u zrcalu i smoli pa se zrcalo širi i steže i time se nejednoliko polira. Međutim fazu brušenja zrcala možete obavljati bilo gdje i na svakoj temperaturi. Sasvim je sigurno da se u optičkim radionicama poznatih tvrtki kod izrade zrcala teleskopa ne koriste kolofonij i katran za poliranje zrcala, a prostorije u kojima se radi moraju biti strogo klimatizirane da bi se održavala stalna temperatura zraka (oko 21 stupanj Celzija). Zato kada u literaturi piše da je ručno rađeno zrcalo kvalitetnije od tvorničkog, to je moguće ako imate gore navedene uvjete rada. Inače čovjek će kvalitetnije ručno napraviti zrcalo nego tvornica jer čovjek gleda i pazi kako radi za razliku od stroja i ne može ponoviti dva jednaka poteza kod brušenja dok stroj savršeno ponavlja dužinu i širinu poteza pa se tako stvaraju zonalne aberacije i ponavljaju se sistematske greške na optičkoj plohi. Specijalna optička smola pod nazivom Gugolz može se nabaviti jedino u Njemačkoj ili Americi i zajamčeno daje dobru kvalitetu oblika optičke plohe. U Americi se koristi i svijetlo smeđa Burgundy smola načinjena od smole crnogoričnog drveća. Nakon što se smola u staroj posudi rastopi, ulije se u kalup iznutra obložen šuškavim najlonom, da se smola ne zalijepi. Ne smijemo nikada lijevati tek uzavrelu smolu, već moramo čekati da se toliko ohladi da teče kao med. Smolu koja kane na odjeću praktički je nemoguće očistiti pa je najbolje da ovaj dio posla radimo u trlišu i gumašima. Sloj nalivene smole trebao bi biti debeo oko 6 mm. Potom malo sačekamo da se smola ohladi tek toliko da je možemo držati u ruci. Skinemo najlon i još toplu i savitljivu smolu nasapunanim škarama režemo na kvadratiće dimenzija 15 puta 15mm. Kvadratiće istopimo upaljačem na jednoj plohi i zalijepimo na podlogu za matricu za poliranje, s tim da su kvadratići međusobno razmaknuti za oko 6mm kako bismo imali kanale među njima. Vrlo zgodno je da se alat kojim smo brusili zrcalo po rubu obloži šuškavim najlonom, pa se u tako priređen kalup ulije smola. Poslije se starim lemilom istope kanali na matrici. E sad, pošto ja kod brušenja nisam koristio stakleni alat jednakog promjera kao i zrcalo, a i bolje da nisam jer se zna desiti da pri lijevanju smole na stakleni disk dolazi do pucanja staklenog diska pa mi je kao podloga za smolu poslužio mramorni disk promjera 150mm i debljine 30mm. Na njega sam nalijepio kvadratiće smole. Kasnije sam pribjegao lijevanju smole na mramor i urezivanju kanala starim lemilom. Na internetu sam vidio i urezivanje kanala skalpelom koje je još i najlakše i to tako da se prvo lagano zarežu desni i lijevi rub kanala, a zatim se po tim crtama urezuju kanali čiji je presjek oblika slova "V". Višak se očisti i matrica je spremna za poliranje. Slika ispod.

matrica od 150mm za poliranje

Promjer cijele plohe smole mora biti za 2 – 3 mm manji od promjera zrcala. Centar alata mora biti blizu ruba središnjeg kvadratića da bi se izbjegla pojava zona na zrcalu. Zone odnosno zonalne greške na zrcalu su koncentrična mjesta na zrcalu koja su manje ili više ispolirana u odnosu na ostatak zrcala, dakle nepravilno i nejednoliko poliranje. Sada pripremimo cerij oksid prah za poliranje. Smiješamo ga s vodom u plastičnu bocu npr. od Coca Cole od pola litre i to u omjeru 1:6 (6 puta više vode nego cerij oksida). Postoje i druge vrste praha za poliranje, kao što su ruš (željezni oksid), barnesit i cirkonij oksid. Matrica se lagano zagrije u toploj vodi da omekša, zatim se zrcalo i smola namažu smjesom praha za poliranje i vode, zrcalo se stavi na površinu matrice i odozgo pritisne utegom od oko 3 - 4kg. Udubljena ploha zrcala pritišće mekanu plohu smole i tako joj daje svoju zakrivljenost. Ovim postupkom se postiže kontakt između zrcala i smole. Nije li kontakt dobar zrcalo će se nejednoliko polirati a dobivena ploha će biti nepravilna. Treba dobro namazati zrcalo i matricu smjesom za poliranje da se zrcalo ne zalijepi za matricu! Tokom poliranja će nam se kanali sužavati zbog pritiska na smolu pa ih treba proširivati skalpelom.

zrcalo i matrica pripremljeni za poliranje

Sada počinjemo poliranje. Poliranje počinjemo “W“ potezima dužine 1/3 promjera zrcala. Ovo su standardni potezi za dobivanje sferne plohe. Zakretanje zrcala i hodanje oko bačve vrši se jednako kao kod brušenja. Epicikl poteze ne koristimo kod poliranja, samo "W" poteze.

“W“ potezi

Vrlo je važno da ako je kod brušenja i poliranja zrcalo dolje, a alat gore onda zrcalo mora biti na što ravnijoj podlozi, a između podloge i zrcala mora biti neko deblje platno ili ručnik jer oni omogućuju pravilnije oslanjanje zrcala na podlogu. To radimo da bismo ostvarili pravilno uravnoteženje zrcala čime se izbjegava savijanje zrcala pri kojem nastaje osni astigmatizam. Već nakon 10 minuta poliranja zrcalo već pomalo reflektira svjetlo. Potrebno je oko 3 – 6 sati efektivnog poliranja standardnim potezima da se zrcalo od 150mm potpuno ispolira. Najsporije se polira rub zrcala. Nepotpuno ispolirano zrcalo pokazuje pepeljastu, mutnu plohu punu sitnih točkica, imate dojam da je zrcalo vrlo prašnjavo, samo što se ta „prašina“ ne da očistiti. Treba ustrajno polirati sve dok se ne izgube svi tragovi finog brušenja i dok ne ugledamo lijepu glatku površinu stakla. To se najsigurnije ispitiva uskim snopom svjetlosti puštenim na plohu zrcala koju poliramo. Ploha se ne smije sjajiti na mjestu gdje padnu zrake svjetlosti. Ako se sjaji, to je siguran znak da nam zrcalo nije do kraja ispolirano. Katkad se dogodi da rupice od finog brušenja na rubu zrcala vrlo teško izlaze i nije rijedak slučaj da ćemo samo za poliranje ruba zrcala utrošiti mnogo više vremena nego za poliranje svih ostalih dijelova zrcala. Jednostavno treba polirati koliko je god potrebno samo da kompletna površina zrcala bude ispravno ispolirana. Tek tada možemo pristupiti korekciji zrcala.

KOREKCIJA ZRCALA (FIGURING)

Ovo je najvažniji dio obrade zrcala jer o njemu ovisi pravilnost oblika plohe zrcala. Prije nego započnemo polirati zrcalo moramo načiniti jedan mali instrument. To je Foucaultov tester. On je vrlo jednostavan za izradu. On služi za ispitivanje oblika plohe zrcala i pomoću njega možemo kvalitetno izraditi zrcalo.

Foucaultov tester

mikrometar na Foucaultovom testeru

Klasični Foucaultov tester se sastoji od drvenog stalka, limenog kućišta (od konzerve) u kojem se nalazi mala mliječna lampa snage oko 40W. Na kućištu, u visini žarne niti žarulje, nalazi se rupica promjera 0,2 mm. Svjetlost lampe smije isijavati samo kroz tu rupicu i time davati točkasti difuzni izvor svjetlosti, tzv. umjetnu zvijezdu! Na postolju lijevo od lampe nalazi se tzv. Foucaultov nož. Nož možete napraviti od žileta za brijanje. Ova izvedba gore na slici lakša je i umjesto žarulje i limenog kućišta s sitnom rupicom ima ugrađenu LE-diodu čiji snop svjetlosti dopola presijeca Foucaultov nož. Takva izvedba zove se slit. Na taj način se u fokusu testiranog zrcala projicira oštrica noža i dobivamo isti efekt bez gnjavaže oko bušenja što sitnije rupice, a dobijemo mnogo više svjetla.

Princip rada Foucaultovog testera: -Tester se postavi blizu optičke osi zrcala na udaljenosti od dva fokusa zrcala, u centar zakrivljenosti. Svjetlost umjetne zvijezde odnosno slit osvjetljava zrcalo koje zvijezdu odnosno oštricu noža fokusira pokraj noža gdje mi to promatramo. Približimo li se licem blizu noža opazit ćemo da nam zrcalo svijetli kao pun mjesec.

Na ovoj slici vidimo testiranje sfernog zrcala. Na sličici 1. vidimo zrcalo osvijetljeno kao pun mjesec. Kada nožem presiječemo pola konusa zraka što dolaze sa zrcala kao na sličici 2, tada vidimo kako preko zrcala prelazi sjena i to u smjeru kretanja noža. Kada je nož van fokusa, sjena putuje u suprotnom smjeru. A kada nožem dodirnemo sam fokus zraka, zrcalo je u polusjeni, naše zrcalo se tada trenutno zatamni i nemoguće je ustvrditi iz kojeg smjera dolazi sjena noža, no to se događa samo ako je zrcalo savršeno sfernog oblika jer samo sferno zrcalo može u centru zakrivljenosti skupljati sve zrake svjetlosti u jednu točku. Kod drugih oblika plohe zrcala ne možemo dobiti polusjenu, već dio sjene putuje u smjeru noža, a dio u suprotnom smjeru. Tako je i kod paraboličnog zrcala. Što je najzanimljivije ovim jednostavnim testerom možemo detektirati i najmanje nepravilnosti na svom zrcalu. Tako ćemo znati koji je stvarni oblik plohe zrcala jer tester preuveličano pokazuje nepravilnosti koje pri testiranju izgledaju kao brda na zrcalu, a stvarne nepravilnosti su reda veličine dijelova mikrona! Taj oblik koji vidimo testiranjem zove se prividni profil zrcala jer zrcalo nije toliko brdovito kako izgleda! Osnovni oblici plohe zrcala su pravilni i nastaju geometrijskom rotacijom krivulja čunjosječnica. To su: uzdužni elipsoid, sfera, poprečni elipsoid, paraboloid i hiperboloid. Sferno zrcalo je na cijeloj svojoj površini jednake zakrivljenosti, dok uzdužni elipsoid pokazuje zakrivljeniji rub i uzdignutiju sredinu. Poprečni elipsoid, paraboloid i hiperboloid su zakrivljeniji u sredini i ravniji na rubu, ali neki od njih više, neki manje.

obitelj krivulja čunjosječnica

OPTIČKE GREŠKE

Kod raznih vrsta teleskopa naići ćemo na različite optičke greške. Neke osnovne ćemo spomenuti. Postoje greške kojima je uzrok slaba optika i greške kad je optika u redu, ali je loše centrirana. To su, koma i vanosni astigmatizam kod loše centrirane optike i greške kada je loše izrađena optika, a to su sferna aberacija, gruboća površine, osni astigmatizam, kromatska aberacija i tzv. zonalne aberacije. Na našem zrcalu ćemo susresti sve osim kromatske aberacije koja je svojstvena samo lećama. Optičke greške su u optičkoj klasifikaciji svrstane u „redove“ ili „orders“ i to u treći, četvrti, peti i šesti red. Redovi označavaju kompliciranost optičkih grešaka. Svaki red ima komu, astigmatizam i sfernu aberaciju čije karakteristike variraju od reda do reda.

Sferna aberacija je optička greška pri kojoj sve prstenaste zone na zrcalu nemaju istu žarišnu duljinu pa zvijezdu ne vidimo kao točku već razmrljanu. Slike zvijezde unutar i van fokusa (extrafokalne slike) nisu iste, već se vidi razlika u defokusiranoj slici zvijezde, a slika u fokusu nije oštra. Postoji sferna aberacija pozitivnog i negativnog predznaka. Najčešći oblik sferne aberacije je obična ili tzv. 3rd. lower order spherical aberration ( LSA ), u prijevodu – „sferna aberacija trećeg reda“. Nju daju samo krivulje čunjosječnice (osim parabole). Postoji i tzv. 5th. higher order spherical aberration ( HSA ), u prijevodu „sferna aberacija petog reda“ koja je kompliciranija a ne potječe od krivulja čunjosječnica već nastaje kada zrcalo nije ravnomjerno parabolizirano pa imamo rub potkorigiran, a centar prekorigiran ili je središte parabolizirano, a rub ostao sferan, zato se i zove sferna aberacija višeg reda jer je kompliciranija. Dakle HSA nastaje kombinacijom više krivulja na jednom te istom zrcalu i sl. Za razliku od HSA, LSA je ravnomjerna podkorigiranost odnosno prekorigiranost optičke plohe. Kada je žarišna duljina rubnih zraka svjetlosti kod zrcala ili leće kraća od onih zraka iz središta, tada se radi o negativnoj LSA sfernoj aberaciji (potkorigiranost). Ako je situacija obrnuta tada se radi o pozitivnoj LSA sfernoj aberaciji (prekorigiranost). Onu negativnog predznaka kod zrcala daju uzdužni elipsoid, sferno zrcalo i poprečni elipsoid kada zrcalo testiramo gledajući vrlo daleke objekte. Onu pozitivnog predznaka daje hiperboloid. Kod sferne aberacije se na jednoj strani fokusa vidi defokusirana zvijezda sa sjajnim prstenom na rubu, a na drugoj strani fokusa je mutan disk sa sjajnom sredinom, vidi slike ispod. Tolerancija greške na zrcalu ne smije biti veća od ¼ valne duljine svjetlosti kod obične sferne aberacije dok je kod sferne aberacije petog reda dozvoljengreška i do 0.40 valne duljine svjetlosti.

Unutar fokusa u fokusu van fokusa

LSA sferna aberacija negativnog predznaka (potkorigiranost)

LSA sferna aberacija pozitivnog predznaka (prekorigiranost)

idealna slika

prikaz presjeka konusa zraka unutar i van fokusa gore prikazanih

oblika LSA sferne aberacije i idealne slike (u sredini)

Kada promatramo u centru zakrivljenosti, sferno zrcalo nema sfernu aberaciju, ali nama to ne vrijedi jer centar zakrivljenosti zrcala nije područje gledanja. Mi moramo postići da nam zrcalo paralelne zrake sa izvora svjetlosti koji je na velikoj udaljenosti skuplja u jednu točku. To možemo samo paraboličnim zrcalom jer samo ono sve paralelne zrake skuplja u jednu točku. U tome i jest poanta korištenja paraboličnog zrcala. Sferno zrcalo pri promatranju dalekih predmeta ne fokusira jednako sve zrake svjetlosti koje padaju na njegovu površinu, već zrake sa ruba zrcala imaju kraću žarišnu daljinu od zraka iz centra, što uzrokuje mutne i razmrljane slike u fokusu. Onaj svijetao prsten se tada vidi unutar fokusa, a mutan disk van fokusa. Pravilo: -Onoliko sferne aberacije koliko daje sferno zrcalo kada njime gledamo daleke predmete, toliko sferne aberacije samo obrnutog predznaka daje parabolično zrcalo istog promjera i žarišne duljine kada njime promatramo predmete u njegovom centru zakrivljenosti. Ta količina sferne aberacije na paraboličnom zrcalu viđena na Foucaultovom testu zove se zonalna razlika ili potrebna korekcija zrcala. Parabolično zrcalo u centru zakrivljenosti pokazuje mutan disk unutar fokusa, a svijetao prsten van fokusa, dakle obrnuto nego sferno zrcalo u fokusu paralelnih zraka. Nama je zadatak prvo dobiti sfernu plohu na zrcalu. To se obično dobije kada poliramo zrcalo matricom jednake veličine kao i zrcalo, sa standardnim jednakim kvadratićima smole na matrici, a dužina poteza neka pritom bude oko 1/3 promjera zrcala. Budemo li se držali prethodno gore navedenih uputa, u ovoj fazi rada ne bi smjelo biti problema. Kada se dobije solidna sferna ploha, možemo zatim pristupiti parabolizaciji zrcala. U slučaju da je kod zrcala promjera 10 – 15 cm f-broj 10 ili veći, tada ploha može ostati sferna i tu je naše zrcalo gotovo jer pri tom f-broju sferno zrcalo ima prihvatljivu sfernu aberaciju pod uvjetom da nema drugih grešaka.

Astigmatizam je optička greška pri kojoj se na okularnom testu zvijezda ne može izoštriti u točku već u crticu ili križić. Unutar i van fokusa ne vidimo okrugle, već ovalne likove zvijezda. Ovali su međusobno zakrenuti u odnosu jedan na drugog za 90 stupnjeva. Postoje dvije vrste astigmatizma, osni i izvanosni. Izvanosni nastaje zbog loše centrirane optike. Osni nastaje zbog nepravilnosti optičke plohe kada je izvitoperen jedan od optičkih elemenata u teleskopu. To su najčešće glavno ili sekundarno zrcalo teleskopa. Greška nastaje zbog toga što zrcalo nije jednako zakrivljeno na svim svojim promjerima ili meridijanima. Postoji tangentalni i sagitalni fokus koji su položeni jedan u odnosu na drugog za 90 stupnjeva. Astigmatizam se uklanja tako da se zrcalo tokom korekcije pravilno zakreće za jednake kutove da bi se jednoliko poliralo. Kod osnog astigmatizma je cjelokupna optička ploha u defektu i u fokusnoj ravnini nigdje ne postoji točka potpunog izoštrenja slike. Možete izoštriti jedino točke u horizontalnoj ili točke u vertikalnoj ravnini. Zato zvijezde ne možete vidjeti kao točke, već razvučene. Isto tako vidimo i sve drugo. Astigmatizam više kvari sliku nego sferna aberacija jer kod sferne aberacije ipak postoji dio zrcala koji kvalitetno izoštrava sliku baš zbog te simetrije, a to je dio zrcala u centru i oko centra, osim rubnog dijela, dakle negdje 2/3 promjera zrcala.

unutar fokusa u fokusu van fokusa

astigmatizam

Kada gledamo sjajnu zvijezdu kroz teleskop, u fokusu bi zvijezda trebala biti točka. Kod velikih povećanja vidimo je kao pločicu. Ta pločica zove se Airyev disk. Oko njega se nalazi jedan fini prsten, tzv. difrakcijski prsten. To je difrakcijska slika zvijezde.

Difrakcijska slika zvijezde

Svako povećanje veličine te slike i pojačanje sjaja prvog difrakcionog prstena i pojava novih difrakcionih prstenova umanjuje moć razlučivanja teleskopa. Slike ispod prikazuju to povećanje difrakcione slike zvijezde u fokusu teleskopa uzrokovane raznim optičkim greškama.

Unutar fokusa u fokusu van fokusa

idealna slika

opstrukcija (zasjenjenje sekundarnim zrcalom)

Obična sferna aberacija trećeg reda

sferna aberacija petog reda

Astigmatizam trećeg reda

Koma trećeg reda

pinch (pritegnuto glavno zrcalo ili leća)

Tube currents (strujanje toplijeg zraka zarobljenog u cijevi teleskopa)

Gruboća optičke plohe i atmosferska turbulencija

Rekli smo da veći promjer objektiva daje veća povećanja. To je zato što se povećanjem promjera objektiva smanjuje veličina difrakcijske slike zvijezde u fokusu i time dobivamo oštriju sliku tj. moć razlučivanja objektiva na istom povećanju. Slike ispod.

veličina difrakcijske slike zvijezde u 100mm teleskopu pri povećanju od 1000 puta

veličina difrakcijske slike zvijezde u 500mm teleskopu pri istom povećanju

Najbolje je promatrati difrakcijsku sliku na povećanju dvostrukog promjera objektiva D (mm). Svaki će teleskop, ako je dobro izveden davati jednaku veličinu difrakcijske slike na povećanju 2 D. Svaki teleskop f-broja 8, pri korištenju okulara od 4 mm daje povećanje 2 D. Kada gledamo zvijezdu unutar ili van fokusa, mi više ne vidimo samu zvijezdu, vidimo svjetlost sa nje, ali ne vidimo zvijezdu nego sliku objektiva teleskopa. Kod teleskopa reflektora vidimo u sredini još i sjenu nosača sekundarnog zrcala. To je defokusirana slika zvijezde. Slika objektiva mora biti okrugla i svugdje homogena. Mora biti sastavljena od velikog broja koncentričnih finih krugova. Samo točkasti izvori svjetlosti daju izvanfokalnu sliku punu finih koncentričnih krugova. Vidi slike ispod.

defokusirana slika zvijezde u refraktoru

defokusirana slika zvijezde u reflektoru

Kod reflektora nedostaje središte zbog sjene sekundarnog zrcala. Svako neravnomjerno osvjetljenje u izvanfokalnoj slici zvijezde znak je da oblik plohe nije dobar i da ima lokalne greške. Ta se greška naziva gruboća površine.

Star test grube optike

To je ozbiljna pogreška jer se pri optičkom testiranju na Foucaultovom testu vidi veoma neravna površina plohe zrcala poput neravne plohe zida na koju pod jako malim kutom padaju sunčeve zrake. Takva optička ploha je nepravilna bez nekog reda pa se ne može definirati njen točan oblik kao što to možemo s paraboloidom ili sferom. Ako se takav oblik plohe javlja kod poliranja i korekcije zrcala, problem je sigurno u smoli ili u debljini i kvaliteti stakla (prenapregnuto neopušteno tj, nedovoljno sporo hlađeno staklo). Ako kod poliranja i nakon postizanja kontakta toplim prešanjem zrcalo već nakon 10 – 20 učinjenih poteza uporno zapinje i upire u smolu, a između zrcala i matrice ima dovoljno vode i praha za poliranje da zrcalo i smola ne ostanu suhi, onda je problem zacijelo u loše pripremljenoj smoli jer ona kao takva ne podržava sam kontakt koji je najvažniji ako želimo kvalitetno korigirati zrcalo. To se najčešće događa ako smola nije potrebne tvrdoće. Kada nam zrcalo ovako zapinje, nipošto ne valja nastaviti rad jer ćemo suviše izobličiti optičku plohu. Što više radite to ćete veći nered napraviti. To je kao efekt živog blata, što se više koprcate u njemu to brže tonete, a ne možete nazad. Svaka nova minuta rada na zrcalu sve više deformira oblik njegove plohe i na kraju dobijemo ogroman spektar svih mogućih grešaka na zrcalu. Tada slijedi razočaranje! Ako se to i dogodi onda je najbolje prebrusiti zrcalo najfinijim prahom dok se ne izgube svi tragovi poliranja i pokušati ponovo. Kod korekcije zrcala najvažnije je postići optičku glatkoću i koncentričnost optičke plohe, pa tek onda možemo razmišljati o sferi i paraboli.

Na ovoj slici je to zorno prikazano. Sve sličice, osim ove dolje lijevo imaju optički glatku plohu koja je osnovni preduvjet same pravilnosti i koncentričnosti optičke plohe. Tek nakon dobivanja optički glatke koncentrične plohe možemo detaljnije ispitivati zrcalo i privoditi njegovu izradu kraju. Ako namjeravate izraditi vlastito zrcalo, tada bi bio red da vam objasnim uzrok ovoj nepravilnosti jer dok ne znate uzrok problema, tada ga ne možete ni riješiti! Ova greška pri izradi zrcala je prilično česta i to naročito kod neiskusnih amatera brusača zrcala i zna biti tvrdoglavo neuklonjiva ako ne znate kako, a začudo u stručnoj literaturi o njoj nema ni riječi pa sam ja s tim dugo imao velikih problema. Toliko sam se dugo borio s tom gruboćom površine da sam korigirao jedno te isto zrcalo čak 2 godine dobivajući samo nove i nove varijacije grbave i nepravilne plohe i u više navrata lagao samog sebe da mi zrcalo daje dobru sliku i bio sam prisiljen zadovoljiti se slabijim zrcalom koje je bilo dobro jedino za maglice i komete, dakle samo za mala povećanja, ali ne i za planete i dvojne zvijezde. Zvjezdani bi test pokazivao velike izvanfokalne deformacije, a u fokusu slika nije bila dovoljno oštra i to mi nikako nije dalo mira. Htio sam postići barem prosječnu kvalitetu svoje optike. Glavni uzroci gruboće optičke plohe bili su smola koja je bila loše kvalitete i zbog toga jednostavno gubi kontakt sa zrcalom, a kontakt je najvažniji za jednolično, ravnomjerno i pravilno poliranje zrcala. Tu je situacija grozna jer što više radite to gore i morate odmah prestati ako zrcalo pritom čas zapinje, čas posklizuje jer je to znak da je kontakt loš. Tada će vam se ploha zrcala toliko izobličiti da ćete ga morati prebrusiti. Meka smola obično na zrcalu radi spušteni rub ali nikad gruboću površine. Dakle treba koristiti srednje tvrdu, ali ne pretvrdu smolu, ovisno o dobu godine. Pretvrda smola se teško prilagođava plohi zrcala i može dovesti do još veće gruboće površine. Pretvrda smola može još i izgrepsti zrcalo. Ako vaš nokat pri jakom utiskivanju u smoli ostavlja samo plitak trag dubok oko pola milimetra, tada je smola dobra, kako bi se još reklo srednje tvrdoće. Tvrđa smola ne pravi spuštene rubove. Drugi uzrok gruboće optičke plohe je ako prebrzo radite poteze (150 – 240 poteza u minuti). To je meni bio najveći uzrok gruboće površine. Tada se zbog toga u smoli pojavljuju tzv. vruće točke uslijed trenja zrcala po površini smole pa tako zrcalo i smola imaju lokalne točke temperaturnog naprezanja i zrcalo se opet nejednoliko polira. Brzina poteza pri korekciji zrcala neka bude od 40 do 60 poteza u minuti. Zatim pritisak ruku pri korekciji zrcala ne smije biti prejak, nego oslanjamo samo težinu samih ruku na zrcalo, bez pritiska jer u protivnom možemo prejakim pritiskom deformirati zrcalo rukama i to osobito ako je disk za zrcalo pretanak. Ako je zrcalo dolje a matrica gore, zrcalo moramo pravilno uravnotežiti. Toplina koja se iz vaših ruku isijava u zrcalo koleba unutrašnjost vašeg zrcala pa se zrcalo zbog toga širi i skuplja i to također može uzrokovati gruboću površine. Izbjegavajte nagle promjene okolne temperature zraka. I na kraju najveći problem je ako vam je staklo za zrcalo nekvalitetno. Postoje naglo hlađena (kaljena) ili nedovoljno sporo hlađena prenapregnuta stakla koja se tokom poliranja naglo stežu, šire i krive pa se nikako ne mogu dovesti u red. Od takvog stakla ne možete napraviti ništa osim baciti ga o zid i tako vježbati kamena s ramena odnosno zrcalo s ramena. Trebalo mi je za prvi put zbilja mnogo vremena da otkrijem i shvatim sve ovo jer sam sve morao otkriti sam!

Atmosferska turbulencija uzrokuje privremeni efekt gruboće površine zbog prenošenja teleskopa iz toplog prostora vani na hladno zbog nagle promjene temperature optike. Ta greška je promjenjiva i u teleskopu vidimo kolebanje optičke plohe. Oko desetak minuta optika se akomodira. Ne moramo se bojati da će optika imati oštećenje zbog ovoga. Bilo bi zgodno da u tubus teleskopa ugradimo i mali ventilatorič.

Kromatska aberacija javlja se kod leća, tj. akromatskih objektiva teleskopa refraktora. Dovoljno kvalitetan akromatski objektiv prikazuje vrlo sjajne zvijezde opasane slabim tamnoljubičastim sjajem. No kvaliteta oštrine slike je izvanredna. Obrub defokusiranog lika zvijezde unutar fokusa treba biti ljubičaste boje, a van fokusa žućkasto zelenkaste boje. To je sekundarni spektar ili sekundarna kromatska aberacija. Niti jedan akromatski dublet ne može izbjeći ove ostatke kromatske aberacije. Plava i crvena boja se kod akromatskog objektiva ne vide jer su barem one dvije dovedene u isti fokus. Fokus za zelenu je međutim malo unutar fokusa plave i crvene dok je fokus za ljubičastu svjetlost dosta van fokusa plave i crvene. Zato se oko sjajnijih nebeskih objekata vidi tamni ljubičasti halo. Lošiji objektivi daju obojene slike u svim bojama spektra baš kao i obične single leće naočala i najčešće daju vrlo neoštre slike. To su obično Cookeovi triplet objektivi episkopa i projektora. Kod njih je obrub defokusiranog lika zvijezde unutar fokusa crvene, a van fokusa plave boje. To je primarna kromatska aberacija.

primarna kromatska aberacija

sekundarna kromatska aberacija

Moramo naučiti razlikovati što u teleskopu uzrokuje kromatsku aberaciju. Ako je u središtu vidnog polja okulara zvijezda opasana slabim ljubičastim sjajem, tada je uzrok kromatske aberacije akromatski objektiv. A ako je u središtu vidnog polja okulara zvijezda bezbojna, a na rubu vidnog polja trobojna i to u crveno žuto i plavo, tada je uzrok kromatske aberacije okular. Ovo drugo jedini je uzrok kromatske aberacije u teleskopu reflektoru.

Koma je optička greška koja nastaje uslijed loše kolimacije to jest loše centriranih optičkih dijelova u teleskopu. Ona se najčešće javlja kod reflektora malog f – broja. Zbog loše centrirane optike se zvijezde više ne vide kao točkice, već liče na male komete. Tada treba kolimirati teleskop. Teleskopi refraktori ne zahtijevaju taj postupak jer je kod njihovih objektiva dozvoljena mnogo veća tolerancija za centriranje optičkih dijelova.

loše kolimiran teleskop

ispravno kolimiran teleskop

KOREKCIJA GREŠAKA NA ZRCALU

I sada dolazi najvažniji dio priče. Odmah ćemo prikazati najčešće greške tokom poliranja.

Moguće greške i njihovo ispravljanje

-Spušteni rub. Ovaj defekt nastaje zbog većeg odnašanja materijala sa ruba zrcala i u velikom broju slučajeva se ne može sasvim do kraja ispraviti. Pri testiranju sfernog zrcala trebali bismo prilikom dodirivanja samog fokusa zraka svjetlosti zamijetiti da se po cijelom rubu kao vlas kose proteže tanak svijetli prsten poznat kao ogibni prsten. To je znak da je rub dobar. Međutim kada pri testiranju primjećujemo vrlo sjajan luk svijetla i to sa suprotne strane odakle putuje sjena Foucaultovog noža, a na suprotnom dijelu zrcala uopće nema drugog dijela prstena, tada se radi o spuštenom rubu. Obrnuti položaj luka svjetlosti ukazuje na uzdignuti rub, no njega je u praksi teško postići. Pošto je nemoguće dodavati ispolirani stakleni materijal na mjesta gdje smo ga jače odnijeli, tada nam ne preostaje ništa nego polirati zrcalo dok se ne izgube svi tragovi spuštenog ruba, znači spustiti cijelu plohu zrcala na razinu spuštenog ruba i pritom paziti da se on ponovo ne pojavi. Najčešći uzrok spuštenog ruba jest prejak pritisak kod poliranja. To je teže izvesti kod velikih zrcala pa nije čudo da je velika zrcala u biti lakše napraviti nego mala. Lagani pritisak, malo tvrđa smola i potezi dužine 1/3 promjera zrcala su najbolji recept za ispravljanje spuštenog ruba s tim da je zrcalo dolje.

Spušteni rub viđen na star testu

-Zone. Zone su prividna prstenasta koncentrična udubljenja ili ispupčenja na plohi zrcala nastala uslijed loše izrade matrice za poliranje. Jedan od onih kvadratića smole je ulegnut ili previše ispupčen. U prvom slučaju nastaje ispupčena, a u drugom udubljena zona. U slučaju ispupčene zone možemo napraviti malu matricu veličine širine zone i polirati ispupčenje. U slučaju udubljene zone moramo ispolirati svu ostalu plohu zrcala da bi zonu uklonili jer nije moguće dodavati staklo. Ako je cijelo zrcalo prožeto zonama, tada je to znak da se nismo pridržavali uputa o urezivanju kanala na matrici. Središte matrice mora biti blizu ruba središnjeg kvadratića, a nikako u njegovom centru. Do zona može doći i ako smo prepravilno ponavljali dužinu i širinu poteza.

-Osni astigmatizam je nepravilnost oblika optičke plohe kada se čak i uslijed dobre kolimacije u centru optičke osi ipak vidi karakterističan astigmatični, razvučeni lik zvijezde. On nastaje kada nedovoljno često zakrećemo zrcalo pa se neravnomjerno polira ili u slučaju da je zrcalo dolje, a naličje zrcala nije dovoljno ravno. Ovo drugo jest najčešći uzrok osnog astigmatizma kod tankih zrcala. Tada je najvažnije da bolje poravnamo naličje zrcala sa prahom gruboće #100 – 220. Najbolja podloga za zrcalo tokom brušenja i poliranja jest ručnik ili tapison postavljen na što je moguće ravniju debelu mramornu ploču. Zrcalo se mora po njoj zakretati. Na naličju zrcala i matrice važno je kutomjerom izmjeriti i ucrtati podjelu za što ravnomjernije zakretanje zrcala odnosno matrice, ali pritom dužina i širina poteza moraju varirati kako ne bi došlo do nastajanja i ponavljanja sistematskih pogrešaka (zona) na plohi zrcala. Kako ustanoviti uzrok astigmatizma? –Kod malih zrcala jači astigmatizam posljedica je nepravilnog poliranja zrcala. Kod većih je pak zrcala nešto drugačija situacija. Ako je loše izvedeno postolje na kojem stoji zrcalo prilikom testiranja, veliko tanko zrcalo će se savijati poput lista papira i davati astigmatizam bez obzira na to što mu je ploha kvalitetno izbrušena i bez astigmatizma. No da bismo to sigurnije ustvrdili, zakrenimo zrcalo za 60 – 90 stupnjeva lijevo ili desno i ponovimo testiranje. Vidimo li ponovo astigmatični uzorak i to jednako položen kao i prije, uzrok astigmatizma je postolje zrcala, no prati li astigmatizam zakretanje zrcala, tada je nepravilan oblik plohe i treba je ponovno brusiti. Kod većih se zrcala poliranjem teže dade popraviti astigmatizam osim ako nije mali ili jako mali.

PARABOLIZACIJA ZRCALA

Spomenuli smo da je parabolično zrcalo zakrivljenije u sredini nego na rubu. To je potrebno da bi ono moglo paralelne zrake svjetlosti skupljati u jednu točku. Dakle poprečni presjek zrcala mora biti parabola sa tjemenom u središtu zrcala. Prije parabolizacije potrebno je zrcalo dovesti na oblik blizak sfernom. Pritom ne smije biti astigmatizma ni izrazene gruboće površine. Razlika između sfernog i paraboličnog zrcala je toliko mala da se mjeri desetinkama mikrona, ali je zato velika razlika u kvaliteti slike koju daju! U ovoj etapi izrade zrcala treba zbog toga biti jako pažljiv. Parabola se dobiva tako da jače koncentriramo poliranje na središnji dio zrcala i takav način poliranja zove se parabolizacija. Naravno potrebno je zrcalo najprije dovesti na sferu pa se sfernom zrcalu produbljuje središnji dio. Parabolizaciju možemo izvesti na više načina. Najčešći jest taj da se poveća dužina poteza na oko 1/2 promjera zrcala, a širina na oko 1/3 promjera zrcala kod poliranja matricom jednake veličine kao i zrcalo, s tim da je zrcalo gore, a alat dolje (MOT = Mirror on top). Time dolazi do jačeg poliranja središta zrcala pa se tako dobiva potreban učinak. Drugi način parabolizacije je da poliramo matricom koja je upola manja od promjera zrcala, zrcalo je sada dolje (TOT = tool on top). Tom metodom se zbog jačeg kontakta matrice sa središtem zrcala više polira središte. Tom metodom možemo polirati i samo na rubu i time smanjivati zakrivljenost rubnih zona. Treći je način sličan prvom, s time da se matrica oblikuje u zvjezdasti uzorak time da se izreže ploha smole tako da ima oblik zvijezde, dakle smola je na matrici koncentriranija u središtu pa se tako opet jače polira središte. Često se zna dogoditi da se zrcalo nejednoliko parabolizira npr. središte se brže udubljuje, a rub ostaje sferan. Tada se možemo poslužiti trikovima, npr. napravimo prstenastu matricu kojoj nedostaje rubni i središnji dio. Time smanjujemo udubljenje u središtu a rub se jače parabolizira. Ovakav trik se zove retouch ili local polishing tool.

local polishing tool

metode parabolizacije

Kod parabolizacije je problem to što jako malo treba da bismo preveli sferu u paraboloid tako da se može desiti da pretjeramo i napravimo hiperboloid. Puno je teže vratiti zrcalo sa hiperboloida na paraboloid nego doći od sfere do paraboloida. Zato ne treba žuriti. Važno je na Foucaultovom testeru kontrolirati oblik zrcalne plohe svako 2 minute. Pogreška ove vrste se najčešće događa kada povjerujemo starim knjigama iz 70-tih godina kada se kao polirni abraziv koristio ruš ili željezni oksid. On vrlo sporo obrađuje plohu pa parabolizacija znade potrajati i do par sati baš kako tamo i piše. Suvremeni polirni prahovi kao što je cerij oksid u stanju su parabolizirati 20 cm f-6 zrcalo za samo nekoliko minuta pa zato treba strogo paziti prilikom parabolizacije. Od svih etapa izrade zrcala parabolizacija je najkraća.

1. centralna zona

2. zona 70%polumjera

3. rubna zona

Na slikama gore vidimo paraboloid i njegov prividni profil. Slike prikazuju njegovu iskrivljenost koja je uzrok sferne aberacije pri testiranju na Foucaultovom testu u centru zakrivljenosti. Za razliku od sfernog zrcala koje fokusira rubne paralelne zrake bliže zrcalu nego centralne zrake, parabolično zrcalo rubne zrake svjetlosti pri testiranju u centru zakrivljenosti fokusira dalje nego one iz centra. Dakle također se dobije sferna aberacija samo je obrnutog predznaka.

presjek prividnog profila paraboloida

Moje 250mm f6.6 zrcalo viđeno na Foucaultovom testu

Na ovoj slici se parabolično zrcalo doima kao da je zrcalo udubljeno u sredini, a rubni dio spušten. To je stoga što je ono zakrivljenije u sredini nego na rubu. I poprečni elipsoid i hiperboloid pokazuju također jednaki prividni profil. Pa kako ćemo ih onda znati razlikovati od paraboloida? -Prije same parabolizacije moramo postaviti mikrometar na vijak koji Foucaultov nož pomiče naprijed natrag. To se radi zato jer moramo mjeriti pomake pojedinih zona na zrcalu u odnosu na centar zrcala. Spomenuli smo da pri testiranju na Foucaultovom testeru u centru zakrivljenosti parabolično zrcalo različito fokusira zrake koje padaju na njegov rub nego zrake što padaju na centralni dio zrcala i to tako da se rubne zrake fokusiraju dalje od zraka svjetlosti iz centra i tako stvaraju razliku u fokusima pojedinih prstenastih zona na zrcalu. Nama jest zadatak da izmjerimo tu razliku. U obzir još dolaze i međuzone. Za manja zrcala možemo odabrati 3 zone i to centralnu kao početnu, zonu 0.707 polumjera zrcala (70% polumjera zrcala) i rubnu zonu. Možda poprečni elipsoid, paraboloid i hiperboloid pokazuju sličan prividni profil na zrcalu, ali razlika među njima jest u tome što je razlika između centralne i rubne zone manja kod poprečnog elipsoida (potkorigiranog, napola paraboliziranog zrcala) nego kod paraboloida, a kod hiperboloida je razlika veća nego kod paraboloida. Zato se zrcalo mora mjeriti. Na drvenu letvicu dužine promjera zrcala pozabijamo par čavlića tamo gdje su nam zone zrcala koje ćemo mjeriti i to prislonimo tako da vodoravno stoji ispred samog zrcala. Ta letvica naziva se Everest pin stick. Prije su se koristile tzv. Coudeove maske, ali je ovaj način puno jednostavniji i pregledniji. Slika ispod prikazuje nam način na koji Everest pin stick funkcionira.

Everest pin stick

Na ovoj slici vidimo da su čavlićima obilježene 4 zone. To se radi kod većih zrcala pogotovo ako su kratkog fokusa pa mjerenja moraju biti preciznija. Ovaj prividni ili tzv. doughnut profil paraboličnog zrcala na slici gore ima prividno udubljenje u središtu, obrub udubljenja ili brijeg i spušteni dio prema rubu. Obrub udubljenja je prstenasta zona na zrcalu čiji fokus zraka dodiruje Foucaultov nož. Foucaultov nož sada postavimo tako da dodiruje fokus zraka što dolaze sa središta zrcala. Mikrometar na Foucaultovom testeru nam pritom mora pokazivati 0,00mm. Zatim okrećemo mikrometar odvijajući ga čime pomičemo nož prema sebi i tako dodirujemo fokus zraka iz međuzona. Prilikom pomicanja noža primjećujemo da se u središtu zrcala stvara ono prividno udubljenje i lagano se širi prema rubu. Kada nam Foucaultov nož dodirne zrake koje fokusira zona 70% polumjera zrcala, a to ćemo znati kada se obrub udubljenja ili brijeg proširi do čavlića koji obilježavaju zonu 70% polumjerazrcala, rezultat mjerenja sa mikrometra zabilježimo. Idemo dalje, mikrometar još odvijemo sve dok se prividno udubljenje na zrcalu ne proširi do čavlićem obilježene rubne zone i opet zabilježimo očitanje mikrometra. Zabilježene vrijednosti usporedimo sa idealnima i izračunamo odstupanja. Ovako se dade vrlo precizno izraditi parabolično zrcalo. Ako nemamo kompjuter moramo imati tablice prema kojima se računaju idealne vrijednosti očitanja za određene promjere i f – omjere zrcala. Ukoliko imamo kompjuter s instaliranim Windows xp operativnim sustavom i u njemu instaliran program Figure xp, tada očitane vrijednosti upišemo u stupce za parametre i Figure xp će nam izračunati koliko smo napredovali s parabolizacijom. Ako su očitane vrijednosti veće od idealnih tada imamo prekorigirano ili hiperbolično zrcalo. Spomenuli smo da je teže vratiti hiperbolu na parabolu, nego doći od sfere do parabole. Jedan trik jest taj da izrežemo matricu za poliranje u uzorak obrnute zvijezde i time se brže uzdiže središte zrcala, no kod vraćanja sa hiperbole na parabolu obično se dogodi da zaostane spušteni rub kojeg na kraju treba ispraviti.

Rezultat mjerenja mog prvog zrcala 150mm f-8 dobiven u programu Figure xp.

Na slici gore se vidi rezultat testiranja mog prvog zrcala 150mm f8 koji pokazuje da je zrcalo malo potkorigirano, no sveukupna greška na zrcalu je oko -1/10 valne duljine LSA sferne aberacije, što je izvanredno.

Rezultat mjerenja mog drugog zrcala 145mm f9 koje sam izbrusio za prijatelja Denisa

Ovaj test pokazuje laganu prekorigiranost, ali opet sve u granicama normale. Greška na ovom zrcalu je oko +1/8 valne duljine svjetlosti što je također izvanredno.

Za sve ovo dakako treba mnogo vježbe i strpljenja i utrošit ćete stotine i stotine sati rada na vašem prvom zrcalu, prije nego ga uspijete kvalitetno izraditi. To se i meni dogodilo jer nisam imao nikakvog iskustva, a zanat sam pekao sam, bez ičije pomoći. Kad sam sve to svladao, iduće sam zrcalo izbrusio za 15 dana, a to je bilo zrcalo od 150mm, f5. Sekundarna zrcala za teleskope ne brusim, već ih nabavljam ili režem na mjeru front surface zrcala iz starih fotokopirnih aparata.

Završeno i aluminizirano 150mm, f8 zrcalo

IZRADA TRAŽIOCA ZA TELESKOP

Tražioc ili finder je pomoćni optički sustav na teleskopu. On se postavlja paralelno s optičkom osi teleskopa i služi za lakše pronalaženje objekata na nebu teleskopom. Optiku tražioca nije potrebno izrađivati. Ona se sastoji od akromatskog objektiva i okulara i to najčešće od dvogleda. Najčešće se za tražioc koristi 50mm objektiv. Ako imamo jeftin 8x50 dvogled, tada razmontiramo jednu njegovu polovicu i od nje iskoristimo okular i objektiv. Tubusič trażioca načinimo od PVC cjevčice promjera 50mm. Otpilimo je prema żarišnoj duljini objektiva.

Dijelovi za tražioc

Objektiv tražioca

Leće okulara

Ništa bez izolir trake. Možda se čini traljavim lijepiti i učvršćivati

dijelove izolir trakom, no to je najbrži način ako nismo u mogućnosti

tokariti ležišta leća i pojedinih cjevčica.

Manje cjevčice upasane u 50mm cijev radi prilagođavanja otvora za okular.

Kompletirani okular tražioca

Finalizirani tražioc

Moj tražioc postavljen na tubus 180mm f5.6 teleskopa

Tražioc sa dijagonalnim zrcalom (izvedba na

150mm f9 teleskopu od prijatelja Denisa Firića).

IZRADA OKULARA ZA TELESKOP

Osnovna namjena okulara jest da poveća realnu i umanjenu sličicu promatranog objekta koju tvori objektiv teleskopa u svom žarištu. Kao što objektiv ima svoju žarišnu duljinu tako je ima i okular, ali je ona kod okulara daleko manja. Povećanje samog teleskopa dobivamo kada žarišnu duljinu objektiva podijelimo sa žarišnom duljinom okulara. Iz toga proizlazi da okulari manje žarišne duljine daju veća povećanja. Svi amateri pribjegavaju nabavci gotovih okulara iz tog razloga što ne možete od svakakvih leća načiniti dobar okular. Da prvo opišemo neke osnovne vrste okulara.

Osnovne karakteristike okulara su korekcijska kvaliteta, vidno polje i eye relief - potrebni razmak oka od okulara a da se pritom vidi cijelo vidno polje. Dio okulara što ulazi u fokuser zove se barell i radi se u tri veličine:

-24.5mm, 31.8mm i 50.8mm.

Najprostiji okular koji se može nabaviti je Huyghensov okular. On ima samo dvije leće, manja je okrenuta prema oku. Leće su mu tako postavljene da se žarište objektiva nalazi između te dvije leće okulara. Huyghensov okular je najprostije izveden okular i zbog toga ima puno mana. Ima zakrivljeno vidno polje zbog čega daje iskrivljenu sliku na rubovima vidnog polja. Nije dobro korigiran ni na kromatsku aberaciju. Koristi se kod „junk“ kineskih teleskopa i na starim mikroskopima. Funkcionira jedino na teleskopima velikog f-broja.

Huyghensov okular

Nešto bolji od Huyghensovog okulara je Ramsdenov okular. Ima također samo dvije leće i to plankonveksne, ali obje su istih dimenzija i žarišne duljine. U ležištu okulara su ispupčenim plohama okrenute jedna drugoj. Razmak među njima iznosi 2/3 njihove žarišne duljine. Po kvaliteti ovaj okular nije puno bolji od Huyghensovog.

Ramsdenov okular

Kellnerov okular ima jedan od elemenata akromatski izveden. To je leća okrenuta prema oku. Inače Kellnerov okular je znatno bolji od prethodna dva. Ima akromatsku leću okrenutu prema oku dok je ona koja je okrenuta prema objektivu obična bikonveksna leća koja je većeg promjera od akromatske leće. Ovaj okular daje kvalitetniju sliku i veće vidno polje. Postoji i druga izvedba ovog okulara, reversed Kellner ili skraćeno RKE. On za razliku od običnog Kellnerovog okulara ima akromatsku ovu drugu leću okrenutu prema objektivu teleskopa. Postoji i sličan okular s obje leće akromatske i zove se modificirani akromat ili skraćeno MA.

Kellnerov okular

Najrašireniji okular među amaterima je Plössl okular. Razlog tome je što ima najbolji odnos cijena/kvaliteta. On je načinjen od dva asferična akromata koji su ispupčenim krajevima okrenuti jedan drugom. Ovaj okular je dobar i na teleskopima manjeg f-broja. Ima solidno vidno polje i dobru kvalitetu slike. Superplössl okular ima još dodanu i jednu single leću koja sa susjednim akromatskim parom još bolje korigira optičke greške.

Plössl okular

Erfle okular ima 5 do 6 elemenata, no nije dobar za teleskope manjeg f-broja. Prednost mu je jedino ogromno vidno polje.

Erfle okulari

Skupi višeelementni okulari korigirani su na skoro sve optičke greške. Imaju ogromno vidno polje, a od njih mogu spomenuti Naglera, Speerswallera, Bertelea, itd,…

Speerswaller okulari

Moji okulari kućne izrade su većinom Kellnerovog tipa. Kellnerov tip okulara koristim i za teleskope i za tražioce. Od svega je najbitnija kvaliteta leća koje namjeravamo iskoristiti za izradu okulara. Nakon toga je bitna izvedba kućišta okulara. Evo nekih okulara koje ja koristim:

Homemade Kellnerov okular od 22mm

Homemade erfle okular od 20mm

Tvornički Ramsden okular od 4mm

Tvornički Plössl okular od 9.5mm

Homemade 2.5mm prosti okular načinjen

od leće laserske glave CD playera

Pod izradom okulara podrazumijevamo izradu novog kućišta za postojeći okular, zatim kombiniranje različitih malih leća u svrhu slaganja novog okulara i brušenje leća za okulare. Ovo treće se kod amatera rijetko prakticira i najčešće se kupuju kompleti leća pa se od njih sastavljaju okulari. Za izradu okulara potrebno je malo volje, raznih malih leća iz kojekakvih optičkih uređaja kao što su fotoaparati, mikroskopi i sl. Preko Surplussheda je moguće jeftino nabaviti komplete leća za izradu okulara. Potrebno je imati pristup tokarskom stroju kako bi se od aluminija ili plastike moglo istokariti kućište okulara.

Hrpa malih leća, prizme, okulari, tražioci, vodovodne cjevčice i spojnice za izradu kućišta okulara

Set za 12.5mm superplössl okular

Leće koje su bile izgrebane bih također brusio da bih i od njih načinio okulare.

Brušenje flint elementa akromatskog dijela Kellnerovog okulara prahom #220

Matirana leća

Brušenje leće prahom #1200

HOME

Skoči na vrh stranice