Realizzazione di telescopi amatoriali - Amateur telescope making

Questo articolo è circa l'hobby. Per la serie di libri di Albert Graham Ingalls , vedere Amateur Telescope Making .
Un riflettore Newton da 22 pollici si trova di fronte alla club house di Stellafane , sede della Springfield Telescope Makers

La fabbricazione di telescopi amatoriali è l'attività di costruzione di telescopi come hobby , invece di essere un professionista pagato. I produttori di telescopi amatoriali (a volte chiamati ATM) costruiscono i loro strumenti per il divertimento personale di una sfida tecnica, come un modo per ottenere un telescopio economico o personalizzato, o come strumento di ricerca nel campo dell'astronomia . I produttori di telescopi amatoriali sono di solito un sottogruppo nel campo dell'astronomia amatoriale .

Inizi

Da quando Galileo Galilei ha adattato un'invenzione olandese per uso astronomico, la fabbricazione di telescopi astronomici è stata una disciplina in evoluzione. Molti astronomi dopo il tempo di Galileo costruirono i propri telescopi per necessità, ma l'avvento dei dilettanti nel campo della costruzione di telescopi per il proprio divertimento e istruzione sembra essere diventato importante nel XX secolo.

Prima dell'avvento dei moderni telescopi prodotti in serie, il prezzo anche di uno strumento modesto era spesso al di sopra dei mezzi di un aspirante astronomo dilettante. Costruire il proprio era l'unico metodo economico per ottenere un telescopio adatto all'osservazione. Molte opere pubblicate hanno suscitato interesse nella costruzione di telescopi, come il libro del 1920 The Amateur's Telescope del produttore di telescopi irlandese Rev. WFA Ellison .

Negli Stati Uniti nei primi anni '20, articoli su Popular Astronomy di Russell W. Porter e su Scientific American di Albert G. Ingalls con Porter e gli Springfield Telescope Makers aiutarono ad espandere l'interesse per l'hobby. C'era così tanto interesse pubblico che Ingalls iniziò una rubrica regolare per Scientific American sull'argomento (generando quella colonna di pubblicazioni " The Amateur Scientist ") e in seguito compilata in tre libri intitolati Amateur Telescope Making Vol. 1-3. Questi avevano un grande pubblico di appassionati (a volte chiamati "noci del telescopio") che costruivano i propri strumenti. Tra il 1933 e il 1990, la rivista Sky & Telescope tenne una rubrica regolare chiamata "Gleanings for ATMs" curata da Earle Brown, Robert E. Cox e Roger Sinnott. Anche la pronta fornitura di componenti ottici in eccesso dopo la seconda guerra mondiale e in seguito Sputnik e Space Race ha notevolmente ampliato l'hobby.

Disegni amatoriali comuni

Un riflettore newtoniano da 6 pollici (15 cm) costruito da uno studente della scuola in mostra a Stellafane

Sebbene i tipi di telescopi costruiti dai dilettanti varino ampiamente, inclusi i rifrattori , gli Schmidt-Cassegrain e i Maksutov , il design del telescopio più popolare è il riflettore newtoniano , descritto da Russell W. Porter come "Il telescopio dei poveri". Il Newton ha il vantaggio di essere un design semplice che consente la massima dimensione con la minima spesa. E poiché il progetto utilizza un unico specchio a superficie frontale come obiettivo, ha solo una superficie che deve essere levigata e lucidata, al contrario di tre per il Maksutov e quattro per il rifrattore e lo Schmidt-Cassegrain . Tipicamente un telescopio newtoniano con un'apertura di 6 o 8 pollici (15 o 20 cm) è un progetto iniziale standard, costruito come progetto di un club o da individui che lavorano da libri o da piani trovati su Internet.

Realizzazione di specchi

Molare uno specchio usando un abrasivo e uno strumento più piccolo sopra Specchio da 300 mm ("ATM Korenica 2006", a Korenica , Croazia )

Poiché il riflettore newtoniano è il telescopio più comune costruito dai produttori di telescopi amatoriali, ampie sezioni della letteratura sull'argomento sono dedicate alla fabbricazione dello specchio primario . Gli specchi iniziano come un disco piatto di vetro, tipicamente vetro piatto o vetro borosilicato (Pyrex). Il disco è attentamente terra , lucido e calcolato ad una forma estremamente accurato, di solito un paraboloide . I telescopi con rapporti focali elevati possono utilizzare specchi sferici poiché la differenza tra le due forme è insignificante a quei rapporti. Gli strumenti utilizzati per ottenere questa forma possono essere semplici, costituiti da uno strumento di vetro di dimensioni simili, una serie di abrasivi più fini e un rivestimento di pece lucidante realizzato con un tipo di linfa degli alberi. Attraverso tutta una serie di pennellate casuali lo specchio tende naturalmente a diventare di forma sferica. A quel punto, viene tipicamente utilizzata una variazione nei colpi di lucidatura per creare e perfezionare la forma paraboloide desiderata.

test di Foucault

Articolo principale: test sul filo del coltello di Foucault

L'attrezzatura utilizzata dalla maggior parte dei dilettanti per testare la forma degli specchi, un test a lama di coltello di Foucault , è, come gli strumenti utilizzati per creare la superficie, semplice da fabbricare. Nella sua forma più elementare è costituito da una lampadina , un pezzo di carta stagnola con un foro e una lama di rasoio.

Configurazione di prova di Foucault per misurare uno specchio
Specchio parabolico che mostra le ombre di Foucault realizzate dal bordo del coltello all'interno del raggio di curvatura R (X rossa), in R e all'esterno di R.

Dopo che lo specchio è stato lucidato, viene posizionato verticalmente su un supporto. Il tester di Foucault è installato ad una distanza prossima al raggio di curvatura dello specchio. Il tester è regolato in modo che il raggio di ritorno dalla sorgente di luce a foro stenopeico sia interrotto dal bordo del coltello. Guardare lo specchio da dietro il bordo del coltello mostra un motivo sulla superficie dello specchio. Se la superficie dello specchio fa parte di una sfera perfetta, lo specchio appare uniformemente illuminato su tutta la superficie. Se lo specchio è sferico ma con difetti come rigonfiamenti o avvallamenti, i difetti appaiono notevolmente ingranditi in altezza. Se la superficie è paraboloide, lo specchio sembra una ciambella o una losanga. È possibile calcolare quanto la superficie dello specchio assomigli ad un paraboloide perfetto posizionando una maschera speciale sopra lo specchio ed effettuando una serie di misurazioni con il tester. Questi dati vengono quindi ridotti e rappresentati graficamente rispetto a una curva parabolica ideale.

Alcuni produttori di telescopi amatoriali usano un test simile chiamato test Ronchi che sostituisce il bordo del coltello con una grata composta da diversi fili sottili paralleli o un'incisione su una lastra di vetro. Altri test utilizzati includono il test Gaviola o Caustic che può misurare con maggiore precisione gli specchi del rapporto f/f veloce e i test interferometrici fatti in casa resi possibili negli ultimi anni da laser a prezzi accessibili, fotocamere digitali (come le webcam) e computer.

Alluminare o "argentare" lo specchio

Una volta che la superficie dello specchio ha la forma corretta, sulla superficie frontale viene aggiunto un rivestimento molto sottile di un materiale altamente riflettente.

Storicamente questo rivestimento era argento. L'argentatura è stata applicata chimicamente allo specchio, in genere dal produttore o dall'utente dello specchio. I rivestimenti in argento hanno una maggiore riflettività rispetto all'alluminio ma si corrodono rapidamente e devono essere sostituiti dopo alcuni mesi.

Dagli anni '50 la maggior parte dei produttori di specchi ha un rivestimento in alluminio applicato mediante un processo di deposizione di film sottile (il lavoro è svolto da un'azienda specializzata nel processo). I rivestimenti moderni sono solitamente costituiti da uno strato di alluminio sovraverniciato con composti protettivi trasparenti.

Lo specchio viene alluminato ponendolo in una camera a vuoto con bobine di tungsteno o nichelcromo riscaldate elettricamente che possono far evaporare l' alluminio. Nel vuoto, gli atomi di alluminio caldo viaggiano in linea retta. Quando colpiscono la superficie dello specchio, si raffreddano e si attaccano. Alcuni negozi di rivestimenti per specchi fanno poi evaporare uno strato di quarzo sullo specchio, mentre altri lo espongono all'ossigeno puro o all'aria in un forno in modo che lo specchio formi uno strato duro e trasparente di ossido di alluminio.

Design del telescopio

Un grande telescopio a forcella e molti altri telescopi amatoriali in mostra a Stellafane

I telescopi che i produttori di telescopi amatoriali costruiscono vanno dalla varietà da cortile a strumenti sofisticati che danno un contributo significativo al campo dell'astronomia . Strumenti costruiti da dilettanti sono stati impiegati nello studio planetario, nell'astrometria , nella fotometria , nella scoperta di comete e asteroidi per citarne solo alcuni. Anche la fine "hobbista" del campo può suddividersi in diverse categorie distinte come: osservazione di oggetti del cielo profondo , osservazione dei pianeti, osservazione solare, osservazione lunare e astrofotografia di tutte quelle classi di oggetti. Pertanto, anche il design, le dimensioni e la costruzione dei telescopi variano. Alcuni produttori di telescopi dilettanti costruiscono strumenti che, pur sembrando rozzi, sono perfettamente adatti allo scopo per cui sono progettati. Altri possono cercare un aspetto più estetico con alti livelli di "finitura" meccanica. Poiché alcuni produttori di telescopi amatoriali non hanno accesso ad attrezzature di lavorazione ad alta precisione, molti design eleganti come la piattaforma Poncet , il focheggiatore Crayford e il telescopio Dobson si sono evoluti, che raggiungono funzionalità e stabilità senza richiedere lavorazioni di precisione.

La difficoltà di costruzione è un altro fattore nella scelta del progetto di un dilettante. Per un dato progetto la difficoltà di costruzione cresce grosso modo come il quadrato del diametro dell'obiettivo. Ad esempio, un telescopio newtoniano con un'apertura di 4 pollici (100 mm) è un progetto di fiera della scienza moderatamente facile. Un Newton da 6 a 8 pollici (da 150 a 200 mm) è considerato un buon compromesso di dimensioni poiché la costruzione non è difficile e si traduce in uno strumento che sarebbe costoso da acquistare in commercio. Un telescopio riflettore da 12 a 16 pollici (da 300 a 410 mm) è difficile, ma è ancora alla portata del dilettante medio che ha avuto esperienza nella costruzione di strumenti più piccoli. I dilettanti hanno costruito telescopi larghi fino a 1 metro (39 pollici) di diametro, ma di solito piccoli gruppi o club di astronomia si occupano di tali progetti.

Un telescopio Dobson di dimensioni moderate di costruzione amatoriale .

Guarda anche

Tipi di telescopi amatoriali

Riferimenti

Telescopio che fa libri e altre informazioni pubblicate published

UN Telescopio standard Texereau da 180 mm

link esterno