Măreția telescopului cu o singura lentilă

 

   Înainte de inventarea lentilelor acromatice în 1733, primii astronomi au trebuit să se confrunte cu vederi afectate de cromatică.
aberație, adesea denumită „culoare falsă”. Aberația cromatică și într-o măsură mai mică aberația sferică sunt defecte naturale de imagine ale lentilelor simplet. 

Acestea produc vederi ale obiectelor cerești înconjurate de franjuri de culoare nedorite și evazări care reduc contrastul imaginii. Cu toate acestea, aceste telescoape au deschis un nou univers care a inclus descoperirile revoluționare ale lui Galileo cu obiectivul său mic cu deschidere de 15 mm (1/2 inch). Ulterior, lentilele obiective de până la 200 mm (8 inchi) au fost construite de Huygens, Cassini și Hevelius. Acești producători de telescoape și-au dat seama că erau necesare rapoarte focale extrem de mari pentru a diminua aberația cromatică suferită de aceste obiective simple. În consecință, telescoapele lor au crescut la lungimi greoaie, până la 46 de metri, cum ar fi „telescopul de 150 de picioare” al lui Hevelius!

Pentru a simți cum ar fi putut fi să folosești un telescop non-acromatic al zilei, am decis să construiesc unul de dimensiuni mari cu focalizare lungă doar cu lentile simplet, cum ar fi a fost disponibil in secolului al XVII-lea. 

Am simțit că luneta mea cu un diametru al obiectivului de 28 mm și o distanță focală de 1250mm  e cam mica. Prin urmare, telescopul meu este mai mic decât cel folosit de observatorii serioși ai vremii.

Intra in ecuatie noile obiectivele Tavi F de o calitate exceptionala cu diamerele utile de 34 si 60mm.

Anul trecut am construit luneta de 34mm in tub de curpu dar desingul fiind un esec datorita tevii de curpu fiiind prea mica in diametru lsi lunga astfel ducand la deformatii si probleme de aclimatizare, luneta a fost montata pe 3 monturi diferite atat pe un singur punct de sprijin ( montura eq1 si dobson cu scandura suport ) cat si pe doua puncte unul in fata si celalat la capat ambele ajustabile, nici una nu a rezolvat problema deformatiilor.

Asa ca am montat lentila de 34mm aerial pe acelasi suport pe care voi monta luneta mare.

In cea ce priveste luneta mare cu diametrul de 60mm si fistanta focala de 5.5m lungime treaba se complica.

La asa lungime o teava nu va rezista deformatiilor fiind imposibil sa poti monta un astfel de instrument si sa fie portabil.

Montarea pe doua puncte de sprijin nu functioneaza la asa distanta focala doar o montura de tip Hevelius cu un stalp montat permanent in curte si un sistem de frangii si scripetii pentru a elimina curbura tubului, teava trebuie sa fie de 2x mai mare decat diametrul util al obiectivului pentru a nu se deforma, dar la asa lungime  putine sanse ca tubul sa ramana drept si fara complactii pe viitor.

Asa ca am adoptat metoda aeriala, lentila obiectiv este montata pe o scandura dreapta de 2m si adaptata unei monturi Dosbon, apoi ea este asezata la o inaltime considerabila pe 2 mese si un scaun la o anumita inaltime (depinde ce obiect vrei sa vezi).

Ajustarea se face manual de la capatul scanduri si apoi te depalsezi la cautarea  punctul focal cu un ocular in mana si cauti obiectul in lentila.

Luneta aeriala 5.5m, 64mm diametru util.

Luneta aeriala primele teste pe Soare

Sistemul are o oarecare dificulatate in utilizare prin simplu fapt ca trebuie de fiecare data sa te scoli si sa urci pe scara pentru a ajusta obiectivul si pana centrezi sistemul iti trebuie mai multe ajustari consecutive si asta cere timp, astfel iti cam pierzi vremea cu ajustarea.

Pentru a elimina aceasta problema am conceput un alt sistem mai ingenios pentru a face mai usor gasirea obiectelor pe cer.

Intra in joc sistemul aerial pe doua puncte de sprijin.

Prima etapa a fost montarea unui brat lung de 3.7m lungime compus din doua spice de lemn cu lungimea de 2mm si 1.8m prinse una de alta, acesta va fi bratul care cu o mana ma ajuta sa orientez montura din fata in ce directie doresc.

A doua componenta este montura ocularului fiind o replica a monturii unui telescop aerial din sec al 17-lea conceput de Huygens, fiind defapt un romb articulat la care am montat un tub portocular de 1.25 inch si care este montat deasupra rombului. Intreg sistemul este prins de o rama din lemn care poate fi ridicata si coborata la inaltimea dorita.

Apoi bratul din lemn se poate conecta cu romb astfel incat el sa preia miscarile din capat, astfel pentru a gasi un obiect ceresc in lentila obiectiv trebuie doar sa ridici sau sa cobori rama iar la urma sa ajustezi manual din rombul articulat simuland astfel miscarea ocularul in mana, dar aici dupa ce gasesti obiectul in ocular imaginea ramane stabila pana la iesirea obiectului din campul vizual, apoi trebuie doar sa faci o mica ajustare pentru a urmari obiectul in continuare pana iese din raza lentilei.

Dupa ce obiectul a iesit din raza lentilei obiectiv te muti cu totul in partea dreapta si procesul de ajstare se reia de la inceput.

Dar totusi cu obiectul in ocular sta nemiscat fara sa mai ti ocularul in mana si sa vizualizezi obiectul prin el.

Tot acest sistem a fost facut in luna noiembrie si testat abia pe cer in decembrie 2023.

Sistemul in faza de testare

Sistemul in faza de prototip de testare

Rombul articulat 

E clar ca acum e mult mai usor de gasit si urmarit cea ce vrei sa vezi, ulterior in acest nou an 2024 vor mai exista mici upgrade-uri la acest sistem pentru a usura si mai usor munca de observare.

Singura problema ramane montarea obiectivului pe acele mese, trebuie sa iei cate una daca vrei sa cobori montura obiectivului cu lentila sau pui un alt scaun in plus daca doresti sa o inalti in functie de inaltimea obiectului vizat, este o limitare.

Va trebui sa demontez o bucata din acel brat din lemn lung de 3.8m ca sa pot pune montura jos de pe scaune  in caz ca va trebui sa il schimb cu altul, pentru ca sa nu il rup la coborare cand pun montura jos, nu poti altfel sa schimbi inaltimea lunetei.

Mai e o chestie, nu poti sa observi obiectele deasupra capului decat maxim pana la 40 de grade la 3 elemente, cu montarea unui taburet in plus acuma pe 4 elemente deja ajunge pana la vreo 45-46 de grade cam asta e limita mai sus nu dorec sa merg pentru ca devine instabil.

O alta problema e ca nu pot observa toata bolta cereasca adica trebuie sa demonez totul si sa ma duc altundeva in curte sa montez totul acolo ca sa vad o alta protiune din cer sa zicem estul sau vestul. Deci exista limitari si in acest caz.

Pentru a vedea lentila noaptea exista o dificultate anume, din cauza ca fundalul e negru la asa distanta nu vad cum e orientata lentila dar nu e problema am dibuit cazul usor, in partea laterala a obiectivului am montat un led pentru pereti exteriori cu senzor de miscare la miscarea brusca a monturi el de declanseaza astfel fiind montat in lateral pot sa vad diafragma obiectivului si daca ea este concentrica in functie de pozita mea, astfel pot alinia perfect lentila obiectiv.

Pentru o aliniere buna ( care nu este cazul la asa focala) sa zicem am montat o sfora la baza centrala a lentilei obiectiv pana la tubul ocular unde se conecteaza cu un adaptor inca re intra si iese fiind tensionata de o roata montata la sistemul de ajustare a tubului portocular.

Rombul articulat si la capatul din stanga se afla un cot din metal prin care intra sfoara de aliniere fiind centrata cu tubul portocular

In partea stanga a monturi langa tubul portocular se vede roata pentru tensionarea sfori de ajustare. 

Nimic nu e mai fascinant decât sa privești printr-un asemenea instrument este de nedescris in cuvinte ce imagini calumea poate sa furnizeze.

Luna la 171x ocular 32mm este o splendoare se vede in secțiuni fiind mult mai mare decât câmpul vizual al ocularului.

Claritatea este maxima, iar cromatismul foarte mic nu deranjează de loc.

Detaliile sunt numeroase si fine dar marea surpriză e la planete.

Jupiter a fost surpriza aici se vede calitatea fina a lentilei, discul planetei ocupa mai mult de un sfert din campul vizual al ocularului de 32mm deci era imens, cu detali numeroase, se puteau distinge detalii intre benzile de nori, deasupra benzilor, chestii care ieșeau in benzi.

Incredibil, absolut fenomenal ce poate acest instrument colosal.

Chiar si cu un aliniament prost se vede clar deci e practic un sistem care nu necesita colimare chiar daca obiectivul e aliniat prost cu ocularul calitatea imaginii nu se schimbă.

Lentila obiectiv e practic un disc plan paralel chiar daca este biconvexa simetric raza de curbura e asa mica incat iti da impresia ca lentila e plana.

La stele duble la fel aceiasi chestie, trebuie sa fie dereglat prost ca sa iti dai seama ca e problemă si sa observi in imagine o degradare.

Stelel duble sunt uimitoare doar cele luminoase văzute cu ochiul liber, fiind un sistem aerial fundalul este luminos si permite observarea doar obiectelor luminoase.

Nu funcționează la obiecte slabe gen stele cu magnitudinea de 4 sau 3.5 care greu le poti centra in obiectiv, iar stelele slabe nu au un contrast asa de bun datorita designului si aici exista limitări.

O alta limitare reprezintă vântul, când e bate vântul tare tot sistemul tremura si nu vezi nimic datorita vibrajelor induse se vant.

Cu acest design aerial poți observa doar planetele luminoase, gen Venus, Marte, Jupiter si Saturn, Luna, stelele foarte luminoase, si stele duble luminoase vizibile cu ochiul liber.

Dar este o luneta ideala pentru planete si Luna.

Imaginiile sunt luminoase chiar daca e un design deschis.

Anul acesta va urma alte modificări la luneta aeriala care vor face ca sistemul sa fie mai usor de folosit.

Nu pot sa schimb montura obiectivul pe acele mese este singura soluție ieftină și fiabila.

Ideal ar fi o masa plianta foarte inalta sau o scară, in cazul unei scari in trepte ea poate sa fie montată doar in varf nu si la mijloc, pe treptele scării nu o poti pune.

Asa ca singura soluție e tot acele mese, fie ca imi place fie ca nu, in principiu nu am alta soluție.

La celula lentilei obiectiv de 60mm am montat un disc din carton pentru a limita lumina parazita venita din lateral.

Ecranul de protecție contra luminilor parazite 

Ecranul de protecție împotriva luminilor parazite 

Observatii solare prin proiectie cu luneta aeriala

Observatii solare prin proiectie cu luneta aeriala

Luneta aeriala pe pozitie

Observatii solare prin proiectie cu luneta aeriala

Observatii solare prin proiectie cu luneta aeriala

  Dupa cateva saptamani de teste si efort pe partea mecanica am reusit sa fac niste modificari substantiale.

Am schimbat ceula obiectivului cu una noua provenita de la o luneta comerciala de 70mm, apoi am decis ca apertura sau deschiderea sa fie de 64mm nu de 58mm pentru a avea mai multa rezolutie si luminozitate, iar acest lucru nu a influentat foarte mult cromatismul datorita focalei lungi imaginea se prezinta clara cu putin cromatism dar mai luminoasa decat la 60mm.

Totul a decurs foarte bine, vreau sa spun Zeiss, nu am intampinat probleme la montarea ceulei noi s-a potrivit mai bine decat prima.

La montura ocularului am realizt niste midificari in asa fel incat rombul sa coboare mai jos, la fel si in cazul rombului articulat am facut ceva mici modificari.

Sub tot ansamblul de la capat, romb + ocular si rama voi pune dedesupt o bucata de pal laminiat pentru a aluneca mai usor.

Si totusi in prima noapte de testare a rombului si a intregului sistem am întâmpinat greutati in centrarea stelelor stralucitoare, este foarte greu sa le gasesti in ocular.

Mai intai trebuie sa le găsești in lentila obiectiv la focus apoi sa cauti steaua si sa focusezi in prealabil din intreg ansamblul inainte si inapoi apoi dupa ce ai gasit focusul sa centrezi obiectul si sa il urmaresti, dupa ce iese din vizorul lentilei va trebui iarasi sa pozitionezi toata montura pentru a centra obiectul, quite challenging.

Oricum va trebui facut ceva pentru a centra mai usor, totusi cu un astfel de sistem, dupa ce m-am documentat mai atent merge doar la obiectele foarte luminoase si mari precum Luna, Soarele si planetele luminoase gen Venus Marte Jupiter si Saturn, atat si nimic altceva.

E chiar dezamăgitor dar este o trăsătură atribuită lunetelor aeriale foarte lungi de orice fel.

 Pentru a observa Soarele mai clar am decis sa achiziționez un ecran pentru proiecții solare, iar decizia a fost una foarte buna. Lunetele aeriale sunt excepționale la observarea Soarelui, datorită focalei foarte lungi imaginea discului Solar este magnificată, iar la o distanță focală de 5.5m este relativ mare pe ecran, se pot distinge multe detalii ale suprafeței.

Imaginea Soarelui este de o frumusețe ieșită din comun de o claritate excepțională, se poate observa granulația de pe suprafața, faculele solare, si penumbra petelor.

Acesta ar fi un bun instrument pentru observații sistematice la Soare.

Referitor la sistemul rombului merge perfect pentru observarea Soarelui dar când vine vorba de observații nocturne treaba se complică mai ales la stele.

Din acest motiv ar fi indicat ca rombul sa fie utilizat numai pentru observații Lunare si Solare, chiar si la planete devine dificil de manevrat si centrat in camp.

Luna pe de altă parte are un diametru aparent mai mare fiind usor de gasit si centrat începând inainte de faza primului pătrar iar dupa fiind mult mai usor.

Pentru observații planetare si stelare voi folosi metoda cu ocularul in mana pentru ca e mult mai ușor de gasit si observat.

Dar va trebui sa găsesc o soluție pentru a-mi ușura munca cu sistemul rombului articulat.

Luneta de 64mm 5.5m distanta focala

Luneta de 64mm 5.5m distanta focala

Marea luneta aeriala.

Luneta la observatii Solare

Luneta gata finalizata

Luneta gata finalizata

Imaginea Soarelui prin proiectie fara ocular

Dupa cateva modificari la montura ocularului am facut ceva chances la parta mecanica a rombului dar dupa o examinare atenta am decis ca nu prea ai ca sa modifici sistemul functioneaza asa cum este, rombul articulat este o inventie a lui Huygens implimentata de mine intr-un altfel de sistem aerial, dar principul e la fel, totusi cu unele precizari la mine e mult mai usor de urmarit obiectul decat pe vremea lui Hyugens in sec al 17-lea.

Dupa o examinare atenta mi-am dat seama ca pot sa aduc ceva imbunatatiri, partea de urmarire stanga dreapta sus jos se poate efectua burt din doua placi laminate suptiri situate sub rama in care se afla rombul articulat, chiar la sol.

Iata ca prin miscarea placilor laminate (care nu trebuie sa fe mari in diametru) poti realiza o urmarire sau un mijloc util prin care sa orientezi montura din fata, tin sa reamintesc ca cele doua sunt conectate prin intermediul acelui brat lung de 3.7m lungime care nu are alt rol in afara de a conecata cele doua si de a transmite o  actiune de miscare catre montura dobson montata sus pe mese.

In functie de cum orientezi sau misti partea ocularului automat montura dobson din fata raspunde la comenzi si poti orienta intreg sistemul de la capat fara sa te mai ridici sus si sa te urci pe scara sa orientezi montura, e mare lucru, chiar o imbunatatie.

Am testat modalitatea asta pe luneta de 1,8m care din nefericre nu a reusit din cauza unor complicatii cu teava de cupru care tot se deforma la o asa lungime iar aerul cald din interior face probelme cand scoti luneta la firg.

Aceste cauze sunt excluse la o luneta aeriala dar sunt limitari, poti observa doar obiecte luminoase cele slabe sunt greu de gasit, trebuie sa ai lumina afara aprinsa ca sa poti vedea lentila obiectiv pe timp de noapte sau o sursa de lumina care bata din fata spre lentila obiectiv, in prealabil situata la sol.

Deci nu se poate spune ca nu sunt limitari, la fiecare instrument in parte exista, dar ce le face deosebite este dimensiunea lor, luneta aeriala de 64mm e cea mai mare, chiar si din tara fiindca nimeni nu a reusit sa pune un astfel de proiect in practica in curtea sa si sa il foloseasca random.

Deci e cea mai mare luneta din tara impreuna cu cea a lui Tavi, evident creatorul lentilei obiectiv care si el are cateva rezerve.

Pana la urma legat de partea de observare cu doua placi nu e chiar nasoala poti gasi stele stralucitoare usor dupa apus dar noaptea umpic se complica daca nu ai o sursa de lumina care sa poti vedea celula obiectivului sau lentila, ( conturul celulei).

O sursa de lumina montata pe un trepied poate fi plasat sub lentila obiectiv sau mai in fata si indreptata spre ea pentru a putea vedea conturul lentilei sa te poata ajuta in gasirea obiectelor pe cer sau cum e la mine, lumina situata pe peretele casei ajuta mult.

interesant este ca poti usor sa orientezi adaptorul ocularului spre lentila obiectiv si apoi sa misti din cele doua placi pana cand gasesti steaua in lentila obiectiv, pui ocularul, iar in acelasi timp sa fi in focus sau in apropierea focusului, la urma sa ajustezi finut din rombul articulat pentru a urmari obiectul sau centra steua in camp.

La luna e cel mai simplu, treaba se complica la planete si stele aici e toata problema la acest sistem de observare.

Singurul dezavantaj este ca nu poti face astrofotografie cu un astfel de setup nici macar cu telefonul prins de ocular este suficient de dificil sa cauți o stea dapoi sa faci si foto.

In plus sistemul rombului articulat nu poate susține greutatea telefonului + adaptorului, nu a fost proiectat pentru asa ceva.

Dar poti filma la ocular cu mana de exemplu luna sau planetele.

Celula lentilei obiectiv cu o diafragma de 64mm

Celula lentilei obiectiv cu o diafragma de 60mm

Celula obiectiv si diafragma de 60mm

Lentila obiectiv 69mm diametrul întreg 

 La primele observatii cu diafragma de 64mm si dupa ce am comparat cu cea de 60mm am ajuns la concluzia ca e mai bine la 64mm ai un diametru mai mare putin dar vizibil in luminozitate dar in acelasi timp cromatismul inca se prezinta minim, o foarte usoara crestere dar relativ mica.

Mai bine sa ai un diametru mai mare decat cel mic, castigi in rezolutie si ajuta la observarea cu un astfel de setup. Asa ca dupa o comparatie am renunat la diafragma de 60mm si folosesc cea normala de 64mm, idea era sa o folosesc la 63mm dar faptul ca cromatismul e asa mic nu merita un milimetru sub.

Cand te gandesti fata de celula originala cu deschiderea de 58mm ce castig am avut, asta era idea folosiri unei noi celule suport.