宇宙水手:大口径多布森望远镜

三万七千四百八十九

三百六十八

六十八

关于:我是西北大学物理学和天文学教授。我有很多爱好,包括业余天文学,木工以及乐高模型等。

这里有很多关于自制后院多布森望远镜的好的指导。我们很多人都是从8英寸到10英寸的范围开始,在宇宙中游历许多长夜,看看风景。Eventually,然而,我们中的许多人都被一种叫做“的渴望所折磨。”孔热“——希望拥有更大的望远镜,它能从宇宙中收集到更多的光。这本教科书将概述我对光圈热的反应,我称之为“望远镜的构造”宇宙水手."

自从我开始从事业余天文学以来,我给我的望远镜取名了。这是我从阅读中学到的习惯David Levy(我最喜欢的书是夜空指南",which used to be called "天空:用户指南“”。I always knew I was going to build a large telescope,到处都是名字。我生命中的一个形成性的经历使我坚定地走上了成为一名专业科学家的道路,那就是看卡尔·萨根的宇宙.此外,我的年轻时代充满了对深空任务的不断研究,我很清楚水手系列飞船,特别是水手9号,第一艘造访火星的宇宙飞船。Additionally,I had been impressed by Gale Christianson's book,“埃德温·哈勃:星云水手“。Somewhere along the way,这一切都是为了成为宇宙水手,或“水手“简而言之。

在我们深入研究这个项目之前,我得感谢我妻子。如果没有她的支持,这个项目是不可能的,耐心,愿意让我建造我想要建造的望远镜。她在整个漫长的过程中从不眨眼。She listened to me agonize and rant about how to do this that or the other thing,她点点头,好像每次我承诺宇宙观最终完成时,她都相信我一样。

我已经在这方面做了很多步骤,可以使支持文本与我显示的图片更紧密地联系起来。它使项目看起来很长,就是这样!建造这么大的望远镜不是一件小事;大约花了一年时间,每周在周末工作几个小时。

步骤1:业余望远镜制造资源金宝博比分直播手机版

Amateur Telescope Making is a rewarding hobby,业余天文学界也产生了许多优秀的创新和设计。设计水手是一种被称为“的经典设计桁架式多布森",通过一些特殊的修改和选择来反映我个人的喜好和观察习惯。这个望远镜也是巨大的,但它完全可以扩展到更小(或更大!)类似设计的望远镜。事实上,原文水手设计是基于我设计和建造的小型望远镜,命名春分.

范围的大小水手可能不是最好的“第一”项目,但是对于那些开始大望远镜之旅的人来说,希望这能提供一些关于过程如何进行以及您可以尝试的事情的想法。对于那些梦想建立一个大范围的人,hopefully it will provide some idea of what you can expect when you start down this road.

据我计算,这将是我为自己建造的第九个望远镜,家人或朋友。Amateur Telescope Making combines woodworking and shop skills with a fair amount of design work,所有这些都是在你完成工作之前确保你的望远镜工作所必需的!建造望远镜不是我自己做的事;我从很多方面得到了很多帮助和灵感。

如果你是第一次建造望远镜的人,并且想为你的第一个项目尝试一些更小更容易管理的东西,那么我强烈推荐”建造你自己的望远镜“理查德·贝里。它有令人印象深刻的副标题。”你可以用简单的手工工具制造五个望远镜“我在这本书里建了几个望远镜,他履行了这个承诺。我也很喜欢”制作和欣赏望远镜:6个完整项目和一个天文观测者《指南》(罗伯特·米勒和肯尼斯·威尔逊著)。这两本书都是很好的开始,我仍然在摸索它们,寻找关于工艺的灵感。

对于大型望远镜,然而,其中一个标准参考是“多布森望远镜:建造大口径望远镜的实用手册" (by David Kriege and Richard Berry).它有很多关于建造现代多布森人的具体细节,其中一些我跟随,有些我不知道。

这个指导将带您完成整个建筑过程水手,大致遵循“中提出的大纲多布森望远镜."

第二步:词汇

如果你是望远镜大楼的新手,我们使用的一些语言可能有点令人困惑(或者至少我记得是这样)。所以这里有一个方便的参考指南,你可以把我说的映射到望远镜的图片上。

  • 轴承:望远镜打开的表面。在多布森式中有两个——摇杆盒的底部,和两个大的圆边轴承。
  • 对角线(副镜):这是直接位于主镜上方的小平面镜,但是挂在第二个笼子里。它从主镜中获取聚焦光,并将其从望远镜的侧面重新定向到目镜中。
  • 取景器:目镜附近用来指向望远镜的小装置。“finderscope”是一个小的,低倍望远镜,几乎和双筒望远镜一样强大。
  • Focuser:Focuser是望远镜的主要接口。它支撑着目镜,你可以透过它看到望远镜的天空。
  • 接地板:摇杆箱的底部部分,直接位于地面上。
  • 镜盒:固定主镜像单元和镜像的下方形组件。The truss poles mount to the top side of the mirror box.
  • 镜像单元:一个金属框架,用于牢固地固定主镜,并允许您进行微调以对齐所有光学元件。
  • 主镜:在牛顿望远镜中,镜子聚集了所有的光线。它是最重要的(也是最昂贵的!)望远镜的一部分。
  • 摇臂箱:最低主组件。整个望远镜坐落在这个结构上,并以其为中心旋转。
  • 二级罐笼:固定副镜的上部圆柱形组件,聚焦器,还有探测仪。桁架杆安装在笼子的底部。
  • 裹尸布:一种覆盖在桁架杆上的织物罩,以防止杂散光进入望远镜。
  • 蜘蛛:将副镜牢牢固定在副笼中的机械结构。
  • 特拉德:telrad是一个“单位查找器”,其工作方式类似于平视显示器。指向望远镜,你可以透过一块小玻璃板,上面投射着一个明亮的靶心。有一个优秀的关于创造自己的.
  • 桁架杆:提供望远镜刚性体的八个极点之一,将辅助金属笼和后视镜盒固定在一起并对齐。

我有一个额外的个人词汇表,我用来知道我在说望远镜的哪一边。带目镜的一侧(观察时你所站的一侧,我称之为眼睛“一边。另一边我称之为远的“一边。示波器在其轴承上上下转动。当望远镜向下旋转时,位于其下方的一侧称为地面“边,上面的边称为天空“一边。我用这些名称标记零件(如桁架杆和侧轴承),以使现场装配更容易和直接。

步骤3:零件来源

建造大口径望远镜廉价的努力Depending on how industrious you are,你可以自己制造很多零碎的东西(特别是如果你有金属加工的经验的话)。我主要是个木工,所以我做了所有的木头,把机械加工和金属零件留给别人。建造望远镜的成本在水手在5000到10000美元之间,largely driven by the cost of the primary mirror.

主要的成本驱动因素是主镜--一般来说,你最好在镜子上花尽可能多的钱,因为这是一个完成所有工作的部分。整个项目花了大约一年的时间来建造(大部分是在我等待镜子到来的时候完成的)。这样有助于分散成本,but it does add up.下面的列表捕获了我购买的所有核心组件和我使用的供应商;您可以访问他们的网站了解当前的定价和(通常)其他选项:

第4步:决定光学器件

任何望远镜建筑项目,你从光学开始。对于大型望远镜,你的镜子可能需要一年或更长的时间来制作(或者一年或更长的时间来制作你自己的,如果你这样做,所以你必须从一开始就决定你想要它有多大。这通常也是望远镜的成本驱动因素。

当我出去观察的时候,我喜欢看星系.狩猎和在天空中啄食是一件很有意义的事,在浩瀚的星空中航行直到最后,你看到的是一个小小的光斑,那是你的猎物。它们往往是奇怪的形状和各种各样的亮或暗,因为你看从外面到里面。但最令人惊讶的是,每一次,我知道在那一刻光已经向我传播了数百万光年。I love that.

这意味着我经常发现我在把我的范围推到他们能看到的边界,总是在寻找我能找到的最微弱的星系。这通常是光圈热发作的时候——我知道如果我更大的望远镜然后我可以看到昏厥星系。当我考虑增大望远镜的孔径时,我一直认为它是我能看到多微弱?

Astronomers measure brightness with a number called the震级.数字越大,物体越模糊(如果你不习惯的话很奇怪;这是古希腊人最初定义亮度的结果)。计算最小放大倍数的一个好经验法则limiting visual magnitude“)你可以通过望远镜看到:

  • Mlim=9.5+5*对数(d)

where D is the diameter of your primary mirror in inches.在我造水手之前,我还有两个望远镜:一个8英寸的(MLIM 14) and a 12.5-inch (MLIM 15)对于水手我想进入MLIM 16范围,在20-24英寸范围内观察镜子的直径也是如此。

第5步:镜像命令

Many amateur telescope makers enjoy making mirrors.小镜子(小于12英寸)不难手工制作,人们可以在家里的车库里为他们的望远镜制作精密的光学仪器。大于12英寸的也可以在家里制造,虽然这一过程更为密集,需要更多的技能,以及可能的机器构造,以帮助研磨过程。

我从来就不喜欢光学,所以我从对艺术形式很了解的眼镜大师那里买了镜子,然后我在镜子周围建立了望远镜。对于大口径望远镜(20英寸或更大)北美有几家著名的镜子制造商,包括斯威兹光学史提夫甘乃迪,和洛克伍德.我的镜子是卡尔·赞布托在Zambuto Optical.我订了一个直径22英寸的镜子,焦距为f/5(焦距为22 x 5=110英寸)。卡尔花了9个月才做了我的镜子,他很慷慨地给我寄了一些这一过程的照片。

反射望远镜不仅仅是一面镜子,而是两面镜子。初级望远镜收集的所有光线都反射到一个小平面镜(称为次级镜)上,这个小平面镜将它从望远镜的侧面反射到焦距和目镜上。我从Terry Ostahowski那里拿到了副镜奥斯塔霍夫斯基光学.

第6步:设计计划

一旦我订购了镜子,我可以开始计划和建造望远镜。事实上,我一次设计和建造每个主要部件,但我把这里收集的设计放在一个地方供参考。I've always worked measurements and dimensions out by hand,在插画中画出草图,这就是我为这个项目所做的。但是我想下次我这样做的时候,我可能应该学习使用一些现代的CAD设计软件来帮助(对于我的下一个项目,I'm going to try and use廷克拉德作为起点)。

望远镜的上部结构有四个主要部分:镜像单元(在下一步中描述)这个rocker box,这个镜盒(和轴承)and the二级罐笼.上面的计划代表了进入设计的最终发展思想,还有我的一些注释,关于我为什么做出决定,以及我最终在范围内使用的材料。当我制作12.5英寸望远镜时,我没有保存如此详细的记录,真希望我有,所以水手把它们写在纸上很重要下一个大望远镜!).

这个水手设计是经典的桁架多布森式设计,但我坚持的一些事情与其他业余爱好者可能做的有所不同。These include:

  • 你应该一直有一个主镜盖,为了防止在你不观察的时候东西掉到镜子上——镜子是望远镜中最大的成本项目,应该受到保护。许多望远镜都有可拆卸的镜盖,但是你必须在晚上找个地方存放它,这样它就不会被踩到!我设计了一个内部折叠镜盖在我的12.5英寸,想要一个类似的系统水手.
  • 我不使用电脑来操纵我的望远镜——我是一个视觉观察者星跳“使用开始图表。要做到这一点,你的望远镜上通常有一些较小的导航装置,以帮助望远镜指向正确的天空区域。我有两个:A特拉德和A取景器.有些业余爱好者有一个或另一个,但我发现它们在不同的情况下都很有用。The Telrad is a "反射瞄准具它有一个对角的玻璃板,在天空中投射出一个红色的靶心,就像战斗机上的平视显示器。探测器只是一个视野更宽的小型望远镜,它可以帮助你从一颗小恒星导航到另一颗小恒星,因为你可以在天空中轻松找到目标。
  • 使二次笼总成尽可能小是一种普遍趋势。我喜欢把焦点放在笼子后面,我的telrad和finder forward,所以我可以简单地转动我的头使用它们,而不必移动我的身体。这很重要,正如我们将看到的,使用这个范围意味着要经常在梯子上观察。最终的结果是,我的第二个框架比大多数范围上的框架要长一些。

第七步:打大圈

在整个过程的许多步骤中,设计要求很大,用木头刻出精确的圆。如果你花时间浏览网页,木材工人有许多技巧和技术来解决这个特殊的问题。像X-Carve这样的现代计算机控制的路由器系统也可以切断它们(但对于水手来说,轴承切口太大,即使是最大的1000毫米x 1000毫米x-carve)。

对于这个项目,我用一个中心枢轴路由器夹具做了所有大的圆形切割,用一个直的刨刀钻头在一块木头上进行多次浅通。我的插入式路由器的底部有两个槽来接受这种夹具的杆。我用两根长螺纹杆制作了一个夹具,使用螺栓和垫圈牢固地安装在2x2木材块上。在块的中心有一个孔,用来装一个长的甲板螺丝,我可以把它钻到我正在切割的木头上。

做一个圆形切口,你把木块拧到你要切割的部分的中心,把路由器固定在你想要的圆的半径上。Lower the router bit only a small bit,1/16至1/8英寸,然后沿着你需要的弧的全长切割。将路由器位再向下延伸1/16至1/8英寸,再过一次。反复这样做,直到你完全穿过那块木头。你需要一个“废纸板“在你的棋子下面——你的旋转螺丝通常会一直拧进这个,最后一次通过的路由器位通过你的工作一路。

这个过程耗时,但是做精确而干净的圆圈,ideal for mechanical structures like telescopes!对于较小的圆,我用一块硬纸板做了一个小夹具。

第8步:镜像单元规划

在主镜像本身之后,镜像单元可能是望远镜中接下来最重要的部分。它支撑着镜子,防止它变形,当望远镜被传送时,它保护着镜子。我没有加工金属的经验,也不是我店里的工具,so I designed my mirror cell and had a local machine shop make my cell.

镜单元有两个基本部件:一个框架,所有部件都安装在该框架上,and a floating set of points that the mirror sits on.这些点被计算在精确的位置,以便在镜子上提供均匀的支撑。支撑点一般安装在三角形的点上,它们自己被支撑在一个金属棒的鞭打树上的镜像细胞的上方,使它们能够一起旋转和倾斜。

还有许多其他部件也安装在框架上以保持镜子的位置。其中包括支撑镜子下边缘的吊索支架,防止后视镜前后滑动的侧销,和水平螺丝,用于连接固定镜子的鞭打树,以调整光学对准。准直“”。

为了布置我的镜室,我首先评估支持点的位置。我从克里格和贝瑞那里得到了一些建议,但是用有限元分析计算出的数字称为plop的程序.plop测量你镜子的厚度,the planned number of support points you are expecting to have,然后预测镜子表面的预期变形。然后,它会自动计算出镜像单元所需的三角形和条形的精确大小,以最小化这种失真。For mirrors my size,支架的标准选择是18个支撑点,or 27 points of support.我两个都模拟了,and decided the 18-point support would be good enough.27点支持树的额外复杂性将无法在镜像上获得支持收益。

其余的单元是用三角法和我的计算器布置的!

因为我在当地的一家机器店为我做手机,我必须提供两个信息:每件进入镜室的部件的制造说明,以及如何将电池焊接在一起的组装说明。

第9步:镜电池制造

业余天文学家会争论建造自己望远镜的各个方面,包括适当的材料是什么。我选择不锈钢作为镜电池;因为我的机器厂做了所有的工作,我不必担心处理材料本身的困难。这家商店做得很好,在制作过程中,我很乐意为我拍些照片。

一旦我把牢房带回家,为了测试装配部件并准备在单元周围构建其余范围,需要进行许多组装和拆卸循环。在望远镜里,你希望尽可能多的表面不反光,为了减少杂光并增强图像的对比度,所以我把整个镜像细胞粉末涂成了黑色。

步骤10:镜像单元准直和镜像支持

18点支撑系统由三根钢筋组成,在每根杆的末端安装一个三角形。三角形的中心用平头螺钉固定,从下面用金属锁紧螺母固定。The extra length of the screw goes through the end of the horizontal bar,端接另一个金属锁紧螺母。厚毡家具垫放置在三角形的每个点上,以便镜子休息。

在镜像单元框架的三个点上,设备水平尺插入框架杆上的螺纹孔中。每个水平尺都用锁紧螺母固定在三个固定三角形的杆中的一个上。杆可以转动和自由移动,但并非如此。这种结构将六个三角形都固定在一个平面上,以便镜子可以靠在上面。

一次拧入或拧出一个水平尺可以改变后视镜的倾斜度和倾斜度(“准直“在望远镜中说话)对准望远镜中的所有光学元件。一旦三角组件和准直旋钮就位,一根线绕着六个三角形的内点,以使它们正确朝向镜像单元的中心。

步骤11:镜像单元硬件

在镜子轮廓边缘周围的三个点上,长车身螺栓比镜子高。Each of these holds a delrin cylinder that is just taller than the mirror when it is sitting on the triangles,提供一个保险杠来保护镜子不移动,particularly when you are transporting the telescope.每个螺栓的顶部在锁紧螺母之间有一个有眼螺栓,锁紧螺母上覆盖着几层热缩管(通常用于覆盖电子设备中的焊接接头)。这种结构被称为“镜像剪辑”,旋转出来刚好坐在镜子上面;这些措施可防止镜子在运输过程中(或使用过程中)从其单元中向前翻出。如果你的镜子不平衡)。

最后一块镜像单元硬件被称为镜吊带“传统的吊带是由一段尼龙带制成的,但近年来,单钢缆系统已成为首选,因为它允许您的镜子保持一个更好的整体形状。电缆吊索最受尊敬的设计之一是由业余天文学界的一位名叫豪伊·格拉特(howie glatter)的成员设计的(因此这些设计通常被称为Glatter吊索“”但豪伊在2017年不幸去世。Currently Howie's classic slings are being made by the folks atTeeter望远镜,可在线购买.电缆吊索的轴承安装在远离镜边的垂直螺栓上,电缆在镜子的前边缘下面。它通过一个由两块尼龙搭扣组成的小通道被穿在镜子边缘,电缆上方有一个捕获件。

Step 12: Mirror Cell Fan

大镜子能保持白天聚集的大量热量。这种热量在夜间缓慢释放,会对视野产生有害影响,特别是大的镜子。通常情况下,风扇会将空气循环到镜子上,以加快冷却时间,并分解会扭曲视线的暖空气层(这通常被称为边界层“”。

为了确定冷却风扇的最佳位置,已经进行了许多调查,直接选择在上面,到,或直接后面.关于是否有风扇还有另外一个选择空气,或空气。我选择把一个风扇直接放在镜子后面,拉空气。

我找到了我能找到的最大的电脑风扇,额定为最安静的操作声音,以尽量减少振动,它放入镜框。我最后得到了一个Silenx Ixtrema Pro 120风扇,噪声额定值为9 dBA,每分钟移动38立方英尺。

我把它装在一块3毫米的爱好胶合板上,直接拧入镜室底部的安装点。有一套四个人的索布烷隔离垫圈between the wood mounting plate and the mirror cell,减少震动。系统由宇航系统冷却风扇系统,它有两个7安培小时的电池。这些电池安装在镜盒底部(见步骤12),有助于望远镜的整体平衡。

第13步:镜箱

镜箱是望远镜的主要结构之一。大小由镜像单元定义,并希望拥有第二个鸟巢里面the mirror box during transport.地面上的下角沿对角线切断,因为在后视镜盒内,这是“dead space“在镜像和镜像单元的轮廓之外。把拐角剪掉,当望远镜移动到水平位置时,它会降低望远镜的枢轴点,而不会撞击摇杆箱。

镜盒的构造很简单:它是一个由四块3/4英寸桦木胶合板制成的盒子。端部粘在一起并用螺丝固定在一起。当基本盒子被固定在一起时,使用一套角夹来保持盒子的方正度。如上图所示,镜子盒很大——大到可以坐在里面!

镜盒内部有两个主要的支撑结构。第一种是一块1/2英寸的胶合板,其中有一个直径24英寸的圆形切口。这叫做反射镜挡板它安装在后视镜单元顶部硬件上方约2英寸处。另一个支撑结构为一组4”角角撑板“由1/2英寸胶合板制成,安装在后视镜盒上边缘下方约3-3/4英寸处。镜电池用螺栓固定在盒子底部,这为结构提供了额外的支持。

The lower ends of the truss poles mount to the mirror box,just above the corner gussets.你可以做木桁杆插座,但我用的是机加工的铝从Aurora Precision设置(1.5英寸直径桁架杆)。

步骤14:镜盖

镜盖是内置在镜盒中的——它不是一个单独的部件。它由4块6x26英寸的3毫米爱好胶合板组成。两条带子构成盖子的一半,铰链在它们之间的接缝处,形成一个可折叠的门板。面板本身是连接到一个3毫米爱好层薄1X26英寸带(使折叠铰链水平)。条直接固定在后视镜挡板上。当后视镜盖展开时,4个面板并排放置,平放在镜子挡板的顶部,防止任何东西直接落在镜子上。

打开镜子,每扇门的内板都折叠起来,向后放到外板上,然后折叠面板向上旋转并离开,靠着镜盒的内壁,离开望远镜的光路。

第15步:为摇杆箱层压木材

这个摇臂箱是望远镜的第二大结构,最结实最重的一块,因为它支持整个望远镜。在建造它之前,你需要知道镜盒的大小,还有你的侧面轴承半径是多少。

摇杆箱有两个部件:地面屏蔽,and the主摇杆.两个通过中心枢轴螺栓连接,which provides one of the main motions of the telescope (rotating to point in any direction left or right).

主摇杆是重型的——它必须在不弯曲的情况下牢固地支撑望远镜的整个结构。底部和侧面由两块3/4英寸桦木胶合板构成(厚度为1.5英寸)。把它们叠在一起,我用木胶覆盖了整个区域,完全夹紧边缘,把几百磅的书堆在中间!It has been suggested you can apply weight to the center by parking your car up on top of the plate while it is bonding,but I didn't want to chance damaging the face of the wood.

步骤16:摇臂箱底座轴承

摇杆盒的底座是望远镜中最容易制作的——它是完全方形的!不要太容易,它在枢轴螺栓的精确中心钻了一个孔。摇杆箱的底部是望远镜的主要轴承之一——望远镜旋转的表面方位方位角" in astronomer speak).对于这个支承面,我在摇杆盒的整个底部都覆盖了一片胶木。福米卡有各种不同的表面处理。业余天文学家发现,凹凸不平的表面比完全光滑的表面要好。我用了一块福米卡909-42闪光饰面(42型是火花抛光,表面凹凸不平,效果很好)。

我剪了一块比底座稍大的福米卡层压板,然后接触把它粘在底部,使用滚筒确保整个表面的良好接触和粘合。我在路由器上用了一个强化木贴面钻头来清除多余的边缘。然后用一个圆形钻头把斜面完全围绕在外缘上,以防止它上升。

步骤17:摇臂箱侧面

摇臂箱的侧面与侧轴承啮合,所以必须切割成相同的曲线。我设置了我的路由器夹具,使一个大,等半径曲线(见第7步)。我不想切一个全厚的零件,所以我把每一层的侧板分开切割,然后将这些部件粘合在一起,形成全宽侧边。在胶水干后,我用砂光机把界面上的小突起清理干净,使边缘光滑。

步骤18:摇臂箱总成

为了将侧面固定在底座上,I used large lag bolts screwed up from the bottom of the baseboard into the rocker sides.这是在福米卡被放下之后完成的。The lag-bolt heads are countersunk into the baseboard and left exposed,以防我有理由对摇杆盒进行解构。

The front and rear sides of the rocker box are single thickness panels of 3/4-inch plywood,粘上并拧入厚边。

步骤19:摇臂箱接地板

接地板安装在摇臂箱底座的中心。It is made from a single thickness of 3/4-inch plywood cut in a triangular shape.它的中心有一个枢轴孔,上面有一个特氟隆垫,在三角形的每一点都有三个特氟隆衬垫。特氟隆与摇杆箱底部的福米卡接口,为望远镜的开启提供一个光滑的表面。接地板的尺寸使外部特氟隆垫接触到福米卡,正好在用于将摇杆侧面安装到底座的螺栓线内。

使接地板远离地面,防止磨损,并为枢轴螺栓提供间隙,我用两块胶合板(从我的侧轴承上剪下来的,在步骤**中。我贴在这些金属角板上,用来把腿贴在家具上。金属板提供了一个与地面的硬界面,如果磨损过大,很容易更换。

在摇杆底座上面向胶木的接地板侧面,将1.5x1.5英寸的聚四氟乙烯垫拧入接地板,所以护垫直接放在金属脚的上方。

第20步:二级笼环和支柱

第二个保持架必须允许光线通过主镜,但要支撑望远镜上端的所有硬件。主结构由两个环定义,每个1-7/8英寸宽,从3/4英寸胶合板中取出。内径24英寸。我用我的路由器夹具切圆,首先是外缘,then the inner edge.To keep the piece secure when the final pass with the router cut through,我把戒指拧到了废纸板上,小心地定位钻孔,以便重新调整其用途以安装垂直支柱。

二次笼的垂直支柱由两块3/4英寸胶合板叠层而成,最终尺寸为1.5“x 1.5”。支柱将两个环固定在一起,并为支撑副镜的十字轴提供安装点。The are oriented with the plys of the wood pointing radially inward to the center,所以蜘蛛叶片平行于PLY,提供最大的抗弯曲强度。我的蜘蛛是由天体系统制造的。

Step 21: Secondary Cage Hardware Boards

第二个框架携带了大多数连接望远镜的硬件——你的探测器和焦距仪。水手有两块木板,这个设备安装在上面,每个都是由一块5/8英寸的胶合板制成的。我要安装四件硬件:

  • Focuser(来自月光——低调的Crayford风格Focuser)
  • 特拉德(A)单元查找器“指向望远镜)
  • 一个80米的探测仪(用于瞄准望远镜)
  • 一个绿色激光指向器底座(也用于指向望远镜)

木板直接拧入顶部和底部的环中。我提前把所有的东西都放好,以确保我把所有的东西都放在我想要的地方。这里唯一的主要建筑是在正确的地方安装孔,钻一个直径为2-1/4英寸的孔,使焦距管下降。这个孔必须放置在一个位置,一旦安装在十字轴上,它就会看到副镜。which means it has to be near the lower end of the board.

第22步:第二笼衬里

第二个笼子通常内衬一种轻质材料,以阻止任何杂散光到达目镜。传统材料是Kydex塑料,但它在高温下容易损坏和变形。我总是在我的第二个笼子里放一片胶木。它非常坚固耐用,不会增加巨大的重量。I used a piece of black福米卡909-58哑光饰面切成大小。它必须缓慢弯曲,以免破裂,并用小木螺钉固定在笼环上。接缝直接放在焦点板的后面;我不得不为调焦者开一点口子。我也用植绒纸在福米卡的内部排列,a flat black velvety material,减少杂散光。你也可以喷漆内部的福美卡平板黑色。

Step 23: Side Bearings

依我之见,侧轴承是项目中最困难的部分。They areall curves,这意味着有很多路由器工作来切断它们。它们是1-5/8英寸厚,由三层桦木胶合板制成:1/2英寸+5/8英寸+1/2英寸。选择的宽度与摇杆箱的侧面完全匹配,然后,用1/8英寸的间隙将后视镜盒从门槛板盒的两侧移开。就像我对摇杆盒所做的那样,我把每一块分开,然后把它们粘在一起。

一个好的经验法则是让轴承大致与镜子的大小相同。轴承越小,转动望远镜就越困难。我选择了大的轴承,直径43-3/4英寸。这是因为我希望中心点位于范围的高处(以帮助平衡结构)。但保持摇杆盒短。我也认为有大的侧轴承看起来很酷。-)

The outer edge is the main surface that forms the bearing for the telescope to pivot up and down (the "高度方位" in astronomer speak).内曲线边缘主要是为了美观,但同时也消除了多余的重量——几层粘合在一起的胶合板非常重!每个轴承中心有三个孔,again for aesthetics.这是我在小范围内使用的设计元素,重复这里的三孔模式,可以同时指出两个范围的遗产。

为了制作支承面,我接触了一条粘在一起的长而薄的福米卡909-42闪光饰面(在摇杆箱底部使用相同的东西)在两个轴承的外缘上。两端各有一个穿过精整垫圈的木螺钉,以防止胶层提起。

步骤24:确定桁架杆长度

原则上,您应该能够计算出桁架杆需要多长时间。它们应该有一个合适的长度,这样镜子就能把光线带到副镜上,然后将光线放在合适的位置,使目镜聚焦并形成清晰的图像。在我那年代制造的许多望远镜上,我发现要做的最有效和可靠的事情就是简单地设置范围和测量桁架杆需要多长时间!

所以有一天下午,我在车道上用一个粗糙的夹具把镜子盒和笼子对准,来回移动,直到我所有的目镜都聚焦在远处的风景上。这定义了桁架杆的长度,以便我可以将其切割为正确的长度。

第25步:桁架杆安装

桁架杆被覆盖在黑色管道保温泡沫中,为了防止它们在凉爽的夜晚空气中凝结水,同时也掩盖了闪亮的银色表面。我用管子泡沫塑料做1-5英寸的管子来覆盖我的1.5英寸直径的桁架——我剪下一个小的带子,使它很舒服,并用尼龙搭扣在每个桁架杆周围固定一块。

桁架杆使用Aurora Precision的硬件安装。At the bottom are truss pole clamps mounted to the mirror box.These are open slots for the poles to slide down into,然后夹钳将其固定。

顶部更复杂。两个桁架杆由一个前后转动的支架连接在一起。支架通过一个安装在星形螺纹插入件中的螺栓永久性地连接到桁架杆上,该螺栓已被压入桁架杆中。支架与永久安装在二级保持架底部的保持架夹配合。

您选择安装笼夹的位置决定目镜的位置。传统的选择(我用的)是让目镜直接从侧面出来,但是有些人喜欢将目镜旋转45度朝向望远镜的天空侧,因此,当它指向地平线附近时,目镜更容易到达。这对小型望远镜来说是个不错的选择,但是在大的像水手如果目镜以这种方式旋转,你必须在梯子上俯身才能够到它。

步骤26:平衡和轴承座

一旦桁架杆的长度正确,我可以找到望远镜的balance point.平衡点是穿过望远镜的直线,我希望轴承的中心在这里。所以不管它指向上下多远,它都能保持平衡。

To find the balance point,I put the entire scope together,然后把它放在一个大(2英寸直径)的暗销上。然后,我在暗销上来回滚动示波器,直到它完全平衡,不会向前或向后倾斜。注意到这一点,I then determined where the bearings would have to sit for their center (virtual center -- here "中心“指与轴承外弧相匹配的圆心)在同一直线上。考虑到这一点,我在轴承背面标记了它与镜盒重叠的位置,所以我可以把固定轴承到镜箱的安装螺栓放在哪里。

轴承设计为可拆卸式,所以范围可以在较小的空间内传送,如果需要的话,可以在没有轴承重量的情况下操作镜盒。它们使用穿过轴承的1/4英寸内六角螺钉安装在镜盒上,通过镜盒的侧面,拧入镜盒内侧的三通螺母。每个轴承上有七个。在我知道轴承将与镜箱重叠的位置后,我计算出了实际位置。

第27步:摇杆箱支架

每一个大项目都有一些小故障,直到你深入到大楼的深处才被发现。为了水手这个故障与侧轴承有关。它们太大了,以至于当望远镜指向接近水平的地方时,后视镜完全脱离摇杆。在这一点上,望远镜在侧轴承上运行,但是稍微推一下就会把它从轴承上撞到地上!

解决方案是用3毫米的爱好胶合板制造小型骑手。这些是位于摇杆箱弧形底部的限位轨,和总是提供一个限制望远镜水平移动的表面。它们由两块粘在一起并拧入摇杆盒的材料构成。有一块毛毡衬里,以确保它们在侧轴承转动时平稳地靠在侧轴承上。

我在每个轴承上开了三个孔,以匹配侧轴承的图案,所以看起来我从一开始就计划这么做了。-)

Step 28: Shroud

桁架多布森式设计的美在于它通风轻便(相对而言--水手很重!),but it is still desirable to keep light out of the main truss,否则它会找到一种方法,使它照到镜子上,降低你所看到的东西的对比度。

解决方案是用织物做一个覆盖物,可以绕过桁架杆。Spandex是一种传统的材料,但它有一个有趣的特性,即热的时候会变紧(这就是它看起来像运动服的原因!),当它变冷时会膨胀(所以它在晚上会在你的显微镜上下垂!).相反,我使用弹性T恤材料,96%棉/4%氨纶。

裹尸布是一件简单的事情——一个只有一条缝的长的、略微锥形的管子。管端周围的总长度分别为镜箱和副笼的周长。两端都缝好了,这样拉绳就可以穿过了,and the drawstrings are cinched at the cage and at the mirror box.对于琴弦,我使用了一些带弹簧加载绳锁的反光野营绳来拉弦。

水手的裹尸布huge,所以我需要一种方式来告诉顶部的底部,尤其是在黑暗中。所以我在一端缝了一个小补丁。只是为了定位。-)

第29步:完成

“在家庭式桁架多布森社区有一个很强的传统。”天然木材“音调,but I like a splash of color.我匹配了计划水手我以前用过的那个,将镜盒和焦距板染色为透明绿色,使纹理显示出来,and leaving the other pieces natural.

Once the stain was laid down,我把所有东西都涂上了船用级晶石聚氨酯。镜盒内部涂了一层聚氨酯来密封,然后它被漆成了黑色。所有其他表面均涂有三(3)层Spar聚氨酯,在涂层之间用220号砂纸轻轻打磨。这使得范围的外部具有持久性,有光泽的表面,在夜间外出观察时可以抵御寒冷和露水。

我有一家雕刻公司用阳极氧化铝为我做了一个牌匾。它就在我的目镜上,引用文森特·梵高的话,写在a letter to his brother Theo当他住在圣雷米的时候。It says : "我完全不知道,但是看到星星让我梦想成真."

步骤30:把手和车轮杆

水手是个大人物,所以移动它本身就是一个工程项目。让大型多布森人移动的经典方法是建造可拆卸的车轮拉杆.这些通过内部的三通螺母连接到摇臂箱上,but let you tip the scope forward onto wheels and push it out into the backyard.如果作用域在其行程配置中折叠,则可以很容易地完成此操作,但也可以在短距离内组装完成。

在镜盒上,我在地面和天空侧放置了两组手柄,所以如果需要的话,两个人可以只抬起镜盒。在摇杆箱前后各放两套手柄;你不想和他们一起抬整个集会,但你可以单独把摇杆箱抬起来。

我的车轮杆是由两块6英尺长的1X4硬木板粘合在一起构成的。On the "wheel" end,每个酒吧有两个8英寸的充气轮胎。轮胎使用长六角螺栓作为轴,用尼龙锁紧螺母将它们固定到位。

车轮杆通过钻穿车轮杆并用尼龙锁紧螺母松松地固定在摇杆箱上,以便能够自由转动;锁紧螺母嵌入杆中,因此杆的木头与望远镜接触。有眼螺栓的圆侧位于车轮杆的外侧,拧紧时压在一个大的挡泥板垫圈上。

两个用于提升的把手放在车轮另一端的车轮杆的内端。

摇杆箱的每侧都有两个钻孔,在内侧安装三通螺母,以安装车轮杆吊环螺栓。当连接杆时,轮子离地大约两英寸,但是当你举起把手的时候,示波器向前倾斜到车轮上,可以像手推车一样推来推去。

第31步:第一盏灯!

In a big project,你最终到达了它的位置完成.用望远镜,在星空下的第一个夜晚总是特别的——我们称之为第一光."

我们总是在一天的早些时候开始,because we're eager to see some cosmic sights.我们设置水手下午起来,当仍然有光线可以看见的时候。I rolled the scope out into the backyard,把轮子的铁条取下来。大约花了一个小时的时间,所有的探险家都排成一排,注视着远处山脉上的地标。我检查并重新检查了准直。我们穿上裹尸布。我们等待着。

我们看到的第一件事(我总是看到的第一件事)是天鹅座的一颗双星,叫做阿尔比里奥,其中一颗是金黄色的。另一个是蓝色的。然后我们花了6个小时的时间环游天空,观察恒星、星云、星系和星系团。总而言之,it was a fantastic evening,从那以后我享受了很多。

对于你们这些业余天文学家来说,那天晚上我们观察到的目标是:白化病,米扎尔/阿尔科尔北极星M57M13,6207,M31/32/110,M103,457,M11面纱星云E/W,M51/5195,M27双团簇,M8M20M17M16M15M101,7457,7331,斯蒂芬的五重奏,891,5907,7662,Tx-Piscis(碳)M92M71,7293,7606,7723,7727,7619/7626,7448,M33M45Jupiter.

第32步:美容照

望远镜绝对是工程奇迹,机器采用优雅的工艺和创造性的问题解决。但如果你是望远镜的制造者或使用者,他们也有自己的美和艺术。奇怪的是,我们用来思考宇宙的机器本身在形式和功能上都是令人敬畏的。

So I'll close this Instructable with some pretty pictures,希望你在自己的望远镜旅程中得到启发!祝你好运,让我们知道你的望远镜之旅是如何在评论中形成的!

步骤33:通过范围[新!]

评论中有几个人要求通过望远镜拍摄图像。景色真棒,但我不通过水手摄影。即使有这么大的范围,大多数事物的摄影需要长时间曝光,这需要一些跟踪(赤道表应该做到这一点;有一号楼的教学很好)还有照相机和电脑。

也就是说,你可以把手机放在目镜前拍照。这对月球很有效,有时对行星也适用。我在车上能找到的只有几张我拍的月球照片。几乎任何望远镜都能在这口井里为你展示月球的景色,但是,如果你从未用望远镜观察过,它会让你对未来有所了解。

感谢所有积极的反馈和兴趣!

光学竞赛

中的大奖
光学竞赛

分享

    建议

    • 垃圾换宝藏

      垃圾换宝藏
    • 2019年Arduino大赛

      2019年Arduino大赛
    • 磁带竞赛

      磁带竞赛

    68个讨论

    没有
    Nilfisken

    2个月前

    绝对令人难以置信的指导和建设!昨天我甚至不知道多布森望远镜是存在的,and now I want to build one :D

    1个答复
    没有
    gravitino Nilfisken

    答复2个月前

    望远镜建筑是一个很大的爱好。我希望你能试一试——我强烈推荐我所指的书籍,作为信息和想法的来源,让你开始学习。很高兴你喜欢教员!

    没有
    JamesA41

    3个月前

    真的,说不出话来。恭喜你,还有出色的项目细节!谢谢分享。Answered a question I had regarding bearing surfaces as I am making a smaller scale radio direction finding and radio astronomy telescope from one of the four offset dish/trough (DirectTV & DishHD) I plan to use for a more elaborate synthetic aperture phased array.
    https://www.facebook.com/photo.php?联邦调查局=2815363061…

    我还需要(或至少更喜欢包括)光学范围信息…所以多布森人也在计划中。再次感谢分享!

    2个答复
    没有
    gravitino JamesA41

    3个月前答复

    酷!我的一个朋友用一个6英尺直径的旧电视碟做射电天文学。他通过“漂移扫描”把所有的天空图集合起来。你的接收器要用什么?那里有一个由业余无线电天文学家组成的专门的小团体。

    没有
    JamesA41 gravitino

    3个月前答复

    谈论酷…就像两天前我和一个好人联系在一起,他要给我一个18英寸的镜子,我必须在星期三去接他。但不确定规格。我也在13英寸的I.D.33美元的螺纹部分以及公接头。

    Initially,对于接收器,我认为便宜的RTL-SDR,因为我紧张使用hackrf虽然也可以使用。在一些实验中,我将使用我最新的投资,SDRPLAY RSP1A,它具有低噪声地板和高动态范围,价格合理。一旦我到了四个都可以操作的地方…我在想,路缘石…不过,我会看看我破产后能做什么或投资什么。

    Depends also what I am observing really...如果有什么特别的…如果我有……一种低噪声地板超外差接收机,用于输入信号数据处理。将THX Burr Brown音频ADC/DAC芯片用于其他EMF范围将是一个不错的选择。我发现模拟设备制造低噪音地板芯片,我想一些电子测试设备制造商甚至有更低噪音的专有芯片…比如说罗德和施瓦兹光谱分析仪。这正是我离开正切路径,了解更多的电子和射频工程的时候,几乎破产。升级我的设备,因为我需要一个立体显微镜和更好的工具来进行更高频率的工作。试着在养老金预算上这样做,以激励其他人他们可以打捞免费的东西,修理,恢复,re-purpose,如果没有成本效益的话,重新销售并生产他们需要的产品。萨拉有一些有趣的接收器,我已经读到,以及美国宇航局的项目,可能更好地为特定的项目建设。

    具有挑战性的。。。我正在看一个演示,在澳大利亚,一个gal有一个相控阵,它可以产生一些高分辨率的图像(https://www.youtube.com/watch?V= NEFGRT2EH1G)虽然我原来的计划是一个被动合成孔径相控阵四碟。技术上,我也有一个更大的免费铝网,我想用望远镜在多布森式的底座上用一个免费蹦床框架制作的8'卫星天线,因为我在网上看到了一些节目,今年夏天我几乎拿起了一个…不过我想我最好等17英尺的。使用顶部蹦床环上的脚轮计算水平/方位角基座,并使侧轴支点指向该基座上的倾斜/垂直/高度。我想我可以在那个样式的系统上得到两个盘子和一个光学系统。

    First things first...

    没有
    gravitino JamesA41

    答案3个月前

    不,我用手推我的多布森人很多年了,现在我已经习惯了。正如我在最后一步提到的,你可以建立一个赤道跟踪表,但我还没走那条路。-)

    没有
    中国

    3个月前

    我也想做一个
    你能帮我吗?
    2272599707 @
    瓷器

    没有
    树木园

    4 months ago

    没有你通过望远镜看到的照片?
    please add some

    2个答复
    没有
    gravitino 树木园

    3个月前答复

    我增加了一个新的步骤和一些月亮的照片,这就是我通过水手号(用我的手机)所得到的一切。其他的东西都太难用我的手机拍照了,尽管你可以升级太空摄影用的望远镜。

    没有
    古马萨马托

    4 months ago

    Great project!
    恭喜你赢得大奖!

    我只能同意刚才所说的植树造林。
    通过望远镜拍摄的照片会很有趣。

    2个答复
    没有
    gravitino 古马萨马托

    3个月前答复

    我增加了一个新的步骤和一些月亮的照片,这就是我通过水手号(用我的手机)所得到的一切。我很高兴你喜欢这个项目!

    没有
    古马萨马托 gravitino

    3个月前答复

    令人惊叹的!这些照片令人印象深刻。
    感谢您使用该步骤更新教科书。

    没有
    Javier-L90

    4 months ago

    这是一件杰作。你应该得到100%的大奖。
    我非常尊敬能够成功执行项目的人,这个项目需要如此的技巧和对细节的关注!!

    1个答复
    没有
    希拉里内勒

    问题3个月前介绍

    你有望远镜里看到的东西的照片吗?
    谢谢
    希拉里
    附笔顺便说一下,我喜欢它!

    1个答案
    没有
    gravitino 希拉里内勒

    答案3个月前

    我很高兴你喜欢!我增加了一个新的步骤和一些月亮的照片,这就是我通过水手号(用我的手机)所得到的一切。

    没有
    罗佛109

    4 months ago

    我绝不会建造这样的望远镜,但你的描述和照片和望远镜本身一样是一件艺术品。I learned a little more from your very enjoyable Instructable.Thank you.

    1个答复
    没有
    gravitino 罗佛109

    4个月前答复

    谢谢您!我很高兴你喜欢这门课!