Laserska kolimacija teleskopa tipa Newton od A do Ž

0

Teleskopi tipa Newton so najbolj pogosti med amaterji doma in po svetu. Morda se motim!? Sem pa prepričan, da pri razmeroma majhnem začetnem vložku v nakup dobimo zmogljiv teleskop, ki nam ob pravilni in skrbni uporabi dolgo služi za različne potrebe. Z nakupom nekaj dodatne opreme, kot je kakšen kvaliteten Barlow in koma korektor, pa se lahko poleg običajne opazovalne astronomije resno podamo tudi v svet astrofotografije planetov, Lune in objektov globokega vesolja. Čeprav so teleskopi tipa Newton zelo priljubljeni, pa ostaja dejstvo, da je še vedno veliko vprašanj okrog pravilne kolimacije. To so izkušnje s terena! Pogosto slišimo, da je kolimacija težka in zapletena, celo nerazumljiva. Daleč od tega, da je to kvantna fizika, verjamem pa, da je prvič, drugič, morda tretjič težko, potem pa postane rutinsko opravilo, še posebej pri teleskopih, ki so neprestano v transportu. Celoten proces kolimacije nam, ko smo strenirani, vzame največ pet minut.

Teleskope tipa Newton danes masovno proizvajajo podjetja kot so Skywatcher, GSO, Orion Optics, TS, Celestron, Explore Scientific, Vixen in še kdo.

K pisanju tega članka me je urednik nagovarjal kar nekaj časa, in zdaj, ko nas je doletela karantena zaradi pandemije korona virusa, imam nekaj več časa, da njegovo željo uresničim. In prav je tako. Morda pa koga le prepričam, da je kolimacija potrebna in nujna, saj nam lahko povprečen teleskop s slabo, nejasno sliko, v nekaj minutah spremeni v vrhunskega. Kot bi kratkovidnež na nos nataknil očala! Zanimivo je, kako znamo zapletati, preden kupimo teleskop, in se sekiramo za kvaliteto optike izbranega instrumenta, ko pa bi morali nekaj denarja in energije vložiti v kolimacijo, da bo teleskop res tak, kot obljublja proizvajalec, nam zmanjka razuma. V članku bom opisal izključno moj pogled in izkušnje na kolimacijo, ob tem pa tudi opisal orodja, ki jih uporabljam sam v procesu kolimacije. V navodilih se bom izognil vsej nepotrebni dodatni teoriji, osredotočil se bom na praktično delo in predvsem govoril iz prakse. Vedeti moramo, da morda, če bomo z našim Newtonom opazovali vizualno, napak v kolimaciji ne bomo opazili ali pa te ne bodo tako moteče, ko pa bomo takšen teleskop začeli uporabljati za astrofotografijo, bodo vse te napake še kako očitno izstopale, še posebej pri optičnih sistemih s krajšim goriščnim razmerjem.

Osnovna priprava teleskopa pred kolimacijo

Teleskope tipa Newton danes masovno proizvajajo podjetja kot so Skywatcher, GSO, Orion Optics, TS, Celestron, Explore Scientific, Vixen in še kdo, nenazadnje si takšen teleskop lahko naredimo tudi sami doma; v Sloveniji je kar nekaj samograditeljev, ki celo optiko zbrusijo sami. O tem, kako deluje teleskop tipa Newton, tu ne bomo razpredali, ker je bilo to v Spikah že večkrat zelo obširno in zelo dobro opisano. Vseeno pa poudarimo, da je značilnost teleskopa tipa Newton ta, da ga sestavljata le dve zrcali, primarno (parabolično ali sferično) in sekundarno (ravno). Primarno zrcalo je vpeto v zanj izdelano celico na dnu cevi, sekundarno pa je pod kotom 45 stopinj vpeto na vrhu cevi z nosilcem, ki mu rečemo pajek. Pomembno je, da ima naše primarno zrcalo sredinsko označbo (po navadi je to črna pika ali kvadratek). Vsi komercialni teleskopi ali komercialna zrcala tako označbo že imajo. Predlagam pa, da na začetku preverimo, kako močno je naše zrcalo vpeto v celico. To sicer nima nobene neposredne povezave s samo kolimacijo, ima pa vpliv na končni rezultat in če to ugotovimo kasneje, bomo morali ves postopek kolimacije ponavljati. Če so primarna zrcala pretrdo vpeta v celico, se bo napetost v steklu odražala v obliki različnih deformacij slike zvezd. Pravilno vpetost zrcala v celico preverimo zelo enostavno. Najprej ga skupaj s celico vzamemo iz optične cevi in ga postavimo na mizo. Zrcalo primemo za rob in ga z nekaj sile zavrtimo. Za to je potrebno le malo moči. Če se ga ne da zavrteti, pomeni, da je pretrdo vpeto in je potrebno malenkost razrahljati vijake pritrdilcev.
Cilj je, da je zrcalo v svoji celici vpeto ravno dovolj trdno, da se ne premika. Po mojih izkušnjah so celice primarnega zrcala eden od šibkejših členov tega tipa teleskopa. V praksi se veliko bolje obnesejo konična zrcala, kar pomeni, da so zrcala veliko bolj kompaktna, imajo pa samo sredinsko vpetje.

Priročna postavitev optične cevi s fokuserjem, obrnjenim navzgor, za lažje delo. Če teleskop kolimiramo na opazovališču na montaži, je postopek enak, le malo bolj previdni moramo biti, saj nam namesto mize optično cev v vodoravnem položaju drži kar montaža.

Ustrezna namestitev sekundarnega zrcala

Optično cev varno in trdno položimo na vodoravno podlago, tako da je fokuser obrnjen navzgor. Naša prva naloga v postopku kolimacije bo ustrezna namestitev sekundarnega zrcala v optično cev. Kot vemo, sekundarno zrcalo poskrbi, da se zbrana svetloba iz primarnega zrcala odbije in zbere v gorišču okularja ali na senzorju naše kamere, ki je pri strani na zgornjem delu optične cevi. Zelo pomembno je, da je nameščeno tako, da prestreže in odbije vso svetlobo s primarnega zrcala. Postopek poravnave sekundarnega zrcala je enostaven. V notranjost optične cevi med sekundarno in primarno zrcalo namestimo list belega papirja, tako da ob pogledu skozi fokuser v sekundarnem zrcalu primarnega zrcala ne vidimo. V fokuser nato vstavimo koncenter (Concenter), ki je na voljo v 1,25- in 2-inčni različici.

Enostavno in prakti;no orodje je koncenter.

S tem orodjem bom enostavno, hitro ter natančno naše sekundarno zrcalo namestili tako, da bo odbijalo največji možni del zbrane svetlobe iz primarnega zrcala. Koncenter je sam po sebi sila enostaven pripomoček. Na vrhu ima majhno luknjico, skozi katero gledamo, na spodnji strani pa transparentno matrico z vrisanimi koncentričnimi krogi. Tudi njegova uporaba je enostavna. Vstavimo ga v fokuser in pogledamo skozenj. Vse, kar je potrebno narediti v tej fazi, je to, da se zunanje linije zrcala ujemajo s krogi koncentra. Kako to dosežemo? Sekundarno zrcalo vrtimo po osi, pomik zrcala naprej in nazaj pa dosežemo z vijaki na pajku. Če uporabljamo koncenter, se nam ni potrebno ukvarjati z nobenimi sredinskimi oznakami na sekundarnem zrcalu, niti nam ni potrebno upoštevati tako imenovanega »offseta« oziroma odmika pozicije sekundarnega zrcala od sredine zaradi debeline zrcala, saj bomo to storili avtomatsko po sliki v koncentru.

Krogi koncentra, s katerimi se morajo ujemati zunanje linije našega sekundarnega zrcala. Na slikah je z rdečo piko označeno geometrijsko središče zrcala.

Nastavitev sekundarnega zrcala z laserskim kolimatorjem

Sedaj bomo v postopku kolimacije prvič uporabili laserski kolimator. Na začetku se boste verjetno vprašali, kateri laserski kolimator je dober? Sam sem jih preizkusil že kar nekaj, in pregovor, da vsaka šola nekaj stane, še kako drži. Večinoma bi vsem namenil tisto besedo, ki se začne na j …! Kolimatorji za nekaj deset evrov običajno niso natančni in že sami po sebi niso pravilno kolimirani, to pa hitro ugotovimo, če kolimator vrtimo okrog njegove osi. Če se tudi rdeča pikica vrti okrog osi, to ni dobro in takšen laserski kolimator ni uporaben! Na koncu sem postal uporabnik kvalitetnega, 2-inčnega laserskega kolimatorja HOWIE GLATTER.

Kvaliteten laserski kolimator HOWIE GLATTER.

Na voljo je v 1,25- in 2-inčni različici, ali dve velikosti v enem. To je robusten in natančen kolimator, ki mi koristi tudi pri drugih optičnih sistemih. Kolimator enostavno vstavimo v fokuser in ga prižgemo, nič ga ne zategujemo z vijaki v fokuserju, saj je dovolj njegova teža, da trdno sede v cev. S tremi vijaki za nagib na nosilcu sekundarnega zrcala rdečo piko, ki jo vidimo na primarnem zrcalu (bel list iz začetka prispevka smo med tem umaknili iz optične cevi), usmerimo točno v središčno oznako na primarnem zrcalu. Ko smo to naredili je postopek končan.

Postopek kolimacije sekundarnega zrcala. Prva slika z rumenimi puščicami prikazuje tri vijake, s katerimi nastavljamo naklon sekundarnega zrcala. Z njimi rdečo piko na drugi sliki (rdeča puščica) odpeljemo v sredinsko oznako primarnega zrcala (zelena puščica).

Nastavitev primarnega zrcala

V fokuser sedaj vstavimo Howie Glatter tuBlug, v njega pa še osnovni laserski kolimator. Poseben dodatek tuBlug nam omogoča, da na belem zaslonu s pomočjo majhne Barlow leče v središču natančneje in bolje vidimo odsev sence središčne oznake primarnega zrcala.

Howie Glatter tuBlug z vstavljenim laserskim kolimatorjem.

Sedaj se je potrebno prestaviti nazaj k celici primarnega zrcala. Tam bomo praviloma našli šest vijakov. Trije dodatno vzmeteni vijaki so za nastavljanje naklona zrcala, ostali trije pa služijo zgolj za pritrditev celice na optično cev. Z vijaki za nastavljanje naklona zrcala sliko središčne oznake enostavno usmerimo v središčno luknjo. Najbolj nazorno si boste to predstavljali, če pogledate na slike. Sam postopek v tem koraku bi lahko sicer izvedli tudi brez tuBlug dodatka, vendar je samo z osnovnim kolimatorjem to veliko težje, predvsem pa manj natančno. Za zaključek tega koraka pa bi dodal še pomembno opozorilo. Ko zategujete vijake za pritrditev celice primarnega zrcala, to delajte tako, da sočasno preverjate natančnost kolimacije. Če boste postopek kolimacije zaključili in vse skupaj pospravili, kasneje pa na slepo zategnili fiksirne vijake, morda celo s preveliko silo, se kaj hitro lahko zgodi, da boste premaknili pozicijo primarnega zrcala in kolimacija se bo pokvarila.

Postopek kolimacije primarnega zrcala. Prva slika z rumenimi puščicami prikazuje tri vijake, s katerimi nastavljamo naklon primarnega zrcala. Z njimi črn obroček (sliko oznake iz primarnega zrcala) na drugi sliki (rdeča puščica) odpeljemo v sredinsko luknjico na zaslonu tuBluga (zelena puščica). Nato previdno zategnemo tri vijake, označene z modrimi puščicami, da fiksiramo celico zrcala, ob tem pa spremljamo sliko na zaslonu tuBluga!

Tako, naš teleskop je skolimiran in kot vidite, je postopek res preprost. Kot pri vsaki stvari seveda tudi tu ne gre brez ustreznega orodja, še posebej, če želimo doseči dobre rezultate. Meni opisan postopek odgovarja in brez težav s to metodo kolimiram teleskop z goriščnim razmerjem f/3,3 za uporabo na velikoslikovni kameri, takšen kratkogoriščni sistem je še toliko bolj občutljiv na vsakršno napako v kolimaciji. Če se boste pri postopku kolimacije srečali s težavami ali vprašanji, nam pišite ali enostavno odprite debato v slovenski astronomski Facebook skupini, kjer nas je zbranih veliko takih, ki vam lahko svetujemo iz prve roke. πe vsak tako dober teleskop in še tako dobra kolimacija pa je povsem odveč, če bo teleskop ostal zaprt v škatli. Pred časom smo v skupini razpravljali o kvaliteti teleskopov, njihovih napakah in še čem. Tam sem v enem od komentarjev zapisal, da je največja slabost vsakega teleskopa ta, da ni v uporabi. Torej na teleskopu postorite vse od A do Ž, nato pa veselo opazujte in vaše izkušnje in rezultate delite z nami.

Zaključimo pa lahko z optimističnimi besedami najboljšega urednika v vesolju: »Zdaj ni čas za pesimizem. Zdaj je čas za astronomijo!«

Delite na

O avtorju

Matej Mihelčič

Urednik Spikinega spletišča, astrofotograf, popularizator astronomije, organizator astronomskih srečanj in delavnic.