Предисловие.
Отдаем должное тем, кто так сильно нам помог.
Если бы не «Большой Взрыв» этой книги не случилось бы. И, кроме того, я начал ее для того, чтобы отдать долги. Я должен многим изготовителям телескопов до меня, кто разделял мои идеи и сделал астрономию и изготовление телескопов одним из лучших событий в моей жизни. Действительно, изготовление телескопов стало для меня одержимостью. Я хочу подтвердить талант этих людей, начиная с сэра Исаака Ньютона, отдавая им должное. И что еще более важно, я хочу пройти сквозь их идеи самостоятельно, чтобы вы тоже смогли построить ваш собственный большой телескоп и связали вашу жизнь с астрономией.
Некоторым из вас я известен по статьям, написанным для «Изготовление телескопа» № 35, №37, №41 и №44. Эти истории в стиле «как мне это построить» были очень популярны. В 1990 году я стал профессиональным изготовителем телескопов, потому что люди готовы были платить мне за то, чтобы я построил им такой же телескоп, как у меня. Задолго до этого я сделал множество телескопов для других. В тоже самое время любители и несколько профессиональных изготовителей телескопов строили телескопы, основанные на моем «Одержимом». В течении пяти лет, я делал телескоп и писал об этом, постепенно превращая имитацию дизайна в хобби.
Эта работа вне всяких сомнений была огромным источником удовлетворения для меня. Даже мой вклад был основан на идеях моих предшественников. Также вы прочтете в следующих главах, сколько существует нынешних любительских дизайнов телескопов, вы поймете, почему эти вещи сделаны именно так. Вы также поймете, что они очень счастливы жить в то время, когда так много доступно для любителей телескопостроения.
Эта книга покажет вам как сконструировать высоко-классный, с большим объективом, телескоп Добсона. Как известно многим любителям астрономии, оригинальный дизайн Добсона просто превосходен. Поэтому я взял Добсоновскую концепцию и постарался использовать весь ее потенциал.
В настоящее время существует столько же вариантов Добсоновского дизайна, сколь много любителей строить телескопы. Но как бы много их не было, все они имеют одно важное сходство: изготовление их дает их создателям чувство огромного удовлетворения и гордости. Все из них очень просто использовать. Огромное число вариантов должно вдохновлять стремления любителей. Я видел огромное количество клонов Одержимого в самых различных вариантах исполнения. Каждый из этих телескопов отражает желания, знания и мастерство их создателей.
Поэтому, если вы не хотите строит телескоп по дизайну Одержимого, то вы свободны попробовать собственный вариант.
Я хотел бы выразить благодарность Джону Коэстеру, Дэвиду Гроски, Крису Бехтлеру и Роберту Ломбарди, которые читали и прокомментировали рукопись до публикации. Ричард и я благодарны за их помощь, сделавшей эту книгу лучше, благодаря их усилиям.
На этом я заканчиваю свое предисловие. Как вы уже читали, запомните пока одно: перед вами наследие тысяч любителей телескопостроения на протяжении семи десятилетий и двух десятилетий изучения изготовления добсоновского телескопа. Задумайтесь только, как прекрасно, что вы живете во время, когда можете построить огромный телескоп, поехать в самые удаленные места, где небеса черны и установить его за несколько минут. Вы сможете увидеть каждую туманность, созвездие и галактику, указанные в Новом Главном Каталоге и тысячи вещей кроме этого. Ведь когда вы умрете, то уйдете на небо, не так ли?
Дэвид Крэйг, озеро Миллс, Висконсин.
Глава 1.
Большой объектив Добсонианина.
Будем честными. Вы хотите наблюдать через самый большой телескоп, который только сможет попасть вам в руки. Это фантазия каждого любителя астрономии. И, если вы думаете, что мы не говорим вам правду, пойдите на какую-нибудь астрономическую вечеринку и посмотрите, какие телескопы притягивают длинные очереди людей. Люди выстраиваются за 6-дюймовыми или 8-дюймовыми, или 12-дюймовыми телескопами? Нет. Очередь хочет взглянуть через большой Добсонианец.
Почему? Ну, когда дело касается астрономии, нет ничего важнее большого объектива. А Добсонианин вполне по карману не богатому человеку. Они устаревшие инструменты: и их может изготовить обычный смертный. Их просто установить и легко использовать. Добсонинанец можно взять в пустыню или горы для более достоверных и захватывающих наблюдений. Самое главное, большой Добсонианец дает большие, яркие изображения. Для астрономов они дают максимально полноценную информацию.
За Добсонианца мы должны благодарить Джона Добсона. Добсон провидец. Со своими телескопами, построенными дома, он вдребезги разбил устоявшиеся мнения о «маленьких» возможностях любительских инструментов. Он сказал: «Большой телескоп просто построить» и доказал это. Джон Добсон указал путь к нынешним телескопам.
Для оценки Добсоновского толчка в этом хобби, рассмотрим следующее. До 1980 года, 90% всех изготовленных в домашних условиях телескопов были экваториально установлены отражатели под 12,5-дюймовый объектив. С тех пор уже в 1990 году 90% всех домашних телескопов были Добсонианцы и многие из них имели намного больший чем 12,5 дюймов объектив.
Что же вызвало такое радикальное изменение в любительской астрономии? Как основанный на Нютоновском Добоснинанский телескоп, в обиходе прозванный «Добсонианский телескоп», вызвал интерес столь многих любителей всего за десятилетие? Очевидно Добсонианец имеет множество причин для этого. Давайте рассмотрим особенности которые привлекают любителей телескопостроения в классическом Добсонианце.
Вообразите радость телескопостроителей, которые построят первый Добсонианец в одну десятую времени и в одну десятую стоимости обычного Ньютонианца. Телескоп был большим и портативным в тоже время. Ему не нужно специальных мастерских. По удивительно малым капиталовложениям вы можете построить огромный «собиратель света», который даст острые, сильные виды неба. Когда легкость, доступность по средствам, величина главных линз пробьется на рынок, Добсонианскую революцию можно будет считать свершившейся.
Сегодня, несколько десятилетий после начала революции построены десятки тысяч Добсоновский телескопов. Велико число «маленьких» телескопов (это телескопы до 12-дюймов объектива), но огромное число за «классическим» размером в диапазоне от 14-ти до 25-ти дюймов. Есть еще небольшое, но очень мощное по оптике число телескопов принадлежащих группе «Самые Большие» с объективом 30-дюймов и более. Читая эту книгу у вас появится соблазн построить настолько большой телескоп, насколько возможно. Поэтому хотелось бы сказать чтобы вы знали, что мы не преследуем эту цель в написании книги. Мы чувствуем, что вы будете счастливы, если построите телескоп «правильного размера» и не обязательно самый большой. В главе 13 мы опишем 8-дюймовый Добсонианец. Если вы не собираетесь строить большой телескоп, то можете построить маленький.
1.1.Почему Добсонианцы — Ньютонианцы.
Нютонианцы — лучшие из действующих телескопов. Они предлагают большие возможности по малой цене. Они имеют простую оптическую превосходно работающую систему. В наши дни вы не увидите слишком больших предложений в рекламе Нютонианцев, но это потому, что Ньютонианцы обеспечивают производителей относительно маленькими прибылями — и это действительно так. Они предпочитают продавать телескопы, украшенные множеством причудливых колокольчиков и свистков. Это то, чего вы хотите? Эта книга покажет вам как сделать ваш собственный телескоп за цену намного меньшую, чем то, что вы можете себе вообразить.
До 1930 года почти все любительские телескопы в Америке были рефракторами. Линзы рефрактора собирают свет и фокусируют его в изображение, которое может быть увеличено и исследовано через окуляр в нижнем конце трубы телескопа. Хотя рефракторы предлагают прекрасное изображение оптические линзы дороги а хорошую линзу довольно трудно сделать, поэтому рефракторы имеют тенденцию быть небольшими и дорогими. Сегодня один фактор ограничивает популярность рефрактора, длинна трубы. Рефракторам традиционно нужны длинные трубы для того, чтобы держать главные линзы на соотвествующем расстоянии от окуляра. Классический 6-дюймовый ахроматический рефрактор имеет трубу 8 футов! По этой причине, рефракторы свыше 8-дюймовой величины объектива редко встречаются. Какими бы превосходными не были рефракторы, какие бы хорошие картинки не показывали, но эти картинки относительно малы и тусклы. Но давайте скажем правду: мы, астрономы, хотим, чтобы хорошие изображения были большими и яркими.
Исторически, прорыв был достигнут в 1678 году, когда Исаак Ньютон изобрел новый тип телескопа.
Ньютон был среди первых ученых, пытавшихся понять оптику и изучал, как работают телескопы-рефракторы его дней. После длинных серий экспериментов с призмами, он пришел к выводу, что невозможно устранить хроматическую абберрацию у рефракторов и предложил использовать вместо линз зеркала, для формирования изображения. Хотя Ньютон был не прав насчет рефракторов, все же его отражающий телескоп, дизайн которого он предложил, имел некоторые главные преимущества.
Ньютон предположил, что вогнутое зеркало может собирать и фокусировать свет лучше чем линзы. Действительно, его дизайн называется двухзеркальным. Главное зеркало внизу трубы собирает свет и отражает его в направлении второго, меньшего зеркала, расположенного около верха трубы. Зачем второе зеркало? Оно отражает луч света в сторону, где находится окуляр. Без второго зеркала ваша голова заблокирует некоторую часть входящего света. Ньютон сделал маленький отражающий телескоп, который он представил Королевскому Научному Обществу Лондона. И хотя понадобилось несколько веков для усовершенствования, Ньютоновский новый телескоп совершил революцию в астрономии.
Отражающие телескопы предоставляют прекрасные картинки, полностью свободные от хроматических аббераций, именно так как сказал Ньютон. Исходя из реалий сегодняшнего дня, лучшее свойство Ньютонианца это экономичность. Главное зеркало может быть сделано из больших дисков дешевого стекла, поэтому изображения будут большими и яркими.
Вдобавок вы можете сделать рефлектор намного короче нежели рефрактор с тем же диаметром объектива. Труба для обычного 6-ти дюймового рефлектора это всего лишь одна треть от длины трубы 6-и дюймового рефрактора. Кроме того, вы можете потратить определенную сумму на 6-дюймовые линзы или купить 16-дюймовое зеркало для рефлектора. Зеркально-линзовые телескопы, использующие и зеркала и линзы, очень популярны сегодня, но они дороги в сравнении с рефлекторами того же диаметра объектива. Доллар да доллар, деньги, потраченные на рефлектор принесут вам больший диаметр объектива и лучшие результаты, чем вы можете получить, используя другие виды телескопов.
Короче говоря, блестящая идея Ньютона означает лучшее изображение, компактность, а значит меньшую цену и простоту использования. Комбинация качества изображения, простота конструкции и дешевизну делает дизайн рефлекторов лучшим выбором для больших телескопов.
1.2. Как Добсонианец работает.
Вы видите, что Добсонианец такой же как Ньютонианец, но что в нем все же такого особенного, чтобы заслужить марку Добсонианца? Джон Добсон вероятно наиболее полно ответил на этот вопрос, когда сказал: «Добсонианец это просто куча всего».
Добсонинанские телескопы, сказал он, управляются совместно двумя силами, силой гравитации и силой йогурта. Сила тяжести держит главное зеркало в своей коробке, сохраняя качающуюся коробку в нужном положении в держателях и обеспечивает достаточное трение для удержания телескопа в выбранной точке. А что касается силы йогурта — ну вы просто едите свой йогурт. Не нужно батарей, проводов, моторов. Только вы и звезды.
Давайте рассмотрим современный Добсонианец, начиная сверху, со второй клетки. Эта легкая структура имеет три назначения: держит диагональное зеркало на месте, имеет окуляр, и блокирует случайный свет. Она состоит из двух фанерных колец и цилиндра из тонкого пластика Кайдекса — классическая несущая конструкция, использующаяся в самолетостроении. Окуляр находится на окулярной доске между двумя фанерными кольцами. Целиком верхняя труба, собираемая для 25-дюймового телескопа, весит всего 15 фунтов.
Втора клетка располагается на связке восьми легких алюминиевых трубок. Их назначение поддерживать верхнюю трубу жестко зафиксированной над главным зеркалом внизу. В ранних Добсонианцах длинная закрученная спираль сделанная конкретно по форме трубы (Сонотруба) выполняла эту функцию, но связка лучше. Она не только позволяет нажатием пальца складывать ее, но она и очень крепкая сама по себе, что позволяет транспортировать ее отдельно от других частей.
В основании связки находится коробка с зеркалом. Это связующее звено Добсонианского телескопа. Связка трубок жестко закреплена в верхнем конце коробки с зеркалом. Главное зеркало помещается в клетку для зеркала и прикрепляется внизу зеркальной коробки. Назначение зеркальной коробки состоит в удерживании всех основных компонентов в соответствующем положении.
Главное зеркало это конечно сердце телескопа. Назначение зеркальной клетки в том, чтобы управлять зеркалом системой рычагов, «качая» стекло так, чтобы удерживать его против сил тяжести. Открытый дизайн клетки позволяет воздуху циркулировать вокруг зеркала, охлаждая его до подходящей температуры достаточно быстро, чтобы вы могли получить максимально качественные виды небес.
Вместе, зеркальная коробка, хранящая главное зеркало, связка труб, и вторая клетка, составляют общую оптическую трубу, каковой и надлежит быть у телескопа. Оптическая труба составляет часть Добсонианского веса телескопа, но это лишь часть от полностью смонтированного телескопа. 20-дюймовый Добсонианец включает в себя зеркало весом около 150 фунтов.
Роль монтирования телескопа заключается в удержании телескопа жестко в желаемом положении и возможности легкой смены положения по желанию наблюдателя. Добсонианские ориентировочные по высоте-азимуту крепления превосходно справляются с обеими функциями. Качающаяся коробка обеспечивает телескопу обе функции, предоставляя широкий обзор и удерживая телескоп в держателях. Они предотвращают провисание и вибрацию устройства и смонтированы на других типах телескопов, удерживая вес устройства. Вам понадобится подъемник и пара сильных помощников, чтобы установить 25-дюймовый экваториальный телескоп, но с Досбоновским дизайном справится и один человек.
На каждой стороне зеркальной коробки вы видите выступающие высотные держатели. И хотя труба держится целиком на двух больших полусферах, достаточно легкого толчка, чтобы сдвинуть ее. Пластиковый ламинат, такой как Формика покрывает снаружи каждый держатель. Эти держатели другой пример Добсоновского фантасического гравитационно-йогуртного дизайна: потому что Формика позволяте легко скользить на Тефлоновом пластике, движение имеет особое «маслянистое» ощущение и прекрасно подходит для Добсонианца.
Кроме того, под каждым высотным держателем вы также можете видеть две Тефлоновые подушки, смонтированные на твердой поверхности качающейся коробки, названной так за то, что телескоп качается вверх и вниз на ней. Для максимальной стабильнойсти качающаяся коробка должна быть очень низкой и короткой.
Внизу качающейся коробки находится азимутный держатель, круг пластического ламината, вращающегося на трех тефлоновых подушках. Центр тяжести, обычно большой болт, предохраняет коробку от вихляния, тогда когда вы наблюдаете и можете случайно нажать на телескоп, и целиком труба и механизмы вращаются гладко, с «масляным» ощущением хорошего Добсонианца. Основанием телескопа служит основание, выполняющее единственную работу, удерживать тефлоновые подушки на месте под азимутным держателем. В конце концов, находясь в самом низу, основание служит своеобразными ногами для тефлоновых подушек.
Такой прекрасный дизайн как у Добсонианца конечно не мог случиться просто так. Это стало возможным благодаря длинной серии исследований, экспериментов, систематических инженерных разработок и просто удаче. В этом принимало участие множество телескопостроителей на протяжении множества лет, чтобы сделать этот телескоп максимально удобным и качественным и вы — продолжатели этой традиции.
1.3. История Добсонианского телескопа.
В 1784 году англичанин германского происхождения любитель астроном Уильям Хершель поднялся к окуляру большого телескопа-рефлектора для продолжения своих всесторонних исследований небес. Инструмент Хершеля на тот момент был самым мощным в мире, предшественник современного большого Добсонианца.
Его большой рефлектор не напоминал гладкий, современной Добсонианец. Вместо этого труба, длинной 20 футов была подвешена среди массивных строительных лесов на вращающейся основе. Хершель стоял на подъемной площадке и наблюдал в окуляр, установленный на боку трубы. Со стоном и грохотом тяжелое устройство устанавливалось по азимуту со скрипом канатов и визгом блоков. Хершель мог поднять и опустить тяжелую трубу. 20-ти футовый телескоп Хершеля имеет два ключевых сходства с современными Добсонианцами: регулировка по азимуту-высоте и огромный объектив, через который Хершель мог наблюдать за тысячами туманностей.
Молодой музыкант и хормейстер заинтересовался астрономией в 1773 году, он был любителем-астрономом. Исходя из того, что изготовление телескопов было довольно дорогим удовольствием, Хершель решил изготовить его самостоятельно. Он приступил к осуществлению своего плана с величайшим усердием. В 1776 году он изучил искусство литья, шлифовки, полировки и формирования зеркал до 9-ти дюймов из твердого металла. В 1781 году к нему пришла слава, когда Хершель, систематически наблюдающий небеса при помощи вручную изготовленного 6,2-дюймового рефлектора, открывает планету Уран.
Открытие новой планеты привело Хершеля к тому, что его заметил король Георг III, который наградил его титулом «Королевский астроном» с жалованьем, достаточным для того, чтобы направить все усилия на изучение небес. Опережая технологию, Хершель сконструировал самый мощный телескоп в мире, азимутно-высотный рефлектор с главным зеркалом 18,8 дюймов, 20-ти футовым фокусным расстоянием и начал систематические и беспрецендентные исследования небес. Туманности, созвездия и галактики, обнаруженные Хершелем в его исследованиях, стали основанием Главного Каталога Туманнойстей и Созвездий, список из 4500 объектов глубокого космоса вошли в Новый Главный Каталог (НГК объектов), который используется сегодня.
20-ти футовый телескоп Хершеля был настолько полезен, что при поддержке королевской сокровищницы, он взялся за постройку одного 40-футового рефлектора с зеркалом в 48-дюймов. Хотя этот телескоп оставался свыше 60-ти лет величайшим в мире, он все же был слишком большим для технологий его времени и после 25-ти лет использования Хершельский огромный телескоп пришел в негодность.
Следующий телескоп с большим объективом был построен в 1840 году Уильямом Парсоном, третим графом Россы. Как любой новичок, Парсон прошел свой путь через серию постоянно увеличивающихся телескопов — с 15, 24, 35-дюймовыми зеркалами, установленными на азимутно-высотных основаниях, что было близко к тому, что делал Хершель. Используя более отражающий слой для своих зеркал с лучшим дизайном и более гладким движением, разработка Парсона 36-дюймовый высотно-азимутный телескоп, несомненно превзошла Хершельский 48-дюймовый.
Но Парсон не смог удовлетвориться этим, он решил строить 72-дюймовый телескоп. «Левиафан Парсонтауна», как он стал известен, был лишь частично полезным. Поддерживаемы цепями между двумя массивными кирпичными стенами, телескоп мог быть поднят на любую высоту, но по азимуту имел серьезные ограничения. Плохой обзор, ограничивающий наблюдательские возможности и ужасная погода центральной Ирландии очень ограничили его использование. Не смотря на эти ограничения огромное зеркало показало спиральную структуру в туманности в самое первое использование.
Последним из великих предшественников Добсонианца был 20-дюймовый Кассегрейновский рефлектор, сконструированный в 1840 году английским инженером Джеймсом Нейсмитом. Своим внешним видом этот телескоп очень напоминал Добсонианца. Труба двигалась на системе катков, установленных на вращающейся основе и могла быть направлена на любую точку неба. При использовании этого телескопа наблюдатель сидел в кресле перед окуляром, установленном на одном катке и, поворачивая два больших ручных колеса, при помощи приводов двигал телескоп. Телескоп Нейсмита обладал возможностью установки по азимуту и высоте, хотя его нововведения были скоро забыты. Большие азимутно-высотные телескопы были вскоре заслонены намного меньшими экваториальными и должно было пройти более века прежде чем большие азимутно-высотные телескопы вернулись.
1.3.1. Джон Добсон изобретает Добсонианца.
Несмотря на азимутно-высотные основания, телескопы Хершеля, Лорда Росса и Нейсмита все же не были Добсонианцами. Настоящий Добсонианец — телескоп держащийся на одном трении — был изобретен Джоном Лоури Добсоном. Рожденный в Китае в 1915 году в семье миссионеров, Добсон решил уменьши высотно-азимутный телескоп в его основании.
Когда его семья вернулась в Сан-Франциско в 1927 году он посещал Высшую Школу Лоуэлля, а после Калифорнийский университет в Беркли, где изучал биохимию. Обнраужив способность к неординарному мышлению, Добсон вскоре бросает университет и присоединяется к танцевальной группе Кэрол Билс. Тем не менее, лекция Суоми Ашокананды, меняет направление жизни молодого Добсона, заставляя задумать над вопросом «реальность за пределами вселенной» под руководством Суоми. Суоми советует ему вернуться в университет и в 1943 году Добсон дипломированный выпускник по специальностям химия и математика. Он незамедлительно находит работу в Беркли, сперва в Калифорнийском Технологическом, а затем в Радиационной лаборатории в Беркли.
В 1944 году Добсон оставляет работу и уходит в монастырь в качества монаха Рамакришны. В монастыре Свами Ашокананда дает ему задачу объединить древние знания Индии с атомной физикой и астрономией, науками, лежащими в основе «первопричин» бытия вселенной.
В 1956 году Добсон строит свой первый телескоп. Зеркало было сделано из 12-дюймового стекла иллюминатора по инструкциям, найденным в руководстве Эллин Томпсон «Сделайте свой собственный телескоп». Разглядывание луны через этот инструмент помогло ему придти к выводу, что каждый в мире может видеть небеса через телескоп.
В 1958 году Добсон приобщился к Обществу Веданты в монастыре Сакраменто, где служил садовником и тайком делал телескопы из картонных бареллей поливальных машин и зеркал из иллюминаторов.
По ночам Добсон вывозил свои рефлекторы на тележке по соседству с монастырем и обучал местных детей строить телескопы. Но монастырские правила запрещали покидать монастырь без позволения и в 1967 году, спустя 23 года, монах Добсон был исключен. К тому времени он сконструировал пятнадцать 12-дюймовых и два 18-дюймовых телескопов из отходов.
Вновь Добсон вернулся в Сан-Франциско. Каждую ясную ночь он выкатывал свой 12-дюймовый Стеллатроп на угол Джексона и Бродерик-стрит и показывал небеса всем желающим. Один из тысяч прохожих понял, что Добсон может учить других, как делать телескопы и устроил его учить делать телескопы и астрономии в целом в Еврейский Общинный Центр, а немного погодя в Зал Науки Лоуренса и Калифорнийскую Академию Наук.
На следующий год два друга Добсона настояли на том, чтобы объединиться в общество Тротуарных Астрономов Сан-Франциско. Встречи клуба проходили на Джексон и Бродерик-стрит, на тротуаре, где устанавливали телескопы для публичных наблюдений. Среди телескопов были Циклопы, 16-дюймовые, и Малыш, один из добсоновских 18-дюймовых из Сакраменто. На протяжении 70-х и 80-х, Тротуарные Астрономы проводили много времени в национальных парках на западе, показывая десяткам тысяч людей, как выглядит вселенная.
Большие, тонкие зеркала, петельная поддержка. Тефлоновые держатели и практическое азимутно-высотное основание — Добсоновские вклады. Если бы не Джон Добсон, вы возможно никогда не прочли бы эту книгу. Даже любители астрономы понемногу увидели всю полезность его нововведений. Они могли изготовить все необходимое в собственных подвалах или гаражных мастерских. Как писал Чарльз А. Федерер, Мл., издатель «Небо и телескоп» в письме к Добсону «Пока ваши небеса без сомнения помогают демонстрировать большие любительские телескопы, но размеры этих инструментов с трудом подходят тем, которые хотели бы иметь любители». Федерер возможно был прав: время Добсонианца еще не пришло.
Прошло еще одно десятилетие до того как Добсонианец был признан широкими массами будучи представлен двумя короткими статьями в новом журнале Изготовление Телескопов.
Денис Ди Циско увидел большие Добсоновские телескопы в 1978 году на конференции изготовителей телескопа в Риверсайде и был настолько впечатлен, что основал на них в свой 16-дюймовый телескоп и представил их в Стеллафане. Ричард Берри, редактор «Изготовления Телескопов» и один из авторов настоящей книги увидели 16-дюймовый телескоп Ди Циско и осенью переоборудовали свой 12,5 дюймовый Ньютонианец в высотно-азимутный. Хотя ни один из этих телескопов не был настоящим Добсонианцем, они убедили Берри, что Добсоновские идеи работают для больших телескопов.
1.3.2. Добсонианская революция.
Следующей весной 1979-го на Риверсайдской Конференции Изготовителей Телескопов, Дуглас Бергер и Эрл Уоттс, члены Тротуарных Астрономов, представили свои 16-дюймовые Добсонианские телескопы. Берри, находясь под впечатлением от Добсонианцев, проведя вечернее наблюдение с помощью Бергеровского телескопа, почувствовал, как гладко двигается основание и увидел прекрасные изображения при помощи прекрасно сделанного толщиной в 1 дюйм зеркала. В последствии он уговорил Роберта Кестнера, другого Тротуарного Астронома и талантливого оптика, написать две статьи о Добсонианских телескопах для «Изготовления Телескопов». Статьи появились в № 4 (Лето 1979) и № 5 (Осень 1979).
Первая статья Кестнера «Расчеты стабильности» объяснила замысел Добсонианца, который придал ему Джон Добсон и недооценила важность стабильного основания. Вторая «Постройка Телескопа Добсонианца — во всех деталях», давала инструкции для конструирования Добсонианца от 6 до 20-дюймового объектива.
Этой же осенью и зимой Берри, полностью осознавший детали Добсоновских нововведений, сделал 20-дюймовый телескоп и описал его постройку в №7, опубликованном в апреле 1980-го. И хотя в результате телескоп был больше более поздних аналогов, он был тем не менее значительно меньше и легче чем многие Добсонианцы той же апертуры.
Тем же апрелем «Небо и Телескоп» опубликовало длинную историю, написанную Джоном Добсоном, озаглавленную «Имеете телескоп — путешествуйте». И Астрономический отдел Форума опубликовал интервью с Добсоном, Бена Майера. Добсон был колоритной фигурой и его обращение было сильным — он не только решил помогать другим наблюдать вселенную, но и поклялся любителям построить телескопы с неслыханными апертурами в 16, 18 и 24 дюйма! Когда было представлено детальное описание изготовления основного 10-дюймового Добсонианца, в соавторстве с Кестнером и Берри, появившись в июне, июле и августе в «Проблемах Астрономии», знаменательное число читателей 100 000 поняли как просто изготовить один из этих простых телескопов с большими объективами.
Тем временем другие случаи вели к Добсонианской «революции». До 1979 года большинство телескопостроителей скорее покупали чем делали свои зеркала и даже в этом случае просто не было коммерческого пути приобретения больших зеркал пригодных для Добсонианцев. Как бы то ни было, владелец Оптической Компании Колтера, Джим Якобсон, недавно расширивший производственные мощности в ожидании с главного контракта с другим производством. Когда контракт был достигнут, он начал производить продукции больше, чем было необходимо. Якобсон решил направить избыток производства на изготовление больших зеркал для Добсонианцев.
Уже долгое время Оптическая компания Колтера была известна по не дорогой оптике, и Якобсон запросил чрезвычайно притягательную цену в 595$ за свои 17,5 – дюймовые зеркала и очаровал любительскую общественность. Так как «Изготовление Телескопа» был новым журналом с очень маленьким обращением, Якобсон убедил Роберта Мааса, издателя журнала, опубликовать 2500 перепечатанных буклетов, включая статьи по Добсонианцу из «Изготовителя Телескопов» с рекламой его зеркал. Маас попросил Берри подготовить материал как можно быстрее и в результате буклет «Как построить телескоп Добсона» был опубликован в июле 1980. Якобсон разослал копию буклета всем запросившим информацию о Колтеровских зеркалах, быстро раздав Кестнеровские статьи в руки свыше 10 000 астрономов любителей и телескопостроителей.
Добсонианец поразил любителей астрономов. В августе 1980-го в статье по Астрономии «За сценами» Берри предсказал чудо Джона Добсона: «множество людей, которые быть может никогда не занимались астрономией, получат возможность попробовать». Это предсказание стало реальностью. Астрономы любители, которые раньше относились к своему увлечению, как к случайному интересу построили телескопы и стали серьезными исследователями.
В частности, многие из этих новообретенных исследователей были привлечены наблюдением глубокого космоса. И хотя интерес к объектам глубокого космоса рос медленно на протяжении 60-х и 70-х, в значительной степени благодаря колонке Уолтэра Скотта Хьюстона «Исследователи глубокого космоса» в «Небо и Телескоп», Добсонианцы с большой апертурой привели к дальнейшему взрывному росту интереса к этой теме. «Ежемесячник Глубокого космоса» Дэвида Эйхера (впоследствии переименованный в журнал «Глубокий космос») обеспечивал наблюдателей обширным списком объектов наблюдения и поддерживал их энтузиазм всех восьмидесятых. Хотя колонка предназначалась для владельцев «маленьких» телескопов «Глубокий космос» помогал прежде всего любителям с телескопами большой апертуры. Это привело наблюдателей к поисками десятков тысяч объектов уже при помощи больших Добсонианцев.
Но наблюдение за объектами глубокого космоса было лишь верхушкой айсберга. На протяжении ранних восьмидесятых любительская астрономия удивительно расширилась. И хотя, такие факторы как успехи миссий Вояджера к Юпитеру и Сатурну внесли свой вклад, Добсонианцы без сомнения играли ключевую роль в расширении этого хобби. А снижением цены на изготовление телескопа, Добсонианцы сделали любительскую астрономию еще более притягательной для людей. В 1979 году журнал «Астрономия» превысил по обращению «Небо и Телескоп» и продолжал расти до своего пика в 240 000, достигнутого в 1985 году на волне повального сумасшествия при прохождении Кометы Галлея. Любительская астрономия выросла в четыре раза по сравнению с прошлым десятилетием, были основаны новые компании, статьи дохода от рекламы росли, появлялись астрономические клубы, множились звездные вечеринки и любительская астрономия стала огромной индустрией.
Но неизбежно были и жертвы.
Первой из них был почтенный, изготовленный в домашних условиях Ньютонианец. Как динозавр конца мелового периода целый класс домашних телескопов канул в прошлое. До 1981 года никто не мог представить подобного. Но Добсонианцы были не только проще и менее дороги в изготовлении, но они также предлагали гораздо большие возможности.
Другой жертвой возможно стало коммерческое изготовление экваториально установленных Ньютонианцев. Несмотря на стремительное развитие астрономической торговли, продажа Ньютонианцев на германских экваториальных платформах стремительно снизилась после того как Оптика Колтера представила свою линию Одиссей — Добсонианцев по низкой цене. Колтеровский 13,1-дюймовый Добсонианец продавался за 399$, за ту же цену, что и 6-ддюймовый экваториальный Ньютонианец. Как результат, несколько компаний отказались от производства Ньютонианцев и переключились на выпуск новой продукции в 1980 и 1981 годах. В 1982 году Ньютонианцы исчезли из рекламы телескопов.
Революция Добсонианца также совпала с началом длительного снижения интереса в любительской астрофотографии. И, хотя причинно-следственная связь остается не доказанной, но кажется несомненным, что наблюдатели, использовавшие большие Добсонианцы были удовлетворены тем, что могли наблюдать через окуляр и поэтому не чувствовали необходимости брать картинки и кроме этого Добсонианцы не следовали движению неба и не были приспособлены для астрофотографии. До Добсонианцев астрофотография составляла вершину достижения любительской астрономии: после Добсонианцев, визуальное наблюдение через телескопы с большой апертурой стало новым высшим достижением.
В марте 1981 года в «Проблемах Астрономии» канадский астроном любитель Лео Энрайт суммировал значение Добсонианской революции как «новая философия в изготовлении телескопов», заметив, что «10, 12 и даже 14-дюймовые телескопы кажется уже повсюду». (В то время эти апертуры были признаны удивительно большими). В соответствии с Энрайтом Добсонианская революция значила что «маленькие и далекие перспективы вселенной открыты нашему пытливому взору».
1.3.3. Оптимизация Добсонианца.
Поскольку Добсонианская революция охватила Америку в 1980 и 1981 годах, большинство конструкторов близко следовали изначальному дизайну, описанному Кестнером в статье в «Изготовление Телескопа» №5. Труба делалась из легких материалов и плотно вставлялась в фанерную коробку. Откидная «хвостовая дверца» на коробке держала зеркало. На противоположных концах коробки были высотные держатели, установленные на тефлоновых подушках, прибитых к качающимся доскам, прикрепленной к вращающейся качающейся коробке лицом вниз Формикой. Как указал Кестнер в своей статье, данный дизайн было трудно улучшить, так как он и без того шлифовался несколько десятилетий Тротуарными Астрономами. Но любители телескопостроители, зная лучше что им нужно, немедленно занялись улучшением дизайна.
Как и любой эволюционный процесс, многие ранние изменения зашли в тупик. Но другие преодолели препятствия, были замечены и скопированы в следующем поколении телескопов. Многие варианты включали использование стандартной круглой трубы с коробкой закрепленной сверху около точки баланса, изготовление трубы в виде квадратной фанерной коробки и замену различных материалов.
Одним из первых любителей испытывать представленные Добсонианцы был Ричард Берри. Силясь понять кинематику своего собственного 20-дюймового Добсонианца, Берри получил уравнения, которые дали возможность изготовителя телескопа вычислить силу, необходимую для движения Добсонианца по высоте и азимуту. Берри измерил статический и кинетический коэффициенты трения различных материалов в связи со скоростью.
В итоге его измерений, он открыл, что коэффициент трения увеличивается с возрастанием скорости и комбинация Тефлона с Формикой дает наиболее оптимальную скорость. Он также обнаружил критическую связь между диаметром держателей, материалом, использованным для держателей и весом телескопа. Обновленная версия этих анализов представлена в Главе 3.
Кроме этого Бобом Кестнером был сделан вклад в три части серий «Шлифовка, Полировка и Формирование тонких телескопных зеркал». Серии, которые появились в «Изготовление Телескопа» №12, №13 и № 16, где было описано, как сделать большие зеркала, используя простые методы. Комбинируя то, чему он научился как молодой Тротуарный Астроном от Джона Добсона со своими ранними опытами в качестве профессионального оптика, Кестнер устно зашифровал изготовление больших зеркал. Кроме использования иллюминаторного стекла, как делали Тротуарные астрономы, Кестнер рекомендовал использовать обжиг и использования материала для шлифования алмазов. Как бы то ни было, он также показал, что любитель может отшлифовать 25-дюймовое зеркало на домашнем ковре. Данные серии не только помогли астрономам любителям, но также стали библией для рабочих в оптических магазинах, в которых резко увеличился спрос на большие Добсонинанские зеркала.
По всей стране и миру телескопостроители искали возможности добавить расширения, такие как установка кругов и экваториальное отслеживание к Добсонианцу. С новыми доступными переносными научными калькуляторами передовые исследователи поняли, что они могут вычислять правильный угол подъема, отклонения, дату и местное время в точных координатах высоты и азимута. С компасом и транспортиром средний любитель легко может сделать гигантские «установочные круги» и прикрепить их к большой стороне и внизу держателей Добсонианца. Также выровненный и откалиброванный Добсонианец может найти звезды даже в дневное время. Хотя большинство наблюдателей продолжают изучать звезды по старинке, доступность и удобство таких устройств как азимутно-высотные установочные круги начинают придавать яркую высоко-технологичную ауру скромному Добсонианцу.
Экваториальное отслеживание положения было бы даже более желательным приспособлением.
И, хотя, статья, Адриана Понсета в январе 1977 года в журнале «Проблемы телескопов» описывала концепцию «экваториального стола», чей дизайн был теоретически превосходным, элегантным в геометрическом исполнении, но он был не способен выдерживать вес больших телескопов. Обновление Понсетовских оснований было опубликовано в 1980 году в «Проблемы неба» и «Телескопы» было направлено на площадки для 10-дюймовых и маленьких телескопов. Такие варианты как «вложенный угол» и «согнутый вариант» привлекли некоторое внимание, но не слишком. Крепкая платформа, построена Томом Мартинесом и описанная в «Изготовлении телескопов» №19 в итоге основанная по принципу Понсетовских экваториальных платформ смогла наконец выносить весь типичных больших Добсонианцев. Для решения той же проблемы Уолли Парселл предложил альтернативную геометрию, которая впервые была представлена в практическом применении Томом Осиповски в начале 1984-го года, выдерживала вес 16-дюймового Добсонианца.
Осиповски, заваленный предложениями от наблюдателей «постройте мне платформу как у вас» основал небольшую компанию, названную Экваториальные Платформы. Это позволило любителям, которые не хотели утруждать себя самостоятельным изготовлением, приобрести по низкой цене «экваториальное основание» и «водитель по часам» для своих больших Добсонианцев. Осиповски использовал большие Добсонианцы для астрофотографии и ККД изображений с экспозицией в несколько минут.
Появились также другие полезные приспособления для Добсонианцев. Когда астроном любитель Сив Кафелд представил недорогую «мощную единицу» видоискатель Телрада, он сделал высотно-азимутное ориентирование проще и также снизил цену на производство Добсонианцев с видоискателем. Без Добсонианской революцию, приведшей к увеличению продаж, Телрад возможно никогда не добился бы такого потрясающего успеха.
Светочувствительные фильтры и высокоэффективные окуляры также объединены под одной Добсонианской революцией.
Исследование глубокого космоса большими зрачками стало общепринятым. Наблюдатели при помощи фильтров отчаянно боролись с вредным светом ртутных и натриевых уличных ламп и добивались прекрасных четких картинок по всему полю зрения. Среди первых, кто предложил эффективный светофильтр был физик, ставший предпринимателем Джэк Марлин, владелец Люмикон. В настоящее время Люмикон предлагает целую линию светофильтров для различных целей.
Современные, высокоэффективные окуляры являются страстью оптического дизайнера Аль Наглера. Наглер основал маленькую компанию, названную ТелеВью и вышел на рынок с оптимизированной версией почтенного Плосселевского окуляра. Позднее Наглер представил свой собственный дизайн. Окуляр Наглера, оптимизированная, хорошо скореектированная 13-ти миллиметровая модель с 820 полем обзора. Наглеровские окуляры превзошли классические Эрфельские с широким полем обзора и любители нашли, что мощные с 820 углом обзора окуляры настолько полезны, что готовы были платить даже больше их реальной стоимости. Наглеровские окуляры помогли Добсонианской популярности, а популярность Добсонианцев помогла увеличить продажи ТелеВью.
И хотя, Добсонианские телескопы можно было изготовить полностью в домашних условиях, действительно большинство Тротуарных Телескопов из Сан-Франциской Бэй предмочитали внешний вид и простоту использования коммерческих окуляров и зеркал в своих детищах.
С развитием Добсонианской революции компания Кеннета Новака, основанная в Лэдисмите, Висконсин, стала обеспечивать спрос. Так как, Новак разрабатывал и производил свои собственные компоненты, он смог стремительно выбросить на рынок большие клетки и низкопрофильные окуляры, в которых нуждались Добсонианские строители.
За три коротких года, следуя этому пути, Добсонианство охватило всю Америку. Наряду с тем, что телескопы с10, 12, 14, 16 и 17,5-дюймовыми апертурами стали общепринятыми, росло и число Добсов с 20 – 24-дюймовым размером, представляемых на национальных звездных вечеринках. Но с увеличением апертур до размеров о которых любители могли только мечтать, становилось ясно, что оригинальный дизайн Добсонианца просто не практичен. Большая твердая труба, тяжелая качающаяся коробка и массивное основание делали классический Добсонианец слишком большим, слишком тяжелым и слишком трудным для изготовления в больших размерах. Добсоновский 24-дюймовый Дельфиниум требовал команду из шести или более помощников для установки. И хотя большая оперативная команда исходила из целей и философии Тротуарных Астрономов, новое поколение серьезных исследователей космоса хотело телескопы с большой апертурой, устанавливаемые одним, максимум двумя людьми, которые могли бы установить и использовать их для исследований.
1.3.4. Вторая Добсонианская Революция.
Осенью 1982 года двухстраничная статья, озаглавленная «Чрезвычайно портативный 17,5-дюймовый Добсонианец» Айвара Гамберга, опубликованная в «Изготовление телескопа» №17 зажгла втору Добсонианскую революцию. Гамберг убрал картонную трубу, заменив ее связкой алюминиевых трубок. В результате чрезвычайно портативный 17,5-дюймовый Добсонианец стало возможным размещать на заднем сиденье компактного автомобиля и стало возможным одному человеку устанавливать его и вести наблюдения.
Гамбрег сконструировал легкое кольцо, держащее второй конец и окуляр и уменьшил основание трубы до короткой коробки. Он поместил крепкую трубу с тонкими алюминиевыми трубками и, всвязи с тем, что центр тяжести трубы с легкими трубками лежит близко к основанию, боковые держатели стало возможным прикрепить к укороченной коробке с зеркалом. Этот ход уменьшил вес коробки и все остальные части стали более компактными.
Сделав телескоп портативным, Гамберг убрал трубу и поместил зеркальную коробку в нижнюю качалку. Целиком 17,5-дюймовый телескоп по габаритам в упакованном виде составлял
24 х 24 х 30 – дюймов и весом в 72 фута, плюс 14 фунтов на зеркало. Форменные пластические кнопки удерживали связку алюминиевых трубок на месте, позволяя разобрать и собрать всю конструкцию за несколько минут.
Любители телескопостроители, увидевшие статью Гамберга были всецело охвачены ею и осознали, что подобный дизайн указывает им путь к постройке еще более мощных телескопов с большей апертурой. Таким образом Гамберг был спусковым крючком новой Добсонианской революции.
Следующие пять лет телескопостроители изготавливали и представляли практически любую возможную вариацию на тему Добсонианца на Стеллафане, Мидуэст АстроФест, Техасская Звездная Вечеринка, Конференция Телескопостроителей Риверсайда и на постоянно растущих в числе региональных конференциях и звездных вечеринках по всем Соединенным Штатам. Это было время экспериментирования, стремительной эволюции и великого ажиотажа. Любители, никогда прежде даже не мечтавшие иметь собственный телескоп больше 8-ми дюймов апертурой, внезапно обнаружили себя строящими 17,5-дюймовых добсонианцев.
Несмотря на огромный интерес к постройке больших телескопов, изготовление больших зеркал оставалось не популярным. Телескопостроители предпочитали фокусировать свои усилия на механической стороне дела и избегали связываться с оптикой. И хотя Оптика Колтера боролась за удовлетворение спроса на большие зеркала, который они предвидели, все же чувствовалась нехватка. Новые оптические компании появлялись чуть ли не каждый день и в некоторых случая также стремительно исчезали. Всеми правдами и не правдами или просто, заказывая зеркало и ожидая год до его доставки, телескопостроители получали зеркала, заканчивали телескопы и начинали исследования.
Любители, привыкшие к телескопам с малой апертурой, с длинным фокусным расстоянием, обнаружили как сложно настроить и правильно визировать большие зеркала. В 1984 году Эрик Ален в статье «Модернизация Ньютонианского визирования» (ИТ №22), описал, как использовать визирную трубу и точно настроить большое зеркало, выделив важные участки на фокусировке и как выровнять второе зеркало до визирования главного. Год спустя в статье Дэвида Чендлера «Дизайн флотационной камеры» (ИТ №26), была представлена компьютерная программа, которая указывала точные размеры флотационных камер для 9-ти и 18-ти точек для зеркал любого размера. С программой Чендлера телескопостроитель мог разработать высокоэффективную зеркальную клетку для любого телескопа за несколько минут.
Хотя Добсонианец открыл путь к большим телескопам, но и скромные телескопы также нашли свое применение. Когда книга Ричарда Берри «Сделайте свой телескоп» была опубликована в 1985 году, она дала новичкам телескопостроителям в руки детальные описания как это сделать. Из пяти описанных в книге телескопов, три были основаны на Добсонианце. Начинающие могли построить недорогие 6-дюймовые, сплошные 10-дюймовые или классический 6-дюймовый рефрактор, крепко установленный на высокой, Добсонианской треноге. Книга объединила в себе все знания о постройке телескопов с малой апертурой и обозначила конец Добсонианской революции, вложив планы постройки надежных, функциональных Добсонианских телескопов с малой апертурой в руки тысяч любителей астрономов.
Конец второй Добсонианской революции в постройке телескопов с большой апертурой ознаменовался кульминацией в 1987 году в Мидуэстском Астрофестивале в Канкакее, Иллинойс. На этой встрече Рон Рэвнберг представил свой изготовленный в домашних условиях 17,5 дюймовый Добсонианец, который заставил скептиков поверить что можно сделать самостоятельно телескоп с большой апетрурой. Основываясь на классическом дизайне Айвара Гамберга, Рэвнберг добавил множество небольших инноваций, таких как, быстрые зажимы для установки алюминиевых трубок и съемную ручную тачку для более простой транспортировки. Это привлекло всеобщее внимание к этому одному из первых «портативных» телескопов с большой апертурой, который действительно легко было использовать.
В этот же год Дэвид Крэйг, дантист по профессии и соавтор этой книги был на Астрофестивале. Еще подростком он заинтересовался астрономией и сделал несколько телескопов, но его интерес дремал свыше 20-ти лет. На Астрофестивале Крэйг обнаружил, что изготовление любительских телескопов полностью изменилось со времен астрономии его дней. Крэйг понял, что сейчас он мог построить телескоп, о котором в молодости мог лишь мечтать и принялся за это дело с великим усердием, работая без остановки, с одержимостью, до тех пор пока он не был сделан.
В результате телескоп Одержимый 1, имеющий огромные держатели и ультралегкий верхний конец, снимаемую связку трубок, открытую, самоохлаждающуюся зеркальную клетку, ультра-короткую качающуюся коробку и Формирку, заботливо выбранную за низкое трение и максимальную гладкость хода. Крэйг представил свой телескоп в 1988 году на Астрофестивале, уже через год после возрождения своего интереса к астрономии. Берри описал телескоп Крэйга, как главный прорыв Добсонианского дизайна и поместил его фото на обложку ИТ № 35 между детальными статьями Рэвнберга и Крэйга.
1.4 Будущее Добсонианца.
Современное развитие указывает на долгое и впечатляющее будущее для Добсонианцев. В 1990 году инженер-электронщик по имени Рик Мак Вильямс разработал первые коммерчески доступные установочные круги. Хотя его компания Тэнгент Инструментс не занимается прямыми продажами, меньше чем за год каждое большое предприятие и несколько больших дистрибьюторов предложили МакВильямсу свои услуги. Это привело к использованию приспособления, такого, как прикрепление углового дедатчик положенияа снизу и сбоку возле держателей Добсонинаца, от которого протянулись провода к переносной компьютерной коробке. На коробке расположен дисплей, на котором показывались подъем и опускание телескопа.
Цифровые установочные круги сильно увеличили скорость и простоту поиска небесных объектов, особенно слабо видимых объектов на незнакомых частях неба. Многие цифровые установочные круги имеют внутреннюю базу данных или ссылаются на компьютерную базу данных и компьютеризированную звездную таблицу. Таким образом новички могут найти тысячи слабо видимых галактик, а опытный наблюдатель смог искать объекты глубокого космоса, которые наблюдали до него ранее.
На оптической арене появляются фирмы предлагающие удивительно большие зеркала. Некоторые фирмы предлагают зеркала свыше метра (39,4 дюйма) в диаметре. Сконструированные для использования в современных Добсонианцах и по разумной цене, эти зеркала подстегивают телескопостроителей любителей к практическому преодолению ограничений. Насколько тяжелый телескоп может установить один человек? 300 фунтов? 400 фунтов? 500 фунтов? Где предел в размере апертуры? 36 дюймов? 40 дюймов? 48 дюймов? И какой высоты должен быть погрузчик, чтобы работать в темноте? 12 футов? 15 футов? 18 футов? Что бы вы ни ответили на эти «метафизические» вопросы, огромные телескопы это реальность. Мечтая о 1-метровом телескопе поймите, что ваши мечты больше не фантастичны. Это может стать реальностью.
В итоге, управляемые компьютером Добсонианцы стали реальностью. Первая фирма, предложившая двух позиционный «временной привод» для Добсонианцев была Тех 2000 с их «Доб Драйвером» и кроме того, недавно астроном любитель Мэл Бартэлс построил пионерский 20-дюймовый телескоп с контролируемым компьютером высотно-азимутным приводом, сравнимым с теми, что стоят на профессиональных телескопах. Без сомнения высокотехнологичные Добсонианцы разовьются в главный класс любительских телескопов в грядущие десятилетия.
Таким образом будущее Добсонианца кажется впечатляющим. Выбирете ли вы простоту, портативность, легкость управления или преследуете высокотехнологичные мечты о телескопах с большой апертурой вкупе с передовой электроникой, если вы хотите получить на практике телескоп с большой апертурой, который вы можете сделать самостоятельно, тогда Добсонианец это ваше будущее.
