Tutaj skupimy raczej się na ogólnych, technicznych aspektach odnośnie wyboru pod kątem możliwości wykonania teleskopu.
Na początek należy zastanowić się nad następującymi zagadnieniami:
Najważniejsze zagadnienia odnośnie gabarytów i zasięgu zamieszczone są w dziale Zaczynamy, czyli jaki instrument wybrać.
Niezależnie od tego, jakich wymiarów będzie nasz instrument, starajmy się, aby był to instrument jak najlżejszy - zwłaszcza dla instrumentów przewoźnych lub przenośnych będzie miało to zasadnicze znaczenie: pomyślmy sobie, że musimy nasz instrument wnosić i wynosić z mieszkania do samochodu lub na miejsce obserwacji i z powrotem. Sam statyw może mieć większą masę z uwagi na lepszą stabilność całości i mniejszą podatność na drgania i podmuchy wiatru.
Jeżeli chcemy obserwować słabsze obiekty - wybierzmy większą średnicę lustra, im słabsze, tym większą. Długość tubusa bezpośrednio związana jest z długością ogniskowej instrumentu: można przyjąć, że tubus jest dłuższy o 5 - 10 cm od ogniskowej lustra głównego. Należy jednak pamiętać, że im większy instrument, tym mniej mobilny, zatem zastanówmy się, czy będziemy go wozić, czy przenosić na miejsce obserwacji i jaki maksymalnie duży teleskop możemy zmieścić do naszego środka transportu. Dlatego dobrze sobie zmierzyć, jaką przestrzenią w samochodzie dysponujemy. Jako górnś sensownś granicę można by przyjąć długość tubusa około 150 cm - mieści się w samochodzie wzdłuż po rozłożeniu kanapy i fotela przedniego. Dobrym rozwiązaniem dla dużych instrumentów jest teleskop rozbieralny - np. konstrukcja kratownicowa - na anglojęzycznych stronach ATMu znany pod nazwą Truss Tube. Zatem taki przewoźny "mamut" na montażu Dobsona może mieć ogniskową około 1500 mm przy średnicy lustra 300 mm dla klasycznego tubusa zamkniętego, a dla rozbieralnego instrumentu - nawet dłuzszą.! Dobrze by było w przypadku tak dużych teleskopów, gdyby i sam montaż też był rozbieralny.
Bardzo poręcznym teleskopem o dość sporych możliwościach wydaje się instrument 150/1050 mm (światłosiła 1:7). Ma on już dość duży zasięg i wyrównaną ostrość w całym polu widzenia, ale takie lustro wymaga parabolizowania. Warunek 1/4 lambda dla lustra sferycznego o takiej samej średnicy uzyskamy dla ogniskowej 1212 mm. Zaś jako najbardziej uniwersalny i silny szukacz komet i teleskop do mgławic wydaje się 200/1000 mm.
Bardzo mobilny, a przy tym o całkiem niezłych możliwościach, wydaje się teleskop 100/800. Spełnia on kryterium 1/4 lambda dla lustra sferycznego, a więc byłby to łatwy w wykonaniu instrument nawet na urlopowe wypady - powinien zmieścić się swobodnie w bagażniku samochodu i nie zajmować zbyt dużo miejsca (pomyślmy o bagażach żony i dzieci, na dobrą sprawę nam wystarczała by druga koszula i portki na zmianę, a zmieścić się musi przede wszystkim teleskop! ;-)))
Ponadto zastanówmy się, na jakiej maksymalnej wysokości znajdzie się okular, gdy teleskop ustawimy w zenicie - jako mobilny nie polecalibyśmy takiego, z którego należałoby korzystać przy pomocy drabinki, by sięgnąć okularu! Takie długoogniskowe teleskopy mogą być budowane jako o dużej średnicy lustra typowe instrumenty stacjonarne nawet do profesjonalnych obserwacji.
Jeżeli chcemy obserwować głównie obiekty mgławicowe i komety, to budujmy teleskop o o możliwie dużej średnicy obiektywu i dużej światłosile ( dość dobra wydaje się światłosiła 1:5 - 1:6, gdzie nieostrość obrazu na brzegach pola widzenia, chociaż wyraźna, ale nie jest aż tak dokuczliwa (obiekty mgławicowe i tak mają rozmyty wygląd), a tarcza Księżyca przy umiarkowanych powiększeniach powinna być praktycznie cała ostra).
Po pierwsze, pozwoli to nam na wybranie doc dużej średnicy lustra przy w miarę przystępnej długoci tubusa, a po drugie, światłosilne teleskopy mają duże pole widzenia, co szczególnie predestynuje je jako szukacze komet. Oczywiście, nic nie stoi na przeszkodzie, aby obserwować nimi planety, należy zaopatrzyć taki instrument w soczewkę Barlowa o takiej krotności, aby przy użyciu najsilniejszego okularu uzyskać maksymalne powiększenie użyteczne. Poza tym, celem zapewnienia jak najlepszego kotrastu, należy zadbać o dobre wyczernienie wnętrza tubusa - zainstalować przesłony we wnętrzu tubusa i nawet wyciągu okularowego. Zadbanie o najlepszy kontrast jest w tych instrumentach o tyle ważne, ponieważ w tych instrumentach "pożeraczem" kontrastu jest dość spore lusterko wtórne, i dlatego trzeba dołożyć wszelkich starań, by "wyciągnąć" z tubusa kontrast jak najlepszy. Teleskop za to odwdzięczy się nam wspaniałą widocznością detali na Księżycu, jak i klarownym obrazem obiektów mgławicowych. Do takich instrumentów typowa krotność soczewki Barlowa wynosi 4x. Poza tym, światłosilnym instrumentem łatwiej uzyskać krótsze czasy ekspozycji przy fotografowaniu, a więc skrócenie czasu prowadzenia za obiektem. Instrumenty te mają lustro paraboliczne, trudniejsze w wykonaniu, niż lustro sferyczne.
Jako na prawdę duży, a przy tym dość mobilny, okazał się w praktyce teleskop Newtona na montażu Dobsona; ogniskowa 1250 mm, średnica lustra: 250 mm. W ciągu roku od chwili uruchomienia bardzo dobrze spisuje sie w obserwacjach zakryć gwiazd przez Księżyc, oraz obiektów mgławicowych.
Celem znacznego obniżenia kosztów związanych z nabyciem lustra głównego, można wyszlifować i wypolerować je samodzielnie, figuryzując do powierzchni sferycznej, a później zlecić parabolizację i napylenie producentom teleskopów:
Dobierając powiększenia, pamiętajmy o powiększeniu minimalnym oraz maksymalnym i pod tym kątem dobierajmy okulary o najdłuższej oraz najkrótszej ogniskowej.
I tak : powiększenie minimalne otrzymamy dzieląc średnicę obiektywu w mm przez 7 (średnica źrenicy oka). Wtedy źrenica wyjściowa instrumentu ( a więć średnica wiązki światła wychodzącejz okularu) wynosi 7 mm. Przy przekroczeniu tej wartości partie skrajne tej wiązki bedą obcięte przez brzegi źrenicy oka, a więc tracone, a w okularze zobaczymy pole widzenia obcięte przez brzegi źrenicy, poruszające sie wraz z ruchami głowy. Zobaczymy ponadto centralną ciemną plamę, pochodzącą od lusterka wtórnego. Zatem, celem zwiększenia pola widzenia instrumentu lub poprawy widzenia obiektów mgławicowych, nie przekraczajmy powiększenia minimalnego.
Przypuśćmy, że budujemy teleskop o ogniskowej 1400 mm i średnicy lustra 200 mm (światłosiła 1/7). Musimy znać:
- Powiększenie minimalne wyniesie: 200:7 [mm] = 28,5 czyli w zaokrągleniu 30x
- Maksymalną ogniskową okularu, która nie spowoduje przekroczenia tego powiększenia. Wyniesie ona: 1400 [ogniskowa obiektywu]: 30 (powiekszenie minimalne) = 1400/30=47 mm.
- Aktualna źrenica wyjściowa dla danego okularu, ogniskowej oraz średnicy obiektywu w mm: przykładowy teleskop 250/1250mm i okular o ogniskowej 32 mm:
a. Obliczamy powiekszenie dawane przez ten okular: 1250 mm/32 mm= 39x
b. Obliczamy uzyskaną źrenicę wyjściową: 250 mm (średnica obiektywu)/39x=6,4 mm. A więc maksymalne powiększenie użyteczne nie zostało przekroczone - żrenica wyjściowa nie przekroczyła 7 mm.
Powiększenie maksymalne otrzymujemy, mnożąc średnicę obiektywu w mm razy 2 lub calach razy 50. I tak:
dla wspomnianego już obiektywu 200/1400 wyniesie ono około 400x.
Dla okularu o ogniskowej 10 mm uzyskamy powiększenie 140x, zatem, aby uzyskać maksymalne powiększenie, należy użyć soczewki Barlowa 3x, wtedy docelowe powiększenie wyniesie 420x.
W praktyce rzadko udaje się osiągnąc takie powiększenia, bowiem ograniczone jest to głównie stabilnością atmosfery (tzw. seeing), który w przeciętnych warunkach pozwala na osiąganie maksymalnych powiększeń około 200x. Oczywiście, należy próbować i obserwując poprzestać na takim, które daje jeszcze w miarę ostry obraz. Należy też od czasu do czasu kontrolować położenie lustra głównego i wtórnego i w razie potrzeby przeprowadzić justację tych elementów, gdyż, zwłaszcza w światłosilnych instrumentach, rozregulowanie wzajemnego położenia tych elementów bardzo ujemnie wpływa na uzyskiwanie maksymalnych, możliwych do uzyskania w danych warunkach, powiększeń.
Najłatwiejsze do wykonania lustro do teleskopu jest lustrem sferycznym. Chociaż lustra te mają małą światłosiłę, to jakość obrazów dawana przez nie jest na prawdę bardzo dobra: pole widzenia na całej swojej powierzchni jest bardzo ostre. Nawet przy maksymalnie dużej światłosile, która nie powoduje przekroczenia odchyłki lustra sferycznego od paraboli więcej niż 1/4 lambda, koma na brzegach pola będzie minimalna. Czytelników gorąco zachęcamy do lektury znakomitego artykułu Janusza Wilanda: Sfera, czy parabola.
Jako żywy przykład bardzo dobrego teleskopu o lustrze sferycznym może posłużyć fabryczny, rosyjski, klasyczny już Newton: TAL 1 (Mizar) o parametrach 110/805 mm. Z tabelki zamieszczonej w tym artykule wynika, że lustro tego modelu spełnia akurat warunek 1/4 lambda, co według Dymitra Maksutowa stanowi "pierwokłassnoje sfericzieskoje zierkało". I rzeczywiście, obrazy Mizar daje "pierwsza klasa", a lustro ma sferyczne!
Jeżeli już uprzemy się na samodzielną parabolizację (to już wyższa "szkoła jazdy" dla szlifierzy - amatorów!) to znowu polecamy bardzo dobry i poglądowy artykuł Janusza Wilanda o parabolizacji.
Jeżeli dysponujemy choćby 2 godzinami czasu dziennie, to możemy pokusić się o samodzielne wykonanie większoci podzespołów. Jezeli dysponujemy mniejszš ilociš czasu - możemy zlecić wykonanie niektórych podzespołów, albo zakupić je gotowe.
Niezależnie od ilości czasu i zapału, polecamy, aby "taktyczne" podzespoły, takie jak szukacz i wyciąg okularowy oraz lusterko wtórne - zakupić gotowe. Zaoszczędzimy na czasie, a poza tym mamy gwarancję, że te podzespoły na pewno będą pracować poprawnie. Jeżeli dysponujemy małą lunetką (np rosyjska Turist), to możemy z niej samodzielnie wykonać dobry szukacz. Oczywicie, jeżeli mamy dobry dostęp do tokarza, to nie odradzamy samodzielnego wykonania wyciągu okularowego - np w Zręcinie koło Krosna pracuje teleskop Newtona 300/1500 z samodzielnie wykonanym wycišgiem okularowym z rewolwerowym zmieniaczem okularów. Tu pole do własnej pomysłowoci i inwencji !
Odnośnie finansów: - konstruujmy teleskop możliwie największy, na jaki nas stać. Naturalna jest kolej rzeczy, że w miarę rozbudzania naszego apetytu na wcišż nowe widoki, ronie apetyt na coraz większy kalibrem sprzęt. Lepiej więc nawet zaoszczędzić trochę więcej pieniędzy i skonstruować teleskop droższy, ale i lepszy. Pamiętajmy, że instrument ten ma nam służyć bardzo długo i cieszyć nie tylko wspaniałym obrazem, ale i funkcjonalnociš. Nie bójmy się - zbytnia oszczędnoc nie popłaca - co tanie, to w efekcie może wychodzić drogo. Przykładowo poczatkowo wydający się doć drogi zakup szukacza 60 mm i wycišgu okularowego 2 cale, opłaca się - jest to estetycznie i solidnie wykonane i służyć będzie długo. Poza tym sprzyja rozszerzeniu zakresu obserwacji. Z czasem możemy wykonać sobie drugi teleskop - mniejszy, przydatny na urlopowe lub weekendowe wypady.
Odnonie kosztów wykonania: - oszacujmy, ile możemy wydać na zbudowanie teleskopu, a potem zróbmy listę potrzebnych, gotowych elementów z ich cenami. Z dowiadczenia wynika, że koszt materiałów w stosunku do kosztu gotowych podzespołów optycznych już nie jest duży i wzrost kosztów materiałowych dla dużego instrumentu w porównaniu z małym nie jest znaczący. Jeżeli decydujemy się na wykonanie tubusa z drewna oraz statywu Dobsona, to koszt materiałów powinien się zamknąć w cenie do 200 - 300 złotych dla instrumentu o średnicy lustra około 250 mm. Cenę całości narzuca głównie wielkość lustra głównego (ceny luster głównych znacząco szybciej rosną od średnic około 150 - 200 mm wzwyż), rodzaj i rednica wyciągu okularowego i w nieco mniejszym stopniu - szukacza. Różnica w cenie lusterka wtórnego różnych rozmiarów nie jest duża i nie waży znacząco w ogólnym koszcie budowy. Okulary - na początek radzimy zakup 2 okularów super Plossla: 25 oraz 10 mm. Wystarczą one do prowadzenia większości obserwacji. Z czasem możemy pokusić się na zakup okularów o ogniskowych około 32, 17 i 6 mm oraz soczewki Barlowa. Te dodatkowe akcesoria pozwolą nam pracować w zakresach powiększeń maksymalnych i minimalnych.
Jeżeli mamy dobry dostęp do większości materiałów, to mamy duże pole do manewru, jeżeli nie - musimy szukać materiałów zastępczych; tu musimy zastanowić się, aby wybór był na prawdę trafny.
Duże gabarytowo instrumenty dobrze jest wykonać ze sklejki - pozwala na wykonanie lekkiego tubusa. Pomyślmy sobie: samo lustro główne z oprawś będzie miało dość dużą masę. Tubus średniej wielkości teleskopu można wykonać z rury PCV lub kartonowej rury (patrz: dział Co i gdzie można zdobyć ).
Jako przykład dobrze ilustrujący ten problem, posłużę się trudnociami z wyborem (ostatecznie bardzo udanym) materiału na tubus. Pierwotnie zamierzałem wykonać tubus (średnica około 33 cm, długość około 125-130 cm) do swojego instrumentu z rury PCV. Dostępne egzemplarze miały grubość ścianek 10 mm i należało by je staczać, a nie miałem czasu i możliwości, by szukać tokarza, który by wykonał tę operację. Poza tym taki tubus był by dość ciężki i drogi (koszt materiału około 120 - 140 zł plus robocizna za stoczenie). Kolejna możliwość to tubus metalowy. Też nie miałem możliwości, by zwinąć go z blachy Al 3 mm i spawać (w osłonie argonowej). Taki tubus byłby elegancki, ale znowu ciężki. W efekcie zdecydowałem się na tubus ośmiokątny ze sklejki olchowej 3 mm, boki łączone za pomocą drewnianych podłużnic, a całośc usztywniona wręgami ze sklejki 3 i 5 mm, pełniące jednocześnie rolę przysłon. Wykonanie tubusa zajęło nieco ponad pół roku, ale okazał się tak mocny, ze bez obawy można na nim stanšć lub usišść, a uderzany w bok, dżwięczy. Nie uzbrojony waży około 5 kg i pracuje znakomicie! Po uzbrojeniu kompletna tuba optyczna waży około 12 kg.
Materiały: Dobór materiąłow dość szczegółowo został omówiony w dziale Co i gdzie można zdobyć.
Tubus: Generalnie: dobra jest sklejka, z uwagi na swojš lekkość i wytrzymałość oraz łatwość w obróbce. Pamiętać jednak należy o dobrym zaimpregnowaniu jej przed wilgocią (istnieją dobre impregnaty np. Heliochron, Drewnochron - na bazie lotnych rozpuszczalników, nie wody !!!).
Tubusy niewielkich teleskopów wygodnie jest wykonać z rury PCV - jest lekka i dość mocna. Po założeniu do wewnątrz pierścieni ze sklejki 3 mm, pełniących rolę przysłon - wzrośnie jej wytrzymałość na ściskanie - tutaj cienkie stosunkowo ścianki rurek o większej średnicy i nie wzmocnione owymi wręgami były by podatne na odkształcanie.
O ile pokusimy się na tubus metalowy, dobrze okleić go, przynajmniej w miejscach, w których go będziemy chwytać, cienką, gumową pianką lub nawet sztuczną skórą czy innym materiałem nie przewodzšcym ciepła: pomyślmy o niskich temperaturach otoczenia: zimno metalu będzie "gryzło" nieznośnie w ręce!
Materiał na podstawę lustra głównego:
Bardzo dobra na dno tubusa, z uwagi na swoją lekkość i wytrzymałość jest sklejka grubości 10-20 mm, zależnie od rozmiarów instrumentu. Dobrze też sprawdziła się również płyta wiórowa obustronnie laminowana o grubości około 18 mm, należy pamiętać o impregnacji tych materiałów. Równie dobrym, choć nieco cięższym, ale o dużo większej wytrzymałości mechanicznej, jest tekstolit, używany w elektrotechnice: tkanina przepojona spoiwem na bazie żywic fenolowych. Z uwagi na swoją znaczną wytrzymałość polecany jest na wykonanie podpory "pływającej" pod lustro główne. Ma on jeszcze tę zaletę, że dobrze obrabia się narzędziami do obróbki metali: dobrze się szlifuje, piłuje, toczy, wierci, gwintuje i frezuje, a poza tym jest wodoodporny i nie podatny na korozję.
Oczywiście, nie odradzamy wykonania tych elementów z metalu, ale tu wzrośnie masa uzbrojonego tubusa; chyba, że zależy nam na przesunięciu środka ciężkości uzbrojonego tubusa w stronę dna instrumentu - może sie to zdarzyć na przykłąd przy użyciu sporego szukacza i wyciągu okularowego 2 cale, dołączeniu kamery itp, co spowoduje zwiększone obciążenie przednich partii tubusa. Ciężkie dno tubusa będzie przydatne również przy konstrukcji kratownicowej (truss tube), gdzie łożyska osi wysokości instrumentu będą zlokalizowane w bocznych ściankach skrzyni, bedącej jednocześnie oprawą lustra głownego - trudno będzie zamocować owe łożyska do samej konstrukcji kratownicy, o ile przewidujemy konstrukcję rozbieralną.
Materiał na wyciąg okularowy:
Można zlecić wykonanie wyciągu okularowego tokarzowi (materiał; duraluminium, tekstolit itp. spoiste i wytrzymałe tworzywa).