KOLIMACJA TELESKOPU


            Kolimacja teleskopu systemu Newtona za pomocą kolimatora/pudełka po kliszy.


    Mówiąc prosto kolimacja teleskopu / justowanie ma na celu odpowiednie ustawienie luster względem osi optycznej tuby teleskopu, wyciągu okularowego oraz względem siebie, a tym samym uzyskanie optymalnej jakości obrazów.

    Opiszę tu kolimację którą wymyśliłem dawno temu, kiedy jeszcze komputer oglądałem na obrazku a kolimator laserowy to była u nas abstrakcja a jak się potem okazało podobnie kolimowano już wcześniej na zachodzie, wymyśliłem więc już wymyślone jednak niezależne odkrycia tego samego w różnych zakątkach świata to nic nowego. U mnie kolimacji dokonujemy za pomocą przerobionego pudełka po filmie foto co daje jakość kolimatora laserowego a nawet posiada nad nim przewagę, ponieważ dokładnie widzimy położenie luster. Da się tak skolimować teleskop laserem że będzie pokazywał idealne ustawienie a lusterko kątowe będzie ustawione całkowicie nieprawidłowo a przy tej kolimacji nie ma takiej możliwości. Zauważcie też że obecnie do kolimatorów laserowych dodaje się do kompletu pudełko z otworkiem :)
    Dodam tez, że moim zdaniem kolimacji lepiej uczyć się na dużym teleskopie niż na małym, w nim wszystko jest bardziej namacalne, reakcje optyki są wyrazistrze a efekty naszych poczynań bardziej klarowne.



                       DO INTERNETOWYCH KOPISTÓW

    Ja wiem że prościej jest wziąć mój opis, lekko przerobić i puszczać jako swój, ale spróbójcie wysilić się troszkę sami, aby napisać taki tutorial. Wydaje wam się, że autor który siedział nad takim opracowaniem wiele dni nie zauważy że rdzeń fragmentów opisu jest jego?






        Kolimator

    Do kolimacji użyjemy bardzo prostego oraz darmowego kolimatora który należy sobie wykonać we własnym zakresie, a jest to banalnie proste. Wystarczy nam pudełko po filmie fotograficznym ( jeśli nie mamy można iść do zakładu foto i dostać garść takich) jest ich kilka rodzajów, ale nie wszystkie wchodzą w wyciąg 1,25″, potrzebne jest nam to gładkie i mniejszej średnicy. Wycinamy w takim pudełku denko a w wieczku dokładnie i starannie na samym środku robimy mały otworek 1-3mm, od spodu wieczka przyklejamy podkładkę, ale porowatą stroną na zewnątrz, bo gładka odbija tylko ukierunkowane światło a taka porowata działa jak odblask. Kolor podkładki nie ma znaczenia :) ale rozmiar ma, ponieważ jeśli będzie za mała to nie będziemy dobrze jej widać, za dużą ciężko będzie nam stwierdzić czy jest symetrycznie ze znacznikiem na lustrze głównym. Podkładka musi być! :) chyba że zastąpimy ją czymś co będzie spełniać takie samo zadanie. Instalujemy taki kolimator tak jak okular w wyciągu okularowym.

  Rys.0-0






        Oświetlenie

    Podczas kolimacji można teleskop skierować na dzienne jasne niebo lub żarówkę w pokoju, ale najlepsze efekty da świecenie jasną świetlówką do tuby teleskopu w miejscu wskazanym na obrazku poniżej, świetlówka mocno oświetla lustro główne a przy okazji kolimator od wewnątrz co zapewnia nam totalną kontrolę nad tym co się dzieje.
    NAJWAŻNIEJSZY przy takim oświetleniu jest fakt wystąpienia pewnego zjawiska, a mianowicie oślepiająca łuna światła którą aby zrozumieć trzeba poczuć :) Nawet jeśli już będzie Wam się wydawało że podkładki są idealnie ze sobą zgrane to ostatecznym dowodem tego będzie wystąpienie dziwnego pojaśnienia w kolimatorze. Już pod czas zbliżania oka do kolimatora zauważycie że wydychana para z ust (w chłodne noce) zostanie rozświetlona dziwnie mocnym strumieniem światła z otworka kolimatora. Po przyłożeniu do niego oka tez zauważycie różnicę a fakt wystąpienia tego zjawiska będzie ostatecznym potwierdzeniem ze kolimacja jest idealna. Gdyby zjawisko występowało w przypadku małych przesunięć podkładek względem siebie to lepiej zaufać temu zjawisku niż podkładkom. One nie muszą być idealnie równo naklejone, mogą Ciebie wprowadzać w błąd a łuna wystąpi tylko i wyłącznie przy idealnej kolimacji.

    UWAGA - Ja używam do tego celu świetlówki energooszczędnej spiralnej (w osłonie) bo daje najbardziej korzystne oświetlenie, wiedzieć jednak należy że stłuczenie takowej włączonej jest bardzo niebezpieczne z powodu parów rtęci, taki pokój należy natychmiast wietrzyć i opuścić a do zebrania szczątków takowej UE zaleca specjalny zestaw także ochronny. To nie żart, a problem dotyczy wszystkich świetlówek, też tych pod Waszym sufitem i w lampkach. Dodatkowa wada to konieczność zasilania 230v co w przypadku nieprawidłowego zabezpieczenia oprawy grozi porażeniem prądem. Zalecam więc albo zastosowanie innego źródła światła świecącego na wprost oraz na boki lub ostrożne obchodzenie się z wyżej wskazanym.

  Rys.0-1






        Mechanika

    Pająk lusterka kątowego posiada zazwyczaj 4 śrubki, środkowa dociąga korpus do którego jest przymocowane lusterko kątowe a 3 zewnętrzne odpychają (kontrują) Należy luzować jedne-ną dokręcając drugie-ą zależnie od potrzeby.

Animacja przedstawia podstawowe ruchy lusterka kątowego.

  Rys.0-2


    Cela( mocowanie) lustra głównego jest umocowane zazwyczaj na 3 parach śrub ( czyli 6 śrubach, w każdej parze jedna dociąga ruchomą część celi do nieruchomej, umocowanej do tuby a druga odpycha (kontruje) (W niektórych samoróbkach oraz teleskopach wykonywanych manufakturowo są 3 śruby a za kontrę robią sprężyny) Owe pary śrub stanowią 3 punkty podparcia przy pomocy których wychylamy lustro ustawiając je w linii optycznej tuby.( Dla ułatwienia wyobraźmy sobie taboret na trzech nogach, gdzie siedzisko będzie lustrem a każda noga parą śrub, regulując długości nóg moglibyśmy go pochylać w różne strony)

Animacja przedstawia pracę pary śrub celi lustra głównego, dociągającej ( u góry) oraz kontrującej ( na dole).

  Rys.0-3






        Znacznik

    Do kolimacji/justowania czy jak to tam jeszcze zwał, będzie nam niezbędny znacznik na środku lustra głównego, okrągła - lub kołowa - O naklejka, której jeśli nie mamy należy umocować/ przykleić wyciągając w tym celu lustro główne z tuby teleskopu. Staramy się ją umieścić jak najdokładniej na samym środku uważając jednocześnie aby nie dotknąć, nie zabrudzić lub nie uszkodzić w jakiś sposób powłoki na lustrze.
Znacznik umieszczamy raz i zostawiamy go tam na stałe ponieważ będzie potrzebny do następnych kolimacji, nie wpływa on negatywnie na obraz ponieważ sam środek lusra i tak nie bierze udziału w tworzeniu obrazu ponieważ zasłania go lusterko kątowe.

  Rys.0-4






        Off set

Co to jest off set? Sprawa jest banalnie prosta.

    Światło przemierza kosmos i wpada do teleskopu jako wiązka prawie równoległa, powiedzmy walec, albo np rura w przypadku kiedy weźmiemy dwie skrajne wiązki do zobrazowania. Rys.9


  Rys.9


    Trafia taki walec światła na lustro główne które jest paraboliczne bądź eliptyczne w związku z czym skupia/ogniskuje światło w jednym miejscu/ognisku, coś jak soczewka na słońcu kiedy jasny punkt jest najmniejszy to zapala papier, ten punkt to ognisko. Z walca robi nam się stożek. Rys.10

  Rys.10


    Aby widzieć obraz mamy okular w wyciągu, tylko że ognisko wypada przed teleskopem, jeśli by tam przystawiać oko do okularu zasłaniali byśmy głową wlot tuby teleskopu dlatego dodaje się drugie małe płaskie lusterko które kieruje nam światło w bok do wyciągu okularowego i okularu. Rzecz w tym że światło które wpada do teleskopu jako walec po dobiciu od wklęsłego skupiającego lustra jest stożkiem.

  Rys.11


    Aby odbić walec pod kątem 90* trzeba centralnie umieszczonego eliptycznego lusterka Rys.12 (dół), ale my chcemy odbić/załamać stożek (góra).
Narysujcie sobie dowolny stożek prosty i przetnijcie go linią pod katem 45* jedna połowa przecięcia zawsze będzie dłuższa (prawa żółta) od drugiej, w walcu strona prawa (żółta) i lewa (czerwona) będą takie same. Aby objąć lusterkiem kątowym cały stożek światła trzeba je lekko przesunąć. O ile? To już zależy od ogniskowej i światłosiły lustra, polecam ten opis - http://serge.bertorello.free.fr/calculs/posplan.html


  Rys.12


    To przesunięcie względem poziomej czarnej linii (osi optycznej teleskopu) jest właśnie off set-em i ono powoduje nam tę asymetrię patrz Rys.7 i 8.



        Kolimacja teleskopu


    Kolimator wkładamy do wyciągu okularowego tak jak byśmy wkładali okular i patrzymy przez wykonany otworek. Możliwe że nasz teleskop jest dobrze skolimowany, wtedy zobaczymy widok jak na Rys.8. Jednak jeśli nie mieliśmy tyle szczęścia pora zabrać się do roboty.

    Pierwsze rysunki nie zawierają tego co odbija się w lusterku kątowym ponieważ na tym etapie kolimacji jest to mało istotne, jednak warto wykonując poniższe czynności już zwracać uwagę na przypadłość opisaną w punkcie 3 i już zgrubnie ją ustawić
Obrazowane teraz przesunięcia naturalnie występują jednocześnie ale w jakiejś kolejności trzeba je poustawiać.
    1 - Pierwszy częsty widok to Rys.1. Jak widać lusterko kątowe jest przesunięte za wysoko (może też być za nisko) a powinno być centralnie, czarny pierścień to wewnętrzne ścianki naszego wyciągu okularowego, odległość zaznaczona czerwonymi strzałkami powinna być taka sama. Aby to osiągnąć w tym przypadku należy poluzować lekko zieloną śrubę, a dokręcić niebieską. Układ śrub u Ciebie może być inny a ten przypadek tylko obrazuje problem. Należy też pamiętać aby najpierw luzować jedne a dopiero dokręcać inne śruby, nic na siłę , wszystko z wyczuciem.


  Rys.1  Najedź kursorem na obrazek aby zobaczyć do czego dążysz.

    2 - Inny częsty widok to Rys.2. Jak widać lusterko kątowe jest przesunięte w lewo- za płytko ("za płytko" ponieważ głębia tuby "rury" teleskopu jest z prawej strony a otwór z lewej, jeśli będzie przesunięte w prawo to będzie analogicznie za głęboko a powinno być centralnie jak na rys. 3) Odległość zaznaczona czerwonymi strzałkami powinna być taka sama, aby to osiągnąć w tym przypadku należy poluzować środkową (ściągającą - czerwoną) śrubę a dokręcać trzy ( kontrujące -zieloną, żółtą i niebieską). W efekcie naszych działań lusterko będzie nam przesuwać się w prawo/głębiej, w przypadku kiedy było za głęboko należy wykonać czynności odwrotnie analogicznie do sytuacji.

  Rys.2  Najedź kursorem na obrazek aby zobaczyć do czego dążysz.

    Tak (Rys.3) wygląda prawidłowo ustawione lusterko kątowe względem ścianek wyciągu okularowego.

  Rys.3


    3 - Teraz (Rys.4) można zwrócić dokładniejszą uwagę na to co widać w odbiciu naszego lusterka kątowego a najczęściej przedstawia się taki widok, jest ono przekręcone w swojej osi. Aby to poprawić najlepiej bardzo lekko aby nam nie zwiało to co wcześniej ustawiliśmy poluzować środkową (czerwoną) śrubkę, złapać mocno w palce korpus do którego jest przyczepione lusterko i delikatnie je obrócić w tym przypadku w stronę wskazywaną przez strzałkę lub analogicznie do przypadku.

  Rys.4  Najedź kursorem na obrazek aby zobaczyć do czego dążysz.

    Jeśli uzyskaliśmy taki widok (Rys.5) to znaczy że wszystko wykonaliśmy prawidłowo i nasze działania przy lusterku kątowym są już zakończone. Te rysunki nie zawierały tego co odbija się w lusterku głównym odbitym w lusterku kątowym ponieważ na tym etapie kolimacji było to nieistotne. Małe szare prostokąty przy błękitnym kole to uchwyty trzymające lustro główne, ich ustawienie/usytuowanie jest czysto przypadkowe, u Ciebie może być ono zupełnie inne i nie ma to najmniejszego znaczenia.

  Rys.5


    4 - Teraz możemy przyjrzeć się temu co widać w odbiciu lusterka głównego odbitego w lusterku kątowym Rys.6. Zobaczymy tam jasne tło nieba, sufit bądź coś innego zależnie w co celujemy kolimując teleskop, a na tle tła widać naszego pająka i lusterko kątowe, najprawdopodobniej przesunięte względem obrysu lustra głównego. Widzimy też wieczko naszego kolimatora i przyklejoną do niego podkładkę Rys.0-1 oraz kropkę/znacznik centralny na lustrze głównym Rys.0-4, i tu jest ich zadanie.
Teraz będziemy kręcić śrubami lustra głównego (celi) (pamiętając o sposobie posługiwania się nimi przedstawionymi i opisanymi na początku) do chwili kiedy znacznik lustra głównego znajdzie się idealnie w środku podkładki. Wykonujemy drobne ruchy śrubami zaglądając w kolimator jaki jest efekt, jeśli oddalają się to kręcimy w przeciwną stronę. Będziemy błądzić jakiś czas a podkładka nie zawsze będzie się zbliżać do kropki :P ale po nabraniu wprawy zgranie ich będzie trwało chwilę. Jeśli teleskop jest tak duży że nie damy rady kręcić śrubami i jednocześnie obserwować co się dzieje (można oczywiście biegać od kolimatora do celi) ale można też skorzystać z pomocy drugiej osoby. My dowodzimy a ona kręci śrubkami, nie ma to jak zdalne sterowanie :) Pamiętaj że dokładność Twojej kolimacji zależy tutaj od dokładności umocowania znacznika na lustrze głównym oraz od dokładności wykonania kolimatora.


  Rys.6  Najedź kursorem na obrazek aby zobaczyć do czego dążysz.

Tak (Rys.7 i 8) wygląda prawidłowo skolimowany teleskop, ale zaraz! zaraz! powiesz, przecież tam jest nierówno, jest przesunięte w lewo tak jak pokazują strzałki. Masz rację ale tak ma być. Będą przesunięte lekko w stronę wylotu tuby ( na rys. w lewo), jest to normalne zjawisko a asymetria ta wynika z offsetu.
Kropka ma być na środku podkładki i tyle :). Co to jest off set było wyżej.

  Rys.7


    PS. Małe szare prostokąty przy błękitnym kole (lustrze głównym) to uchwyty trzymające lustro, ich ustawienie/usytuowanie oraz ramion pająka jest czysto przypadkowe, u Ciebie może być ono zupełnie inne zależy to od budowy teleskopu i nie ma znaczenia dla kolimacji.

Na koniec jeszcze opis co jest czym


  Rys.8





• KOLIMACJA TELESKOPU - SUPLEMENT •


    Przedstawiony wyżej opis kolimacji jest poprawny, daje ponadto osobie zupełnie początkującej możliwość oswojenia się z grzebaniem przy optyce własnego teleskopu, jednak aby dokonać precyzyjniejszej kolimacji należy grzebnąć w naszym sprzęcie jeszcze głębiej, a to wymaga już większej wiary we własne możliwości, czasu i samozaparcia. Opiszę tu sposób kolimowania teleskopu jaki sam obecnie stosuję.
    Jeśli nawet nie jesteś zdecydowany tego próbować warto abyś wykonał jedną czynność z tego opisu, mianowicie wykonał niżej opisywaną przesłonę (akapit drugi opisu) i sprawdził co przy jej użyciu zastaniesz i czy to co widzisz wymaga dalszej ingerencji czy na razie może pozostać jak jest.
    Kolimacji dokonujemy przy pionowo stojącej tubie, demontażu lub montażu lusterka kątowego dokonujemy przy pozycji poziomej, aby w razie chwili nieuwagi nie poszybowało ono nam w dół, wprost na główne. Narzędzia podobnie, trzymamy pewnie i nie spieszymy się, choćby miało nam to zająć dwa dni lub więcej.

OPIS

    Zaczynamy od wymontowania z teleskopu lusterka kątowego z oprawą (pająk zostaje) i dokonania pomiaru długości ramion pająka, aby się przekonać czy jest centralnie umieszczony w tubie, sprawdzamy też odległość od jego centrum do brzegów tuby na całym obwodzie (rys A kolor jasno zielony). Jeśli występują różnice to dokonujemy korekty przy pomocy śrub regulacyjnych.
    Następnie z kartonu 1mm sporządzamy przesłonę kołową, można wykorzystać do tego celu cyrkiel jaki można nabyć w sklepach papierniczych, wycinając z tekturki okrąg o średnicy dopasowanej do naszego wyciągu okularowego, a dokładniej wlotu od strony tuby (rys A kolor czerwony). W okręgu wycinamy bardzo dokładnie na samym środku 5-10mm kołowy otworek. To ta przesłona w połączeniu z naszym kolimatorem zapewni nam dużą dokładność ustawienia optyki, o czym przekonacie się dalej.



    Następnie we wnętrzu tuby, dokładnie po przeciwnej stronie wyciągu okularowego, oznaczamy sobie oś optyczną wyciągu, przyklejając na ściankę tuby jakiś znacznik, u mnie ma on postać następującą . Kreska pionowa wyznacza odległość y kreski poziome x. Miejsce umieszczenia znacznika należy wyznaczyć dokonując pomiaru odległości środka wyciągu od brzegu tuby (rys B kolor żółty) oraz z pomiaru obwodu tuby (rys A kolor żółty), lub innymi sposobami zależnie od inwencji twórczej własnej.



    Teraz instalujemy na wlocie wyciągu od strony tuby naszą przesłonę kołową (rys A kolor czerwony), do wyciągu wkładamy kolimator (rys A kolor pomarańczowy) i patrząc przez otworek kolimatora widzimy tylko tym 5-10 mm otworkiem malutki wycinek wnętrza tuby (lusterka kątowego chwilowo nie ma). Dokładnie na środku tego małego otworku powinien znajdować się nasz znacznik (rys C), jeśli tak się nie dzieje to mamy nierówno przymocowany wyciąg okularowy i musimy wyregulować jego położenie. Czasem wymaga to odkręcenia lub poluzowania naszego wyciągu i podłożenia pod śruby odpowiednich dystansów aż do uzyskania zgrania kolimatora - otworu przesłony - znacznika na tubie.
    Następne po uzyskaniu w/w stawiamy tubę pionowo a do środkowego otworu pająka wkładamy np długą śrubę i ponownie patrząc prze kolimator i mały otworek przesłony kołowej powinniśmy zobaczyć na samym środku znacznik po przeciwnej stronie tubusu a na środku zwisającą śrubę pomiędzy fioletowymi kreskami (rys C), jeśli będzie ona przesunięta oznacza to że pająk nie jest ustawiony prawidłowo względem osi wyciągu. Teoretycznie w przypadku kiedy nogi pająka mają identyczną długość, a odległość od jego centrum do brzegów tuby jest identyczna na całym obwodzie, wyciąg okularowy jest osiowo, to te trzy elementy powinny zgrać się idealnie, jeśli tak nie jest, przyczyną najpewniej jest jakaś deformacja tuby.

  Widok w kolimatorze


    Po uzyskaniu w/w patrząc przez środkowy otwór pająka w pionowo ustawionej tubie (wtedy lustro główne leży nam najrówniej) ustawiamy je tak aby znacznik na jego środku pokrywał się z otworem przez który patrzymy.

  Teraz mamy ustawionego pająka, wyciąg okularowy oraz osiowo lustro główne.

    Przystępujemy do zamontowania lusterka kątowego i po wyjęciu przesłony z kartonu regulujemy kątowe tak aby patrząc przez sam kolimator znacznik lustra głównego pokrywał się z podkładką w kolimatorze jak najdokładniej (rys E). Tylko to nas interesuje w tym momencie. Zakładamy ponownie przesłonę kołową i teraz dopiero ujawni się niedokładność w pozycji lusterka kątowego lub poprawność jego ustawienia. Najczęściej największym problemem jest zła głębokość jego osadzenia (rys F oraz rys. 2 powyżej), należy dokonać jej korekty dla ułatwienia zdejmując i zakładając w międzyczasie przesłonę do chwili uzyskania widoku jak na obrazku (G).


  Widok w kolimatorze


    Na koniec przesłonę zdejmujemy i jeśli mamy prawidłowy offset na lusterku kątowym uzyskamy obraz (E), jeśli nie, to odbicie lustra głównego w kątowym nie będzie centralne (H) , ale to juz wina złego offsetu a nie kolimacji i to on powinien podlegać korektom. Niestety to wymaga przyklejenia na nowo lusterka kątowego do mocowania lub przeróbkę jego gniazda, ale pod warunkiem że uzyskanie równomiernego pokrycia odbicia lustra głównego w kątowym wymaga jednie zmiany głębokości offsetu. Jeśli jednak wymaga od nas umieszczenia lusterka kątowego niesymetrycznie, wyżej lub niżej (np rys H) to już znak że mamy coś nie tak z symetrycznością pająka lub osiowością wyciągu okularowego.


    I na koniec. Teleskop jest w tej chwili skolimowany prawidłowo dla stojącej w pionie tuby, przy większych teleskopach lustro główne zależnie od jakości celi może lekko pływać w zależności od kąta przechylenia teleskopu więc jeśli fotografujemy obiekt nie w zenicie powinniśmy każdorazowo sprawdzić poprawność kolimacji już samym kolimatorem, a w przypadku wystąpienia pewnych niedokładności korekt dokonywać już tylko lustrem głównym, gdyż to właśnie ono jest ich przyczyną ( pomijam sytuację lichych konstrukcji w których pływa i lusterko kątowe ale bardzo dokładna kolimacja takich teleskopów mija się z celem)