Brušenje primarnog zrcala

Ovaj fotografski dnevnik brušenja zrcala ukratko prikazuje cijeli proces, a preuzet je sa forum.hr (autor: The Chemist). Kako tekst ne bi ostao zakopan i zaboravljen u mnogim raspravama na forumu, odličio sam mu dati malo ljepši “dom”. Na žalost, autor teksta više nije aktivan na forumu i nije mi odgovorio na poslanu poruku. U dogovoru sa moderatorima foruma ipak prenosim tekst u cijelosti, a ako kemičar slučajno naleti ovdje neka se javi da ga mogu potpisati punim imenom ili po potrebi maknuti članak.

Aluminizaciju zrcala moguće je napraviti u Ghetaldusu.

Eto nekoliko fotki grubog i finog brušenja primarnog zrcala.
Za grubo brušenje korisitio sam karborund 120# (isto kao i za rezanje diskova), a za fino brušenje karborund 240#, 320#, 500#, 800# i korund 1000#. Najveća greška koja se može napraviti je da staklo ispadne iz ruke kod pranja ili sl. Mokro staklo je jako sklisko, a mokro staklo prekriveno bljuzgom od brušenja, jako, jako sklisko! Staklo se brusi mokro, na pomoćnom staklenom disku. Veliki problem su ogrebotine, treba biti jako pedantan s brusnim prahovima i čistoćom radnog mjesta.

Brušenje
Udubinu na centru zrcala mjerio sam improviziranom mjerkom izrađenom od komada ravnog drva i vijka (jedan puni okret = 1mm) na kojem je improvizirana skala. (vidi se u pozadini, ravnalo sam stavio na disk da se lakše uoči udubina)

02-grubo2
Rubove sam nakon 120# i 220# izbrusio brusnim kamenom za brušenje noževa pod kutom od 45°.

03-rub
Grubo izbrušen disk.

04-grubo1
Gotovo završeno fino brušenje; crne točke su oznake ostataka brušenja prethodnom frakcijom – koje još treba izbrusiti. Ako se gleda pod kutom prema svjetlu, može se već uočiti refleksija.

05-fino2
Radio sam standardnim postupkom opisanim na gotovo svakoj ATM stranici.

Nakon brušenja slijedi poliranje. Brušenje sam završio za jedan vikend, dok se poliranje i parabolizacija malo odužila… Matricu sam izradio iz Gugolz#73 smole koja je poprilično tvrda, ali obzirom na ljetne vručine funkcionirala je savršeno.

06-matrica1
Polirao sam s cerij oksidom, u zatvorenom prostoru. Prije svake runde poliranja stavio sam zrcalo na matricu radi hladnog prešanja. Obzirom da sam radio svaki dan po malo, zrcalo sam preko noći također ostavljao na matrici.

07-gugolz
Unatoč vrlo tvrdoj smoli morao sam u toku poliranja i korekcija nekih 4-5 puta otvarati kanale na matrici.

08-matrica2
Potpuno ispolirano zrcalo spremno za korekcije.

09-ispolirano1
Sekundarno zrcalo pokušao sam sam napraviti iz komada prozorskog stakla, al bezuspješno. Na kraju sam kupio gotovo sekundarno. Primarno zrcalo dotjerao sam do greške od samo 1/13 Lambda, tako da je bilo šteta ne imati sekundarno koje tu sliku može pravilno prenijeti u okular.

Test 85mm zrcala

Jednom davno AD Infinitum imao je High Technology & Advanced Optics Department – HTAOD  (melodiozna kratica, odmah uđe u uho, ne?). Zapravo to sam izmislio ovaj čas. Bila je to ambiciozna grupa ljudi, malo manje ambicioznog naziva – ATM sekcija.

Bili su to Domjan, Lovro, Luka, Marko, Mirko i moja malenkost, kojima su se pridružili i Darko S. i negdje u bespućima Zagorja izgubljeni – Miljac. Odlučili smo naučiti brusiti astro zrcala promjera 120mm. Tih smo dana, na mom faksu organizirali malu optičku radionicu.
Ahh, to su bila vremena… Sjajno smo krenuli, brusilo se sve u 16, stakla su dobila željeni oblik, ali nikad ih, na žalost, nismo dovršili.  Ipak, “nikad” je previše definitivna riječ. Zato: JOŠ ih nismo dovršili. (Dečki, materijal je i dalje kod mene 🙂 )

I tu negdje se smjestila i ova ATM pričica.

Zapravo, haj’mo od kraja prema početku:

Sklepao sam Newtonov reflektor. “Teleskop” je designerski i jako HiTech. Ozbiljno! Imam ja i sliku! Trussevi su od čistog aluminija, nabavljenog za sasvim druge stvari.  Prstenasta “kućišta” za primarno zrcalo i fokuser su od PVCa, dijagonalno stoji na plutenom čepu i komadu bakrene žice. Frankenstein…

newt_iznutra

 

Lens cell je napravljen  od MDFa i šperploče.

mirror_cell

 

Sve je presvučeno crnom tkaninom, koja je u mojim “balkonskim” uvjetima neizostavna. Uglavnom, čudo je da je uopće pokazao sliku. Svi  elementi osim zrcala biti će  zamijenjeni “pravim” verzijama, a umjesto presvlake, sve će biti “umotano” u –  a što drugo nego sivu PVC kanalku.

omotac

U nešto ozbiljnijem tonu: ovo je samo test platforma za ispitivanje zrcala i biti će uskoro demontirana.

Projekt je, iskreno, nastao slučajno, prije par godina, kad sam si utuvio u glavu da mogu napraviti Maksutov-Gregorian malog promjera.

Ispalo je da je to toliko osjetljiva konstrukcija, potpuno netolerantna prema i najmanjim greškama u zakrivljenosti optičkih ploha, da nema smisla nastaviti s izradom optike, čiju sam prvu plohu izbrusio oko 0.5mm preduboko.

Izračun je pokazao da ne postoje 3 sferne plohe koje će se sa tom, četvrtom, već izbrušenom, složiti u optički instrument koji sam počeo raditi. Stoga sam stakla prenamijenio i započeo s mini-newtonom. U jednom trenutku su, međutim, svi moji ATM radovi  stali i godinama nisam ni pipnuo stakla.

Nedavno sam se ipak trgnuo – fali mi to “peglanje i glancanje” – i zaključio da mi treba malo vježbe prije nego što dovršim veće “špigle” (neki su djelomično ispolirani, neki su posve ispolirani ali sferni – sve u svemu, nastavim li sadašnjim tempom gotovi su sredinom jeseni 2084). Zato, rekoh sam sebi, idem prvo dovršiti 85mm f/10.

Svi oni koji su to već prošli (ja zapravo jesam, već sam imao gotov 120mm flexed newtonian i i zrcalo 150mm f/11 – oba su prebrušena na drukčije žarišne duljine), znaju da gornja tvrdnja nema previše smisla. Tako mala zrcala (a 85mm je malo) ponašaju se pri izradi sasvim drukčije od srednjih i velikih. To sa vježbom je, zato, samo djelomično istina. Više se radi o “zagrijavanju” za veće zahvate.

Poliranje ovog 85mm ogledalca je bilo do pola gotovo još prije par godina, pa sam samo nastavio tamo gdje sam stao. Ploha je nakon poliranja bila prilično zonski deformirana – jako dignuti rub i središnja zona, a nesretne grudice cerij oksida nagomilane na kristalima kalofonija iz matrice su napravile nekoliko ultratankih ogrebotina (tzv. “sleekova”). Bez obzira na to, odlučio sam hrabro krenuti dalje …

I gotovo je. Prije pretposljednje runde korekcija, stavio sam zrcalo sa dignutim rubom u “lažni” teleskop i opalio jednu sliku kroz okular – za uspomenu i dugo sjećanje.

Molim, imajte na umu da je
– slika rezultat fotografiranja iz ruke,
– napravljena najjeftinijim Canon Powershotom,
– sve to na sklepanoj strukturi koja služi samo za testiranje, čiji elementi su spojeni – ni manje ni više nego “duct-tapeom” (?!),
– slikano “okularnom projekcijom”,
– preko diagonalnog zrcala izvučenog iz fotokopirke, koje je vjerojatno lagano svinuto.
– zrcalo još nije bilo sasvim korigirano (deformacije puno blaže nego na početku, ali prisutne) i nema aluminija na sebi
– kolimacija nije sjajna

Kao što rekoh, čudo da je dalo sliku.
Ali je… I mogla je biti i gora.

Zrcalo će ostati sferno (na tako malom promjeru, pri f/10 parabolizacija em nema smisla jer je razlika parabole i sfere mala, em je vjerojatnost da ću upropastiti dosadašnji trud i završiti na nekoj deformiranoj hiperboli ili torusu, prilično velika).

A ovo je spomenuta snimka:

m1_2

“Nije puno, al čovjeka veseli”

Kad bude gotov ostatak teleskopa, dodati ću opis konstrukcije.

Možda i fotka bude bolja…

 

Ino

Zakrivljeni nosač sekundarnog zrcala

Glavna motivacija za izradu ovakvog nosača je legendarna rasprava sa Cloudynights foruma gdje je jedan član imao prilike uspoređivati u više prilika velike apokromate (u rangu 8“-10“) i newtone prilagođene za planetarno promatranje.

Newtoni su imali bolju sliku a dalje u raspravi su objašnjeni detaljii konstrukcije.  Ukratko ciljevi modifikacija su minimalna difrakcija uzrokovana sekundarom i rješavanje termičkih problema u cijevi i na površini zrcala. Među ostalim rješenjima je i zakrivljeni, trokraki nosač sekundara. Kako imam dobson teleskop ovo mi se činio kao jednostavan i isplativ upgrade.

Gotovi nosač. Primjetite da je unutrašnjost cijevi obložena nerefleksivnim filcem.

Gotovi nosač. Primjetite da je unutrašnjost cijevi obložena nerefleksivnim filcem.

Za početak sam u mjerilu nacrtao cijev mog teleskopa, primar, sekundar i nosače. Za dovršetak posla je trebalo demontirati postojeće nosače, izbušiti nove rupe na cijevi teleskopa, isbušiti rupe i urezati navoje na nosaču sekundara te izraditi, obojati i montirati nove nosače.

moj nacrt po kojem sam izradio nosač

Za materijal nosača sam odabrao list žlice za zaravnavanje betona, načinjen od karbidnog čelika, jeftin, tanak i čvrst. List sam izrezao škarama za lim na 3 trake. Potom sam savio krajeve na svakoj traci uz pomoć Al kutnog profila i škripca. Savijanje na točan radius je išlo uz pomoć okrugle konzerve graha, rukom sam savijao dok se nisu poklopili sa šablonom. Nakon bušenja rupa, narezivanja navoja i nešto brušenja preostalo je samo obojati nosače.

Limove sam pofarbao bojom za auspuhe (preporuka sa web-a za nerefleksivnu mat boju). Malo sam se uplašio kad sam već doma pročitao da boja konačnu čvrstoću postiže nakon zagrijavanja na 150-200°C najmanje 2h. Pokazala se dovoljno je čvrsta i bez toga ali sam za svaki slučaj ispekao nosače u pećnici. Nisu baš fini, ali su za promatranje kroz teleskop puno bolji od kolača 😀

nosač tijekom izrade novog truss-tube dobsona

 Rezulat? Nema više difrakcijskih šiljaka na zvjezdama, osim par najsjajnijih zvijezde su oštre točkice, stvarno lijepo za vidjeti. Primjetio sam velik napredak u razlučivanju detalja, na Jupiteru sam jedne noći kada su se poklopili mirna atmosfera i malo vlage izbrojao 9! različitih pojaseva.

Po prvi puta sam razlučio sve četiri zvijezde u double double (ε Lyrae), mogu se razlučiti već na 190x u mom 200mm f/6 dobsonu. Za usporedbu, na ovogodišnjem PGSP-u, nisu se mogle razlučiti u GSO 250mm dobsonu sa originalnim nosačem.

Potrošio sam 35kn za “alat za zaravnavanje”, 30 kn za sprej i 5 kn za šarafe. Dakle da li mi se isplatio trud? Apsolutno!!

Preporučam!

 

Aluminizacija zrcala u Ghetaldusu

Važna je novost da se odnedavno u Hrvatskoj može aluminizirati zrcalo (ogledalo) teleskopa reflektora. Tvrtka Ghetaldus d.o.o. vrši uslugu nanošenja tankog refleksivnog sloja aluminija na udubljeno primarno zrcalo teleskopa promjera do 300mm. U Ghetaldusovoj vakuum komori se na stakleni disk (izbrušen u sferni ili parabolični oblik) prvo nanosi sloj aluminija, a zatim zaštitini sloj silicijevog dioksida koji spriječava oksidaciju aluminija.

Cijena aluminizacije je 1,10 (1,30 od 2012.g.) kuna / mm promjera zrcala + PDV. Stoga za aluminizaciju velikog zrcala promjera 300mm treba platiti približno 350 390 kuna, a zaštitni sloj uračunat je u cijenu. Refleksivnost sloja aluminija je 91%.

Ovu obavijest objavio je Stipe Vladova 1. listopada 2009. na internetskom forumu “hr.sci.astronomija” i znalci su odmah uvidjeli njenu važnost, jer se do sada aluminizaciju zrcala moralo obavljati u inozemstvu (Italija, Njemačka, Mađarska…).

U mojem astronomskom inventaru više od 20 godina čuvao sam dva parabolična zrcala za teleskop Newton reflektor promjera 120mm koja sam kupio od sarajevskog Centra astronoma amatera. Zrcala su vjerovatno izrađena u Sarajevu u tvornici optike Zrak. Jedno od ovih zrcala greškom je aluminizirano na ravnoj – nebrušenoj strani i stoga bilo neuporabivo za izradu teleskopa. Ovo staklo paraboličnog profila poklonio sam školi u kojoj radim (OŠ Vladimitra Nazora, Virovitica) pod uvjetom da škola plati trošak aluminizacije i da ovo zrcalo posluži učenicima za samogradnju Newtonovog teleskopa s Dobsonovom montažom.

Gospodin Darko Seleši (g. Seleši više ne radi u Ghetaldusu, zamijenio ga je Željko Samec) iz tvrtke Ghetaldus pokazao je primjernu poslovnost otvaranjem mogućnosti aluminizacije zrcala u rokovima tijekom prosinca 2009., odnosno tijekom siječnja 2010. Staklo je, obloženo s više slojeva valovite ljepenke i vate, poštom žurno poslano na aluminizaciju u prosinačkom terminu i nakon tjedan dana vraćeno. Aluminizacija je uspješno obavljena i “stari komad stakla” po prvi put fokusirao je Sunčeve zrake u snijegom okovanom školskom dvorištu u vremenu zimskog solsticija. Mladi astronomi s nastrpljenjem očekuju samogradnju Newtonovog teleskopa za vrijeme zimskih školskih praznika. Aluminizacija ovog zrcala promjera 120mm koštala je 162 kune, odnosno sveukupno 220 kuna, kad se pribroji trošak slanja preporučene pošiljke.

Među astronomima amaterima u Hrvatskoj ima i samograditelja koji svoje teleskope sklapaju od tvornički izrađenih optičkih i mehaničkih dijelova. No, među njima ima i manji broj tzv. “gurača stakla” koji kreativno uživaju u brušenju sfernih ili paraboličnih zrcala vlastitim rukama. Prije 40-tak godina prvi su postupak brušenja zrcala u beogradskom časopisu Kosmoplov popularizirali ing. Mladen Hudec i njegov sin Goran Hudec, danas doktor znanosti i sveučilišni profesor.

Prije dvadesetak godina brušenje zrcala za teleskope učilo se na ljetnim školama astronomije u istarskome Višnjanu pod vodstvom dr.sc. Željka Andreića i prof. Korada Korlevića. Odnedavno se u Korenici održavaju ljetne škole brušenja zrcala za teleskope na kojima svoja bogata iskustva mlađim naraštajima nadahnuto prenose vodeći hrvatski samograditelji teleskopa dr.sc. Željko Andreić, Berislav Bračun i Stipe Vladova.

Proteklih nekoliko godina mnoga su izbrušena i ispolirana teleskopska stakla ostala neupotrebljiva jer ih nije bilo moguće aluminizirati u Hrvatskoj. Sada je tome došao kraj! Ekonomska kriza i kreativno-istraživačka nagnuća uskoro mogu rezultirati brojnijim projektima izrade zrcala i amaterske samogradnje teleskopa u Hrvatskoj.

Možda će nam u budućnosti Ghetaldus omogućiti izbor da, umjesto aluminizacije, po nešto višoj cijeni zrcala naših teleskopa posrebrimo radi veće refleksivnosti (95 do 97%). Ako se riješi problem učinkovitog skidanja starog, dotrajalog sloja aluminija sa teleskopskih zrcala radi nanošenja novog sloja visoke refleksivnosti, mnogi će vlasnici starih tvornički izrađenih zrcalnih teleskopa poželjeti da Ghetaldusovi stručnjaci njihovim „ljubimcima podare novu mladost“, tj. produže vijek uporabe!

Potrebne informacije:

  • Ghetaldus d.o.o. Rudarska draga 17., 10430 Samobor
  • Osoba za kontakt: Darko Seleši Željko Samec
  • Tel. +385 1 55 95 214, Fax. +385 1 55 95 292, Mob. +385 91 48 47 718
  • e-mail: zeljko.samec@ghetaldus.hr