Två teleskop ska bli ett

Vad är det för några teleskop som ska bli ett? Som jag skrev i mitt förra inlägg så har jag en refraktor och en reflektor. Jag gillar bägge teleskopen då båda har sina fördelar och charm att använda.

Refraktorn är Meades:s gammal klassisk ED-serie från 90-talet. Teleskopen i serien salufördes som apokromater men är enligt mig akromater då optiken enbart består av två linselement. Hur som helst, teleskopet ger fina vyer med punktformiga stjärnor ut i bildfältet och har gett mig oförglömliga nätter under stjärnhimlen. Den modell jag har är ED178 APO EMC. Namnet har sitt ursprung i storleken av optikens diamter, nämligen 178mm. Linsens verkliga diameter är egentligen 188 mm men den praktiskt användbara öppningen är 178 mm. Teleskopet har en brännvidd på 1 600 mm vilket gör det till ett f9 teleskop. Den optiska tuben har en längd av 1 765 mm och har en diameter på 249 mm och väger 16 kilo. Den montering som jag har använt mig av är Celestrons CGE-Pro montering. Initialt använde jag Meade:s originalmontering LXD 750. När LXD 750 lanserades på 90-talet var den för sin tid en bra montering men i dag är det uppenbart att monteringen har några decennier bakom sig.

Reflektorn har jag byggt själv och konstruerat det som ett Dobson teleskop. Optiken i teleskopet är en 635 mm spegel med en brännvidd på 3 010 mm. Det ger ett f-tal på 4,7. Sekundärspegelns minsta axeldiameter är 140 mm. Konstruktionen är en klassisk Dobson konstruktion med en undre och en övre box som förenas med åtta stycken aluminiumrör. Glidlagren utgörs av teflonplast. Ett underbart visuellt teleskop som, under stabila nätter, verkligen lyfter fram detaljerna i de astronomiska objekten.

Refraktorn är det teleskop som jag använder mig av när jag fotograferar. Refraktorn fungerar även utmärkt som ett visuellt instrument. Jag använder gärna refraktorn när jag ska observera objekt med stor utbredning. Reflektorn är dock svårslagen när jag vill se djupt och se detaljer i objekten. Så där har ni min paradox, jag vill inte prioritera ett teleskop framför ett annat. Jag vill kunna njuta av de olika himlar som teleskopen ger mig. Jag har i skrivandets stund inte helt klart för mig hur reflektorn ska konstrueras. Jag ska börja att sätta mig framför ett vitt papper och börja skissa på olika konstruktioner för att sedan, när jag har bestämt mig, överföra mina idéer till Auto CAD.

• Det här svaret redigerades för 1 år av joan02.

Du missförstod nog mitt narrativ. Jag har inte för avsikt att välja. Jag tänker behålla bägge teleskopen och installera dem permanent i ett observatorium. Teleskopen ska monteras på en och samma montering, antingen sida-vid-sida eller på varandra. På så sätt behöver jag inte välja teleskop eller bygga ett observatorium som är stort nog att inrymma två monteringar och två teleskop.

Sedan mitt förra inlägg har jag skissat fram en grundkonstruktion, fört över idéerna till Auto CAD och fabricerat några delar. Primärspegelhållarens konstruktion har i stora delar sin grund i den konstruktion jag använde när jag byggde dobsonteleskopet. Konstruktionen har fungerat bra och jag bedömer att den kommer, med vissa modifikationer, även att fungera i mitt kommande teleskop.

Den största skillnaden den här gången är dock materialvalet. Mitt krav var att materialet skulle ha en låg densitet för att hålla ner vikten. Materialet skulle även klara av tunga laster utan att deformeras. Materialet skulle även snabbt anpassa sig till temperaturförändringar. Mitt val blev då att använda mig av sandwichpaneler med en kärna av en bikakestruktur.

Sandwichpaneler är vanliga inom flygindustrin där en kombination av hög strukturell styvhet och låg vikt krävs. Bikakestrukturen består en rad ihåliga celler som sammanhålls av tunna vertikala väggar. Cellerna är kolumnära och sexkantiga till formen. En bikakeformad struktur ger ett material med minimal densitet och höga kompressions- och skjuvningsegenskaper. Materialet, förutom att det är lätt och stabilt, anpassar sig även snabbt till temperaturförändringar. Utifrån dessa egenskaper beslutade jag att använda en sandwichpanel när  primärspegelhållaren skulle fabriceras.

Sandwichpanelen som jag använde mig av har ett 1 mm lager av aluminiumplåt och en kärna av 20 mm bikakestruktur. Kärnan är likaså tillverkad i aluminium.  Jag ritade i Auto CAD och fabricerade sedan delarna med hjälp av vattenskärning.

I mitt första inlägg skrev jag att min avsikt var att konstruera teleskopet så pass enkelt men tillräckligt funktionellt för att det ska uppfylla mina behov.  Primärt är det ett visuellt teleskop och jag kan då acceptera lite större frihetsgrader. Spegeln kommer att vila på en plan yta som är belagd med en nålfiltsmatta. Jag har valt att använda den konstruktionen eftersom det är enklare att konstruera och samtidigt ger spegeln ett bra lateralt stöd.

Som stöd för spegel beslutade jag mig att använda mig av en solid aluminiumring Anledningen till materialvalet är att stödringen, förutom att ta upp de laterala och vertikala lasterna av spegelvikten, även kommer att utgöra en fästanordning för spegelhållaren mot tuben. Ringen är tillverkad av 25 mm tjock aluminium. Fabriceringen har skett med hjälp av vattenskärning. De mindre hålen på ringen är till för att fästa stödringen mot spegelhållarens stödplatta. De större hålen är till för att fästa spegelhållaren i teleskopet. Fästena kommer även att utgöra en del av spegelinställningen.

Under den kommande veckan planerar att montera ihop spegelhållaren och spegelstödet och slutföra fabriceringen av primärspegelhållaren.

Jag har inte för avsikt att fabricera allt själv i mitt projekt. De komponenter som jag kommer att inhandla till projektet är montering, stativ och observatorium.

Den grundkonstruktion jag skissa fram för teleskopet har gett mig ingångsvärden till en kravspecifikation för ovanstående komponenter. Utifrån mina ritningar och materialval har jag kunnat beräkna teleskopets ungefärliga maximala vikt samt vilken volym som kommer att behövas för att använda teleskopet.

De komponenter som har ingått i mina beräkningar är vikt för spegelhållare, spindel, dowtail, tubringar, primärspegel, sekundärspegel, okularhållare, tub, balansstång och balansvikt för tuben, refraktor, sökare, tyngsta okular, kamera och montagetillbehör. Mina beräkningar har visat att teleskopets maximala vikt blir cirka 130 kilo. Då har jag tagit hänsyn till alla komponenter som behövs för att få ett fungerande teleskop.

Teleskopets krav på volym och utrymme i höjd, utifrån den mest utrymmeskrävande positionen, blir cirka 3,9 meter. I beräkningen har jag tagit hänsyn till att teleskopet får en säker markfrigång utifrån den lägsta positionen teleskopet kommer ha över observatoriets golv.

Dessa parametrar, 130 kilo och 3,9 meter, fick utgöra ingångsvärdena i min kravspecifikation för montering och observatorium.

Efter att ha genomfört en marknadsundersökning, där jag beaktat ovanstående parametrar, så kommer följande komponenter att utgöra en del av mitt framtida observatorium.

• 10Micron GM 4000 HPS II ColdTemp upgrade
• 6 x 10 Micron Counterweight GM GM4000
• Baader Heavy Pillar modal steel pillar
• Baader Heavy Pillar Levelling Flange
• ScopeDome 55M – full automation

Tidplan för färdigställande? Det är alltid svårt att så här tidigt i ett projekt avgöra när allt kan tänkas vara klart. Initialt råder det för stora osäkerhetsfaktorer för att kunna gör en exakt bedömning. Men om inga större problem kommer att uppstå under projektets gång så bedömer jag att finns det en sannolikhet att jag har ett fungerande observatorium klart under tertial tre 2023. Om det faktiskt blir så eller inte, det får dock framtiden utvisa.

Nu är primärspegelhållaren hopmonterad. Monteringen bjöd inte på några överraskningar, delarna passade som det var tänkt. Mellan spegelhållaren och spegelstödet är det en 5 mm spalt för att öka luftflödet runt spegeln. På ovansidan syns en av de tre hållarna som ska se till att spegeln inte ramlar ur spegelhållaren. Den totala vikten för spegelhållaren blev 10,5 kg vilket jag anser är en acceptabel vikt för hela konstruktionen. Jag kommer i ett senare skede att lackera spegelhållaren i mattsvart färg.

Som jag skrev tidigare så kommer spegeln att vila på en nålfiltsmatta. Friktionen mellan spegeln och nålfiltsmattan kommer att vara tillräckligt låg så att spegeln kan röra sig något i spegelhållaren. För att minska sannolikheten för kollimeringsfel valde jag en nålfiltsmatta som har en hög ögletäthet och en kort lugghöjd. Jag valde en nålfiltsmatta som är tillverkad av polyamid då materialet är fukttåligt.

Jag skulle ha kunnat tillverka en mer avancerad konstruktion för spegelhållare men jag valde i stället att göra en enkel men tillräcklig bra konstruktion som svarar upp mot mina behov. Jag känner mig emellertid trygg med den valda designen då jag har använt samma princip till spegelhållaren i mitt dobsonteleskop. Utmaningen här har dock varit att göra spegelhållaren och spegelinfästningen mer stabila då spegeln i en ekvatoriell montering utsätts för krafter som verkar i flera olika riktningar jämfört i en altazimutalt montering. För att minska friktionen och skydda fästanordningens gängor monterade jag teflonplaströr i uttagen för fästanordningen. Skulle spegelhållaren av någon anledning inte fungera så får jag testa ut någon annan konstruktion.

En fördel med att använda en sandwichpanel med en kärna bestående av en bikakestruktur med ihåliga celler bakom nålfiltsmattan är bland annat utifrån dess termodynamiska egenskaper. Panelen anpassar sig snabbt till omgivande temperatur då dess egenskaper gör att den inte i alltför stor grad magasinerar värme vilket innebär att spegeln kommer att uppnå en termisk jämvikt snabbare. Luftspalten mellan spegelhållaren och spegelstödet kommer förhoppningsvis även att ha en positiv inverkan på processen. Jag funderar även att installera elektriska fläktar för att skapa ett laminärt luftflöde över spegeln reflekterande yta för att påskynda processen.

Utmed kanten på insidan av spegelstödet har jag fäst en nålfiltsmatta. Nålfiltsmattan har dock en betydligt högre ögletäthet och kortare lugghöjd för att säkerställa kollimineringen oavsett var teleskopet pekar. Konstruktionen hindrar dock inte att spegeln kan röra sig något. På spegelstödet sitter tre hållare som ska se till att spegeln inte faller ur spegelhållaren. Hållarna är försedda med samma nålfiltsmatta som jag har använt runt kanten på spegelstödet.

För att underlätta i- och uttagning av spegelhållaren från teleskopet fäste jag två handtag på baksidan av spegelhållaren.

Nästa steg i processen blir att tillverka fästpunkterna och tillika justeringsmekanismen för spegelhållaren.

• Det här svaret redigerades för 1 år av joan02.

Sedan förra inlägget har jag fabricerat fästpunkterna för spegelhållaren som även tillika kommer att utgöra justeringsmekanismen för spegeln. Fästpunkterna är tillverkade av aluminiumfyrkantsstång med dimensionen 200x60x60 mm där jag har gängat in en 20 mm gängstång i rostfritt stål. De gängade hålen som syns på långsidan är till för att montera fästpunkterna mot teleskoptubens innervägg. Jag kommer i ett senare skede profilfräsa den sidan med en fullradiepinnfräs så att den får en korrelerande radie mot teleskoptuben.

Justeringen av spegeln kommer att göras med hjälp av muttrar bakom spegelhållarens stödplatta. Framför stödringen kommer jag montera tryckfjädrar av rostfritt fjäderstål som trycker hela spegelhålaren mot brickan och muttern bakom stödplattan. Anledningen att jag har valt rostfritt fjäderstål är att materialet fungerar bra mellan -50 och 250 grader. Den konstruktion jag har valt är alltså en variant av den klassiska kollimineringstekniken där fjäderbelastade kollimeringsskruvar används för att justera spegelns läge. Tryckfjädrar är i grunden en genialt lågteknologisk komponent som fungerar bra under lång tid om de dimensioneras korrekt. De tryckfjädrar jag använder har en tryckande kraft på 300 N per fjäder vilket, förhoppningsvis, kommer att säkra spegelhållaren så att den inte flyttar sig av sin egen vikt.

Nästa steg i processen blir att profilfräsa och montera fästpunkterna mot teleskoptuben.

Sedan förra gången har jag skruvat fast fästpunkterna för spegelhållaren mot teleskoptuben.

För att underlätta borrningen så konstruerade jag en mall som motsvarade placeringen av de gängade hålen på fästpunkterna. Längden av mallen gav mig avståndet var jag skulle borrade hålen i tuben. Jag placerade mallen med 120 graders delning och markerade hålen där jag skulle borra för fästpunkterna. Sedan var det bara att borra.

Det var i det här skedet jag upptäckte att det var tungt och omständligt att hela tiden behöva rotera tuben för att arbeta runt den optiska axeln. Jag åkte då och inhandlade fyra stycken länkhjul som jag skruvade fast på ett par EUR-pallar. Genast blev det mycket lättare att rotera tuben för att komma åt olika delar runt den optiska axeln. För att stabilisera tuben i de lägen jag önskade arbete i så använde jag mig av ett spännband för att låsa fast tuben.

När jag hade borrat alla hål var det dags att skruva fast fästpunkterna i tuben. Jag använde mig av maskinskruv för att fästa fästpunkterna mot teleskoptuben.

När alla fästpunkterna var fastskruvade var det dags att prova om stödringen och de gängade stängerna skulle passa. Som tur var så gjorde de det 🙂

Nästa steg i processen blir att ta upp hål för okularhållaren och för spindeln.

Sedan föra inlägget har jag tagit upp ett hål för okularhållaren och skruvat fast stödplattan.

Jag kommer att använda mig av en 3.5” Feather Touch okularhållare från Starlight Instrument. Jag valde modellen som har en justeringslängd av 114 millimeter. Anledningen att jag valde modellen med den längre justeringslängden är att jag inte önskar använda någon adapter för att utnyttja teleskopet som ett visuellt- och fotografiskt instrument. Med den extra fokuseringslängden klarar fokuseraren både CCD-kamerans krav på back-focus och samtidigt som jag når det visuella fokusplanet. På toppen på fokuseraren sitter en reduceringsadapter från 89 mm till 50 mm så att jag kan använda mina 2-tums okular. När teleskopet ska användas för fotografering kommer jag att använda fokuserarens fullständiga öppning på 89 millimeter, Okularhållarens totala vikt är cirka 3 kilo.

När det var dags att märka ut hålen för spindeln tog jag hjälp av en krysslaser för att erhålla en 90 graders fördelning mellan spindelbenen.

Här är spindeln med hållaren för diagonalen fastskruvad. Nu börjar projektet att likna ett teleskop 🙂

Nästa steg i processen blir att montera optiken i teleskopet.