04/12/2013 Telescoopbouw: Verslag 20CM ASTROGRAAF van/door Stef

strict warning: Only variables should be passed by reference in /mounted-storage/home37a/sub006/sc29897-TVCJ/cygni.be/online/modules/book/book.module on line 560.
dec
4

20cm F3.8 Newton Astrograaf
Stef Vancampenhout
Het moet ongeveer 2 jaar geleden zijn, op de jaarlijkse “bosklassen” waar we de 3e klassers een kijkje laten nemen door het optisch geweld dat we het woord “spiegelslijpen” de eerste keer hoorden vallen. Toen is de bal aan het rollen gegaan, en voor we het wisten stonden we met onze glasplaten in de garage/optische cleanroom van Bram. Op 4 mei was de eerste donderdagse slijpavond een feit. Zoals de bovenstaande titel prijsgeeft heb ik er een “Astrograaf” van gemaakt.
Maar... wat is dat, een “Astrograaf” ?
Eigelijk heel simpel: een telescoop die geoptimaliseerd is om astrofotografie mee te doen.
Bij het ontwerp van deze kijker wordt dan in mindere mate gekeken naar de centrale obstructie (de verhouding vangspiegel diameter op de hoofdspiegel diameter, dewelke het contrast bepaald bij visuele waarnemingen) en meer naar de lichtsterkte van het systeem.
De lichtsterkte van telescopen wordt bepaald door de verhouding van de brandpuntsafstand op de diameter van de hoofdspiegel. Een “snelle” telescoop heeft voor de lichtsterkte, aangeduid met de letter F een klein getal. Hoe kleiner dit getal, des te minder lang de sluiter van een camera moet openstaan om dezelfde hoeveelheid licht te vangen. Met andere woorden: een telescoop met een kleine F waarde verzameld meer fotonen (licht) dan een telescoop met een grotere F waarde op dezelfde tijd. Onderstaande tabel geeft hierover meer duidelijkheid. Op de eerste rij ziet u de eigenschappen van de telescoop die ik gebouwd heb, met astrofotografie in het achterhoofd.
Op de 2e rij ziet u de eigenschappen van een doorsnee visuele newton telescoop zoals skywatcher/orion/GSO deze aanbied. Op de 3e rij staan de typische specificaties van een SCT (Schmitt Cassegrain Telescoop) die doorgaans een lang brandpunt hebben en bijgevolg een vrij hoge F waarde. Dit type telescopen wordt regelmatig gebruikt voor planetaire waarnemingen.
Brandpuntsafstand Diameter hoofdspiegel F waarde Relatieve belichtingstijd
760mm 200mm F3.8 1
1200mm 200mm F6 4
880mm 11cm F8 5

Deze tabel toont aan de belichtingstijd bij een F3.8 kijker 4x korter is dan die van een F6 en zelfs 5x korter is dan die van een F8 om hetzelfde resultaat te bekomen.
Deze 20cm F3.8 spiegel wordt ondersteund door een 18 punts aluminium spiegelcel. De voornaamste taak van dit onderdeel is de spiegel optimaal ondersteunen zodat deze niet gaat doorhangen. Dit lijkt overbodig aangezien een 2,5cm dikke glazen plaat volgens u niet zal gaan lopen, maar als we de golflengte van het licht even bij in rekening brengen: +-630 nanometer, wilt dit zeggen dat wanneer we een spiegel hebben met een nauwkeurigheid van 1/15 van deze golflengte (weer: hoe kleiner de afwijking, hoe beter) en deze slecht ondersteunen, deze 1/15e fout misschien wel 1/2e wordt.

Een 3e kritisch onderdeel van elke telescoop is de focuser. Hiermee gaan we oculairen of cameras in het brandpunt bewegen tot we een haarscherp beeld bekomen. Omdat een astrofoto elke fout in het systeem, zowel optisch als mechanisch genadeloos afstraft is het belangrijk dat dit focusen uiterst nauwkeurig gebeurt. Daarom is de astrograaf voorzien van een focuser met 1/10e reductieknop. Dit is een 2e kleinere draaiknop op de focuser die het oculair of camera per rotatie 1/10e van de afstand beweegt dan die wanneer de grotere knop 1x draait.
Voor de vangspiegel en de ophanging hiervan heb ik een curved spidervane gebruikt. Waar bij telescopen voor visueel gebruik de vanen doorgaans in een kruis bovenaan de telescoop zitten, heeft een curved spider gebogen vanen. Het resultaat hiervan is dat er rond heldere sterren geen diffractie spikes zijn zoals bij tradditionele ophangingen wel het geval is. Hieronder ziet u verschillende types ophangingen en de sterbeelden die deze opleveren.

Maar een lichtsterke spiegel, een goede spiegelcel, en een nauwkeurige focuser maken natuurlijk geen astrograaf. Aangezien een gemiddelde astrofoto een 5-tal uur aan beeldmateriaal nodig heeft
(hoe meer, hoe beter), is het belangrijk dat tijdens deze periode de telescoop perfect gefocused blijft. Tijdens deze 5 uur kan de buitentemperatuur namelijk zodanig variëren dat aluminium telescoopbuizen gaan krimpen met enkele millimeters focusverloop tot gevolg.
Daarom heb ik besloten om voor mijn telescoop een koolstofvezel buis te gebruiken. Deze ziet er niet alleen gelikt uit, maar de uitzettingscoëfficiënt hiervan is 12 keer lager dan deze van aluminium.
Ook is een koolstofvezel buis veel stijver waardoor het geheel beter zijn collimatie behoud.
Tenslotte moet deze hele constructie, de eigenlijke telescoop ookwel OTA (Optical Tube Assembly) nog in buisringen gehangen worden, zodat het geheel op een gemotoriseerde volgende montering (GEM – German Equatorial Mount) kan geplaatst worden. Hiervoor heb ik 2 stevige takahashi ringen gebruikt die ik na een advertentie op het internet, in Nederland ben gaan ophalen. Deze ringen rusten op een losmandy maat zwaluwstaart, deze is 3cm breder dan de typische 4cm vixen zwaluwstaarten. Dit is nodig omdat bij astrofotografie de eventuele trillingen zo snel mogelijk moeten afgevoerd worden naar de ondergrond.
Het resultaat van dit anderhalf jaar durende avontuur ziet u op de foto’s op de volgende bladzijde.

No comments