Amatör Schiefspiegler Türüi Teleskop Yapımı - Selim Şanlı

[Lütfü Çakmak]

Arkadaşlar, ülkemizde ilk olan teleskop türlerini sadece ben yapmıyorum.
Başka amatör arkadaşlar da var. Bunlardan biri de sevgili arkadaşımız Selim Şanli. Kendisi sevgili hocamız Ethem Derman'ın da cesaretlendirmesiyle yine ülkemizde bir ilk olan bir teleskop türü "Schiefspiegler" yaptı. Selim bey'in yaptığı bir kaç alt farklı türü olan bu teleskop türünün "Yolo" tipi. Teleskop 10" F:15

Bildiğiniz üzere genellikle aynalı (newtonian) teleskopların ikincil aynaları %15 - % 25 gibi bir merkezi örtülmeye (obstruction) neden olduğu için ışık kaybına neden olurlar. İşte schiefspiegler türü teleskoplar, Ikincil aynayı optik tüp dışına çıkaracak bir dizayn kullanarak bu ışık kaybını ortadan kaldıran tip teleskoplardır. Yani aynalı bir teleskopu merkezi örtülme olmaksızın aynı mercekli teleskop gibi kullanmayı hedefler.

Selim Şanli arkadaşımızı bu cesaret verici girişimi için kutluyorum.

Ancak Selim bey bu dizaynda ikincil ayna olarak dış bükey (convex) bir ayna kullanması gerektiğinden ama bunu temin edemediğinden dolayı düz (flat) bir ayna kullanmak zorunda kalmış, dolayısıyla teleskop işlevini tam olarak yerine getiremiyor. Kendisi ve abd'li amatör arkadaşım Jerry ile yaptığımız mülakatlarda yeni bir dizayn yaparak bu teleskopu işlevsel hale getirmeye karar verdik. Eğer convex bir ikincil ayna ve/veya bir düzeltici lens gerekirse veya torodial bir ikincil ayna gerekirse ben bunları yaparak Selim beye yardımcı olacağım. Arkadaşım Jerry, bu optik tüpe de uygun olacak şekilde bir dizayn hazırladıktan sona gerekenleri yapmaya başlayacağız ve gelişmeleri buradan sizlerle paylaşacağız.

[Lütfü Çakmak]

TCT - SCHİEFSPİEGLER TİPİ TELESKOP YAPIMI (SELİM ŞANLI) (Devam)

Evet bu konuda epeyce bir araştırma yaptık sayılır. Öncelikle şunu söylemeliyim ki bu tür teleskop yapan amatör sayısı yurt dışında da çok fazla değil. Newton tipi aynalı teleskopların ikincil aynalarının neden olduğu merkezi örtülme (central obstruction) sonucu ışık ve kontrast kaybını ortadan kaldıran bu tür teleskopların genel ismi TCT (Tilted Component Telescope - Eğik duran elemanlar içeren teleskop) diye anılıyor. Newton tipi diyagonal ikincil ayna kullanmayınca, görüntüyü optik tüpün dışına çıkarmak için birincil ayna tüpün içerisinde eğik duracak şekilde monte ediliyor. Yine bunun çapraz karşısına denk gelecek şekilde ikincil ayna da ikinci bir tüpün içerinde eğik duracak şekilde monte ediliyor.

Bu şekilde her ikisi de eğik durmak zorunda olan aynalar dolayısıyla çok fazla astigmatizm ve koma üretiyor. Eğiklik ne kadar fazlaysa sapınç da o kadar fazla oluyor. Dolayısıyla gerekli düzeltmeyi sağlamak için bu tür teleskoplarda ikincil aynalar "toroidal" olmak zorunda, yani ikincil aynalar astigmatlı olarak yapılmak zorunda. Dış bükey ikincil aynaya verilecek astigmat miktarı da aynaların eğiklik oranı ve dizayna bağlı olarak değişiyor. Yüzeyi Patates cipsine benzeyen astigmat ayna 90 derece açılarla biri diğerinden biraz daha uzun iki eksende iki farklı RoC (eğrilik
yarı çapına) sahip. Bazı türlere 3. ve 4. aynalar ve/veya mercek ilave ediliyor ve mercek ilaveli olanlar katadioptrik (schmidt-cassegrain gibi) olarak anılıyor.

Bu tür teleskoplarda aynaların eğikliğini azaltmak için optik tüpler uzun olmak zorunda dolayısıyla F oranları çok büyük (genellikle f/15 - f/30 arası). Bu da optik açıklığı (aparture) çok büyük olmasa da gövdelerinin çok büyük olmasına neden olduğundan ortaya dev gibi teleskoplar çıkıyor.

Schiefspiegler (Kutter) ve Yolo iki ana tip olarak kabul ediliyorsa da Mersenne, Stevick-Paul gibi değişik tipler de mevcut. Yolo tipi genelde F oranını düşük tutmak için kullanılıyor ama dış bükey ikincil aynaları da kuvvetli bir şekilde toroidal olmak zorunda. Keza Schief ya da Kutter tipinde de ikincil aynalar toroidal olmak zorunda ama yapması Yolo'ya göre daha kolay olabiliyor.

Selim beyin yapmış olduğu teleskop da Yolo tipinden daha çok Schief türüne benziyor. Dolayısıyla buna uyabilecek bir optik dizayn yok gibi. Jerry ile yaptığımız değerlendirmelerde Selim beyin teleskopunun halihazırdaki durumu ile başarılı olma ihtimali sıfır düzeyinde. Dolayısı ile yeni dizayn ile yola çıkmak gerekiyor. Bunun için Selim beyin yaptığı 2000 mm odaklı parabol birincil aynayı yeniden yapmak, dış bükey toroidal bir ikincil ayna yapmak ve/veya 3 aynalı mercekli dizaynlara yönelmek gerekiyor. Bununla birlikte optik tüpte de değişiklikler muhakkak ki şart olacak.

Tabii ki bunun kararını verecek olan Selim bey.

Aşağıdaki 2 dizayndan biri seçilebilir.

KUTTER CATADİOPTRIC SCHIEFSPİEGLER DESİGN
-Birincil ayna
çap : 252mm
odak : 3048 mm (prolate ellipsoid - %55 parabol)
-ikincil ayna
çap : 117 mm
odak : 3220.7 mm (dış bükey küresel)
-Corrector lens
çap : 107 mm
odak : 9849 mm (single plano convex lens, bk7 glass)
EFL(effective focal length) 5080 mm



HERRIG'S YOLO DESIGN
10" primary mirror: F1 = 4440 mm
6 " Secondary mirror: F2 = 5600 mm
System focal length: fs = 3025
Mirror separation: e = 1820 mm
Secondary to focal plane = 1785 mm
Tilt angle primary mirror: 2.78 degree
Tilt angle secondary mirror: 4.08 degree

http://web.archive.org/web/200312061549 ... win0cc.jpg
http://web.archive.org/web/200312061652 ... win2cc.jpg
http://web.archive.org/web/200503100001 ... rwin_c.htm

Benim önerim birinci dizayn. Bu dizaynda ikincil ayna toroidal olmak zorunda değil ancak ikinci (Yolo) dizaynda ikincil ayna oldukça toroidal olmak zorunda.

Aslında benim gönlümde yatan aşağıdaki linkte görüldüğü gibi 4 aynalı bir Stevick-Paul teleskop yapmak, umarım ileride bir tane yapabilirim. Bu teleskop kundağı ile birlikte yapıldığında Nasmyth tipi focus'a benzeyen fokus yapısıyla çok konforlu bir gözlem imkanı sunacaktır.

http://web.archive.org/web/200503060016 ... evpaul.htm

Bu konu aynı zamanda aşağıdaki linkte de paylaşılmaktadır.
https://www.facebook.com/groups/izmiratm/

[TA4B selim]

Sevgili Lütfü Usta, Merhaba.
Benim tren daha gara yeni girdi... Tüm girişimlerin için tekrar çok çok teşekkürler..
Evet size diğer mesaj ortamında da bahsettiğim gibi, araştırmanız sonucu hangi şemada karar kılınırsa bende katılırım. Hazır 10 inç aynayı kullanırsak ve ikincil ayna işini siz ortaya çıkarırsanız, bu teleskop gövdesini kullanırız, gerekli değişiklikleri yaptıktan sonra elbette.
Herhalde araştırmalar Jerry ile devam ediyor.. Haydi kolay gelsin...

[Lütfü Çakmak]

Selim bey,
Evet sizin de tahmin ettiğiniz gibi bir süreden beri Jerry ile en uygun ve yapılabilirliği olan bir dizayn üzerinde çalışıyorduk. En uygunu yukarıda belirttiğim F:20 katadioptrik Kutter Schief dizaynı görünüyor. Pennsylvania'da amatörler tarafından bizzat yapılmış ve görüntüsünden övgüyle söz edilen bu dizaynın tek dezavantajlı yönü çok uzun odak uzunluklarının test edilmesinin güçlüğü. Özellikle corrector lensin radiusu 19,5 metre civarında yani neredeyse düz gibi, bunu yapıp test etmek biraz zor olacak gibi ama bir yolunu bulacağız bir şekilde, ayrıca arka yüzeyinin de optik flat olması gerekli. Bunun için daha önce hiç yapmadığım ABC yöntemini kullanarak flat yapmaya çalışacağım, gerekli 3 adet cam mercekli teleskop yapımından kalma elimde mevcut. Birincil ayna için senin 10" aynayı kullanmak yerine yenisini yapmak daha kolay, çünkü birincil aynanın radiusu 6.096 mm ve % 55 parabol olacak. Dış bükey ikincil ayna için de 2 adet 117 mm çapında 2 cama ihtiyacımız var. Siz de tamam diyorsanız hazırlıklara başlayalım ve bu yaz çalışarak bu teleskopu bitirelim.

Not: İsterseniz 8" de yapabiliriz, bunun ölçüleri biraz daha makul. Dev gibi bir teleskop yerine daha uygun olabilir. İsterseniz 8" dizaynın ölçülerini yazabilirim.

Selamlar,

[Lütfü Çakmak]

Selim bey,
Üzerinde çalıştığımız 8" katadioptrik Kutter Schief dizayn resimde görülüyor. Jerry, günlerdir dizaynı kesinleştirmeye çalıştı. Oslo-Edu ray trace dizayn programında günlerce denedi ve dizayn kesinleşti. Ancak bizim bu dizaynı seçmemizdeki gaye 2.ncil aynayı toroidal yapmaktan kurtulmaktı. Ama gün geçtikçe de bu dizayndaki corrector lensi yapmanın güçlüğü ortaya çıktı. Lens optical axis'de resimde görüldüğü gibi 30 derece eğik açıyla ve 14,15 mm decenter olarak, yani kaçık merkezli olarak yerleştiriliyor. Bu sorun değil ama aynı zamanda bu lens yine resimde görüldüğü üzere "wedge shape"li yani bir tarafı fazla aşındırılmış şekilde olmak zorunda. Lensin her iki tarafındaki kalınlık farkı sadece 0,0475 mm civarı. Hadi bunu da yapabildik diyelim ama bu lensin 20 metreden daha uzun radiusu mevcut. Bu uzaklıktan bunu test etmek oldukça güç. Bunu yapanlar nasıl yapmış bir bilgi de bulamadık.
Ayrıca bu lens yapıldıktan sonra tüp içerisinde tam ayar yapılabilecek şekilde aparat yapıp ayar tutturmak da biraz zor olabilir.
Dolayısıyla toroidal bir ikincil ayna yapmak bunu yapmaktan daha kolay görünüyor. Bunu Jerry de ben de hiç yapmadık ama bir şekilde yapmak zorundayız. Hiç olmazsa toroidal secondary yapımı ile ilgili internette biraz bilgi bulunabiliyor.
Şimdi Jerry, 8" iki aynalı Schief dizaynı üzerinde çalışıyor, ilk bilgilere göre bu optik dizaynın spot diagramı, yani teleskopun performansı katadioptrik kutter'e göre daha iyi görünüyor.
Bahsettiğim dizayn bitince buradan paylaşacağım sizinle.

[Lütfü Çakmak]

Evet, günlerce süren dizayn çalışmaları sonucu, nihayet bir karar verip resimde görülen 8" f/25 Schiefsplieger teleskopu yapmaya karar verdik. 0,5 derece (bir dolunay boyutu) görüş alanına sahip (view field) sahip olacak olan bu teleskopla gezegen, küresel yıldız kümeleri, plenatary nebula ve küçük galaksi gözlemleri çok harika olacak eğer ki optikleri dizayna uygun yapıp, mekanik yerleştirmeleri de tam yapabilirsek. Birincil aynası küresel olacak olan bu teleskopun tabi ki en zor kısmı da dış bükey toroid ikincil aynasının yapımı olacak. Mekanik kısımları da yapmak zor ama burada sevgili Selim bey'in tecrübelerine güveniyoruz artık.
Birinci resimde winspot programında dizayn rakamları ve spot diyagram görülüyor. İkinci resim de ise aynı dizaynı Jerry Oslo-Edu ray trace programında da denedi ve çizimlerini çıkardı.
Evet Selim bey, çalışmalara başlayabiliriz artık, Nisan'da gelirken 2 adet 202 mm, 2 adet de 100 mm çapında cam getirmenizi bekliyorum.

[Lütfü Çakmak]

Arkadaşlar,

Sciefsplieger tipi teleskopun birincil ve ikincil aynalarının yapımına başladım. Tüm ayna yapım sürecini burada sizlerle paylaşacağım. Daha önce kararlaştırdığımız dizayn üzerine

- Birincil ayna 8" (200 mm) küresel olacak ve RoC (eğrilik yarıçapı) 6.163,8 mm (f:15,4)
- İkincil ayna 100 mm çap, toroid olacak ve RoC -6.255,38 mm yani convex (dış bükey) olacak.

Birincil ayna yapımının newtoinan tipi (aynalı teleskop) ayna yapımından pek bir farkı yok. Sadece parabollük vermeden aynayı küresel bırakıyoruz. Ancak aynanın eğrilik yarı çapı çok uzun olduğu için 6,16 metreden ronchi testini yapmak oldukça güç olacak.

Bugün kaba aşındırmayı bitirdim. Aynanın 6.163,8 mm Roc uzunluğuna ne kadar yaklaştığımı görmek için flaş cila atıp, geçici olarak aynaya bir miktar yansıtıcılık kazandırıp RoC'u ölçmem gerekecek ama burada bir açmaz var. Zaten çok uzaktan test yapacağım için aynanın yansıtıcılığı az oldukça test de o kadar zor olacak.

Peki hedef Radiusu tutturmak neden bu kadar önemli. Normalde newtonian aynalar yaparken, mesela 8" f:6 olarak hedeflenen bir newton ayna için Roc 2400 mm dir. Kaba aşındırmayı bitirdiğimizde bu rakam 2350 veya 2450 mm gibi bir rakam çıksa önemsemeyiz. Neticede ayna f:6 değil de f:5,9 veya f:6,2 vs. olur. Ama iki veya daha çok aynalı optik sistemlerde sistemin çalışması için dizaynda belirlenen radius 'ları kesinlikle tutturmanız gereklidir. Ancak bir kaç mm toleransınız olabilir, onun da dizayn programında denemesi gerekir.

Birincil ayna hedef sagitta 0,81 mm. Ben 0,50 mm de 80 griti bırakarak 120 grit ile devam ettim. Çukurluk çok fazla olmadığı için kaba gritin yüzey altında ince çatlaklar olarak verebileceği hasarı en aza indirmek istedim. Böylece kalan 0,31 mm'yi 120 grit ile aşındırdım. 120 gritten sonra ince aşındırmayı tam olarak yapmadan sadece her grit aşamasında ikişer veya üçer tur atarak çabucak flaş cila aşamasına geldim. Cila süresini biraz uzun tutarak (yaklaşık 1,5 saat) yukarıda
bahsettiğim paradoksu aşmaya çalıştım. Neyseki ilk ronchi testi için ayna yeterince yansıtıcılık kazanmıştı.

Evet, bu kadar uzun RoC'un testi için gelelim yaptıklarıma. Bir kere şerit metre sadece 5 metre. Bunun için iki sabit nokta arasına yaklaşık 7 metre galvanizli teli yere paralel olacak şekilde gerdim. Tabiki bağda arazide çalıştığım için bu kolay oldu. Tel üzerinde 6.164 mm aralıklı iki noktayı kalemle işaretledim. Noktalardan birine ayna yüzeyi gelecek şekilde ayna tutucuyu yerleştirdim. Diğer noktaya da Ronchi test aletini yerleştirdim. Bu kadar uzak mesafeden ayna ve test aletini birbirine tam olarak paralel ve dönük, yükseklikleri aynı olarak yerleştirmek çok zor. Test aletinde yönlendirmek için kullandığım laser yardımcı olsa da bu defa aynayı alete göre çevirip ayarlamak çok zor oldu. Gündüzleyin bu testi yapmak çok zor olacağı için akşam havanın kararmasını bekledim.

Neyse ayarlamaları yapıp RoC'u ölçtüm, tam 7000 mm geldi. Benim Komparator saatinin 0,10 mm fazla gösterdiğini hesapladım. Yarın 120 gritle 0,10 daha derinlik kazanıp sonra ince aşındırmayı tam yapacağım. Neticede yine milimetrik olarak RoC'u tuturamayacağım biliyorum ama bu kez 120 grite değil de çıkan neticeye göre daha ince aşındırıcıya dönmem gerekebilecek.

(Devam edecek)

[halill07]

Tebrikler abi kolay gelsin. Selim abi de kundağı tamamlar bu arada.

[Lütfü Çakmak]

Teşekkürler Halil bey.
Evet çalışmaya devam, birincil ayna yapımında 120 grite tekrar döndüm ve 0,10 mm daha çukurluk kazandıktan sonra ince aşındırmanın sahfalarını her gritte olması gerektiği kadar çalışarak bitirdim. Bu kez RoC'u ölçtüğümde 36 mm uzun olduğunu gördüm. Üçüncü denememde bu kez 500 grite döndüm ve birkaç kiriş hareketinden sonra tekrar ince aşındırmayı bitirdim. Üçüncü denememde dizayn radiusu'na 6 mm yaklaştım. Evet RoC olması gerekenden 6 mm uzun, 6170 mm. Bu kadar uzun mesafeden yapılan ölçümlerde bu rakam ölçüm hatası da olabilir. Dolayısıyla dizayn bize ne kadar hata yapma şansı tanıyor yani toleransımız var mı bunu Jerry'e sordum ama sanırım çok meşgul uzun zamandır haberleşemiyoruz. Güneş tutulmasını izlemek için 10 gün araç kullanarak evinden 4700 km uzağa Oregon'a gitmişti. Tabiki bunun bir de geri dönüşü var, sanırım yorgunluğunu hala atamadı.

Bu arada ben ikincil aynanın yapımına da başladım. Bu daha da bela bir iş. 100 mm çaplı aynanın RoC'u 6255 mm ve sagitta sadece 0,19 mm. Yani sagittada 0,01 mm, RoC'da 33 cm ye tekabül ediyor. İlk denememde RoC 7160 mm çıktı. İkinci çalışmamda ise 6480 mm ölçtüm. Şimdi 800 grite dönerek üçüncü çalışmamı yapacağım. Tabii ki bu bahsettiğim test plate olarak kullanacağımız iç bükey olan camın RoC'u. Bu aşamada alet olan dış bükey cam radiusu tutturduğumuz da ayna olacak.

[Lütfü Çakmak]

TCT - SCHİEFSPİEGLER TİPİ TELESKOP YAPIMI - 7 (SELİM ŞANLI)

Geçen yıl zaman ve mekan yetersizliği yüzünden ara vermek zorunda kaldığım Antalya'dan Selim Şanlı arkadaşımızın Schiefspiegler tipi teleskopunun aynalarının yapımına yeniden başladım. Birincil ayna radius'u 6.145 mm oldu. Bu durumda dış bükey ikincil aynanın da rakamları da hafifçe değişti. Yeni dizayn da aşağıdaki gibi oldu. Değişiklikler bir kaç mm civarında çok fazla değil. Buna göre ikincil aynanın yapımında kolaylık sağlamak üzere iki adet test plate yaptım. Dizaynda görülen toroid ikincil ayna kısa radius'u 6131,9 mm, kısa test plate'nki 6115 mm oldu. Uzun radius ise 6236,28 mm olması gerekirken 6220 mm olarak gerçekleşti. Asıl önemli olan her iki radius arasındaki fark ki bu da 105 mm, hem dizaynda hem de iç bükey test plate'lerde aynı.
Şimdi asıl önemli olan convex toroid ikincil aynayı biçimlendirmek (figuring). Bunun için aynayı ortadan bir çizgi ile iki eksene ayıracağız. Bundan önce ikincil aynayı uzun radius'lu test plate ile tam uyumlu (match) olana kadar cilalayacağım. Yani interference testinde aralarında hiç fringe farkı olmayacak (aslında birkaç fringe daha uzun bırakmayı düşünüyorum . Sonra aynayı iki eksene ayırdıktan sonra, bir eksenin radius'u bu olacak zaten. Sonra diğer ekseni ayna ve lapı döndürmeden cilalayarak radiusu 105 mm kısaltacağız. Yani patates çipsine benzer astiğmat bir yüzey elde edeceğiz. Bunda benim düşündüğüm bir lap şeklini kullanacağım, bu ilk kez denemiş olacak. Arkadaşım Jerry de daha önce toroid bir ayna yapmamış. Umarım başarılı oluruz.
Selim bey, aynalar bitiyor. Teleskopun mekanik aksamlarının yapımına başlamanızda fayda var.
(Devam Edecek)