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2016-01-31 19:46:29| 人氣629| 回應0 | 上一篇 | 下一篇

2016-1-31‧公共推廣用天文望遠鏡光路設計研究

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2016-1-31公共推廣用天文望遠鏡光路設計研究

筆者追隨聖人的腳步,從小就很賤所以會做許多卑鄙的事情(論語:「吾少也賤故多能鄙事」)。

 Google  Yahoo! 搜尋「8cm排序第一就是本格推理。    


  筆者是技術不斷流,今天要講的是和天文學攝星鏡無關,而是用來公共推廣以及學校教具用目視望遠鏡的光路設計,使用門檻要低,不必太多解說就可以看到天体,要準確導入但不必精密追蹤,大量使用的耗損少並且容易保養維修,當然還要很便宜才行,以後七夕就不會一堆人去天文台排隊,而是在家長會支援下到學校門口看星星。

  筆者認為就天文教育立場來看,由牛頓鏡出發會比屈折鏡更好,高中地球科學課程就有講反射式望遠鏡的,由牛頓鏡出發的天文愛好者可塑性較大,像杜布森DIY就很有趣的。

  其實目視要愉快,牛頓鏡搭配電動經緯台(筆者說的不是叉式赤道儀也不是杜布森)是一種選擇,雖然這不是現有市場取向,但這個好處是目鏡座的高度比較適合輕鬆姿勢觀望,但這樣的設計還有改善空間,可以成為便宜好用並具有接近庫德式望遠鏡(目鏡座固定位置)的效果。

  其實這個改良並不難,只要把電動經緯台的双叉臂長度做到坐姿(或站姿)的眼睛高度(架台的結構類似下圖),目鏡座設置在叉臂上的仰角軸(不是裝在鏡筒上,而另一個叉臂的仰角軸連結馬達),牛頓鏡次鏡和折射光路設置在仰角軸線就可以了(專業的講法是次鏡在鏡筒的不動點位置),這樣目鏡座的【高度】就會是固定的。筆者知道這樣仰角力矩會大出很多(但好在這不是要高精度追蹤,馬達的選擇性較多),鏡筒前端適度加重就好平衡,改用折射鏡也可以。

圖片來源:http://blair-military.blogspot.tw/2011/03/mk13.html 
也許以後的標準望遠鏡會有些像標準飛彈也不一定

  筆者知道水平目鏡座不是最舒服角度(稍微俯角會更舒服),但這是最簡單可以達到最大效果的路線,而且水平目鏡座比要抬頭仰望的還是輕鬆多了。筆者看星星也都用天頂稜鏡的,所以加個稜鏡做成俯角觀察也好。

 

  這樣不管是用家自製或是廠商生產,都是很容易的,使用起來也是簡單易懂,消耗部品的更換也容易。這樣的設計很簡單,有人會早就想到或是實現也是合理的,只是筆者藏書裡面沒見過望遠鏡有這樣的分類類型,況且過來人都知道筆者對『命名』沒有興趣。

  要是天文廠生產的話,只要把電子極望改成電子尋星鏡並搭配GPS和網路連線(其實網路連線就帶有超越GPS效果,像北極星一樣用二等星定位就OK,而且不必要求機台水平),就可以在世界各地自動感知現場星空與望遠鏡狀況(望遠鏡視野座標和光害等級,還有機台傾斜度),之後電腦就會配合主鏡口徑出現目視可見的所有天体,再來就隨用家指令進行定位與光電追蹤了,就算在公共推廣時被撞歪幾度也可以很快自動回準的(大概要在目鏡座旁以紅綠燈號顯示已回準確追蹤狀態),這樣以15cm鏡做學校教具來賣也變得簡單。

  除了自動導入追蹤,也要可以利用電子尋星鏡進行手動導入追蹤,這是考量到自動導入損壞時,還可以保持亮星的導入追蹤機能,其實公共推廣時也是都看月亮、土星、木星之類的亮星。馬達不必精準但是要耐操,連馬達都不行了就真的要送修。

  筆者是建議鏡筒還是以方形為好,這樣的結構和光路都會俐落很多,天文廠可以省去很多客服麻煩(實在沒必要陪小眾去搞那一大堆配件輔具的),而且可以在方形鏡筒內嵌電子尋星鏡和光軸校正裝置(也就是說尋星鏡不必外露了,若是小口徑的教具型就不需要有光軸校正機能),鏡筒外面可以有更多的防護(例如泡棉)減少公共推廣觀星時可能對光路系統的耗損。小口徑反射鏡周圍有護墊的話,非故意摔破的機率就會小很多。

  筆者還建議在目鏡座附近增設一個與望遠鏡沒有接觸的直桿,這樣大家可以手握直桿觀星,畢竟要大家不抓著東西看天体,實在有點困難的。

  若是像這樣做25cm級以上的目視望遠鏡,用家會有很享受的愉快感,好用好玩又不失專業Fu的,以往什麼自動導入的都會相形失色的。最重要的是這可以降低大口徑反射鏡良率不足的成本風險。

  坊間有賣的電動單臂經緯台,就可以加裝DIY望遠鏡,達成上面大部份的機能,當然望遠鏡太重的話可以靠水的浮力解決(拜託這個不必筆者解釋細節了吧)。筆者是建議天文廠在反射主鏡中間留個圓孔(像折反射鏡一樣的),這樣設計和運用會靈巧得多。

  這樣的設計若要運用在叉式赤道儀,就有更多自動適應的光路旋轉機制,這就比較麻煩的。  


 https://www.youtube.com/watch?v=37fE8bj5voA
 Einstein and Eddington
64分起是日蝕
乾板攝影,這次天文學攝影實証了愛因斯坦相對論
 

 預告片https://www.youtube.com/watch?v=PxVUq7IWyB8

 

台長: 8cm
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