Если до сих пор [Проекты “Феркад”, “Феркад-2”, “Пегас”, Обсерватория на дачном участке] речь шла о том, что уже воплощено на практике, то далее будет изложен мой неосуществленный пока проект. Он подразумевает перестройку обсерватории и изготовление новой монтировки для имеющегося 300-мм рефлектора.
Прежде всего о самой обсерватории. Старый вариант - с отодвигающейся крышей - прост и надежен, и в целом он меня устраивает и сейчас. Однако на настоящий момент (2000 г.) проявились и его издержки. Прежде всего - это выбранное мною восточное направление для сдвига крыши, и в результате из-за нее стала недоступной нижняя часть восточного сектора. Этот недостаток не был существенным в 1994 году, когда строилась обсерватория - тогда восточная сторона была почти полностью закрыта деревьями. Однако с тех пор ситуация изменилась - обзор с востока значительно улучшился (почти все деревья были ликвидированы, в основном по сельскохозяйственным мотивам и, конечно, не без моего участия), и вместе с тем усилилась искусственная засветка. Поскольку на северо-западе постоянно видно зарево от аэропорта "Домодедово", а на юге - несколько фонарей, то получается, что для меня теперь восток - наиболее предпочтительное направление. Усиление же засветки означает, что желателен закрытый купол. На этих соображениях и основан мой проект.
Как и прежде, проект максимально привязан к имеющимся в моем распоряжении материалам - это стальные балки, листовое железо, несколько железобетонных столбиков и кое-какие запчасти от разной техники. Основные идеи постройки отображены на этом рисунке, разбитом на 12 этапов, а более подробно каждый из них описан ниже. Чтобы не усложнять схему, не показаны колонна телескопа и внутренний люк между 1-м и 2-м этажами.
1. Закладка фундамента. В моем случае это будут 4 железобетонных столба, вкопанные в землю на глубину не менее 1 м.
2. Сборка основания 1-го этажа. Из стальных балок на болтах. Основание планируется прямоугольное, примерно 3 х 3.5 м. Поскольку большая часть из моих балок имеет длину около 3 м, они подойдут для перекрытий.
3. Установка вертикальных стоек. Высотой не более 2.5 м. Естественно, стойки будут соединены с основанием наклонными растяжками.
4. Сборка основания 2-го этажа.
5. Крепление балок для поддержки перекрытий 1-го и 2-го этажей. Колонна телескопа не показана, но она планируется из трех отдельных стоек, которые пройдут между балками.
6. Укладка перекрытий 1-го и 2-го этажей. Естественно, из досок. Промежутки между балками не будут превышать 1 м, что сделает такие перекрытия весьма надежными. Балки на 2-м этаже выступают за пределы прямоугольника, что дает возможность при минимальном количестве балок длиннее 3 м увеличить ширину второго этажа для размещения купола шириной 3.5 м.. В полу 2-го этажа будет люк, аналогично ныне действующей обсерватории.
7. Крепление на 2-м этаже роликов для поворота купола. В качестве роликов я планирую использовать автомобильные 14" колесные диски - они достаточно широкие и имеют высокие бортики. Один из дисков будет насажен на выходную ось массивного трехосного редуктора, который станет механизмом поворота купола. Всего дисков три, но если этого недостаточно для устойчивости, то между ними можно будет укрепить еще три.
8. На ролики уложен круговой рельс. Рельс планируется сделать из широкой и толстой (10 мм) стальной полосы.
9. На круговой рельс крепится рама - основание купола. Рама будет изготовлена также из стальных балок, но значительно меньшего сечения, чем в конструкции перекрытий. На рисунке размер рамы таков, что она опирается на рельс в 8 равномерно расположенных точках. Надеюсь, что такое решение позволит увеличить жесткость сборки. Меньший диаметр рельса ухудшит устойчивость купола и сократит полезное подкупольное пространство.
10. На раме строится решетка купола. Из тонких стальных труб. Форма лежащего на боку полуцилиндра даст больший подкупольный объем, чем стандартный сферический купол, но самое главное - цилиндрическую поверхность легко обшить листовым железом, в то время как сферу плоскими элементами невозможно покрыть без разрывов или растяжений. Во всяком случае, для меня цилиндрический купол будет гораздо более технологичным.
11. Заделка стен 1-го этажа и купола. Остается только люк шириной не менее 1 м.
12. Крепление забрала на куполе и защитного кожуха между полом второго этажа и куполом. Забрало - это соответствующим образом выгнутая рама из тонких труб, покрытая листовым железом. Как его открывать - я еще не решил, но есть идея откидывать его в сторону с помощью системы рычагов. Такая конструкция в литературе не описана, но кто-то ведь должен быть первым. Впрочем, в случае неудачи можно применить и классическое откатывание забрала на роликах. Защитный кожух должен укрывать ролики и поворотный механизм от непогоды, а также все подкупольное пространство - от ветра и посторонних взглядов.

Теперь немного о монтировке телескопа. Конечно же, универсальной монтировки, как и универсального типа телескопа, не бывает. И вот к каким выводам привели мои раздумья по существу вопроса. Для начала оценим различные типы монтировок по трем критериям: обзор (допустимость наведения в любую точку неба), жесткость и технологичность изготовления (технологичность, конечно, с моей точки зрения - я собираюсь делать ее не на заводе, а на даче из того, что есть).
Немецкая монтировка. У классической обзор хороший, но обычно в литературе подчеркивается, что при пересечении светилом меридиана между полюсом мира и зенитом труба упирается в колонну - приходится прерывать наблюдения и "перекладывать" инструмент. И никогда не говорится, что по той же причине недоступна полоска неба на севере, ниже полюса мира. В модификациях с удлиннением полярной оси оба этих недостатка могут быть устранены. С точки зрения жесткости - полярная ось подобна консоли (нижний конец закреплен, нагрузка сосредоточена на верхнем конце), ось склонений нагружена по краям и закреплена в середине. То есть нужны большие диаметры обеих осей. В моем случае достаточно технологична - такую монтировку я сделал для моего 300-мм рефлектора, но диаметры осей желательно было бы увеличить.
Вилочная (американская) монтировка. Обзор полный. Зато с жесткостью хуже - полярная ось аналогична таковой у немецкой монтировки, да еще нагрузка перенесена на концы вилки, хотя отсутствие противовеса и уменьшает эту нагрузку. Ось склонений разделена на две полуоси, крепление по краям, нарузка на середине. Для меня нетехнологична - полуоси неизбежно станут ненадежным узлом, да и не представляю себе, из чего делать вилку, которая для длинной трубы "Ньютона" должна быть весьма массивной. Кроме того, возможны сложности с балансировкой.
Английская несимметричная монтировка (с противовесом). Обзор хороший, недоступна только область ниже полюса мира. Полярная ось закреплена по краям, нагрузка действует на середину. Но ось склонений, наоборот, закреплена в середине и нагружена по краям. В моем случае нетехнологична - ось склонений должна проходить сквозь полярную ось, а такого узла у меня нет и не предвидится.
Английская симметричная установка (с рамой). Обзор ухудшен - недоступна полярная область и полоса под ней до самого горизонта. Обычно пишут, что это не страшно, так как там все равно мало интересных для наблюдения объектов. Если бы не Полярная звезда, с этим утверждением можно было бы согласиться. Обе оси закреплены по краям и нагружены в середине, но ось склонения разделена на две полуоси. Для меня нетехнологичными будут именно эти полуоси. И также возможны сложности с балансировкой.
Английская симметричная установка с подковой. Подкова делает доступной полярную область, зато становится невозможным наведение на весь северный сектор неба ниже полюса мира. В остальном все аналогично предыдущему варианту, только в моем случае единственная деталь, из которой можно было бы изготовить подкову, особого доверия не вызывает.

  Главный вывод из вышесказанного: нужна технологичная монтировка с закрепленными на краях осями (поскольку у меня просто нет оси диаметром больше 40 мм в комплекте хотя бы с парой подшипников на такую ось) и без полуосей. После долгий раздумий я пришел к выводу, что этого можно достигнуть, если в английской симметричной установке вынести (!) ось склонений за пределы трубы. Наличие противовеса для стационарной установки - не слишком существенный недостаток, зато при этом сразу же устраняется три недостатка: становится доступной полярная область, ось склонений будет цельной (повышение жесткости) и наличие противовеса сделает простой балансировку. То, что должно в итоге получиться, схематически изображено на рисунке. Интересно, что такого типа монтировки я ни разу не встречал в астрономической литературе! Согласно моему плану, для повышения жесткости вся установка должна имель форму трехгранной пирамиды, у которой вместо южной грани (полярной оси) будет располагаться рама с телескопом. Ось склонений можно намертво закрепить в раме, а ложе с трубой просто привинтить к корпусам двух подшипников и с другой стороны разместить противовес. Все просто и доступно. Регулировку ориентации полярной оси у такой монтировки можно осуществить, двигая и приподнимая всю эту конструкцию относительно нижерасположенной колонны.
Из приводов движений по осям наиболее перспективными мне сейчас представляются фрикционные. То есть на ось склонений жестко насаживается гладкий диск большого диаметра, а к внешнему краю этого диска прижимается ролик. Ролик соединен с ручкой, и благодаря трению вращение ролика передается диску. Этот же диск логично использовать и в качестве координатного круга. С полярной осью все то же самое, но только диск должен не крепиться на ней, а свободно вращаться. А с нижней стороны к диску должен примыкать второй ролик - привод часового механизма, который будет поворачивать диск со скоростью 1 оборот в сутки, а при выключенном часовом механизме - удерживать диск от произвольного вращения. Тогда диск будет выполнять функции координатного круга, в первом случае - прямых восхождений, во втором - часовых углов. Такая идея упоминается в книге Л.Л.Сикорука "Телескопы для любителей астрономии", но как-то вскользь. А ведь у такого привода есть весьма приятное свойство - он полноповоротно - бесконечный, то есть ручки тонких движений можно крутить сколько угодно (а, например, у "Мицара" - только в пределах 8^o по каждой из осей).
Наконец, для поворота телескопа на большие углы нужно предусмотреть возможность "открепления" телескопа. Я для этого планирую сделать ручку, при нажатии на которую ведущие ролики через систему тяг будут отходить от дисков. И есть еще более интересная идея - создание выносного пульта управления телескопом, соединенного с инструментом гибким приводом. На пульте будет размещены ручки тонких движений по осям и вышеупомянутая ручка "освобождения" осей. Вращательное движение будет передаваться через гибкий вал от старого автомобильного спидометра.

В начало