Dự án chế tạo kính thiên văn phản xạ. Hệ thống lại tài liệu hướng dẫn chế tạo tại website vietastro.

Dự án chế tạo kính thiên văn phản xạ. Hệ thống lại tài liệu hướng dẫn chế tạo tại website vietastro.org (xem trang 38)

So với kính thiên văn khúc xạ rất dễ thực hiện thì để làm một kính thiên văn phản xạ có tính phức tạp hơn nhiều.Sự phức tạp không thể hiện ở khâu kỹ thuật hay nguyên lý mà chính là ở vật liệu để chế tạo kính.
Kính thiên văn khúc xạ chúng ta có thể dễ dàng chế tạo bằng các thấu kính có sắn hay bắt gặp trong cuộc sống. Còn kính TV Phản xạ nan giải nhất là ở phần gương cầu không dễ gì có gương cầu như ý để chúng ta làm kính. Vì thế nguyên lý thì khá đơn giản nhưng vấp phải vấn đề chế tạo khiến cho chúng ta nản lòng.

Topic này lập nên để trao đổi các kinh nghiệm trong quá trình chế tạo kính TV phản xạ. Các bạn nếu có ai đã từng làm hay đang có ý định làm thì có thể tham gia trao đổi.

Chiều nay tôi vừa lại nhà bác Lequangthuy để xem quá trình chế tạo kính thiên văn của bác. Thấy rất khả quan và có nhiều thuận lợi do công việc của bác có thể hỗ trợ rất nhiều trong việc chế tạo kính.

Quá trình chế tạo kính sẽ được bác post lên trong chủ đề này rất mong được sự đóng góp của mọi người

Xin nói trước để các bạn khỏi mừng hụt : Chúng tôi chỉ mới bắt tay vào việc chế tạo gương cầu cho KTV PX chứ chưa thành công.
Việc đưa quá trình thử nghiệm và các ý tưởng phát sinh lên topic này nhằm :
- Lôi cuốn nhiều bạn cùng tham gia. ( tạo phong trào )
- Nhận được nhiều ý kiến đóng góp từ nhiều cá nhân có Kinh nghiệm chuyên môn khác nhau giúp dự án dễ hoàn thành hơn,
-Những thất bại trong từng công đoạn hay toàn bộ dự án cũng giúp các Bạn khác rút kinh nghiệm, tiết kiệm thời gian và công sức hơn.
Tài liệu tham khảo chính của chúng tôi là 2 trang Web http://www.astromirror.narod.ru/ và http://www.stellafane.com/atm/atm_main.htm . Trang tiếng Nga nếu không đọc được bạn có thể dùng http://babelfish.altavista.com/tr để dịch sang tiếng Anh hoặc liên hệ với bạn Fairydream để có bản tiếng Anh.
Mục tiêu chúng tôi là làm được gương từ các vật liệu và phương tiện dễ kiếm được ở VN để mọi người cùng có thể làm được.
Nhóm chúng tôi ở TP HCM, chúng tôi mong rằng sẽ có nhiều nhóm ở các địa phương khác nhau cùng làm để trao đổi kinh nghiệm và tất cả chúng ta cùng thành công.
Ngoài ra chúng tôi còn tham khảo thêm một số trang Web khác liệt kê trong trang http://www.atmsite.org/date.html và http://www.starastronomy.org/TelescopeMaking/Links/index.html để rõ thêm một số chi tiết và công đoạn 2 trang TK chính nói không rõ hoặc không nhắc tới.( VD như tráng gương, Test Ronchi...)
Những thất bại ban đầu :
- Chúng tôi nhiều lần thất bại khi cố dùng mặt lõm gương chiếu hậu xe làm gương cầu : ảnh nhoè, chồng 2-3 ảnh. Lý do rất dễ đoán ra mặt gương không thật sự chuẩn. Ảnh mặt trời nhận được khi đo tiêu cự vẫn khá tốt nhưng trăng sao thì nhoè nhoẹt, lỗi loạn thị rất lớn.
Đến khi ráp được máy test , kiểm tra lại mới thấy mặt gương tưởng chừng rất đẹp, lại méo mó kinh khủng, chưa kể đến trầy xước tùm lum.
- Nhờ tiện và đánh bóng gương thép : thợ cơ khí chỉ biết đến độ bóng và KQ là soi gương được nhưng mặt gương lại méo đến mắt thường cũng nhận ra.
Trong vài ngày tới chúng tôi sẽ post tiếp quá trình chuẩn bị cho tới nay.

Nhiều người, và ngay cả chúng tôi, khi nghe đề cập đến việc mài gương cầu , vốn đòi hỏi độ chính xác rất cao, bằng tay với các thiết bị đo kiểm đơn giản, là không tưởng.
Trang http://www.stellafane.com/atm/atm_myths.htm giải thích (lấy ý) khi 2 bề mặt ma sát với nhau theo mọi phương ngẫu nhiên sẽ tạo nên mặt cầu.(mặt phẳng là một trường hợp riêng của mặt cầu khi đó R là vô cùng lớn.) Mặt cầu là bề mặt " tự nhiên " và ta dễ dàng đạt được khi mài.
Tuỳ theo mức độ mài ta có thể đạt độ chính xác vài phần triệu inches. Và với một máy test đơn giản như chúng tôi đã nói qua,chỉ dùng trục vít và bảng chia đến 1/1000 inche, ta có thể kiểm tra sai sót bề mặt gương đến cỡ bước sóng ánh sáng (vài phần triệu inches). Tôi đã từng thử qua, một bề mặt tưởng chừng như tuyệt đẹp, qua máy thử đã phát hiện ra hàng loạt những khuyết tật, lồi lõm, trầy xước.
Với máy test như vậy, ta có thể yên tâm để tiếp tục mài sửa tạo hình để có 1 gương Parabol thật chuẩn, là bề mặt lý tưởng cho gương PX KTV.

Trước mắt bạn nào quan tâm xin tham khảo tài liệu trong các web mà bác lequangthuy cung cấp. Tôi sẽ từ từ dịch sang tiếng việt và tóm tắt các bước làm.

- Tối qua tôi nhận được phôi kính đã đặt cắt. Cắt tỉa và mài bằng tay nên không được tròn lắm, sai số khoảng 0.5mm. Tôi chê, anh thợ mài sửa tiếp và tuột tay rơi mẻ cạnh. Đặt hàng 3 cái giá 60.000đ nhưng chỉ nhận được 2.
Phôi kính " khuyên dùng " là thuỷ tinh Pyrex ( có ánh vàng) do có độ giãn nở nhiệt thấp. Nhưng ở ta thì đành có gì dùng nấy vậy. Anh chàng Nga cũng nhặt kính vụn về mài và KQ cũng chẳng thua ai.
Nếu có điều kiện các bạn có thể đặt mua cả bộ ( kit) nguyên liệu gồm 1 phôi Pyrex D khoảng 6" , 1 phôi tt thường dùng làm dụng cụ mài và khoảng 5 loại bột mài với giá 5-60USD ( chưa kể phí vận chuyển! )
- Sáng CN lùng mua bột mài ở chợ Kim biên và Chợ VT Q5. Chỉ kiếm được bột oxid nhôm (mài tinh) và oxid sắt ( đánh bóng thay cho OCe ) , tất cả đều là hoá chất dành cho mục đích khác nên không biết cỡ hạt có đạt yêu cầu không, chỉ thấy sờ vào rất mịn.
Còn bột mài thô silicon carbid hay carborundum thì chẳng ai biết. Vào mạng kiếm nơi chuyên cung cấp bột mài các loại nhưng chưa ra. Bạn nào biết xin chỉ giúp.
Nếu không đành phải dùng "tối kiến " : Dùng đá mài cũ loại dùng mài dao hợp kim của thợ tiện (là bột carborundum mịn - có màu xám ngả lục- ép với keo thành đĩa mài ) nghiền và rây mịn .
Sau khoảng 0.5h nghiền. tôi có được 100g bột để dùng thử.
- Bàn mài gương đã xong. Tôi dùng 1 khạp sành cũ khoảng 5-70l có đáy lõm, lật úp xuống . Trộn một ít xi măng tráng bằng phần đáy lõm, cắm một tắc kê nhựa vào giữa đáy để lấy chỗ bắt vít bàn xoay vào. Bàn xoay là ván ép chịu nước 14mm , cắt thành hình bát giác 20cm. Sau khi kê vững chân, tôi thấy cũng khá chắc, có thể chịu được thao tác mài mạnh.
Ngày mai có lẽ tôi sẽ bắt đầu công đoạn phá thô, tạo dạng lõm bằng đĩa thép và bột carborundum tự tạo.

PP mài thô tạo lõm (Rough grinding) chúng tôi dựa theo TL Nga.
Dụng cụ mài gồm :
- 1 đĩa sắt D = 50mm dày 10mm , khoan lỗ ren răng M8 ở tâm để có thể siết bù lon 8mm làm tay nắm, dễ mài hơn. Nhờ thợ tiện làm.
- 1 vành khuyên sắt D 35mm d 20mm dày 25mm. Tôi dùng một bánh nhông mòn cũ, phần răng ngửa lên làm chỗ nắm tay.
Kích thước 2 công cụ này không cần chính xác, bạn có thể dùng bất kỳ chi tiết thép cũ sẵn có nào gần đúng là được.
Dụng cụ đo :
Thước đo độ sâu tự chế theo http://www.stellafane.com/atm/atm_grind/atm_measure_sag.htm . Tôi ngĩ nên dùng Dial Indicator thì chính xác hơn dùng thước và căn lá, ngoài ra đồng hồ đo còn dùng chung cho máy test Foucaul.
Đồng hồ (nhờ một người bạn mua tại chợ Tân Thành ) giá chỉ 50.000đ.
Thân thước làm từ ống sắt vuông 20mm, dài 300mm. Hàn thêm một trục sắt nhỏ phi 15 dài 15mm ở giữa, khoan lỗ 8mm suốt qua trục và ống để lấy chỗ cắm đồng hồ vào. Khoan lỗ, ren răng M6 ngang thân trục để bắt vis giữ đồng hồ. Dùng giấy nhám và mặt kính phẳng rà lại đáy thước cho thật thẳng ( KT lại : để thước lên mặt kính không bị hở, vênh). Ống sắt rỗng nên khá nhẹ, bạn có thể dùng nhôm hình (có bán ở Lý thường Kiệt ) gia công dễ hơn.
Tôi đang nhờ tiện một đế thép tròn để làm spherometer theo kiểu Nga. Thuận tiện hơn khi đo tại các điểm khác nhau trên gương mà không cần phải tính toán lại như thước đo độ sâu này.

Tính các thông số của gương và KTV .
Tôi chọn D =100mm vì chỉ có phôi kính dày 10mm. Tỉ số 10/1 chưa phải là tốt ( thường là 6/1) nhưng điều kiện ta chỉ có thế. Thêm nữa, gương nhỏ dễ làm hơn và thậm chí dừng lại ở dạng cầu, không chuyển sang parabol với tiêu cự dự kiến khoảng 1000mm vẫn chấp nhận được ( độ lệch giữa 2 dạng cầu và parabol nhỏ hơn 1/8 bước sóng ánh sáng TB.- theo TL Nga )
Theo http://www.stellafane.com/atm/atm_select_scope/atm_scope_calc.htm.
Rất gọn, chỉ cần nạp các thông số vật kính và thị kính dự kiến vào là xong.
Độ KĐ tối đa là 197x hoàn toàn thoả mãn yêu cầu lúc này ( Xem ảnh bạn Orion chụp Sao Mộc ở 200X là đủ khoái.)
Độ sâu giữa gương là 0.625mm. thể tích thuỷ tinh cần mài bỏ là 2454 mm khối.
Bây giờ chỉ có việc bắt tay vào mài thôi.

Tối qua, tôi bắt đầu mài thử bằng đĩa thép 100mm, dày 10mm (vì chưa có đĩa 50mm).
Trời mưa nhẹ, không làm ở sân trước được, phải chuyển vào bếp, không dùng đế, bàn xoay đặt thẳng xuống gạch, lót sơ tấm vải.
Đĩa nghiêng khoảng 30 độ để tập trung làm lõm phần tâm gương. chuyển động tới lui biên độ khoảng 40mm qua tâm.
Lực ép chừng 3-4Kg. Cảm giác bột mài ăn thuỷ tinh khá tốt, không bị trượt đi. Bột mài, mảnh tt và đĩa sắt mòn + nước thành một hỗn hợp xám đen sền sệt.
Cú 10-15 lần mài lại xoay bàn khoảng 15-30 độ .
Sau 15 phút mài, rửa sạch gương KT lại, tôi thấy một vầng tròn mờ (nhưng vẫn nhận rõ vật đặt bên dưới ) khoảng 40mm, giữa hơi lõm. Dùng thước đo độ sâu ở tâm là 0.32mm. Chỉ cần đời nhẹ thước sang vị trí khác là số đo giảm ngay. Như vậy là bột mài, thước đo đều làm việc tốt. Anh chàng Nga đạt được độ sâu 0.4mm sau 0.5h mài.
Tiếp tục mài nhưng điểm dừng hơi lùi một chút về phía tâm gương. Vừa mài vừa suy nghĩ, tôi bỗng cảm thấy đĩa mài hơi bị vướng ở cuối hành trình, và phát hiện gương bị lõm rõ ở giữa, Dừng lại, đã qua 15'' , KT lại, độ sâu tâm lên đến 0.64mm. Quá mức dự kiến cho mài thô là 0.60mm, có vài vết xước nhỏ ánh thuỷ tinh vỡ, có lẽ do bột mài không đồng nhất.
Muốn sửa lại, phải hạ thấp biên xuống. Tôi QĐ không sửa, tiêu cự gương sẽ có giảm nhưng không nhiều, ngày mai sẽ mài theo dây cung bằng khâu thép để hạ thấp phần trung gian.
Bột mài sẽ phải rây lại trước quạt gió để tách riêng từng cỡ hạt.

Xin lỗi các bạn. Vừa rồi tôi post nhầm bài cũ. Mhờ Mod xoá hộ.
Tối qua tôi bắt đầu dùng vòng thép 50mm (lõi vòng bi cũ) để mài phá theo dây cung.
Mài về một phía tâm gương, biên độ vừa đủ để không phạm vào biên gương.
Sau 15'' KT lại, toàn bộ mặt gương đã mờ đi. Dùng thước đo KT tại các điểm khác nhau trên gương tôi nhận thấy:
Tâm gương không đổi
cách tâm 10mm sâu 0.33mm,cách tâm 20mm sâu 0.12mm; 30mm 0.6mm ; 40mm 0.2mm.
Độ sâu giảm dần ra biên đúngnhư mong đợi. Chỉ có khu vực lõm giữa khoảng 1cm đường kính là không đổi.
Tiếp tục mài trong 15'' .
Độ sâu tiếp tục tăng đều. Các vết xước của ngày hôm trước biến mất, bề mặt có vẻ mịn hơn vết mài trung tâm cũ.
Mài tiếp 20''.
Độ sâu đạt mức mong đợi ở mọi điểm, riêng ở tâm độ sâu giảm còn 0.625mm.
Vùng trung tâm khi vuốt nhẹ có cảm giác lõm không đều. Có lẽ do mài phá ngày đầu bằng đĩa 100mm đặt nghiêng 30 độ là không đúng.
ở tâm bị phá lõm không đều.
Tối nay sẽ mài tiếp cho hoàn toàn hết vùng lõm này, Có thể sẽ hạ bớt biên để cân xứng.
Hoàn thành spherometer KT độ cong tại từng điểm trên gương để có dạng cầu chuẩn hơn.
Chuẩn bị keo Epoxy làm đĩa mài tinh.

Tối qua tôi dùng vòng thép 30mm mài theo đường kính để tập trung phá phần lõm ở giữa gương và đĩa thép 50mm mài theo dây cung để san bằng.
Kết quả thấy rất tốt , bề mặt gương nhẵn, mịn., nhưng độ sâu tâm gương lên đến 0.66mm.
Chiều nay mới có spherometer. Kiểm tra bằng nấc 60mm. Với nấc này để có bán kính gương là 2000mm, chỉ số đồng hồ phải là 0.25mm ở mọi vị trí trên gương.( tôi sẽ post hình lên sau )
Thực tế số đo nhận được là 0.27mm ở tâm và giảm dần ra biên còn 0.20mm. Tức là gương đang bị lõm giữa và loe miệng hay phần trung gian hơi cao. Điều này rất khó nhận biết khi chỉ dùng thước đo độ sâu.
Tôi QĐ sẽ mài lại phần trung gian (mài theo dây cung bằng vòng thép 30mm)để có số đo tương đối chuẩn trước khi đúc đĩa mài tinh bằng Epoxy,như vậy tốc độ mài tinh sẽ nhanh hơn.