Главное зеркало для телескопа-рефлектора из гранита

Коллеги, добрый вечер!

Давно и вялотекуще увлекаюсь астрономией и астронаблюдениями, лелею в мечтах свой маленький рефлектор с главным зеркалом миллиметров в 200-300 диаметром. И подумалось мне - а почему никто не делает зеркала рефлекторов из хорошего гранита, вроде того, что идёт на поверочные плиты? Прозрачность его значения не имеет, всё равно серебрить\аллюминировать, ТКЛР меньше чем у стекла витринного (из которого сотни любителей астрономии склеивают заготовки под свои рефлекторы). Не зеродур, конечно, и не пирекс, но и не витрина\иллюминатор. Заготовка 300х300х70мм в ИНПО стоит копейки, меньше 5000р.

Да, обрабатывается чуть тяжелее в силу твёрдости, но номенклатура CBN, алмазных и карбидкремниевых порошков в наши времена широка и позволяет обрабатывать и гранит. Тем более что "мясо" планируется снимать алмазной фрезой на ЧПУ, шлифовать нужно будет достаточно мало.

Сразу оговорюсь, выводить кривизну близко к Релеевским величинам и наблюдать темные созвездия не планирую, интерес представляет Солнечная Система в основном.

Как и все темы в разделе безумных идей, посвящена скорее не "как сделать проще и традиционней" а "почему бы и не так?" что прошу учитывать.. :)

Купить готовый рефлектор не предлагать, готовый уже есть, интерес именно повозиться.

структура камня пористая и зеркальность тож пористая буить и картина луны тож вся в шагрени буить тока стекло и лучше с высокм коэвв переломления прим 1.7

оптон, ну вот поверочная плита передо мной, полированная, китайский 00 класс. На солнце блестит аж слепит, лазерный луч-линию не дробит, конкретно гладкая. Зеркало будет таким же по идее. Надо будет профилометром по ней поползать, измерить. Или при покрытии что-то вылезет?

лучше с высокм коэвв переломления прим 1.7

А он тут зачем? Или в плане - больше коэф. преломления - лучше физические свойства стекла?

астроситал. ЛЗОС делает.

А он тут зачем?

а он лучше блястить и отражение лучше если пральна полировать

Да я неспициолист но мя в детстве заинтересовал преподователь и мы собирались построить телескоп но несделали .Литературу помню штудировал как абразавы разделить там то да сё.Помоиму как раз впористости или в адгезии вопрос надо капать.Да и если неизменяет память 300 мм это оч большое заркало.Мы планировали 100 мм .Правда непомню причину.Жалко что нереализовался проэкт.

астроситал. ЛЗОС делает.

 

Да это понятно.. И его можно купить, и зеродур достать при желании. Вопрос в том, чем плох гранит? Ну по сравнению с витринным скажем стеклом, на котором множество астрономов познают тайны галактик.

а он лучше блястить и отражение лучше если пральна полировать

 

Ага, понял.

Тута лучше обьяснять и почитать мона на досуге

http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,128463.0.html

Zoraccer, природный гранит материал неоднородный и крупнокристаллический. Кроме того он имеет некоторую пористость и микротрещины. При полировке все это создает проблемы: зерна разного состава полируются с разной скоростью; постоянно идет выкрашивание слабо связанных зерен с образованием царапин; поры и трещины дают глубокие неоднородности при полировке и дефекты при напылении. Если уж Вы непременно хотите использовать природный камень, берите базальт, - это более однородный материал, хотя с ситаллами и пирексом ни в какое сравнение не идет.

У гранита зерна слишком неравномерные, неизбежны косяки поверхности при обработке, незаметные глазом, но критичные для зеркала.

Мрамор?

Авас Петяев, Как геолог, абсолютно согласен базальт лучший вариант и обрабатывается не в пример лучше, даже лить можно (не дома :) )

Материал подложки зеркала должен быть однородным. Как вы собираетесь полировать гранит с точностью RMS (СКО), например, 14нм? Зерна разной твердости и химического состава по-разному взаимодействуют с полировальником. Тем более, полировка и шлифовка - это физико-химический процесс! Крайне тонкий, на атомном уровне и с пленками в ангстреммы. Пусть мы хотим получить оптику, которая удовлетворяет минимальным требованиям современных астрономов-любителей. Тогда нужна точность поверхности менее 1\4 длины волны. Примерно, горбы-впадины менее 75нм.

Контролировать зеркало при изготовлении можно исключительно оптическими методами! То есть, вы анализируете не поверхность зеркала, а форму отраженного волнового фронта.

К слову, для глубокого космоса и рассматривания звездных скоплений не нужно особо качественное зеркало. А для ваших "объектов Солнечной системы", то бишь планет - требуется высококачественное зеркало со Штрелем выше 0.9.

И еще, я не спец по алюминированию и вакууму. Насколько хорошо алюминий напыляется на гранит? Не газит ли, не возникает ли шагрени?

Могу посоветовать книги Сикорука, Наумова, Навашина про изготовление оптики. И Малакару "Оптический контроль".

. Пусть мы хотим получить оптику, которая удовлетворяет минимальным требованиям современных астрономов-любителей. Тогда нужна точность поверхности менее 1\4 длины волны. Примерно, горбы-впадины менее 75нм.

Не, не хотим :) Серьезно, даже приближаться с релеевским величинам не хочу, мороки слишком много. Хорошее качественное зеркало проще купить в Европе, выйдет даже дешевле чем делать самому.

По граниту совокупные аргументы уважаемых форумчан меня убедили, с этим я согласен.

Литературу эту тоже знаю, спасибо :good:

А вот в оптическом контроле с ножом Фуко и прочими плясками необходимости у нас нет, есть доступ к координатно измерительной машине микронной точности. Даже субмикронной при желании. Поэтому и предполагалось фрезеровать 99% массы, и сполировавать отдельные фрагменты опять же на станке.

Полировальники это конечно интересно, но очень долго и муторно :hi:

даже приближаться с релеевским величинам не хочу

Тогда зеркало будет годиться разве что для прожектора. Правда! В таком случае советую найти рефлектор Ньютона, лучше 200+ мм диаметром.

есть доступ к координатно измерительной машине микронной точности.

В оптике используются нанометры, что на 3 порядка меньше микрометра. Поэтому ловить нанометры приходится оптическими методами.

К тому же, координатная машина должна будет измерить множество точек, чтобы предсказать деформации волнового фронта. Иначе вы рискуете пропустить локальные ошибки, рябь, астигматизм и нерегулярные ошибки микронного размера.

Тогда зеркало будет годиться разве что для прожектора. Правда! В таком случае советую найти рефлектор Ньютона, лучше 200+ мм диаметром.

 

Мне кажется, у нас с вами несколько разные критерии оценки качества телескопа. Если 15х бинокль, китаец по происхождению, даёт приятное моему глазу изображение Луны, то почему микрометровой точности зеркало телескопа даст изображение хуже?

Учитывая что штампованные линзы рефрактора явно хуже, чем единичная линза.

Я согласен, что для наблюдений тёмных объектов, особенно дальнего космоса, борьба идёт за каждый ангстрем кривизны. Но Солнечная Система, и особенно Луна.. Даже шагрень особо не будет мешать, не говоря уж о астигматизме

Если я не прав, аргументируйте пожалуйста :hi:

Мне кажется, у нас с вами несколько разные критерии оценки качества телескопа. Если 15х бинокль, китаец по происхождению, даёт приятное моему глазу изображение Луны, то почему микрометровой точности зеркало телескопа даст изображение хуже?

Учитывая что штампованные линзы рефрактора явно хуже, чем единичная линза.

Линзы в китайском бинокле 15х имеют довольно высокую точность. Плюс малое увеличение. Одно дело 15х, другое дело 150х или 400х, когда резко и крайне сильно вылазят все ошибки.

Китайцы сейчас производят зеркала для телескопов на потоке, используя интерферометрию.

Вот как видно любую планету нашей системы в не особо качественный телескоп, который, тем не менее, изготовлен с помощью интерферометрии и спустя рукава http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,121119.520.html

В зеркале, отшлифованном на микронах, картина будете еще печальнее. Плюс рябь на зернах гранита. Вместо звезд будут яркие пятна произвольной формы с лучами.

Может вначале посчитать как будет изгибаться гранит под собственным весом? Имеет смысл такое зеркало городить? Да и в конце концов можно же его и покрыть чем нужно.

Еще стоит учесть ТКР (10^-7 1/ºС) гранита 74 против 35 для ЛК5 и 1.5 для ситалла СО115М.

можно же его и покрыть чем нужно.

И учесть прочность сцепления подложки с покрытием, обеспечить близкий ТКР, чтобы не повело.

Может вначале посчитать как будет изгибаться гранит под собственным весом?

Собственно, если поверочные плиты можно (и нужно) устанавливать на трёх точках, и они не меняют геометрии в микронном диапазоне, то и зеркало не далеко уйдёт от этой величины.

Я еще раз повторюсь, и подчеркну : меня не интересует дальний космос, тёмные объекты, всё что выходит за пределы Солнечной системы и в частности находится дальше Венеры.

Поэтому не вижу смысла спорить о кривизне зеркала, близкой к релеевским величинам, теневом контроле и прочем. Да, это всё надо делать, но для других зеркал с совершенно другими задачами.

Пока единственный серьезный аргумент против гранита - разная микротвёрдость вкраплений. Тут полностью полностью согласен, это может серьезно испортить всю "картину". Остальное, извините, не принимается, т.к. не стоит задачи получить настоящее зеркало телескопа.

Резюмируя - да, гранит отметаем. Разная микротвёрдость, внутренние дефекты, в т.ч. полости и включения помешают качественной обработке.

Приглашаю уважаемых форумчан высказывать идеи о материале зеркала, за исключением стёкол и ситаллов. Последние понятно, что можно купить, и ценник не смущает, тема создана не для экономии денег. Совсем не для неё.

А пластик не пойдет? Вроде, как в оптике используют.

Zoraccer, тогда, может, металлическое зеркало?

"Любительский телескоп Кассегрена с зеркалами из нержавеющей стали"

http://www.astronet.ru/db/msg/1263884

И тут автор столкнулся с проблемой, которая грозила свести нанет всю работу. Протирая после мытья зеркало, он заметил на его поверхности мутный налет. Зеркало, освещенное электролампочкой, при осмотре с помощью линзы казалось обильно усыпанным зернами мака. Крупнозернистый металл проявил себя: вскрылся слой раковин с мельчайшими частичками шлака в них, которые, освобождаясь при полировке, царапали зеркало.

В десять дней обошлось автору доведение зеркала до стадии фигуризации, но все труды пошли насмарку: поверхность зеркала, источенная раковинами, казалась "рябой". При теневом испытании она напоминала, по образному выражению К.Л.Стонга "…грубую кожу мандарина"(4). Там же дано и решение проблемы: покрыть зеркало пленкой из хрома, по которой и вести полировку.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Юрий Селезнёв - специалист по изготовлению зеркал из металла.

У него есть свой канал на Ютубе.

http://www.youtube.com/channel/UC8btzG-DqwnOTlxo-k7p_qQ

Тему не изучал, но знаю, что есть мировой опыт постройки зеркал из обсидиана :)

Unusual Telescopes, by Peter L. Manly

мировой опыт постройки зеркал из обсидиана

Обсидиан - вулканическое стекло. Материал аморфный и однородный, в отличие от гранита.

musgravehill, спасибо, пойду изучу..

Каюсь, очень бегло сейчас пробежал статью глазами, не совсем понял - почему именно нержавейка? У неё, кроме коррозионной стойкости и низкой теплопроводности, есть преимущества? Почему, скажем, не алюминий?