Опыт создания обсерватории на дачном участке

Вероятно, каждый астроном-любитель согласится, что достаточно крупный инструмент имеет смысл установить стационарно в специальном павильоне за городом. Однако, если описания самодельных телескопов появляются в любительской литературе достаточно регулярно, то даже упоминания о личных обсерваториях встречаются в виде исключения, не говоря уже о более подробной информации. Поэтому предлагаемая статья может оказаться полезна тем, у кого есть земельный участок за городом и есть желание приспособить его для астрономических наблюдений, но нет плана действий. Как показывает мой личный опыт, постройка обсерватории — дело не такое уж сложное.


А начиналось это так. К лету 1992 года я уже 6 лет использовал для наблюдений серийный "Мицар" и пора было думать о следующем шаге — телескопе, по крайней мере, вдвое большего диаметра. В продаже такие не встречались, и единственным выходом было самостоятельное его изготовление. Никакого опыта в телескопостроении я не имел и при постройке с "нуля" большого телескопа (обсерватория тогда еще не планировалась) самым трудным было бы изготовление оптики. Поэтому в 1991 году мы с Евгением Синицыным заказали у московского оптика Анатолия Санковича комплект зеркал для 270-мм рефлектора системы Ньютона, который получили в конце 1992 года. Предполагалось, что механика телескопа будет собираться из тех материалов и деталей, которые удастся найти в окрестностях моего дачного участка, на свалках разбитой совхозной техники.

К лету 1993 года, когда был готов первый вариант трубы и подобрана большая часть необходимых деталей, стало ясно, что установка получается слишком тяжелой и выносить ее для наблюдений из помещения, как "Мицар", будет крайне неудобно. Поэтому было решено ориентироваться на стационарный экваториал, установленный в специальном помещении с откатываемой вручную крышей. Вариант с вращающимся куполом показался мне менее перспективным (частично из-за его большей трудоемкости, но главным образом из соображений безопасности: он слишком явно указывает на цель постройки).


Строительство обсерватории началось в августе 1993 года и осуществлялось параллельно с изготовлением монтировки телескопа. К этому времени на моем участке уже имелся деревянный не отапливаемый хозблок 2.5 на 6 м, и я решил добавить к нему с западной стороны двухэтажную пристройку, первый этаж которой стал бы продолжением помещения хозблока, а второй — обсерваторией со сдвигаемой на плоскую крышу хозблока крышей. Уже через год это решение было реализовано. Телескоп находится на втором этаже, в прямоугольном помещении 1.9 на 2.5 м, ограниченном боковыми стенками высотой 1.1 м. Эта секция дома имеет специально укрепленный фундамент и усиленное межэтажное перекрытие, служащее полом второго этажа.

Крыша обсерватории двухскатная (с наклоном около 30°), покрыта листовым железом и с торцов обшита тонкими досками. В закрытом положении она опирается на 4 ролика, и перед наблюдениями отодвигается к востоку. При этом первая, восточная пара роликов (укрепленная на столбах, поддерживающих крышу с восточной стороны) катится по двум стальным трубам, проложенным по крыше хозблока, а вторая, западная пара — по двум стальным уголкам на верхних краях северной и южной боковых стенок обсерватории. Под западным краем основания крыши размещена третья, дополнительная пара, которая в закрытом положении висит в воздухе, а при откатывании крыши попадает на те же уголки, что и вторая. Поскольку ширина основания крыши больше, чем ширина второго этажа, то при полном откатывании крыша опирается на первую и третью пары, а вторая зависает. Трубы, по которым катится первая пара роликов, имеют на концах ограничители, а все ролики сделаны с боковыми бортиками.


Один из покрывающих западный скат железных листов прибит к специальной раме и может приподниматься до горизонтального положения. С западной стороны горизонтальная несущая балка также приподнята примерно на 25 см. При наинизшем положении телескопа (когда он расположен горизонтально с северной стороны колонны) над уровнем боковых стенок возвышается только свободный конец оси склонений. При откатывании крыши он проходит точно под приподнятым листом, не задевая его. Такая конструкция дала возможность разместить телескоп настолько высоко, что точка пересечения полярной оси и оси склонений лежит примерно на уровне верхнего края боковых стенок, и поэтому последние практически не мешают наблюдениям.

Попасть в обсерваторию можно только изнутри хозблока, по лестнице через люк. Во время ночных наблюдений люк закрывается, чтобы случайно в него не упасть, а также для предупреждения появления восходящих потоков более теплого воздуха из помещения хозблока.

Сам телескоп расположен не в центре помещения, а смещен к северу, в результате чего с южной стороны освободилось место для откидного столика и небольшой тумбочки с электрооборудованием, изготовленным моим братом Владимиром. Оно состоит из двух электронных блоков, питаемых от сети 220 В. К первому подключены переносные источники освещения. Второй же блок служит для регулировки яркости обычной настольной лампы, закрепленной над откидным столиком.

Как и ожидалось, всю механику телескопа удалось собрать из деталей, снятых на свалке с разбитой сельскохозяйственной техники и материалов, разбросанных по окрестным полям, лесам и оврагам — швеллеров, труб, уголков и так далее, после их минимальной ручной обработки. Все соединения выполнены с помощью болтов и гаек, взятых там же. Так что в телескопе нет ни одной детали, сделанной специально для него в заводских условиях.


Основой монтировки служит вертикальная колонна — стальной швеллер сечением 70 на 150 мм с толщиной стенок 8 мм и длиной около 3.5 м. Его нижний конец опирается на уложенный горизонтально стальной круг диаметром 1 м (от дискового плуга), закопанный на глубину около 0.4 м. Колонна проходит через первый этаж и ее верхний конец возвышается на 0.8 м над полом второго этажа (которого нигде не касается). Устойчивость колонне придают два наклонных швеллера (с северной и западной сторон), верхние концы которых привинчены к ней на уровне межэтажно-го перекрытия.

Телескоп установлен на монтировке немецкого типа, с регулировкой положения полярной оси. На верхнем конце колонны привинчен обрезок швеллера длиной 30 см (вогнутой поверхностью вниз), наклон которого к горизонту можно менять, а нужное положение фиксируется болтом М8. К верхней, плоской поверхности крепится болтом М14 другой кусок швеллера (вогнутой поверхностью вверх), служащий основанием для корпусов подшипников полярной оси. Болт проходит через отверстия, сделанные по центру каждого из швеллеров и служит осью поворота верхнего швеллера относительно нижнего. Таким образом, стало возможным регулирование угла поворота полярной оси в плоскости, наклоненной к горизонту, и угола наклона этой плоскости. Корпуса подшипников полярной оси имеют по бокам выступы со сквозными отверстиями для крепления защитных крышек. При установке полярной оси эти отверстия были использованы мной как визиры, что позволило очень быстро добиться параллельности полярной оси с земной осью с точностью, достаточной для визуальных наблюдений с большими увеличениями.

Сама полярная ось имеет диаметр 35 мм, расстояние между подшипниками — 260 мм. Подшипники двухрядные плавающие, поэтому им не страшны перекосы осей. Поворот телескопа по часовому углу осуществляется вращением диска, укрепленного на вспомогательной оси, параллельной полярной, через систему шестеренок с передаточным числом 1/62. Последняя шестерня закреплена на полярной оси намертво, без свободного хода, но, прикладывая определенное усилие к самому телескопу или к оси склонении, можно быстро повернуть телескоп на большой угол в плоскости экватора (все оси снабжены подшипниками и трение в них невелико).


На северный конец полярной оси надета толстая цепная шестерня и зафиксирована на ней болтом М8. К верхней плоской поверхности этой шестерни на четырех болтах М10 крепится еще один швеллер, к которому, в свою очередь, привинчены корпуса подшипников оси склонений.

Ось склонений имеет переменный диаметр: 35 мм между подшипниками, 30 мм на местах крепления подшипников (расстояние между подшипниками 210 мм) и 25 мм в месте размещения механизма поворота. Этот механизм представляет собой двухосный редуктор, который служит также основной частью противовеса (добавочный груз крепится на самом краю оси и весит всего 2 кг). На оси склонений жестко закреплена только левая шестерня (свободного хода по этой оси также нет), на вспомогательной оси — маленькая правая, остальные шестерни свободно проворачиваются, но находятся в сцеплении друг с другом. Передаточное число всей этой системы составляет 1/112.

На противоположном конце оси склонений жестко закреплена вторая цепная шестерня. К последней привинчен тонкостенный швеллер, к боковым стенкам которого крепятся хомуты, прижимающие к нему трубу. Хомуты сделаны из дюралевых полосок толщиной 2.5 мм и шириной 20 мм и на концах стягиваются болтами М6.

Обе оси снабжены координатными кругами из прозрачной пластмассы диаметром около 30 см, сделанными из крышек от коробок для магнитных лент.

Труба диаметром 0.32 м и длиной 1.4 м была собрана с помощью 6-мм болтов из 9 секций, полученных путем разгибания распиленных вдоль полуметровых отрезков дюралевых труб (использовавшихся когда-то для подачи воды на орошаемые поля) с толщиной стенок 2.5 мм и диаметром 0.15 м. Изнутри труба окрашена в черный цвет.

Оправа главного зеркала собрана из дюралевых уголков, образующих два треугольника, вложенных один в другой. Больший из них, снабженный юстировоч-ными и крепежными винтами, фиксируется внутри трубы тремя болтами Мб. Меньший опирается на три котировочных болта и несет на себе три дюралевых коромысла с перемычками для разгрузки зеркала на 6 точек. По углам этого треугольника привинчены фиксаторы зеркала. Главное зеркало имеет диаметр 270 мм, фокусное расстояние 1480 мм и весит около 5 кг.

Оправа вторичного зеркала имеет стандартную конструкцию и подвешена на четырех растяжках, изготовленных из отожженных и окрашенных черной краской сточенных слесарных полотен.

Механизм фокусировки сделан из распределительной коробки электросети. Она представляет собой трубку из алюминиевого сплава длиной 40 мм, с внешним диаметром 100 мм и толщиной стенок 10 мм. С одной стороны в нее ввинчивается крышка по резьбе, нарезанной на внутренней стороне трубки. В крышке было просверлено отверстие для пластмассовой трубки, в которую вставляется окуляр. Грубая фокусировка осуществляется движением окуляра в пластмассовой трубке, тонкая — вращением крышки в резьбе.

Для наблюдений на телескопе используются окуляры от "Мицара", дающие увеличения от 60 до 315 крат. В качестве искателя на трубе закреплен призменный монокуляр МП 750 с полем зрения 6°, в который видны звезды до 9-9.5т, что делает его очень удобным при поисках объектов по картам типа атласа AAVSO или "Uranometria 2000.0".

Находящийся в обсерватории телескоп приподнят примерно на 3 м над уровнем земли, и для него доступно почти все небо, за исключением участка ниже 30° от точки севера до юго-востока, который закрывают деревья и крыша обсерватории. С южной стороны есть несколько отдельных деревьев не выше 15°.

Дачный участок расположен в 60 км к югу от Москвы, примерно в 20 км от аэропорта Домодедово. До ближайшей железнодорожной станции не менее 10 км, так что искусственная засветка неба сведена к минимуму. Единственной помехой является уличный фонарь в 50 м к югу, но он горит не всегда, да и то почти не мешает, если нет тумана. В темные ночи в "Мицар" с увеличением 32 крата удавалось наблюдать такие объекты, как шаровое скопление М4, планетарные туманности М76 и М97 ("Сова"), галактики до 10ш. Что касается 270-мм рефлектора, то, хотя изготовление его монтировки еще не закончено, наблюдения на нем начались уже в августе 1994 года.

Согласно эмпирической формуле И. Боуэна и Р. Колмана (см. JI. JI. Сикорук, "Телескопы для любителей астрономии", "Наука", 1990 г., стр. 46), проницающая способность телескопа такого размера при увеличении 60х и хорошем качестве изображения должна составлять примерно 12т, что и подтвердилось при моих наблюдениях фотометрических стандартов. При таком увеличении также видны галактики почти до 12^m и разделяются на звезды шаровые скопления М2, М15 и М71. Поэтому я считаю, что два года потрачено не зря и самое интересное еще впереди.