From :ATM Türk: Amatör Teleskop Yapımı

Teleskoplarla ilgileniyorsanız, kullanım kılavuzlarında ya da tüplerinin üzerlerinde, örneğin 1000mm f/11 D=90mm F=1000mm şeklinde bir takım rakamların yer aldığını görmüşsunuzdur. Bu örnekteki tanımın anlamı şudur:

D: objektif (ayna ya da mercek) çapı (diameter) = 90 mm
F: odak uzaklığı (focal length) = 1000 mm
f/: odak uzaklığı / objektif çapı = 1000 / 90 = 11

Şimdi bunların değişmesiyle teleskobun özelliklerinin nasıl değişeceğine değinelim:

Bir teleskobun objektif çapı ne kadar büyük olursa, daha çok ışık toplayacağı için o denli sönük yıldız ve cisimleri görmek mümkün olur. Bunu küçük bir kova ile büyük bir kovanın toplayacağı şu miktarına benzetebiliriz. Zaten bu nedenle çok büyük çaplı teleskoplara ‘isik kovası’ (light bucket) denilmektedir. Optik alet kullanmayan insan gözü (çıplak göz) yaklaşık 6. kadirden yıldızları görürken, 8 inç = 203 mm çaplı bir teleskop 13. kadirden yıldızları görebilir. Buna dayanarak, sönük cisimleri ve daha fazla cisim görmek için objektifi (aynanızın çapını) bütçeniz ölçüsünde büyük tutmanız gerekir gibi bir sonuç çıkar. AAVSO'nun Değişken Yıldızların Gözlem Kılavuzu’nda teleskopların özellikleri ve göreceğiniz kadır sınırlarıyla ilgili çok yararlı bilgiler bulabilirsiniz:
http://www.aavso.org/publications/manual/index.shtml#turkish

Odak uzaklığı, bir teleskobun boyutunu, ve o teleskopla ne kadar fazla büyültme yapabileceğiniz konusunda size bir fikir verir. Örneğimizdeki 1000mm odak uzaklıklı mercekli ya da Newton türü aynalı bir teleskobun tubunun uzunluğu yaklaşık 800/1000 mm kadar olur. Bu da genelde o teleskobun taşınabilirliği hakkında kabataslak bir ölçüttür. Teleskop ne kadar uzunsa taşınması o derecede güçtür. - Hem Mercekli Hem Aynalı Katadiyoptrik teleskoplarda (örneğin Schmidt-Cassegrain turu) taşınma sorunu daha azdır, çünkü odak uzaklıkları büyük olsa da, ışık demeti içlerinde iki kez yansıdığından boyutları daha küçüktür.

Teleskoplarda yapabileceğiniz büyültmeyi hesaplamak için objektifin odak uzaklığı kullandığınız gözmerceğinin odak uzaklığına bölünür:
Örneğin 1000 mm / 25 mm = 40 kez. Bu formül teoride istediğiniz kadar büyültme yapabileceğinizi düşündürse de, bir teleskopla optimum sonucu alabileceğiniz azami büyültme teleskobun objektif çapının mm cinsinden 2 katıdır. Örneğimizdeki 90mm'lık teleskobun sağlayabileceği azami büyültme 90 x 2 = 180 kezdir. Bu konuda sitemizdeki İdeal Büyültme Oranı bölümüne bakabilirsiniz.

Odak oranı (örneğimizdeki f/11) bir teleskobun geniş alanlı mı (hızlı), yoksa dar alanlı mı olduğunu (yavaş) belirtir. Geniş alan derken, aynı gözmerceğini kullanarak daha az büyültme yapıp daha geniş alanı görmek kastedilmektedir. Dar alan ise bunun tam tersi, daha fazla büyültme yapıp daha dar bir alanı görmenizi ifade eder. Bunun pratikte kullanımı, odak oranı büyük (örneğin f/10 ve fazla) olan teleskopların daha çok yüksek büyültme gerektiren Ay ve gezegen gözlemleri yapmaya uygun olmasıdır. Odak oranı az olan teleskoplar gökyüzünde görünür çapları büyük (yaygın) olan, örneğin Andromeda galaksısı gibi özellikle uzak gökyüzü cisimlerini (deep sky objects) görmeniz için daha uygundur.

Yapacağımız aynanın odak uzaklığını seçerken, hepsi de birbirlerine bağlı üç değişken; odak uzaklığı (f), Objektif (ayna) çapı (D) ile odak oranı (f/D), optik tüp komplesinin boyunu (= teleskobun taşınabilirliğini) ve ulaşılabilecek en büyük büyültme oranlarını da belirleyecektir.

Örneğin, f/D=6, D=20 (çm) işe, f= 120 (çm) olacak ve 20 (mm) lik bir gözmerceği ile X60, 8 (mm) bir mercekle de X150 büyültme mümkün olacaktir. Ayna çapı 15 (cm) olan bir teleskop yapsaydık, f/6 odak oranı ile, odak uzaklığı f=90 (cm) ve elde edilebilecek büyültmeler de sırasıyla, X45 ve X112.5 olacaktı. Bunun dışında `çıkış gözbebeği büyüklüğü' (exit pupil) ve bununla ilgili başka parametreler de hem ayna çapı hem de odak oranı ile ilgilidir. Ayrıca seçilmesi gereken ikincil aynanın büyüklüğü de bunlara bağlıdır.

Dolayısıyla, ağırlıklı olarak gezegenlere bakmak istiyorsak ve büyültme bizim için önemli ise, bu durumda ya objektif (ayna) çapını, ya da odak oranını ona uygun seçmeliyiz (f/8 > f/6 gibi) ki amacımıza ulaşalım. Böyle bir amacımız yok ve teleskobu genel amaçlı kullanacaksak, odak oranı için f/6 ya da f/5 gibi değerler de olabilir. f/4 ya da f/3 ve f/2 gibi oranlara gelince, bu odak oranlarının seçilmesi, optik tüp komplesinin boyutlarını küçültüp, teleskobun taşınabilirliğini arttırması karşılığında, çözülmesi güç bazı sorunlara yol açabilir:

• Aynanın ortasının çukurluğu (sagitta) daha derin olmak zorundadır. Bu da daha çok aşındırma yapmak gerektirir (aynayı işlemek için gereken zaman artar). Aynanın ortası daha da inceleceği için mekanik dayanıklılığı azalır ve daha kalın camlar kullanmak gerekir. Farklı çaplar ve odak oranları için merkezdeki çukurluğu hesaplayan bir uygulamayı Sagitta Calculator adresinde bulabilirsiniz.

• Sadece parabolik aynalar sonsuzdaki bir cismi bir noktada odaklayabilecekleri için, küresel olarak aşındırdığımız aynanın daha sonra parabolik hale getirilmesi gerekir ve bu işlem hızlı aynalar için (< f/5) son derece zahmetlidir. Oysa büyük odak oranlarında (> f/6) küre ile parabol arasındaki fark çok daha azdır ve parabol hale getirme çok çok iyi yapılamasa bile, bunun yol açacağı optik kusur (küresel sapınç) çok daha azdır.

• Görüntünün karşıtlığı (kontrast) ve büyültme azalır, renk düzeltme azalır, optik kusurlar artar.

Odak oranını mümkün olabilecek kadar büyük seçmekle, hem optik kusurlardan hem de ayna hızalama (ışık demetini koşutlama = colllimation) hatalarından da kaçınmış oluruz, teleskobun büyültmesi ve görüntünün kontrasti artar, renk düzeltme miktarı iyileşir, tüm optik kusurlar azalır. Karşılığında ise, teleskobun optik tüp komplesinin boyu uzamış olur ki ufak çaplarda bu bir sorun olmaz.

Öte yandan ikinci önemli değişken olan ayna çapı büyüdükçe, aşındırma ve cilalama için gereken süre de artmaya başlar. 15 cm lik bir ayna için gereken zaman ile 25 cm çapındaki için gereken zaman çok farklı olabilir. Büyük aynaların özellikle kenarları (en önemli kısımlar) güç cilalanır. Bu sebepten, ilk ayna için çok büyük çapların seçilmesi önerilmez (örneğin en çok 15 cm). Tabi burada kullanılan camın kalınlığı da bir başka sınırlayıcı sayılır. 19 mm soda-kireç cami (bildiğimiz pencere camı) kullanıyorsak, 25 cm çap oldukça büyük bir çap değeri sayılır. Daha büyük aynalarda daha kalın camlar kullanmak gerekir.

Tüm aynalar, ne kadar kalın olurlarsa olsunlar, teleskop ufkuktaki hedeflere yöneltildikçe `bir miktar' esneyerek görüntüyü deforme ederler. İnce aynalarda bu deformasyon daha fazladır. Buna karşılık, ayna inceldikçe, çevresi ile ısıl dengeye ulaşma zamanı kısalmaya başlar. Bu da ince aynaların ucuz olmaları dışında az sayıdaki avantajlarından birisidir.

6 inç çaplı bir aynada f/4 hedeflenirse, çukurluk değeri 0.238125 mm olur. f/10 için ise 0.09525 mm değerine düşer. İlk durumda aşındırılması gereken yaklaşık 2 mm'lik cam, f/10'da dörtte birine düşer. Raleigh ölçütüne göre 6 inçlik bir aynada f/D = 8.2 seçilirse, ayna oldukça güç bir işlem olan parabol hale getirilmeden de küresel biçimde de bırakılabilir. Tabii tüpün boyu f/4 durumunda 60 cm, f/8.2 durumunda ise 123 cm olacaktir.

İlk aynanızı yaparken, aynanın 'yanlis' traşlanması/asındırılması şu koşullar altında mümkündür:

a) Yeterince rasgele olmayan aşındırma hareketlerinin (pattern) kullanılması (örneğin, hep aynı noktaya uyguladığınız ısrarlı basınç)
b) Aynayı ya da aleti yeterince ve rasgele (birbirlerine ters yönde) döndürmemek.
c) MOT (ayna üstte) / TOT (alet üstte) yöntemlerinden sadece birisiyle çalışmak.
d) Çalışılan tezgahın düz olmaması, aynanın yeterince desteklenememesi (özellikle 19 mm kalınlığındaki soda-kireç çamları için kritik), camın uyguladığınız kuvvetler altında esneyerek farklı eksenler boyunca farklı odak uzunluklarına sahip olması

Oluşacak hatalar ise şunlar olabilir:

a) Bölgelenme (zoning) / simit şeklinde halka(-lar)
b) Bölgelenme ve istenilen derinliğe (sagitta) ulaşırken kenarların gereğinden fazla incelmesi, kenarların cila almaması
c) Astigmatizma

Bunlar dışında camın pahlanmış yerine el ile dokunmanın da kırmıklara (chipping) neden olacağı söylenmektedir. Mümkün olduğunca bu kışma dokunmaktan kaçınmalı (elden aktarılan ısı, cami mikroskopik ölçekte de olsa genleştiriyor). Bir de aşındırma sırasında ara sıra kurşun kalem testi (pencil test) yaparak cam ile aletin birbirine tam uyduğundan emin olmakta yarar vardır.

TOT ve MOT terimleri sitemizin Bazı Amatör Teleskop Yapımı Terimleri bölümünde açıklanmaktadır. Kısaca değinmek gerekirse:

TOT - tool on top demektir. Anlamı, teleskop aynası olacak cam disk tezgah üstüne konulur. Aşındırmada kullanılan alet (cam disk ya da seramik parçalarıyla kaplı alcı kalıp ya da mermer disk) ise önün üzerine konulup aşındırma yapılır.

MOT - mirror on top demektir. Yukarıda yazılanın tam tersi söz konusudur.

Aynanızın kullanılabilir ya da 'kırınımla sınırlı' (refraction limited) olması için, bitmiş bir ayna yüzeyinin lambda / 4 (~ 0.56µm) düzeyinden daha fazla hatasının olmaması gerekir. Lambda, ışığın dalga boyunu ifade eder. Çok kaba görünüşlü bir ölçü aletiyle (Foucault test düzeneği) lambda/100 düzeyindeki çok çok küçük hatalar bile saptanabilir. Ama kusursuz Airy diskleri elde edebilmek için özellikle başlangıçta doğru bir strateji izlemek de önemlidir. Örneğin ayna çapını olabildiğince küçük, odak oranını da olabildiğince büyük seçmek gibi.

Bir teleskop aynaşı, insan tarafından şekillendirilmiş en duyarlı katı mikroskobik yüzeylerden birisidir. Bir karşılaştırma olması açısından, olçüleri büyüterek söyle bir örnek verebiliriz:
20 cm çapında bir aynayı bir an için 800 kere büyüterek 1600 metre çapına çıkardığımızı hayal edelim. Böyle bir durumda bu tür aynalarda ortalama olarak seçilen kalınlıklar göz önüne alındığında kalınlığı da 260 – 300 metreye çıkacaktır.

Bir metal atölyesinde 20 cm çapında bir parçayı genellikle 0.02 mm duyarlılıkta işlemek mümkündür ki ölçekleri büyütürsek bizim örneğimizde bu duyarlılık yaklaşık 20 cm'ye karşılık gelmektedir. Bu ölçekte, ışığın ortalama dalgaboyu 0.0005588 ile 4.318 mm arasında değişir. Azami kabul edilebilir optik hata 0.55 mm olacaktir. Oysa iyi kalite optik yüzeylerde tolerans 0.25 mm civarındadır. Bü, 1800 metre çap, 300 metre kalınlığında bir diskte, en çok 'bir iskambil kartı kalınlığında' bir değişime karşılık gelmektedir! Ayna yapmak, bir bilim olduğu kadar aynı zamanda bir sanattır.

Neden 6 İnç Çapında Ayna ile Başlamalı?

Scientific American dergisinin eski editoru Albert Ingalls’in duzenledigi “Amateur Telescope Making” isimli kitabin birinci cildinin giris kisminda, editor ATM hareketinin ABD’de baslama hikayesine deginmekte, ve amatorlere neden ilk asamada 6 inc bir ayna ile calismalari gerektigini su sekilde aciklamaktadir:

“Eger bir dahi oldugunuza emin degilseniz, bu ugrasiya ilk kez baslarken dogal olarak icinizde hissettiginiz en buyuk capli teleskobu yapma hevesine yenilmeyin. Kucuk, 6 inc capinda bir ayna yaparken basiniza gelecek o kadar cok uzucu deneyim vardir ki, sonucta ilk kucuk aynanizla calisirken kazandiklariniz ileride yapacaginiz daha buyuk capli aynalar icin cok degerli birikimler olusturacaktir. Ancak yine de, az sayida kisinin basardigi gibi (Ingalls bu satirlari Kasim 1932’de yaziyor), 12 inc capinda bir aynayla ise baslarsaniz, onunde sonunda basarili olacaginizdan hic suphe yoktur. Bununla birlikte, ortalama bir amatoru dikkate alirsak, ilk basta uc degisik capta ayna yapmak (ornegin sirasiyla, 6, 8 ve 12 inc), ilk baslarken 12 inc capla baslamaktan hem daha az zaman alacagi gibi (ucu icin toplam zaman), kucuk caplarla ugrasirken kazanacaginiz cok onemli deneyimler de yaniniza kar kalacaktir. Ayrica bu sekilde yapmaniz size daha da zevkli gelecektir. ATM’lerin yasadigi deneyim genelde sudur: baslangicta bir amator isin sonunda eline gecek olan nihai urune (teleskoba) odaklanmistir, ve bunun yapimini sadece bir gorev olarak gormektedir. Daha sonralari, teleskop yapmanin onu kullanmaktan daha zevkli bir ugras oldugunu kesfedecektir. Ileriki asamalarda yapabileceginiz boyda bir teleskobu, daha isin en basindayken yaparak sakin kendinizi bu zevkten mahrum etmeyin!”

geri