เพื่อสร้างกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงเบื้องต้น
ข้อมูลและรูปภาพโดย คุณวิภู รุโจปการ wiphu@kirdkao.org 10 เมษายน 2544
ดาวน์โหลดไฟล์เอกสารนี้ได้ที่เวบไซท์หอดูดาวเกิดแก้ว http://www.kirdkao.org
คนส่วนใหญ่จะมีประสบการณ์เกี่ยวกับการสร้างกล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสงมาบ้าง ซึ่งสามารถทำได้ง่ายและราคาถูกด้วยเลนส์ 3" จากร้านศึกษาภัณฑ์ แต่เพราะว่าหน้ากล้องเล็ก ความสามารถในการรับแสงก็จะน้อย ภาพที่เห็นผ่านกล้องจึงมืดและมัวมาก นอกจากนั้นยังมีปัญหาความคลาดสีของเลนส์(chromatics) เหตุผลนี้เป็นสาเหตุสำคัญให้ Sir Isaac Newton ประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงมาใช้งาน วิธีของ Newton ยังใช้สืบเนื่องมาจนถึงปัจจุบันซึ่งเราสามารถสร้างกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงได้ขนาดใหญ่กว่า Newton มากด้วยเทคโนโลยีที่สูงขึ้น
ในการสร้างกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสง สิ่งที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งก็คือกระจกหลัก (Primary mirror) ซึ่งโดยทั่วไปต้องสั่งจากต่างประเทศในราคาประมาณ 150-200 เหรียญ(USD) รวมทั้งต้องเสียค่าขนส่งและภาษีทำให้ต้องใช้เงินมากกว่าหมื่นบาทในการซื้อกระจก(ขนาด 6"-8")เข้ามาในประเทศไทย ในเอกสารนี้ จะกล่าวถึงการขัดกระจกเพื่อสร้างกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงขนาด 6"
กระจกหลัก เป็นอุปกรณ์ที่สามารถสร้างเองได้ในราคาประมาณ 2000 บาทต่อชิ้น โดยขัดเองสิ่งที่คุณจะได้รับก็คือประสบการณ์ที่มีค่าและความอดทนสูงมาก เนื่องจากการขัดกระจกขนาด 6" ชิ้นหนึ่งอาจจะต้องใช้เวลาถึง 16 ชั่วโมง
กระจกที่ขัดเองมีข้อเสีย(ซึ่งไม่ว่าจะขัดอย่างไร หากขัดด้วยมือก็หลีกเลี่ยงไม่ได้ หากไม่ใช้ผู้ชำนาญพิเศษทางด้านการขัดกระจก) คือความคลาดเคลื่อนของทรงกลมหรือ spherical aberration เนื่องจากกระจกที่ขัดได้ส่วนโค้งของกระจกจะเป็นทรงกลม ซึ่งทำให้ภาพพร่าเบลอไปมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับลักษณะการขัด อย่างไรก็ตาม ด้วยขนาดของกระจกหลักที่ใหญ่กว่าเลนส์ ปัญหานี้จึงไม่ได้รบกวนคุณภาพของภาพมากเท่ากล้องหักเหแสงขนาด 3" ที่เราคุ้นเคย ในกรณีของกระจกที่สั่งเข้ามาจากต่างประเทศ (ดูได้จาก www.telescope.com) ปัญหานี้จะถูกแก้ไขโดยกระจกจะเป็นโค้งของพาราโบลา คือเป็น parabolic mirror แทนที่จะเป็น spherical ปัญหา spherical aberration ก็จะหมดไป
ภาพที่ 1
ภาพของกระจกที่ใช้ในการขัดรวมทั้งขัดเสร็จแล้ว ในภาพ กระจกชิ้นใสทางด้านมุมซ้ายคือกระจกที่ได้จากโรงงาน (ขนาด 6") มุมซ้ายบนคือกระจกที่ใช้เป็นชิ้นขัด (หล่อยางสน) ทางด้านมุมขวาบนคือกระจกที่เคลือบเงาแล้ว แต่เป็น prototype จึงแตกบิ่นเล็กน้อยและไม่สมบูรณ์ ขวดเล็กที่เห็นด้านบนของภาพคือทรายขัดที่ใช้ในการขัดกระจก
อุปกรณ์ต่างๆ
1. กระจกขนาดที่ต้องการ คุณสามารถสั่งหล่อได้จากโรงงาน ปัญหาก็คือคุณจะต้องสั่งมากๆ คือ 100 ชิ้นเป็นอย่างน้อย ไม่มีขายปลีก แต่ถ้าคุณต้องการกระจกขนาด 6" ไปลองขัด กรุณาemail มาหาผู้เขียน เนื่องจากมีเพื่อนที่สั่งทำไป 100 ชิ้นเพื่อเอามาทำกล้อง แล้วยังเหลืออยู่อีก 60 ชิ้น ราคาชิ้นละ 400 บาท (w/o P&S) ในการทำชิ้นงานสำเร็จ 1ชิ้น จะต้องใช้กระจก 2 ชิ้นมาขัดกันเอง ชิ้น หนึ่งจะได้เป็นกระจกเว้า ส่วนอีกชิ้นเป็นกระจกนูน ซึ่งจะทิ้งไป (วิธีนี้ใช้กันมาตั้งแต่สมัยนิวตัน และปัจจุบันในต่างประเทศก็ใช้กันอยู่)
2. แท่นขัดกระจก (แบบที่เห็นในรูป) อาจจะใช้อุปกรณ์อื่นช่วย แต่ควรจะสามารถยึดจับชิ้นเลนส์ได้มั่นคงเหมือนกัน
3. ผงขัด หาได้ตามร้านขายอุปกรณ์ ซื้อตั้งแต่เบอร์หยาบๆ ไปจนถึงเบอร์ละเอียดมากๆ (เบอร์ 1,2,3, 200,600 ) ยิ่งละเอียดจะยิ่งแพง เบอร์ที่ละเอียดที่สุดซึ่งต้องใช้ตอนท้ายเพื่อให้ผิวเรียบราคากลัก(เล็กกว่ากลักฟิล์ม)ละ 200 บาท ซึ่งจะต้องนำกลับมาใช้ใหม่เนื่องจากราคาแพงมาก
4. ยางสน ใช้หล่อแบบโค้งสำหรับขัดในช่วงสุดท้ายก่อนเคลือบปรอท
5. น้ำ ใช้หล่อระหว่างการขัดตลอดเวลา
ภาพที่ 2
แท่นขัดกระจก ซึ่งสามารถทำเองได้
