Kính thiên văn du lịch Travel Telescope (Newtonian gập gọn)

GIỚI THIỆU

Mình thiết kế kính thiên văn Newtonian này sau khi ghé Kitt Peak National Observatory. Mục tiêu của mình là chụp được ảnh mặt trăng chi tiết và thiết bị phải dễ mang đi, để có thể đem lên máy bay. Thêm một cái hay nữa là làm sao cho nó “hạt dẻ”/tiết kiệm chi phí.

PHẦN CỨNG BỔ SUNG

Dưới đây là danh sách phần cứng bổ sung mình đã mua cho dự án này. Có kèm link affiliate Amazon (As an Amazon Associate I earn from qualifying purchases).

Aluminum Tent Poles: Mình dùng cọc lều bằng nhôm đường kính 8mm để làm phần thanh đỡ cho mẫu này.

Newtonian Reflector Telescope Mirrors: Mình mua bộ gương này trên Amazon gồm gương chính (objective) và gương phụ (secondary). Gương chính đường kính 144mm và có tiêu cự 900mm. Gương phụ có cạnh ngắn nhất 25mm.

10mm Eyepiece: Mình dùng eyepiece 10mm với đường kính chuẩn gắn 1.25".

Hardware: Mình mua nhiều loại ốc M3, nhưng chủ yếu dùng loại dài 8mm và 10mm. Ngoài ra mình dùng ê-cu lục giác (hex nuts) cho các phần cố định lâu dài và wingnuts cho các chỗ cần chỉnh. Cũng cần lò xo (springs). Đây là danh sách toàn bộ hardware mình mua:

550 PC M3 Screw Kit: Ốc 8mm và 10mm sẽ dùng khá nhiều khi lắp dự án này, nhưng bạn vẫn còn dư khá nhiều đồ. Mình cũng thích vì còn dư ốc để làm dự án sau.

20 PC M3 Wing Nuts: Trong 20 wingnuts thì kính này dùng 5 cái. Mình thấy có dư cũng vui, nhưng để tiết kiệm thì bạn có thể in một món chuyển các hex nuts dư từ bộ 550 PC M3 thành dạng vặn tay (có thể tự model hoặc tìm trên Printables). (Có thể sau này mình cũng sẽ model; nếu bạn nhắn hoặc comment là muốn thì mình sẽ làm).

 300 PC Compression Spring Kit: Lại thêm một lần nữa là mình thích vì gom được đồ dư. Nếu bạn đang cần tiết kiệm tối đa, mình gợi ý tháo vài cây bút ra để kiếm 5 cái lò xo cần cho kính này.

Tripod: Thực hành tốt nhất khi dùng kính thiên văn là có tripod — mình tận dụng tripod máy ảnh. Có thể dùng đai ốc ¼-20 với phần “Tripod Mount” để gắn kính lên tripod.

Feel free to comment or message me if you plan to order alternative parts and need any of these dimensions changed!

LẮP RÁP

Tổng cộng có 13 chi tiết nên kính này cần lắp ráp một chút. Nhưng điểm hay là sau khi lắp lần đầu, phần lớn có thể để nguyên khi mang đi.

BƯỚC 1: Lắp các tent poles (hoặc vật khác đường kính 8mm) sao cho dài ít nhất 1 mét.

BƯỚC 2: Đẩy các thanh vào các khe trên “Objective Mirror Body”. Đặt các con ốc lục giác (hex screws) vào các hốc của “Objective Mirror Body”, rồi vặn ốc M3 dài 10mm vào. Trượt hai phần thân chính còn lại và bản in “Spider Vanes” lên các thanh. Thứ tự xếp tầng như sau:

1. (TRÊN) Bản in “Spider Vanes”
2. Bản in “Eyepiece Body”
3. Bản in “Central Body”
4. (DƯỚI) Bản in "Objective Mirror Body"

(Vị trí chính xác của “Eyepiece Body” và “Central Body" lúc này chưa quan trọng, chỉ cần chừa chỗ để thao tác). Đặt hex screws vào các hốc của những phần thân còn lại, rồi vặn ốc M3 dài 8mm hoặc 10mm vào.

BƯỚC 3: Đẩy bốn ốc M3 dài 30mm xuyên qua các lỗ của “Objective Mirror Shell”, và siết cố định một ốc M3 dài 30mm xuyên qua lỗ giữa của “Secondary Mirror Shell” bằng ê-cu lục giác. ("Đẩy" nghĩa là chưa gắn ê-cu, "siết cố định" nghĩa là có gắn ê-cu).

BƯỚC 4: Lắp gương! Đẩy gương chính vào “Objective Mirror Shell”; (mình đeo găng latex để khỏi bị dính vân tay). Gương chính không được phép lỏng/di chuyển! Nếu thấy có vẻ sẽ rớt ra, hãy dán thêm băng keo quanh đường kính trong của bản in. Với gương phụ, dùng băng keo hoặc keo dán để cố định chắc gương phụ vào “Secondary Mirror Shell”.

BƯỚC 5: Gắn lò xo lên các ốc của cụm gương chính và luồn/đẩy các ốc qua các lỗ trên bản in "Objective Mirror Body". Dùng wing nuts để siết cụm lại đến khi bạn cảm nhận lò xo bắt đầu có lực cản nhẹ. Siết ba ốc M3 dài 12mm xuyên qua các lỗ trên spider vanes, rồi vặn chặt bằng ê-cu lục giác. Gắn một lò xo lên cụm gương phụ, và đưa ốc vào lỗ trung tâm của spider vanes. Siết bằng wingnut.

BƯỚC 6: Dùng một ốc M3 dài 10mm và một ê-cu lục giác để siết “Focuser Case” vào "Eyepiece Body". Vặn “Eyepiece Focuser” vào “Focuser Case”.

BƯỚC 7: Bắt đầu Collimation!

COLLIMATION

Mục tiêu của collimation là căn cho tất cả gương và thấu kính thẳng hàng. Bạn sẽ biết mình collimation thành công khi nhìn thấy hình ảnh nét (focused image).

Thành công

Chưa thành công

Bắt đầu bằng việc hiểu mình đang làm gì. Tiêu cự (focal length) là khoảng cách mà tại đó ánh sáng được phản xạ hội tụ về một điểm. Với kính này, nó là 900mm (nếu bạn dùng bộ gương được liệt kê ở phần “additional hardware”). Thường thì ánh sáng sẽ đi thẳng toàn bộ 900mm, nhưng mình dùng gương phụ để bẻ đường đi 90 độ. Điểm quan trọng: gương phụ không làm thay đổi tiêu cự, nó chỉ đổi hướng ánh sáng thôi! Tiếp theo, mình tìm tiêu cự của eyepiece; (thường eyepiece sẽ ghi thông số này). Ví dụ của mình là eyepiece 10mm. Mình làm toán đơn giản: tiêu cự (900mm) + tiêu cự eyepiece (10mm) = 910mm. Đây là tổng quãng đường ánh sáng cần đi từ gương chính đến eyepiece.

Vậy làm thực tế như nào?

BƯỚC 1: Gắn nắp pinhole (pinhole cover) vào eyepiece focuser để đảm bảo bạn đang nhìn đúng theo tâm.

BƯỚC 2: Nhìn qua pinhole vào gương phụ. Trượt cụm eyepiece lên/xuống theo các thanh đỡ đến khi bạn vừa đủ thấy gần như chỉ còn phần “vỏ” (shell) của gương chính. Chỉnh các ốc trên cụm eyepiece khi cần để giữ gương chính nằm đúng giữa so với gương phụ.

Ghi chú thêm: Sau khi mình siết cố định cụm eyepiece, mình thích dời bản in “Central Body” về phía “Objective Mirror Body”, để trọng lượng cân hơn trên bản in "Central Body".

BƯỚC 3: Vẫn nhìn qua pinhole, nhưng lần này tập trung căn “Spider Vanes” sao cho nằm chính giữa. Để làm vậy, dùng các wingnuts ở phía dưới kính.

BƯỚC 4: Để kính “thích nghi nhiệt” ngoài trời một chút, rồi chĩa vào một vật ở rất xa (KHÔNG PHẢI MẶT TRỜI). Gắn eyepiece và xoay focuser cho đến khi vật thể rõ nét. Chúc mừng, kính của bạn đã được collimation!

Nếu vật thể vẫn không nét, đây là vài cách xử lý:

1. Chờ thêm: Kính của bạn thật sự cần thời gian để cân bằng với nhiệt độ ngoài trời, nên có thể nó vẫn đang trong quá trình đó.
2. Chọn vật khác: Không nhất thiết phải là mặt trăng. Bạn có thể chọn bảng hiệu xa xa hoặc một cái cây.
3. Chỉnh vị trí cụm eyepiece dọc theo các thanh: Nếu bạn dùng eyepiece khác, có thể tiêu cự đúng không còn nằm trong khoảng mà focuser chỉnh được. Để xử lý, hãy xoay focuser và thử cảm nhận xem eyepiece cần đi hướng nào, rồi trượt cả cụm eyepiece lên/xuống theo hướng tương ứng.

Mình sẽ tiếp tục cập nhật danh sách này khi cần. Cứ thoải mái comment hoặc nhắn tin nếu bạn bị kẹt ở đâu đó.

KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ KÍNH THIÊN VĂN

Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm kiến thức cơ bản về kính thiên văn — đặc biệt là refractor và reflector — đây là một infographic mình làm về các khái niệm và thuật ngữ cơ bản mà mình học được trong lúc làm mẫu này.

TUYỆT ĐỐI ĐỪNG BAO GIỜ CHĨA KÍNH NÀY VÀO MẶT TRỜI!