Влюбленным в астрономию посвящается: как построить телескоп своими руками
А для сложных проектов стоимостью в несколько миллионов долларов устраивают пышные церемонии, где с речами выступают мировые знаменитости. Однако летней ночью 2013 года в пригороде Солт-Лейк-Сити никто не произносил пышных тостов и не поднимал бокалы шампанского. На церемонии присутствовал лишь один человек — Майк Клементс, которому тогда было 50 лет. Одетый в рабочую рубашку и синие джинсы, он стоял посреди заросшего поля рядом с телескопом, на строительство которого потратил два года жизни.
Его творение больше напоминало импровизированную буровую установку высотой почти 11 м и весом 1,8 т. Раскладную стальную раму смастерил местный сварщик, а 177-сантиметровое зеркало весило около 400 кг.
Майк — водитель-дальнобойщик, он не обучался физике или астрономии, у него нет инженерного образования. Он даже не делал никаких набросков при разработке конструкции, ограничившись лишь моделью, которую собрал из деревянных палочек от мороженого. Только подумать — если этот телескоп и вправду заработает, и Майк, забравшись по четырехметровой приставной лестнице и заглянув в объектив, увидит что-то на расстоянии в 5000 световых лет от Земли, он войдет в историю как конструктор самого большого в мире телескопа, созданного одиночкой. Известно, что один ирландский граф в 1845 году построил любительский телескоп с диаметром зеркала 183 см, — однако он привлек к работе целую бригаду наемных мастеров.
Дух захватывает
У телескопа Майка нет сложной системы наведения — в его основании находится круглый металлический диск, похожий на огромный вручную вращаемый стол. Майк поворачивает его в нужном направлении и с помощью велосипедного руля наводит на туманность Лебедь — «звездные ясли» Млечного Пути.
«Когда я заглянул в свой телескоп, я лишился дара речи, — вспоминает Майк. — От открывшегося вида захватывало дух. Множество крошечных ярких звезд утопали в бескрайних просторах туманности. В тот момент я отчетливо осознал, что оправдались все усилия по его строительству».
Увлечение Майка началось в далеких 1960-х. Однажды родители привели его в обсерваторию Гриффита в Лос-Анджелесе. Свой первый «телескоп» Майк соорудил из подручных средств — отцовских очков и картонной трубки от рулона туалетной бумаги. В 22 года он вступил в Клуб любителей астрономии в Санта-Монике. Увлеченные наблюдением за звездами единомышленники выезжали подальше от городского света, в горы, где раскладывали привезенное с собой оборудование и отправлялись в «путешествие» по ночному небосводу.
«Майк выделялся среди и без того необычных членов клуба», — рассказывает Джошуа Рот, в то время учившийся в Калифорнийском технологическом институте. Он хорошо помнит, как Майк приехал на очередную выездную сессию астрономов-любителей и начал доставать из багажника части телескопа с зеркалом 56 см. Обычно любители ограничивались оборудованием с гораздо более скромной 25-сантиметровой оптикой.
Большие телескопы стоят очень дорого. Майк прекратил учебу на Ph. D в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, как он сам объясняет, «потому что под монотонные лекции профессоров мог думать лишь о проектах новых телескопов и ни о чем другом». Какое-то время он оставался без работы, пока друзья не предложили ему устроиться водителем грузовика. Оказалось, что эта работа идеально подошла Майку — хороший заработок и уйма времени на то, чтобы за рулем продумывать детали очередной разработки в мечтах об инструменте, способном «забросить» его в самые дальние уголки Солнечной системы.
Чуть меньше «Хаббла»
Майк достиг потолка своих возможностей, построив телескоп с мет-ро-вым зеркалом. Для сравнения: диаметр зеркала «Хаббла» равен 240 см. Оптика большего диаметра попросту недоступна для рядовых астрономов-любителей. Но Майку улыбнулась удача — в 2004 году ему позвонил знакомый, каким-то образом раздобывший то самое 177-сантиметровое зеркало толщиной чуть больше 30 см. В годы холодной войны правительство планировало установить его на один из спутников-шпионов, однако при производстве на зеркале образовался скол, и его решили законсервировать.
Майк держит в секрете, во сколько ему обошлась эта покупка, но говорит, что ему пришлось отдавать долги два года. Еще шесть лет понадобилось для покупки оставшихся частей телескопа. Только в начале 2012 года он смог приступить к строительству. Майк жил в небольшом многоквартирном доме, соседская семейная пара разрешила ему приспособить свой гараж под мастерскую. Каждое воскресенье, в свой единственный выходной, на протяжении 18 месяцев он безвылазно трудился — и в жару, и в холод, и в проливной дождь.
Для осуществления своей мечты Майку пришлось преодолеть не одно препятствие, основные из них были связаны с логистикой. «Я не просто построил телескоп, — объясняет он. — Мне пришлось создать целую систему сборки и разборки этой махины». Для работы с 450-килограммовой рамой он сконструировал небольшой кран, крепящийся к фаркопу его видавшего виды пикапа. Чтобы установить каркас для зеркала весом почти 600 кг и размером 2 х 2 м, Майк освоил азы сварного дела. А для нанесения на поверхность зеркала слоя отражающего покрытия из нитрата серебра — процедуры, стоимость которой при работе над промышленным телескопом достигает нескольких тысяч долларов, — он использовал обычный опрыскиватель для борьбы с сорняками.
Для дополнительной подстраховки при креплении зеркала к основанию Майк сконструировал деревянную трехметровую опорную раму. Подумать только — одно неверное движение, и все мечты Майка мог-ли разлететься вдребезги. «При установке было несколько моментов, когда мое сердце чуть не остановилось», — вспоминает он.
И хотя первый свет его телескопа никто не отмечал, эксперты в области астрономии не обошли проект Майка вниманием. Дэвид Деворкин, старший хранитель Национального музея воздухоплавания и астронавтики США, назвал его «невероятным». Несмотря на то что по размерам зеркала он уступает «Хабблу» и другим многомиллионным телескопам (разработанным специально для наблюдения лишь за далекими объектами), он способен на то, чем профессиональные обсерватории похвастать не могут: позволить обычному человеку заглянуть в небо. «Прямое наблюдение за Вселенной своими собственными глазами, — рассуждает Майк, — вот зачем я все это затевал».
Он планирует сделать свой телескоп еще более мобильным и перевозить его с места на место, чтобы как можно больше людей могли окунуться в бескрайние просторы туманностей. Для начала ему понадобится специальный прицеп — Майк уже вовсю трудится над ним.
Джон Уэйс, специалист NASA по популяризации проектов разработки оборудования из Университета штата Техас, советует:
Зеркала Купите две линзы — выпуклую с фокусным расстоянием 20 см и вогнутую с фокусным расстоянием 5 см. Вогнутая линза должна иметь меньший диаметр.
Труба Найдите телескопический тубус для документов с выдвигающейся внутренней секцией для регулировки длины (их можно купить в крупных магазинах канцтоваров). Обрежьте внутреннюю и внешнюю трубки до длины 15,2 см, чтобы обеспечить правильное расположение линз для фокусировки*.
Крепление зеркал Вырежьте круг из картона диаметром под каждую трубку. Проделайте внутри картонных дисков отверстия, чтобы установить линзы. Прикрепите их к картонному кольцу с помощью клея.
Окуляр Маленькую линзу надо установить во внутреннюю секцию тубуса, она будет играть роль окуляра. Большую линзу вклейте на конце секции большего диаметра выпуклой частью наружу. При фокусировке смотрите в окуляр и перемещайте большую трубку по маленькой, пока не наведете резкость. *Для создания телескопа помощнее возьмите выпуклую линзу с бóльшим фокусным расстоянием. Прибавьте к этому расстоянию 5 см, разделите на 2 и прибавьте 1. Вы получите расстояние, на котором должны находиться друг от друга две линзы — так вы сможете отрегулировать длину тубуса.