C8 – Blocco del primario – la culatta

Effettuando le modifiche per aggiungere il blocco dello specchio primario al C8 si è reso necessario smontare l’intero tubo per estrarre i delicati elementi ottici. Una volta svuotato il tubo dagli specchi ho potuto analizzare la parte interna della culatta: si tratta di una fusione di alluminio rinforzata da sei venature in fusione, dalla quale emerge la sede (fresata) per la vite di fuocheggiatura.

La parte interna della culatta

Il draw tube risulta resinato direttamente nel foro che ospita la filettatura per il visual back, è quindi impossibile da rimuovere.
Cogliendo l’occasione ho deciso di applicare anche una ventola da 40x40x10mm allo scopo di aiutare l’acclimatamento dell’ottica, operazione piuttosto difficile nei catadiottrici per la presenza della lastra correttrice che impedisce la normale circolazione dell’aria. Onde evitare di dover smontare troppo spesso l’ottica, ho scelto di spendere 8€ per una ventolina nuova, nella speranza che la vita di questo accessorio, nuovo di pacca, sia il più lunga possibile .

Dovendo lavorare dall’esterno, ho cercato di prendere tutte le misure necessarie per creare una maschera per la foratura, disegnata con l’ormai noto QCAD.

Maschera per forare la culatta del C8

Dopo aver rimosso il foro centrale, da cui sporge il visual back, e la sede per il pomello di fuocheggiatura, il modello si adatta alla struttura dell’OTA.

La maschera adagiata alla culatta

I vari pezzi, appoggiati alla maschera, permettono di apprezzare l’ipotetico risultato finale.

I vari pezzi "presentati" sulla culatta

Ho messo anche una piccola griglia per proteggere la ventolina e, soprattutto, per evitare che, al buio, ci si possa infilare le dita dentro .
Utilizzando una fresa a tazza da ø38mm e una da ø16mm, con l’aiuto del mio amico Luciano e del mio babbo, abbiamo praticato i fori nella culatta del C8.

La culatta del C8 forata

Purtroppo mi sono imbattuto in un problema, il punto in cui avevo scelto di fissare la ventola corrispondeva ad una delle sezioni rinforzate, per cui, una volta praticato il foro mi sono ritrovato uno sperone metallico ad impedire il montaggio della ventola.

Il riforzo della culatta

Fortunatamente è stato possibile rimuovere l’ingombro con una fresa per metalli.

Ingombro rimosso

La ventolina 40x40x10 a 12V, comprata nuova presso un rivenditore di componenti elettronici, aveva i cavi abbastanza lunghi da permettere il collegamento diretto con la presa di alimentazione a pannello.

I collegamenti elettrici della ventola

Utilizzando alcune gocce di colla a caldo, ho fissato i cavi in modo che non potessero interferire con i movimenti meccanici dell’ottica.

La ventola di acclimatatamento

Procederò a piazzare un tappo traforato nel visual back in modo da filtrare le particelle di polvere che possano entrare nello strumento durante la fase di acclimatamento.

Simone.

C8 – Blocco del primario – la staffa

Nel 2003 diventai un felice possessore di uno Schmidt Cassegrain (SCT) da 8″ di marca Celestron, il famoso C8; con gli anni tentai diverse volte di sfruttare questo strumento in ambito fotografico, dapprima a pellicola e poi in digitale, ma, se all’inizio, i principali ostacoli erano dovuti alla lunga focale dello strumento e alla necessità di utilizzare una montatura sufficientemente solida (problema che risolsi con l’acquisto di una Orion Atlas EQ-G) in seguito, con il passaggio alla DSLR Pentax K10D, mi trovai ad affrontare un problema piuttosto subdolo e di difficile risoluzione: il mirror flop. Questa anomalia è intrinseca degli schemi ottici con fuocheggiatura a transazione dello specchio primario ed è principalmente dovuto al sistema di messa a fuoco adottato; gli SCT, per esempio, sono dotati all’interno di un tubo paraluce disposto lungo l’asse ottico, lo specchio primario, opportunamente fissato in una cella, scorre lungo questo draw tube estraendo il fuoco.

La culatta del C8 e il drawtube

Prendendo ad esempio il C8, gli elementi ottici adottati sono 3: una lastra correttrice, uno specchio primario da ø203mm aperto a F2, e uno specchio secondario convesso che moltiplica di 5 volte la focale del primario. Date queste premesse, la focale del primario pari a 406mm viene moltiplicata dal secondario fino ai 2030mm risultanti (F10); va da se che uno spostamento x dello specchio primario lungo l’asse viene amplificato di 5x al fuoco. Questo è il motivo per cui gli SCT, e più in generale tutti gli strumenti catadiottrici che sfruttano una configurazione ottica analoga, dispongono di una estrazione del fuoco molto generosa che permette di impiegare diversi elementi lungo il treno ottico, quali diagonali, ruote portafiltri, CCD, DLSR, guide fuori asse, ecc…

Ma in tutto questo discorso, dove sta il problema? Presto detto, visto che il primario si muove lungo in draw tube attraverso un semplice scorrimento di due tubi di alluminio, il piccolo gioco Δx tra queste due superfici si traduce in uno spostamento 5Δx al fuoco (a causa dell’amplificazione dello specchio secondario), quindi ipotizzando che Δx=0,05mm risulta uno spostamento di 0,25mm al fuoco, abbastanza da inficiare la messa a fuoco durante una ripresa digitale. Questa condizione viene definita mirror flop, nome derivato dal fatto che quando si posiziona lo specchio primario nel fuoco, a causa del gioco, lo specchio cade lungo il draw tube vanificando l’operazione.
Ora, identificato il problema, come si può risolvere? I moderni SCT di fascia alta sono dotati di un meccanismo di blocco dello specchio primario, realizzato tramite due viti con sviluppi multipli (filettatura che permette un movimento ampio lungo l’asse in funzione di un ridotto movimento radiale) dotate di pomelli a disposizione dell’utente. Cercando in rete ho trovato alcune soluzioni in cui venivano impiegate due viti o due pistonicini con lo scopo di sostenere il primario dopo la messa a fuoco, purtroppo applicare una forza, seppur minima, allo specchio ne comporta una deformazione, con il risultato che le stelle assumono forme triangolari. Le soluzioni commerciali invece, essendo ingegnerizzate allo scopo, sfruttano due alette poste a 120° rispetto alla vite di fuocheggiatura, per spingere la cella del primario senza toccare l’ottica.

Il retro del primario

Nel mio SCT invece il retro del primario è semplicemente dotato di una staffa siliconata lungo una decina di millimetri del tubo di scorrimento, fortunatamente Celestron lascia 6mm di tubo sfruttabili per il mio scopo: aggiungere una flangia con le alette mancanti . Mi sono quindi armato di QCAD e ho cominciato a disegnare, con l’aiuto del mio babbo, una flangia da tornire (ed in seguito fresare) che potesse seguire il profilo della flangia di fuocheggiatura originale.

Schema delle staffe di blocco

Il piano di battaglia prevede dapprima l’applicazione delle alette alla cella del primario strozzando i 6mm fuoriuscenti dalla culatta in una morsa di alluminio, serrata da viti M4.

La staffa di blocco, tornita e fresata

All’inizio non avevo previsto l’ingombro della staffa che regge la vite di fuocheggiatura, fortunatamente è stato possibile riprendere il pezzo sulla fresa per disporre una svasatura adatta.

La staffa di blocco fresata

La nuova staffa si appoggia alla precedente e, una volta separata, farà forza direttamente sul tuo di fuocheggiatura, evitando (si spera) la deformazione dello specchio.

La staffa sul primario

Per fissare la ghiera al draw tube ho fatto tagliare con la sega a nastro il collare centrale della staffa, in modo da formare una C: grazie ad una brugola M4, la cui sede è stata preventivamente fresata da mio zio, la staffa strozza i 6mm di tubo che fuoriescono dal primario rimanendone fissata.

Il taglio e la brugola di fissaggio

Il passo successivo sarà la foratura della culatta per alloggiare le viti di blocco.

Simone.

La berta – bilanciamenti

Dopo un’osservazione, ancora con il Vixen 150F5, mi sono ripromesso di ottimizzare al meglio la preparazione degli strumenti in ambito fotografico. Anche se la Berta (il 150F8) non sarà il massimo come strumento fotografico, l’obiettivo iniziale era proprio di creare uno strumento da usarsi principalmente per le riprese deepsky.
Dopo aver terminato la prima fase di assemblaggio, visto che avevo scelto, poco felicemente, di imbracare il tubo d’acciaio in una gabbia di 3 anelli fissati a due barre parallele, mi sono trovato nella spiacevole situazione di non poter ruotare il fuocheggiatore verso il baricentro della montautra: questo implicava che la macchina fotografica sarebbe invariabilmente stata posizionata lateralmente all’asse ottico. All’inizio ho cercato di spostare il telescopio di guida, in modo che potesse contrastare lo sbilanciamento, ma questa soluzione risultava piuttosto complessa a realizzarsi.
Avendo già anodizzato tutti i pezzi, ci ho dormito su parecchio prima di lanciarmi in una sostanziale modifica: cambiare la barra inferiore del telescopio, ossia quella dotata di coda di rondine fissata alla testa della montatura.

Aggiungendo un quarto anello a valle del fuocheggiatore, ho lasciato immutata la barra superiore e ho lasciato un pezzo di tubo scoperto dall’esoscheletro creato dagli anelli.

La nuova barra inferiore permette la rotazione del tubo

 Avendo lasciato sia l’anello anteriore che la barra superiore intoccati, il tubo mantiene la dovuta rigidità e permette di alloggiare il telescopio di guida in posizione diametralmente opposta al carico della reflex.

Il telescopio di guida controbilancia la reflex

Lavorando in asse con il tubo, i movimenti necessari al bilanciamento si riducono ad uno scorrimento lungo un singolo vettore. La presenza del cercatore 8×50, viene compensata dall’inerzia del tubo.

Il cercatore 8x50

Inoltre, il cercatore si è rivelato un comodo aggancio di sicurezza per la tracolla della DSLR.

La reflex fissata al cryford

Durante le prove di bilanciamento, ho provveduto a montare tutti gli accessori che vado ad utilizzare normalmente durante una sessione fotografica, compresa la QHY5 di guida. Ho messo a fuoco su un lontano abete che si scorge all’orizzonte rispetto a casa mia, in modo da portare i fuocheggiatori alla posizione di lavoro.

Il telescopio di guida appollaiato sul newton

Facendo girare il newton in diverse posizioni, ho cercato di regolare al meglio tutti i bilanciamenti in modo da avere movimenti fluidi ed evitare squilibri.
Una volta terminate queste tarature ho segnato le code di rondine della guida e del newton in modo da avere un riferimento istantaneo sulle posizioni dei tubi in assetto fotografico, in funzione delle rispettive sedi della montatura e della testa micrometrica.

La Berta a -45° DEC

Per finire, alcune indicazioni:

• Il tubo ottico, privo di guida, reflex e cercatore pesa 9.825gr
• Dalla culatta all’obiettivo in plastica rossa ci sono 122cm per ø185mm di diamentro medio
• Il primario è costato 30€ (per la verità c’erano anche il secondario e le celle, ma erano da buttare…)
  
• Fare rialluminare il primario da Zen ed avere un nuovo secondario da ø30.5mm è costato 100€
• Il cryford è un frankenstein tra un fuocheggiatore TS comprato usato tempo addietro e un meade recuperato recentemente 40€
• L’anodizzazione di tutti i pezzi di alluminio (e altri che non c’entrano con questa autocostruzione) è costata 50€
• I 4 anelli presi da TS sono costati 70€
• La barra vixen da 35cm 12€
• Il velluto adesivo (me ne è avanzato per fortuna) 18€
• Viti da ¼ di pollice, bulloneria varia, manopole elesa in quantità, siamo sui 30€ di robaccia…
• Lo stress armato di faccia da gatto di Shrek verso mio padre, mio zio e il mio amico Luciano… non hanno prezzo
• Mesi di lavoro, mal contati… 8.

Totale pecuniario di questa follia: 350€ (compravo un 200F4 nuovo…)

Simone.

La Berta – il sostegno del secondario

Con l’intubazione del nuovo newton 150F8, ho voluto sperimentare un metodo alternativo alla colla per reggere lo specchio secondario. Nei newton in mio possesso in passato, lo specchio secondario era fissato al supporto tramite un paio di griffe di metallo oppure alcune gocce di colla.
Ho voluto, per questa intubazione, provare un soluzione tramite un tubo esterno in cui l’ottica viene spinta da uno stantuffo di alluminio con un angolo di 45°.

I componenti di questo secondario sono tre: il tubo di contenimento, lo stantuffo e lo specchio.

I componenti del secondario

L’ottica viene adagiata sullo stantuffo:

Lo stantuffo del secondario

Lo specchio viene quindi inserito all’interno del tubo di contenimento; questa camicia di alluminio è fresata in modo da seguire l’inclinazione dell’ottica (45°) lasciando un dente in cima, allo scopo di bloccare lo specchio secondario.

Lo specchio viene inserito nella camicia di alluminio

Il secondario in battuta

Lo specchio rimane quindi pizzicato tra il dente al fondo del tubo e le pareti del tubo spesso, posteriormente lo stantuffo impedisce all’ottica di muoversi.

Il secondario assemblato

Il fondo dello stantuffo viene poi fissato alla base di collimazione tramite una vite.

Il secondario sulla sua base

La collimazione viene assicurata tramite tre viti dotate di manopola Elesa.

Le manopole di collimazione

Utilizzando un fuocheggiatore da 2″, la base di collimazione del secondario è necessariamente piuttosto ingombrante.

Il secondario completo

Simone.

La Berta – il newton 150F8 – 2° episodio

I lavori al newton 150F8 proseguono. Dopo un problema dovuto alla distanza del fuocheggiatore, incredibilmente troppo vicinoallo specchio primario (è la prima volta che ho un problema di fuoco troppo estratto…), ho provveduto a spostare la base del cryford verso l’obiettivo del telescopio.

La base del fuocheggiatore prima della fresatura

Come anticipato nel post precedente, ho recuperato una seconda barra di alluminio da 10x40mm che ho utilizzato sia come porta-accessori, sia per alloggiare una comoda maniglia di trasporto del tubo, praticamente indispensabile vista il peso e l’ingombro di quest’ottica.

La barra porta-accessori

Visto che ho avuto la fortuna, qualche anno fa, di recuperare una testa micrometrica della Geoptik, ho praticato una serie di fori filettati lungo tutta la barra in alluminio allo scopo di poterla spostare alla bisogna.

La GK2 sulla barra portaoggetti

Avendo realizzato questo strumento per poter far riprese fotografiche, la mia prima preoccupazione è stata quella di permettere alla mia reflex di andare a fuoco. Questa scelta ha penalizzato l’utilizzo dello strumento in visuale, infatti ho dovuto far realizzare al mio babbo un riduttore da 2″ a 1″¼ che permettesse l’utilizzo di comuni oculari.

Adattatore da 2" a 1"¼

Ed ecco il raccordo inserito nel fuocheggiatore.

Il fuocheggiatore con il riduttore

Essendo il tubo in acciaio inox, la luce viene riflessa lungo il tubo come se fosse un grande specchio: per quanto possa apparire affascinante l’effetto, tale condizione è totalmente inadatta all’impiego astronomico. Come per tutte le altre autocostruttiti, ho abbondantemente foderato l’interno dell’ottica con il solito (ormai noioso ) velluto autoadesivo.

Il velluto all'interno del newton

Sebbene ancora in fase embrionale e nonostante il tempo pessimo di questi giorni, sono riuscito a fare una foto di prova alla cima del noce che vive al fondo del mio giardino (circa 100m dalla posizione del telescopio), si tratta di uno scatto a 100ISO da 1/128″.

Uno scatto con la Berta

Resta ancora da applicare il trattamento di anodizzazione (rigorosamente nera) a tutte le superfici di alluminio. Nella prossima puntata analizzerò i singoli componenti e la soluzione che ho adottato per le celle degli specchi.

Simone.

La Berta – il newton 150F8 – gli inizi

Tempo fa mi lasciai attirare da un annuncio nel mercatino dell’usato relativo ad uno specchio da ø150mm F8 accessoriato di cella, secondario, spiders, fuocheggiatore e altre amenità. Sebbene il venditore avesse commentato la vendita con un laconico forse le ottiche necessitano di essere rialluminate. Purtroppo, colpa l’entusiasmo per una nuova autocostruzione, non diedi sufficiente peso a tale raccomandazione e mi accaparrai il tutto. Dopo i consueti tempi necessari alla spedizione ecco cosa mi si presentò:

Ecco il primario del Meade 150F8 appena arrivato

Senza dimenticare il piccolo secondario da 26mm:

Il secondario originale

Lo sconforto per la situazione fu grande: infatti oltre alle condizioni veramente terribili dei vetri (conservati in un ambiente umido che li fece arruginire) le culle si dimostrarono degli economici ferracci la cui verniciatura tendeva a sollevarsi in più punti mentre il fuocheggiatore (naturalmente di plastica) era la quinta essenza dell’economicità.

Dopo un lungo riflettere, e molti pareri contrari, pensai almeno di cercare di recuperare le ottiche: sbarazzatomi del secondario (scheggiato in più punti) spedii il primario a Romano Zen e, dopo poco, lo riottenni rialluminato ed in compagnia di un nuovo specchio deviatore da ø30.5mm di asse minore.

Secondario nuovo da ø30.5mm

Primario rialluminato da Zen

L’operazione non fu delle più economiche ma, contro ogni previsione, il costruttore veneziano si è rivelato il più economico (considerando sia la lavorazione che le spedizioni) tra tutti gli artigiani italiani che sono riuscito a contattare.

Naturalmente il lavoro vero doveva ancora iniziare e come sempre il mio babbo, il mio amico Luciano e mio zio (possessore di una fresa) non potevano esimersi (loro malgrado) dall’impeto costruttivo. Personalmente ho sfruttato l’occasione per mettere in pratica un proposito rimandato da molti anni: imparare un CAD. Mi sono orientato verso QCAD, un interessante progetto che ha la peculiarità di produrre un CAD 2D molto semplice per varie piattaforme, ma ciò che mi ha colpito maggiormente è stata la gratuità della versione per Linux (mentre le versioni per Windows e Mac OS X sono rilasciate sotto un, pur modesto, compenso).
Grazie a questo software, e ai borbottii e le lamentele di mio padre, scontento di diverse imprecisioni dei miei disegni, ho cominciato a schematizzare i vari componenti da tornire e fresare. Uno dei pezzi più complessi è stata la basetta del fuocheggiatore: ho riutilizzato per questo progetto il fuocheggiatore cryford che acquistai a suo tempo per utilizzarlo con l’astrografo Tessar. A seguito del fallimento di quella costruzione, ho eliminato la basetta per rifrattori in favore una versione sagomata per il newton, ecco lo schema.

Schema CAD della base del fuocheggiatrore

Dopo diverse sessioni di progettazione e lavoro, sono riuscito a racimolare tutti i componenti necessari per una prima prova, volta a verificare la bontà dei calcoli progettuali, mi sono infatti avvalso dell’aiuto di NEWT25, un comodo simulatore di ray-trace per la progettazione di riflettori newtoniani.

Simulazione del telescopio con NEWT25

Sebbene abbia sempre nutrito forti dubbi nei confronti delle molle, ne ho utilizzate tre per contrastare la trazione di tre pomelli di collimazione.

Ho comunque approntato tre fori filettati che andranno a ospitare tre pomelli antagonisti: lo scopo sarà quindi di fissare la posizione una volta trovata l’opportuna posizione dello specchio. Dalle prime prove la regolazione, tramite laser, è risultata estremamente comoda. I fori di alleggerimento della culatta e della cella aiutano anche l’assestamento termico dell’ottica.

La culatta del primario

Il posizionamento del secondario è risultato decisamente più problematico: infatti per poter avere sia 4 spider che le tre viti di collimazione ho dovuto far collidere alcuni fori tra loro. La soluzione non mi ha entusiasmato, ma sembra comunque funzionante; per gli spider ho utilizzato un tondino in acciaio inossidabile da ø4mm, forse un po’ grosso, ma appena sufficiente per essere lavorato con il tornio manuale a nostra disposizione.

Il sostegno del secondario e i 4 spider

 Le tre scomode viti a croce saranno presto sostituite dai miei amatissimi pomelli Elesa .
L’interno del tubo, privo dell’annerimento, riflette anche il minino bagliore, ma era necessaria una prova per verificare la bontà del progetto, ecco come appare lo specchio primario al fondo del lungo tubo.

L'interno del tubo

Sebbene sia molto robusto, il tubo in acciaio spesso 1mm che ho utilizzato tende a deformarsi, ho quindi deciso di rinforzare il tutto dall’esterno tramite una robusta barra in alluminio da 10x40mm.

Il fuocheggiatore e la barra

Tale supporto, che presto verrà affiancato da una staffa gemella fissata alla sommità degli anelli, è ancorato alla montatura tramite una coda di rondine di tipo Vixen da 33cm della SkyWatcher.

Il risultato è decisamente imponente (più di quanto mi aspettassi), puntando il tubo verso il polo celeste, una delle posizioni più estreme, la sommità dell’obiettivo sfiora 1.90m; come si può vedere dalla foto seguente, è decisamente più alto di mia madre (175cm).

La mia mamma e la Berta

Anche il peso è notevole: un singolo contrappeso da 5KG a fondo barra non controbilancia a sufficienza la mole della Berta, la quale, purtroppo, è destinata ad aumentare a seguito delle future modifiche.
Prima di concludere una piccola nota, devo ringraziare, oltreché tutti i santi costruttori senza i quali non avrei concluso nulla, anche il mio amico Aldo che, scherzando, ha trovato il nome al newton, paragonandolo alla Grande Berta, tristemente famoso pezzo di artiglieria della seconda guerra mondiale.

Al prossimo step.

Simone.

Una basetta a coda di rondine DIY

Una domenica sera io e il mio babbo non avevamo niente di particolarmente furbo da fare e, visto che durante un’osservazione ne era emersa la necessità, ci siamo messi a trafficare un po’ intorno ad una basetta a coda di rondine per sostenere un red-dot.
Questo piccolo cercatore, che personalmente trovo molto comodo e funzionale, sono riuscito a recuperarlo nel mercato dell’usato per 15€, spendere quindi 17€ per una basettina della skywatcher mi è parso quantomeno fuori luogo: avendo in casa un po’ di alluminio di recupero, ci siamo messi a molare i pezzi a mano.
Devo ammettere che non pensavo fosse un lavoro così duro e, per fortuna, mio padre non ha perso le capacità maturate quando faceva il tornitore: passando via via a lime sempre più fini, siamo riusciti ad aggiustare due parallelepipedi di 10x10mm, adattandoli ad un pezzo di lama di anticorodal.

La basetta attaccata sul portaoculari

Grazie ad alcune brugole a testa svasata da ø3mm, siamo riusciti a comporre il tutto e a fissarlo al portaoculari di Cippolo, la guida da ø50mm.
Essendo fatta a mano e controllata a vista, la basetta funziona solo con il red-dot.

Il red-dot nella sua basetta

Ma in fondo, avendo risparmiato 17€, non avevamo la pretesa di fare un supporto universale . Direi che per 3 ore di lavoro, passate a chiacchierare con il Gris, non è venuta affatto male .

Funziona!

Simone.