18 Zoll Dobson Spiegelschliff und Selbstbau

Entstehung und Vergehen eines 46 cm Spiegeltelekopes (18 Zoll)
Projekt „Kleiner Riese“ – Bauart nach Dobson
Ein 18 Zöller mit nur 18 kg Gesamtgewicht!

Planung Frühjahr 2007, Ausführung ab Juni 2007 bis Herbst 2008
Mein dritter Selbstschliff: in den frühen 80ern ein 6″, 2003/04 ein 12″.

Grundsatzüberlegungen: Ein Sprung geht noch – nochmals 6″ (15cm) dazu, könnte für mich noch machbar sein! Meine Überlegung, ob 18 Zöller oder 20 Zöller wurden im Astrotreff diskutiert. Fazit: Der 18″ ist mit einem 82mm Fangspiegel für knapp über €200,-  noch verwendbar. Mein Standardhimmel über dem Landhaus ist nicht der beste.


Außerdem hat es mich wieder in den Finger gejuckt, bzw. der Wunsch zu dieser haptisch, feinfühligen Tätigkeit, gepaart mit rationalen Überlegungen und Berechnungen und dem letztendlichen Seelenschmaus am nächtlichen Firmament, wurde schon sehr groß.
Leider bleibt in so einer Phase die Musik (bin ja Musiklehrer und Musiker) auf der Strecke. Aber das kommt schon wieder.

Zudem ist ein Leben in großer Familie, 2 Wohnsitzen (Gottseidank: Gartensternwarte!) und meiner besseren Hälfte, die für meine amateurastronomische Tätigkeit nicht so viel Begeisterung mitbringt, keine Idealvoraussetzung für die exakte Durchführung so eines großen Projektes. Da muss ich viele Kompromisse machen. Oft im wichtigsten Moment Pause machen bzw. aufhören…

Den Rohling erstand ich um €300,- von „richi general“. Er fräst die Borosilikat-Rohlinge in die gewünschte Größe. Ich entschied mich für 25mm Stärke (1 Zoll): somit ziemlich dünn und heikel, aber dafür nur ca. 8kg nach dem Ausbaggern.

Der Grobschliff gestaltete sich wirklich sehr grob: mit der Flex mit Diamantscheibe frei aus der Hand. Als Maß diente eine Holz, dem ich den gewünschten Krümmungsradius von ca. 4m (=2m Brennweite) einsägte. Ebenso flexte ich 3 Schleifscheiben aus Granit: das Haupttool ist ca. 16 Zoll und 2 Subdiametertools mit 6 und 3 Zoll für spätere Zonenbekämpfungen.

Freihandflexen im Garten

 
Um die Riefen des Freihandflexens heraus zu bekommen verbrauchte ich die gesamten 3,2kg(!) Carbo 80, die mir Stathis schickte! Die Brennweitenkontrollen in 3 verschiedenen Arten verwunderten mich:

  • der Sonnentest brachte ca.180cm (oh Schreck: zu wenig(!), Lichtstärke fast 1:4, da würde ich einen größeren Fangspiegel und auf jeden Fall teure Nagler-Okulare kaufen müssen,
  • die Pfeiltiefe 6,2mm (ist ideal für die gewünschten knapp 2m Brennweite)
  • und der Taschenlampentest zeigte einen Krümmungsradius von über 4m (= über 2m) Brennweite. 
Brennweitenbestimmung durch Sonnentest

Bei folgendem Feinschliff und der Politur bewahrheitete sich der Brennweitentest von 2016mm. Die Eddingtests ergaben eine etwas zu starke Vertiefung in der Mitte, d. h. ich schliff hauptsächlich TOT (Tool on Top) um die Brennweite nicht mehr zu verkürzen mit längeren Strichen und mehr Überhang, um den Randbereich mehr abzuarbeiten.


Feinschliff: C120, C180, C320, 15my, 9my, 5my.
Der Feinschliff ging gut von der Hand. Das Granittool arbeitet sehr gut und gleichmäßig. Der Spiegel bekam nur einen Kratzer und einen kleinen Muschelbruch, als er einmal beim 15my mit dem Tool zusammenklebte und sie nicht mehr zu trennen waren. Da legte ich das Pärchen kurzerhand auf die Sonnenfolie des Schwimmbeckens und versuchte sie mit dem Hochdruckreiniger zu trennen. Als sich letztendlich das Tool vom Spiegel löste, platzte ein kleines Stückchen vom Spiegelrand ab (ist aber nur ein paar Quadratmillimeter groß). Den Kratzer konnte ich wieder ausschleifen. Diese Granittools (ich meine die dunklen, grau schwarz gesprenkelten) gehen sehr gut. Da lösen sich keine kleinen Teilchen, die Kratzer erzeugen. Sie sind weit weniger problematisch als die aufwendigeren Fliesentools und kosten nur ein paar Euros im Bauhaus. Wichtig sind eingeflexte Griffmulden zum vorsichtigen Auflegen und Abziehen vom Rohling. So ein großes Tool mit 13kg ist immerhin um 5 kg schwerer als der Spiegel.

  Zwischenzeitlich entstand auch der Hut aus 10x8mm U-Aluprofilen mit Hilfe von gesägten Holzformen am Schraubstock gebogen. Waren die im Moment erhältlichen Profile. Alustangen mit 6mm Durchmesser verbinden die 2 Ringe. In die Enden der Alustangen klebte ich Zahnstocher und drehte Schrauben durch die Ringe in die Stangen. Der Hut hat nur 360gr. Die Praxis wird zeigen, ob er stabil genug ist. Ein Versuch ist es wert. Nachtrag: Hut war doch zu wenig stabil. Deshalb Neubau mit 10x10mm Alurohren. Jetzt ist er super. Siehe weiter unten. 15.11.07: Dem Hut verpasste ich eine wesentlich stabilere Spinne: ursprünglich verwendete ich ein 0,6mm Alublech, das ich noch als Rest zu Hause gehabt hatte. Dieses ersetzte ich durch ein 0,8mm Stahlblech, 1″ hoch – super stabil jetzt!  

Alubiegen
Fangspiegelhalter

Die Spiegelzelle (unter 3kg) ist als schwimmende 18-Punkt-Auflage konstruiert. Der Spiegel liegt auf 2 kugelgelagerten Möbelrollen im 60° Abstand. Ob diese laterale nur 2-Punkt Auflage störenden Astigmatismus erzeugt, wird sich noch zeigen. Wenn ja, werde ich dann Wippen bauen. Die Spiegelauflage an den Rollen befinden sich im ungefähren Schwerpunkt des Spiegels: ca. 9mm von der Spiegelrückseite entfernt. Die leichte Box wird noch verstärkt. 10.11.07: Auch die flache Rockerbox ist fast fertig. Multiplex 8mm doppelt genommen, geschraubt und geleimt. Auf der Unterseite als Lauffläche das bewährte Ebony Star, mit Pattex geklebt.

Spiegelzelle

Herstellung der Pechhäute
Das 6″ und 3″ Tool waren überhaupt kein Problem: zuerst flexte ich die Rundungen des Granits, dann die ungefähre Kurve auf der Oberseite gegengleich des Rohlings, dann Fase eingeflext, einen Kragen aus einem Rest von Kunststoffsesselleisten mit Klebeband rundherum fixiert, dann Pech darauf gegossen, etwas warten, Fliegengitter mit viel Spüli (gegen Festkleben von Tool mit Spiegel) darauf gelegt, Spiegel drauf, noch Hantelscheiben obendrauf. Das Endergebnis waren perfekt angepasste Subdiametertools.

Hingegen bei dem großen Tool kam ich mir vor wie ein Anfänger: Der Rand des 16″ Tools ist nicht kreisrund – was ja für das Schleifen und Polieren nichts aus macht. Weiters sind da noch die wichtigen Griffmulden. Somit erstes Problem mit der Kragenherstellung: das Pech rann aus kleinen Öffnungen … ziemlicher Mist … Pech am Rand, teilweise auf der Unterseite, bei den Griffmulden (d.h. beim Halten des Tools ist man immer mit Pech in Kontakt). Beim 2. Versuch hat sich aufgrund der Hitze das Klebeband umgelegt und in das Pech gezogen. Ich versuchte auch Pechbahnen zu gießen, um die Abfluss- und Verteilungsspalten zu bekommen. Das Pech war aber noch zu weich, somit floß alles wieder zusammen. Kanäle kratzen, schaben bzw. sägen war sehr unbefriedigend. Somit schmolz ich die Kanäle mithilfe des Lötkolbens (Achtung: giftige Dämpfe!), da war es schon besser, aber in der Mitte war kein Kontakt zum Spiegel. Letztendlich machte ich mir aus 10x5mm Holzleisten (Holz viel mit Spüli einlassen) eine flache Form mit Kanälen, goß die Felder mit Pech aus und legte die Pechplättchen auf die alte, im Backrohr erwärmte Pechhaut (Achtung: wiederum giftige Dämpfe!). Jetzt waren anfangs tolle, große Kanäle da. Nach dem Pressen – am nächsten Tag – sah ich, dass die Plättchen sich fast zur Gänze in die alte Pechhaut hineingedrückt haben: somit wieder keine gescheiten Kanäle. Ich hatte allerdings auch Unterputzgitter beim Pressen dazwischen getan. Somit habe ich die zierlichen, aber doch gleichmäßigen Kanälchen auf der ganzen Pechhaut. Passgenauigkeit mit Spiegel momentan sehr gut. Auspoliert ca. Mitte September.

Messungen (kein vollständiges Protokoll)
14.09.07: erstes Mal Ronchi- und Foucaulttest. Loch in der Mitte. Ich muß mehr die Randpartien polieren. 6″ Tool Kreise. Tendenz wie beim Schleifen: Mitte zu stark ausgehöhlt, Rand muss mehr abgetragen werden.
Randpartien mehr poliert, Loch in Mitte weniger, Kante aber abgefallen (mein klassischer Fehler: war beim 6″ und 12″ auch).

24.10.07: im Plusmarkt waren LED-Lampen für € 2,99 zu bekommen. Da habe ich meine normale Taschenlampe von früher ersetzt. Jetzt ist das Licht beim Testen viel deutlicher. Stathis’sche Daumenkorrektur des Randes 10min. Loch in Mitte nicht mitpoliert. Partien zwischen Rand und Mitte bearbeitet.

25.10.07: nochmals 20min intensive Daumenkur bei ca.90%.

26.10.07: Jetzt erst sieht man die Daumenrille. Dementsprechend ist der Spiegel jetzt eine Berg- und Talfahrt: Von der Mitte aus Loch, schmaler Berg, lang gestreckter Bergrücken, Daumengrube, Abfahrt vom Spiegelrand. Zuerst 20min schmaler Berg und lang gestreckter Bergrücken mit dem 6″ Tool mit W-Strichen bearbeitet. Anschließend 15min mit 3″ Tool nur den Rand kreisförmig bearbeitet.

27.10.07: Zwergerl-Tool gemacht (knapp 4cm). Damit nur den Rand bearbeitet (2x 15min), dann mit 15″ Tool geglättet, anschließend 30min mit 6″ Tool W-Striche über die gesamte Fläche und immer wieder Randbearbeitung ohne Überhang. Deshalb komplett anderer Anblick beim Testen: Großer weit gestreckter Hügel im Zentrum, anschließend Tal bis knapp vor die Kante.
Somit 6″ Tool 30min Mitte mit Druck bis Rand zuerst ohne Überhang, dann 2cm Überhang langsame Kreise, 4cm Tool 5min am Rand und anschließend von Mitte bis leichter Überhang vom Zentrum sternförmig nach außen.
Mit 6″ Tool in 30min die Mitte schon etwas ausgebaggert – es geht scheinbar in die richtige Richtung. Randzone mit ca. 2cm Überhang weiter bearbeitet.

28.10.07: So ganz nach Alois‘ Manier (wie er mir bildhaft am Wirthaustisch vorgezeigt hat) habe ich begonnen, die Parabel von der Mitte Richtung Rand zu schieben, 30min. Erste Zonenmessung (8 Zonen Maske mit dem Programm CouderMask gefertigt). Auswertung mit Foucault Test Analysis und FigureXP. Mitte zu stark ausgebaggert.
20min Rand mit 6″ Tool kreisförmig mit ca. 2cm Überhang bearbeitet, dazwischen Chaosstriche.

29.10.07: Foucault-Tester umgebaut auf Slitless mit 3V LED. Zu hoher Rand – 30min mit 6″ Tool die äußeren Zonen mit Kantendruck bearbeitet. Ein weiterer Test zeigte, dass der Rand nur langsam herunter kommt.

vom 7.11. und folgende: habe mich von 1/4,75 Lambda (bester Wert) leider auf 1/3,4 heruntergearbeitet. Letzter Stand waren zu hohe Schnittweitendifferenzen, deshalb der Versuch, mit großem Tool seitlich Material abzutragen, um die Mitte wieder kommen zu lassen.


…uups: am Freitag, dem 30. November zerbrach mir mein gutes Stück (seufz!!!), siehe Beitrag im Astrotreff:
http://www.astrotreff.de/topic.asp?TOPIC_ID=65020
rührend trauerte die Astrogemeinde mit mir…

zerbrochener 18 Zöller


… jetzt ist mal kurz Pause und muss überlegt werden, wie es weitergeht …


Mittlerweile ist einiges passiert:

Ich bekam 2 (!) Nachfolger-Rohlinge:

18″ Opus 2 kam von Christian Falk. Er orderte den Rohling von Stathis (Schott-Lieferung). Die Vorderseite war von Dieter Martini bereits vorgefräst.

neuer Rohling

Die Rückseite war sehr uneben (mindestens 2mm). Diese habe ich  auf einer Waschbetonplatte plangeschliffen.
Hier verarbeitete ich 25kg Quarzfiltersand und 3kg SIKA 80 – UFF!!! Anschließend SIKA 180, SIKA 320. Somit Rückseite perfekt. Dadurch Randstärke sehr sportlich: 22mm!

Planpolieren auf Waschbetonplatte

NEUER HUT: In der Zwischenzeit entstand ein neuer, stabilerer Hut: 2 Aluringe 10x10mm am Schraubstock mit Form gebogen. Dazwischen – wie oben – die 6mm Querstreben. Als Okularauszug dient der TS 2″ Helicalauszug. Die Spinne aus 0,8mm Alublech ist exzentrisch gebaut. Die Fangspiegelhalterung ist ohne Federn fix eingebaut. Fangspiegelheizung 1W mit Heizdraht auf der Rückseite des  Fangspiegels (forcierte Alu Verspiegelung mit ca. 94% Reflektion )  mit 82mm kl. Achse mit Gaffaband angeklebt. Gesamtgewicht des Hutes nur 1070 gr. !!!

Alu-Hut 10mm Wandstärke mit Spinne, Fangspiegelhalter und Okularauszug

Doch hier geht es weiter bei 18″ Opus 2:

Grobschliff mit SIKA 80 ca. 4 Stunden MOT auf Pfeiltiefe 6,4mm, 1/2 Stunde TOT
Feinschliff TOT ca. 3 Stunden mit SIKA 180, 2 Stunden mit SIKA 320, 2 Stunden mit Mikrogrit 15, 1 Stunde mit 9my, 1/2 Stunde mit 5my.
Sphäre mit Eddingtest kontrolliert und gesteuert. Alles ging sehr gut von der Hand.

Herstellung der Pechhaut:

Pech gießen auf’s Granittool. Als Umrandung habe ich den Rand eines alten Schlagzeugfells genommen.

Da die Pechhaut allerdings mit meinem noch vorhandenen Restpech zu dünn wurde, musste ich von Stathis neues Pech bestellen.
Diese goss ich darüber und machte die Rillen wie gewohnt mit dem Lötkolben (Pechhaut überhängend aufstellen und mit Lötkolben Pech herausschmelzen) Achtung: Raum gut lüften, schädliche Dämpfe!

Das Anpassen der Pechhaut nimmt bei mir immer einige Tage in Anspruch: immer wieder warm und auch kalt pressen, polieren, prüfen, Pechkrumen eindrücken, Rillen vergrößern, … da sind zwei 10kg Hantelscheiben ideal zum Pressen, teilweise MOT bzw. TOT … mittlerweile läuft die Pechhaut mit sattem Druck sehr regelmäßig … gutes ganzkörperliches Training!

Mein neu gebauter slitless Foucault- und Ronchitester:

Endlich ergatterte ich aus EBAY einen alten, schweren Leitz-Mikroskopkreuztisch. Ich baute mir einen kleinen Tisch für diesen Schlitten. Die LED wird von einer 4,5V Batterie gespeist, die auf der Unterseite des Tisches angebracht ist. Die Rasierklinge deckt die Lichtquelle zur Hälfte ab. Um das Lichtpünktchen leichter zu finden, habe ich mir einen Schirm mit R & F-Kreuzen gemacht. Im oberen Teil der Rasierklinge habe ich ein Ronchigitter (ein Negativbild aus dem alten aber guten KURT WENSKE Buch „Spiegeloptik“) angebracht. Somit stecke ich den Ronchispaltstreifen vor die LED und kann sehr leicht den Ronchitest durchführen. Sobald ich den Streifen weggebe, muss ich nur die x-Achse etwas bewegen und kann den Foucaulttest durchführen. Die Achsen gehen sehr präzise und leichtgängig. Das Gewicht des Messgerätes ist sehr satt (ca. 2kg), d. h. der ruht sehr in sich … ziemlich ideal, würde ich sagen:

Ronchi- und Foucaulttester

POLIEREN: Nach ungefähr 10 Stunden war der Spiegel auspoliert. Als Tool verwendete ich mein 14″ Haupttool aus Granit. Die Pechhaut wurde immer wieder angepasst. Der bei mir üblichen abgefallenen Kante wurde ich mit der Stathis’schen Daumenkur Herr. Nur dauert das bei mir sehr lang: insgesamt 2 Stunden (!) polierte ich mit dem Daumen eine Rille innerhalb der abgefallenen Kante. Indem ich den Rand mit einem 3″ Tool ca. 1 Stunde kreisförmig weiterbehandelt hatte, konnte ich den Ringkrater wieder ausschleifen, um auf das tiefe Niveau des abgesunkenen Randes zu kommen. Mit dem 14″ Tool glättete ich ca. 2 Stunden. Weder von der Daumenrille noch von der Zone, die das 3″ Tool hinterlassen hat, war etwas zu sehen. Die abgefallene Kante wurde zwar viel besser, aber nicht ganz optimal. Ein bisschen hängt sie noch herunter. Schnittweitendifferenz knapp 2mm. In der Mitte habe ich einen leichten Hügel, der mir wenig Kopfzerbrechen macht. Der Spiegel ist jetzt so annähernd sphärisch, dass ich es jetzt angehe, das PARABOLISIEREN.

Anschließend verkleinerte ich mein 14″ Tool auf ein sternförmiges 9″ Tool. Damit gelang mir das Parabolisieren letztendlich sehr gut:

Mittel der letzten 3 Messungen am 2. 10. 08:

Das Mittenloch wird größtenteils vom Fangspiegel abgedeckt. Somit kaum eine Bildverschlechterung, da die Oberfläche von der 25-100% Zone sehr homogen ist.

Sterntest mit noch unbelegtem Spiegel:

Mit Ronchigitter, Rasierklinge und auch der 33% Blende (Tipp von Stathis wegen des Loches in der Mitte) erschien alles makellos.
Kein erkennbarer Spiegel- bzw. Lagerastigmatismus bei über 400-facher Vergrößerung.
Die Beugungsringe waren bei mittlerem Seeing eher ein Ratespiel. Kante jedenfalls erstmalig nicht abfallend.

Mit unbelegtem Spiegel bereits auch schon M57 und M13 gesehen – super!

Der Spiegel war zwar länger als geplant bei Befort. Doch jetzt ist er da – mit der offiziellen 88% Aluschicht (die 94% Verspiegelung machen sie nur bis 30cm Spiegel). Allerdings sagten sie mir am Telefon, daß die Verspiegelung tatsächlich auf ca. 90-92 % kommt. Somit wurde er eingebaut und kollimiert und gleich auf der Dachterrasse meiner Schule ausprobiert: Trotz dem aufgehellten Himmel mitten in Wien und dem ¾ Mond sah ich im Orionnebel noch nie so viele Details. Bisherige Erfahrungen bei gutem Himmel und 11“ und 12“ Geräten brachten den Detailreichtum bei weitem nicht.

Fertiges Teleskop mit noch unbelegtem Spiegel

… doch leider habe ich Astigmatismus hineingeschrubbt, wie eine genaue Messung bei Alois ergeben hat, somit ist er nicht mehr beugungsbegrenzt 🙁
Trotzdem macht er mir am Himmel Riesenspass – vielleicht werde ich den Spiegel noch mal angehen … wir werden sehen …

2015: mittlerweile habe ich den Spiegel wieder abgelaugt und ihn wieder zurück zur Sphäre geschliffen, jetzt ohne Asti!

2017: leider endgültige Vernichtung des Spiegels und des kompletten Teleskopes wegen Scheunenbrandes durch Blitzschlag:

verschmortes Teleskop 🙁