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WISSENSCHAFTLICHES LABOR FÜR KINDER
Astrograph, ein Gerät zum Fotografieren von Sternen. Wissenschaftliches Kinderlabor
Verzeichnis / Wissenschaftliches Kinderlabor Zur Fotografie von Planeten und Sternen werden riesige Teleskope, komplexe elektromechanische Systeme und elektronische Computer eingesetzt. Und Sie haben nur eine Smena-Kamera und ... den großen Wunsch, ein Foto von dem Planeten zu machen, der Ihnen gefällt. Schauen Sie sich die Zeichnung an. Das ist ein Astrograph. Es wurde von den Jungs aus der Stadt SYUT in Witebsk entwickelt und gebaut. Vladimir Evgenievich Soiko, Leiter des Film- und Fotokreises, spricht über den Astrographen. Viele von Ihnen wissen wahrscheinlich, dass schwache Sterne mit Langzeitbelichtungen fotografiert werden, die manchmal mehrere zehn Minuten betragen. Während der Aufnahme wird die Kamera der täglichen Rotation des Sternenhimmels folgend bewegt. Geschieht dies nicht, ist das Bild des Stars auf dem Film unscharf. Bei großen Astrographen – fotografischen Teleskopen – erfolgt diese Bewegung über einen Elektromotor oder einen Gewichtsmechanismus. Unser Design des Astrographen ist darauf ausgelegt, verfügbare Objektive mit kurzer Brennweite zu verwenden, und daher führen wir die Kamera manuell nach den Sternen. Dies vereinfacht die Konstruktion des Geräts erheblich und ermöglicht die Herstellung in einer Schulwerkstatt oder einem Schulkreis.
Alle Teile des Gerätes sind auf einem massiven Sockel 6 montiert. In dessen Ecken sind Stellschrauben 5 angebracht, die zur genauen Ausrichtung der Uhrachse 3 zum Himmelspol dienen. Auf der Basis sind mit M8-Schrauben ein Konuslager 4, Lager 8 der Leitspindel 12 und ein Ständer 11 zur Befestigung der Uhrachse befestigt. Die Mutter 9 ist auf der Leitspindel montiert und mit Hebeln 10 schwenkbar befestigt. Wenn sich die Riemenscheibe 7 dreht, bewegt sie sich entlang der Spindel, dreht die Hebel und diese wiederum drehen die Uhrachse und damit die damit verbundene Plattform 2. Das Teleskop 1 und die Kamera. Um die Kamera manuell auf den gewünschten Teil des Himmels auszurichten, verfügt das Gerät über eine Deklinationsachse. (Sie dreht sich in einer mit der Uhrachse verschraubten Hülse.) Diese Achse ist mit einer Klemmschraube starr fixiert. Die Plattform ist über den Flansch und die Deklinationsachse mit der Uhrenachse verbunden. Im Leitteleskop finden wir den Stern, den wir brauchen, und folgen ihm dann während der Aufnahme und versuchen, ihn in der Mitte des Okulars zu halten. Um die Führung zu erleichtern, ist der Okularteil des Teleskops drehbar. Wie ich bereits sagte, ist es nicht schwer, im Schulkreis einen Astrographen anzufertigen. Ich möchte junge Liebhaber der astronomischen Fotografie jedoch sofort warnen: Die Qualität der resultierenden Bilder hängt weitgehend davon ab, wie genau und genau Sie die einzelnen Teile und Komponenten des Geräts herstellen. Aus welchen Materialien und Details besteht unser Astrograph? Basis 6, Ständer 11, Plattform 2 für die Kamera und Leitteleskop haben wir aus Textolith geschnitten. (Die Abmessungen der Basis Ihres Geräts können unterschiedlich sein. Hauptsache, sie ist massiv.) Ein besonderes Wort möchte ich zum Ständer sagen. Der Ständer besteht aus zwei Teilen: Der untere Teil ist mit dem Sockel verbunden und der obere Teil dient als Träger für die Uhrachse, die schräg zum Sockel des Astrographen steht. Der Winkel der Oberseite des Ständers hängt vom Breitengrad des Aufnahmebereichs ab. Er entspricht 90° - L, wobei L der Breitengrad des Beobachtungsortes ist. Dementsprechend wird auch die Höhe des Racks gewählt (die Höhe des Racks unseres Geräts ist auf den Breitengrad Moskaus ausgelegt). An der Basis haben wir Löcher in die Ecken gebohrt und Gewinde für Einstellschrauben geschnitten (für eine Holzbasis werden spezielle Muttern mit Flanschen bearbeitet). Einer der zeitaufwändigsten und kritischsten Teile des Astrographen ist die Leitspindel. Vermutlich wird es nicht jedem gelingen, eine fertige passende Schraube mit Mutter zu bekommen, deshalb verrate ich euch, wie man sie herstellt. Ich warne Sie sofort: Bei einer solchen Länge wird es Ihnen nicht gelingen, die Schraube gleichmäßig mit einer Matrize zu schneiden. Markieren Sie daher zunächst das Gewinde mit einem Fräser auf einer Drehmaschine und kalibrieren Sie es anschließend mit einer Matrize. Ich rate Ihnen, mehrere Schrauben auf einmal herzustellen und dann die beste daraus auszuwählen. Die Leitspindel dreht sich in Lagern, die wir aus Bronze gefertigt haben. Sie können aber auch fertige Kugellager verwenden. Lager müssen in die Zahnstangen gedrückt werden. In unserem Land werden sie aus Textolith sowie einem Kan und einer Mutter 9 gesägt. Das Lager und der Ständer (Teil 4) der Uhrachse bestehen aus den gleichen Materialien wie die Leitspindellager. Auch die Uhrachse haben wir aus Textolith gefertigt. Um die Kamera auf den gewünschten Teil des Himmels auszurichten, wird in die Uhrenachse eine runde Nut eingebracht, die durch eine am oberen Hebel 10 befestigte Klemme abgedeckt wird. Hier ist auf der Uhrenachse ein Winkelmesser 13 angebracht. Die Deklination Wie ich bereits sagte, dreht sich die Achse in einer Hülse, die in die Achse der Uhr eingebaut ist. Die Buchse ist aus Bronze gefertigt, die Deklinationsachse besteht aus Stahl. Die Teleskopführung ist ein kleiner Refraktor. Als Linse (b) können Sie jedes geeignete Objektiv oder Brillenglas mit einer Brennweite von 30-40 mm verwenden. Das Okularteil (c) haben wir an der Maschine gefertigt, es kann aber auch aus Zinn gelötet oder aus dünnem Sperrholz geklebt werden. Wenn Sie kein Prisma (e) haben, ersetzen Sie es durch einen kleinen Spiegel. Wir nahmen das fertige Okular (d) aus dem Mikroskop und klebten den Tubus (a) für das Teleskop aus Papier. Das Okular kann durch jedes kleine, starke Objektiv mit einer 5- bis 10-fachen Vergrößerung ersetzt werden, wodurch ein Papierrahmen dafür entsteht. Erinnern Sie sich an die bekannte Formel. Die Vergrößerung eines Teleskops ist gleich K des Objektivs geteilt durch F des Okulars (F ist die Brennweite! Um die Brennweite Ihres Objektivs zu bestimmen, richten Sie es auf die Sonne und messen Sie den Abstand vom Objektiv zum Punkt Bild der Sonne. Dies wird die Brennweite des Objektivs sein. Es macht wahrscheinlich keinen Sinn, über die Herstellung aller Details des Geräts zu sprechen – sie sind einfach und anhand des Bildes verständlich. Das sage ich nur, wenn Sie Ihren Astrographen haben möchten Um wie echt auszusehen, reinigen Sie alle Details sorgfältig, grundieren Sie sie und streichen Sie sie grau. Und zum Schluss noch ein paar Tipps zum Fotografieren von Sternen. Versuchen Sie zunächst, die Stundenachse des Astrographen genauer auf den Himmelspol auszurichten. In der horizontalen Ebene wird das Gerät mit einem Kompass unter Berücksichtigung der Korrektur der magnetischen Deklination und in der vertikalen Ebene in 14er-Ebenen installiert. Nachdem Sie den Astrographen installiert haben, beginnen Sie mit dem Fotografieren. Um das Gerät zu leiten, wählen Sie einen ausreichend hellen Stern am Himmel aus und richten Sie das Teleskop darauf. Das Bild des Sterns wird wie ein leuchtender Fleck aussehen. Dann spannen Sie den Kameraverschluss, stellen Verschlusszeit und Blende ein und fotografieren die Sterne. Versuchen Sie während der Belichtung, durch Drehen der Leitspindelrolle das Bild des ausgewählten Sterns so genau wie möglich im Fadenkreuz des Okulars zu halten.
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