อ่าน 8 นาที
กล้องโทรทรรศน์แบบดอบโซเนียน
กล้องโทรทรรศน์ แบบดอบโซเนียน เป็น กล้องโทรทรรศน์แบบ นิวตันที่ติดตั้งบนฐานอั ลตาซิมัท ซึ่ง จอห์น ดอบสัน ได้ทำให้เป็นที่นิยม ในปี 1965...
กล้องโทรทรรศน์แบบดอบโซเนียน

กล้องโทรทรรศน์แบบดอบโซเนียนเป็นกล้องโทรทรรศน์แบบนิวตันที่ติดตั้งบนฐานอั ลตาซิมัท ซึ่งจอห์น ดอบสัน ได้ทำให้เป็นที่นิยม ในปี 1965 และได้รับการยกย่องว่าช่วยเพิ่มขนาดของกล้องโทรทรรศน์ที่มีให้สำหรับนักดาราศาสตร์สมัครเล่นอย่างมาก กล้องโทรทรรศน์ของดอบสันมีดีไซน์เชิงกลที่เรียบง่าย ซึ่งง่ายต่อการผลิตจากส่วนประกอบที่มีอยู่ทั่วไปเพื่อสร้างกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ พกพาสะดวก และราคาประหยัด ดีไซน์นี้ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการสังเกตวัตถุในห้วงอวกาศที่ จาง เช่นเนบิวลาและกาแล็กซีการสังเกตการณ์ประเภทนี้ต้องการ เลนส์ วัตถุที่ มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ (เช่นกำลังการรวมแสง ) ที่มีระยะโฟกัสค่อนข้างสั้น และพกพาสะดวกสำหรับการเดินทางไปยัง สถานที่ที่มีมลภาวะทางแสงน้อย[ 1 ] [ 2 ]
กล้องโทรทรรศน์แบบดอบโซเนียนมีจุดประสงค์เพื่อให้เป็นสิ่งที่เรียกกันทั่วไปว่า "ถังแสง" [ 3 ] [ a ] เนื่องจากการทำงานที่ กำลังขยายต่ำการออกแบบจึงละเว้นคุณสมบัติที่พบในกล้องโทรทรรศน์สมัครเล่นอื่นๆ เช่น การติดตาม แบบเส้นศูนย์สูตรกล้องโทรทรรศน์แบบดอบโซเนียนเป็นที่นิยมใน ชุมชน ผู้สร้างกล้องโทรทรรศน์สมัครเล่นซึ่งเป็นที่ที่การออกแบบนี้ได้รับการบุกเบิกและยังคงพัฒนาต่อไป[ 1 ]ผู้ผลิตกล้องโทรทรรศน์เชิงพาณิชย์จำนวนหนึ่งยังจำหน่ายกล้องโทรทรรศน์ที่ใช้การออกแบบนี้ด้วย ปัจจุบันคำว่าดอบโซเนียนถูกใช้สำหรับกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงแบบนิวตันที่มีขนาดรูรับแสงขนาดใหญ่หลายรุ่นที่ใช้ลักษณะการออกแบบพื้นฐานของดอบโซเนียนบางประการ โดยไม่คำนึงถึงวัสดุที่ใช้ในการสร้าง[ 4 ]
ที่มาและการออกแบบ
เป็นการยากที่จะจัดประเภทกล้องโทรทรรศน์แบบดอบโซเนียนว่าเป็นสิ่งประดิษฐ์เพียงชิ้นเดียว ในด้านการสร้างกล้องโทรทรรศน์สำหรับมือสมัครเล่น คุณสมบัติการออกแบบส่วนใหญ่ หากไม่ใช่ทั้งหมด ได้ถูกนำมาใช้ก่อนแล้ว จอห์น ดอบสัน ผู้ได้รับการยกย่องว่าเป็นผู้คิดค้นการออกแบบนี้ในปี 1965 [ 5 ]ชี้ให้เห็นว่า "เป็นเวลาหลายร้อยปีแล้วที่สงครามถูกต่อสู้โดยใช้ปืนใหญ่บนฐาน 'ดอบโซเนียน'"
ดอบสันระบุคุณลักษณะเด่นของการออกแบบนี้ว่าประกอบด้วยกระจกวัตถุที่มีน้ำหนักเบาซึ่งทำจาก กระจก ช่องหน้าต่างเรือและฐานยึดที่สร้างจากไม้อัด แถบ เทฟลอนและวัสดุราคาประหยัดอื่นๆ[ 4 ]เนื่องจากเขาสร้างกล้องโทรทรรศน์เหล่านี้เพื่อเป็นเครื่องมือช่วยในการทำกิจกรรมดาราศาสตร์ริมทางเท้าเพื่อการสอนเขาจึงชอบเรียกการออกแบบนี้ว่า "กล้องโทรทรรศน์ริมทางเท้า" [ 6 ]ดอบสันได้รวมนวัตกรรมทั้งหมดเหล่านี้เข้าไว้ในการออกแบบที่มุ่งเน้นเป้าหมายเดียว นั่นคือ การสร้างกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ ราคาไม่แพง ใช้งานง่าย พกพาสะดวก[ 7 ]ซึ่งสามารถนำ ดาราศาสตร์ ท้องฟ้าลึกมาสู่มวลชนได้[ 8 ]
นวัตกรรมการออกแบบของดอบสัน

การออกแบบของดอบสันช่วยให้ผู้สร้างที่มีทักษะน้อยสามารถสร้างกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากได้จากวัสดุธรรมดา ดอบสันปรับปรุงการออกแบบให้เหมาะสมสำหรับการสังเกตวัตถุที่จางมาก เช่นกระจุกดาวเนบิวลาและกาแล็กซี(สิ่งที่นักดาราศาสตร์สมัครเล่นเรียกว่าวัตถุในห้วงอวกาศลึก ) วัตถุที่จางเหล่านี้ต้องการกระจกรับแสงขนาดใหญ่ที่สามารถรวบรวมแสงได้มาก เนื่องจาก1การสังเกต " ห้วงอวกาศลึก " มักต้องเดินทางไปยังสถานที่มืดที่ห่างไกลจากแสงไฟในเมือง การออกแบบจึงมีข้อดีคือมีขนาดกะทัดรัด พกพาสะดวก และทนทานกว่ากล้องโทรทรรศน์แบบนิวตันขนาดใหญ่ทั่วไปในอดีต ซึ่งมักใช้ฐานตั้งแบบเยอรมัน ขนาดใหญ่ กล้องโทรทรรศน์ของจอห์น ดอบสันได้รวมนวัตกรรมหลายอย่างเข้าด้วยกันเพื่อให้ตรงตามเกณฑ์เหล่านี้ ได้แก่:
- ฐานตั้งกล้องโทรทรรศน์แบบอัลต์-อะซิมุธที่ไม่เหมือนใคร : แทนที่จะใช้ฐานตั้งแบบมาตรฐานที่ใช้ตลับลูกปืนตามแนวแกน ดอบสันเลือกใช้การออกแบบที่มั่นคงมาก สร้างง่าย และมีข้อจำกัดทางกลไกน้อยกว่าเมื่อใช้กับกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่และหนัก เขาปรับเปลี่ยนฐานตั้งแบบง่ามคลาสสิกให้เป็นโครงสร้างสามชิ้นแบบตั้งอิสระ ซึ่งยึดกล้องโทรทรรศน์ให้มั่นคงบนจุดรองรับเจ็ดจุด และช่วยให้สามารถเคลื่อนย้ายกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่และหนักได้อย่างง่ายดายและปลอดภัย
- ฐานตั้งกล้องโทรทรรศน์แบบดอบโซเนียนแบบคลาสสิก (ดูรูปที่ 1) ประกอบด้วยแผ่นฐานแนวนอนเรียบ (รูปที่ 1 สีดำ) ซึ่งมีขาตั้งสามในเจ็ดตัวติดอยู่ด้านบน (รูปที่ 1 สีเหลืองด้านล่าง) บนขาตั้งทั้งสามตัวนี้มีโครงสร้างกล่องที่เรียกว่า "กล่องโยก" (รูปที่ 1 สีน้ำเงินเข้ม) วางอยู่ สลักเกลียวตรงกลางที่หลวม (รูปที่ 1 สีเขียวเข้ม) ช่วยให้กล่องโยกอยู่ตรงกลางและหมุนได้เหนือแผ่นฐาน ด้านตรงข้ามของกล่องโยกจะมีร่องรูปครึ่งวงกลมตัดออกจากขอบด้านบนของผนังแต่ละด้าน (กล่องโยกเปิดด้านบนและด้านหลัง) แต่ละร่องจะมีขาตั้งคู่หนึ่งติดตั้งอยู่ภายในโดยเว้นระยะห่างกัน (รูปที่ 1 สีเหลืองด้านบน) ชุดท่อเลนส์ของกล้องโทรทรรศน์ (OTA, รูปที่ 1 สีฟ้าอ่อน) มีแกนหมุน กลมขนาดใหญ่สองอัน (หรือรางรูปโค้งสำหรับกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่) ยึดอยู่ทางด้านซ้ายและด้านขวา (รูปที่ 1 สีแดง) แกนร่วมของแกนหมุนทั้งสองตัดกับจุดศูนย์ถ่วงของท่อเลนส์กล้องโทรทรรศน์ แกนหมุน (หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่าแบริ่งปรับระดับความสูง) วางอยู่บนฐานรองทั้งสี่ที่กล่าวถึงข้างต้นในช่องตัดด้านบนของกล่องโยก ในการยกกล้องโทรทรรศน์ (ปรับระดับความสูง) เพียงแค่ยกตัวกล้องขึ้น แกนหมุนก็จะเลื่อนไปบนฐานรองทั้งสี่ ในการเคลื่อนกล้องโทรทรรศน์ไปทางซ้ายหรือขวา (ปรับมุมราบ) ให้ดันหรือดึงขอบด้านบนของตัวกล้อง (บางรุ่นมีด้ามจับเฉพาะ) เพื่อให้กล่องโยกที่หมุนได้เลื่อนไปบนฐานรองทั้งสามของแผ่นฐาน

รูปที่ 1 แผนผังการติดตั้งกล้องโทรทรรศน์แบบดอบโซเนียน - ชิ้นส่วนของฐานตั้งกล้องโทรทรรศน์แบบดอบโซเนียนแบบดั้งเดิมมักทำจากไม้อัดและวัสดุราคาถูกอื่นๆ ซึ่งนำมาติดกาว ขันสกรู หรือแม้แต่ตอกตะปูเข้าด้วยกัน แตกต่างจากฐานตั้งกล้องโทรทรรศน์แบบอื่นๆ ตรงที่ไม่จำเป็นต้องใช้ชิ้นส่วนกลไกที่ผ่านการกลึงอย่างแม่นยำ เพื่อให้การเลื่อนเป็นไปอย่างราบรื่น จะใช้บล็อก เทฟลอน (PTFE) ขนาดเล็กสำหรับตัวรองรับทั้งเจ็ดชิ้น ขนาดของพื้นผิวสามารถคำนวณได้อย่างแม่นยำตามน้ำหนักของตัวกล้องโทรทรรศน์ เพื่อเพิ่มความราบรื่นและการยึดตำแหน่งที่มั่นคง ด้านล่างของกล่องโยกมักจะหุ้มด้วยฟอร์ ไมก้าที่มีพื้นผิวละเอียด แกนปรับระดับความสูงมักมีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ และอาจหุ้มด้วยวัสดุที่มีพื้นผิวเช่นกัน สำหรับกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ อาจใช้ชิ้นไม้ครึ่งวงกลมหรือรางรูปโค้งแทนแกนกลม
- การใช้เทฟลอนเคลือบวัสดุที่มีพื้นผิวขรุขระ ผสานกับแรงโน้มถ่วงที่ดันให้เกิดการเคลื่อนที่อย่างราบรื่น ทำให้เกิดการเปลี่ยนผ่านที่นุ่มนวลและมั่นคงอย่างเป็นเอกลักษณ์ ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้กลไกหนีบเพื่อป้องกันการเคลื่อนที่โดยไม่ตั้งใจของกล้องโทรทรรศน์ ซึ่งแตกต่างจากแท่นวางกล้องโทรทรรศน์ส่วนใหญ่ ความมั่นคงของกล้องโทรทรรศน์แบบดอบโซเนียนคลาสสิกนั้นหาที่เปรียบไม่ได้ เนื่องจากกล้องโทรทรรศน์ไม่ได้หมุนบนแกนสองแกนเหมือนแท่นวางอื่นๆ แต่ตั้งอยู่บนฐานแข็งเจ็ดชิ้นอย่างมั่นคง (จนกว่าจะถูกดันไปยังตำแหน่งใหม่)
- ฐานตั้งกล้องโทรทรรศน์แบบดอบโซเนียนแบบคลาสสิก (ดูรูปที่ 1) ประกอบด้วยแผ่นฐานแนวนอนเรียบ (รูปที่ 1 สีดำ) ซึ่งมีขาตั้งสามในเจ็ดตัวติดอยู่ด้านบน (รูปที่ 1 สีเหลืองด้านล่าง) บนขาตั้งทั้งสามตัวนี้มีโครงสร้างกล่องที่เรียกว่า "กล่องโยก" (รูปที่ 1 สีน้ำเงินเข้ม) วางอยู่ สลักเกลียวตรงกลางที่หลวม (รูปที่ 1 สีเขียวเข้ม) ช่วยให้กล่องโยกอยู่ตรงกลางและหมุนได้เหนือแผ่นฐาน ด้านตรงข้ามของกล่องโยกจะมีร่องรูปครึ่งวงกลมตัดออกจากขอบด้านบนของผนังแต่ละด้าน (กล่องโยกเปิดด้านบนและด้านหลัง) แต่ละร่องจะมีขาตั้งคู่หนึ่งติดตั้งอยู่ภายในโดยเว้นระยะห่างกัน (รูปที่ 1 สีเหลืองด้านบน) ชุดท่อเลนส์ของกล้องโทรทรรศน์ (OTA, รูปที่ 1 สีฟ้าอ่อน) มีแกนหมุน กลมขนาดใหญ่สองอัน (หรือรางรูปโค้งสำหรับกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่) ยึดอยู่ทางด้านซ้ายและด้านขวา (รูปที่ 1 สีแดง) แกนร่วมของแกนหมุนทั้งสองตัดกับจุดศูนย์ถ่วงของท่อเลนส์กล้องโทรทรรศน์ แกนหมุน (หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่าแบริ่งปรับระดับความสูง) วางอยู่บนฐานรองทั้งสี่ที่กล่าวถึงข้างต้นในช่องตัดด้านบนของกล่องโยก ในการยกกล้องโทรทรรศน์ (ปรับระดับความสูง) เพียงแค่ยกตัวกล้องขึ้น แกนหมุนก็จะเลื่อนไปบนฐานรองทั้งสี่ ในการเคลื่อนกล้องโทรทรรศน์ไปทางซ้ายหรือขวา (ปรับมุมราบ) ให้ดันหรือดึงขอบด้านบนของตัวกล้อง (บางรุ่นมีด้ามจับเฉพาะ) เพื่อให้กล่องโยกที่หมุนได้เลื่อนไปบนฐานรองทั้งสามของแผ่นฐาน
- กระจกบาง : แทนที่จะใช้กระจกPyrex ราคาแพงที่มีอัตราส่วนความหนามาตรฐาน 1:6 [ 1 ] (หนา 1 ซม. ต่อเส้นผ่านศูนย์กลาง 6 ซม.) เพื่อไม่ให้กระจกโค้งงอและเสียรูปทรงภายใต้น้ำหนักของตัวเอง Dobson ใช้กระจกที่ทำจากแก้วจากฝาปิดช่องหน้าต่างเรือที่เหลือใช้ ซึ่งมักมีอัตราส่วนความหนา 1:16 [ 9 ]เนื่องจากการออกแบบกล้องโทรทรรศน์มีฐานยึดแบบอัลต์-อะซิมุธ กระจกจึงต้องได้รับการรองรับในเซลล์แบบง่ายๆ โดยมีแผ่นรองหลังเป็นพรมสำหรับใช้ภายใน/ภายนอกอาคาร เพื่อรองรับน้ำหนักของกระจกที่บางกว่ามากอย่างสม่ำเสมอ
- ท่อสำหรับงานก่อสร้าง : ดอบสันได้เปลี่ยนมาใช้ท่อกระดาษอัดหนาที่ใช้ในงานก่อสร้างเพื่อเทเสาคอนกรีตแทนท่อกล้องโทรทรรศน์แบบดั้งเดิมที่ทำจากอะลูมิเนียมหรือไฟเบอร์กลาส "โซโนทิวบ์" ซึ่งเป็นแบรนด์ชั้นนำที่ดอบสันใช้ มีราคาถูกกว่าท่อกล้องโทรทรรศน์ที่มีจำหน่ายทั่วไปและมีให้เลือกหลายขนาด เพื่อป้องกันความชื้น ท่อเหล่านี้มักจะถูกทาสีหรือเคลือบด้วยพลาสติก มีการกล่าวอ้างว่าโซโนทิวบ์มีความทนทานกว่าท่ออะลูมิเนียมหรือไฟเบอร์กลาสซึ่งอาจบุบหรือแตกหักได้จากแรงกระแทกในระหว่างการขนส่ง นอกจากนี้ยังมีข้อดีคือมีความเสถียรทางความร้อนและไม่นำไฟฟ้า ซึ่งช่วยลดกระแสการพาความร้อนที่ไม่พึงประสงค์ในเส้นทางแสงที่เกิดจากการเคลื่อนย้ายชุดท่อ
- กล่องกระจกทรงสี่เหลี่ยม : ดอบสันมักใช้กล่องไม้อัดเป็นฐานสำหรับท่อและตัวเรือนกระจก โดยสอดท่อเข้าไปในกล่อง วิธีนี้ทำให้ได้พื้นผิวเรียบและแข็งแรงสำหรับยึดขาตั้งกระจก และทำให้ติดตั้งแกนหมุนได้ง่าย
ลักษณะเฉพาะ
กล้องโทรทัศน์แบบดอบโซเนียนมีลักษณะดังต่อไปนี้:
- ฐานยึดแบบอัลตาซิมัท : ฐานยึดกล้องโทรทรรศน์แบบอิเควทอเรียลที่มีระบบขับเคลื่อนแบบนาฬิกาถูกตัดออกจากการออกแบบ ฐานยึดแบบอิเควทอเรียลมักจะมีขนาดใหญ่ (พกพายาก) ราคาแพง ซับซ้อน และมีลักษณะที่ทำให้เลนส์ใกล้ตาของกล้องโทรทรรศน์แบบนิวตันอยู่ในตำแหน่งที่เข้าถึงได้ยากมาก[ 10 ]ฐานยึดแบบอัลตาซิมัทช่วยลดขนาด น้ำหนัก และต้นทุนของกล้องโทรทรรศน์โดยรวม และทำให้เลนส์ใกล้ตาอยู่ในตำแหน่งที่เข้าถึงได้ค่อนข้างง่ายที่ด้านข้างของกล้องโทรทรรศน์ การออกแบบฐานยึดแบบอัลตาซิมัทที่ใช้ในกล้องโทรทรรศน์แบบดอบโซเนียนยังช่วยเพิ่มความเรียบง่ายและการพกพาได้อีกด้วย ไม่มีการเพิ่มมวลหรือความจำเป็นในการขนส่งตุ้มถ่วง ส่วนประกอบขับเคลื่อน หรือขาตั้งกล้อง/ฐานรอง การตั้งค่าสำหรับกล้องโทรทรรศน์แบบดอบโซเนียนที่มีท่อแข็งนั้นทำได้ง่ายๆ โดยการวางฐานยึดลงบนพื้น และวางท่อไว้ด้านบน น้ำหนักของฐานยึดแบบอัลตาซิมัทสไตล์ดอบโซเนียนจะกระจายไปบนพื้นผิวแบริ่งขนาดใหญ่ที่เรียบง่าย ทำให้กล้องโทรทรรศน์สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างราบรื่นภายใต้แรงกดของนิ้วมือโดยมีการคลายตัวน้อยที่สุด
- ฐานยึดแบบอัลตาซิมุธมีข้อจำกัดอยู่บ้าง กล้องโทรทรรศน์ที่ติดตั้งบนฐานยึดแบบอัลตาซิมุธที่ไม่มีระบบขับเคลื่อนจะต้อง "ขยับ" ทุกๆ สองสามนาทีตามแกนทั้งสองเพื่อชดเชยการหมุนของโลกเพื่อให้วัตถุอยู่ในสายตา (ตรงข้ามกับแกนเดียวสำหรับฐานยึดแบบอิเควทอเรียลที่ไม่มีระบบขับเคลื่อน) ซึ่งเป็นกระบวนการที่ยากขึ้นเมื่อใช้กำลังขยายสูง[ 11 ]ฐานยึดแบบอัลตาซิมุธไม่อนุญาตให้ใช้วงกลมกำหนดตำแหน่ง แบบดั้งเดิม เพื่อช่วยในการเล็งกล้องโทรทรรศน์ไปยังพิกัดของวัตถุที่ทราบ ฐานยึดแบบนี้ขึ้นชื่อว่ายากต่อการชี้ไปยังวัตถุที่อยู่ใกล้จุดสูงสุดเนื่องจากต้องมีการเคลื่อนที่ของแกนอะซิมุธมากเพื่อขยับการชี้ของกล้องโทรทรรศน์แม้เพียงเล็กน้อย ฐานยึดแบบอัลตาซิมุธยังไม่เหมาะสำหรับการถ่ายภาพดาราศาสตร์อีก ด้วย
- ขนาดของเลนส์วัตถุมีขนาดใหญ่เมื่อเทียบกับมวล/ต้นทุน
- อัตราส่วนมวลต่อขนาดเลนส์วัตถุต่ำ : โครงสร้างของกล้องโทรทัศน์แบบดอบโซเนียนเมื่อวัดจากปริมาตรและน้ำหนักจะมีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับการออกแบบอื่นๆ เมื่อเทียบกับขนาดเลนส์วัตถุที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากัน[ b ]
- อัตราส่วนต้นทุนต่อขนาดเป้าหมายต่ำ : จากมุมมองด้านต้นทุน โดยทั่วไปผู้ใช้จะได้รับเส้นผ่านศูนย์กลางเป้าหมายที่มากขึ้นต่อหน่วยต้นทุนด้วยการออกแบบแบบ Dobsonian [ 12 ]
- กล้องโทรทรรศน์ที่ดีสำหรับ "การสังเกตวัตถุในห้วงอวกาศลึก" : การออกแบบแบบดอบโซเนียนที่มีขนาดเลนส์วัตถุใหญ่ที่สุด ผสานกับความสะดวกในการพกพา ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสังเกตกระจุกดาวริบหรี่ เนบิวลา และกาแล็กซี (วัตถุในห้วงอวกาศลึก) ซึ่งเป็นกิจกรรมที่ต้องใช้เลนส์วัตถุขนาดใหญ่และการเดินทางไปยังสถานที่ที่มีท้องฟ้ามืดสนิท เนื่องจากวัตถุเหล่านี้มีขนาดค่อนข้างใหญ่ จึงสามารถสังเกตได้ที่กำลังขยายต่ำ ซึ่งไม่จำเป็นต้องใช้ขาตั้งกล้องแบบขับเคลื่อนด้วยนาฬิกา
- ปัญหาเรื่องความสมดุล : การออกแบบกล้องโทรทรรศน์ที่มีท่อกล้องโทรทรรศน์ยึดติดกับแบริ่งปรับระดับความสูง อาจเสียสมดุลได้จากการเพิ่มหรือลดอุปกรณ์ต่างๆ เช่น กล้องถ่ายรูปกล้องเล็งหรือแม้แต่เลนส์ใกล้ตา ที่มีน้ำหนักมากผิดปกติ กล้องโทรทรรศน์แบบดอบโซเนียนส่วนใหญ่มีแรงเสียดทานในแบริ่งมากพอที่จะต้านทานการเสียสมดุลในระดับปานกลางได้ อย่างไรก็ตาม แรงเสียดทานนี้ก็อาจทำให้การวางตำแหน่งกล้องโทรทรรศน์ให้แม่นยำทำได้ยากเช่นกัน เพื่อแก้ไขการเสียสมดุลดังกล่าว บางครั้งจึงมีการติดตุ้มถ่วงหรือยึดน็อตเข้ากับด้านหลังของกล่องกระจก
การออกแบบอนุพันธ์


นับตั้งแต่เริ่มแรก ผู้ผลิตกล้องโทรทรรศน์ได้ปรับเปลี่ยนการออกแบบแบบดอบโซเนียนให้เหมาะสมกับความต้องการของตนเอง การออกแบบดั้งเดิมนั้นเหมาะสมกับความต้องการและวัสดุที่มีอยู่ของบุคคลเพียงคนเดียว นั่นคือ จอห์น ดอบสัน ต่อมาคนอื่นๆ ได้คิดค้นรูปแบบต่างๆ เพื่อให้เหมาะสมกับความต้องการ ความสามารถ และการหาชิ้นส่วนของตนเอง ส่งผลให้การออกแบบ "ดอบโซเนียน" มีความหลากหลายอย่างมาก
ชุดท่อพับได้
ชุดท่อแบบ "คลาสสิก" นั้นต้องใช้รถตู้ขนาดใหญ่ในการขนส่ง นักออกแบบจึงเริ่มคิดค้นแบบที่ถอดประกอบได้หรือพับเก็บได้ ซึ่งสามารถขนส่งไปยังสถานที่ติดตั้งได้ด้วยรถ SUV ขนาดเล็ก รถแฮทช์แบ็กหรือแม้แต่รถเก๋งนวัตกรรมนี้ทำให้ชุมชนนักดาราศาสตร์สมัครเล่นสามารถเข้าถึงช่องรับแสงที่มีขนาดใหญ่ขึ้นได้
ท่อโครงถัก
การออกแบบหลายแบบได้รวมข้อดีของ ท่อ โครง น้ำหนักเบา และการออกแบบที่พับได้ กล้องโทรทรรศน์แบบ Dobsonian ที่มี "ท่อโครง" ที่พับได้ปรากฏในกลุ่มผู้สร้างกล้องโทรทรรศน์สมัครเล่นตั้งแต่ปี 1982 [ 13 ] [ 14 ]และอนุญาตให้ชุดประกอบท่อเลนส์ ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่ใหญ่ที่สุด สามารถแยกชิ้นส่วนได้ ดังที่ชื่อบ่งบอก "ท่อ" ของการออกแบบนี้ประกอบด้วยชุดประกอบกรงด้านบน ซึ่งมีกระจกรองและตัวปรับโฟกัส ยึดไว้ด้วยเสาแข็งหลายต้นเหนือกล่องกระจกซึ่งมีกระจกวัตถุ เสาเหล่านี้ยึดไว้ด้วยแคลมป์แบบถอดเร็ว ซึ่งช่วยให้กล้องโทรทรรศน์ทั้งหมดสามารถแยกชิ้นส่วนเป็นส่วนประกอบที่เล็กกว่าได้ง่าย ทำให้การขนส่งโดยยานพาหนะหรือวิธีการอื่นไปยังสถานที่สังเกตการณ์สะดวกยิ่งขึ้น การออกแบบท่อโครงเหล่านี้บางครั้งถูกเรียกอย่างไม่ถูกต้องว่าโครง Serrurierแต่เนื่องจากโครงหลักไม่ได้สร้างด้วยโครงเซลล์กระจกตรงข้าม จึงทำหน้าที่เพียงอย่างเดียวของการออกแบบนั้น นั่นคือการรักษาเลนส์ให้ขนานกัน
การดัดแปลงฐานยึดแบบอัลตาซิมุธ (กล่องโยก)
คุณลักษณะหลักของฐานยึดแบบ Dobsonian คือมีลักษณะคล้ายกับโครงสร้าง "แท่นปืน" ที่มี "กล่องโยก" ซึ่งประกอบด้วย แกนความสูงแบบ แกนหมุน แนวนอน และแกนราบที่รองรับอย่างกว้างขวาง โดยทั้งสองแกนใช้วัสดุเช่นพลาสติก ฟอร์ไมก้า และเทฟลอนเพื่อให้การทำงานราบรื่น[ 15 ]การออกแบบฐานยึดที่ดัดแปลงมาหลายแบบยังคงรูปแบบพื้นฐานนี้ไว้ ในขณะที่ปรับเปลี่ยนวัสดุและโครงสร้างอย่างมาก
ตัวยึด "กล่องโยก" ขนาดกะทัดรัด
การออกแบบหลายแบบได้เพิ่มความสะดวกในการพกพาโดยการลดขนาดฐานยึดแบบอัลตาซิมุธ (กล่องโยก) ให้เหลือเพียงแท่นหมุนขนาดเล็ก แบริ่งแบบแกนหมุนปรับระดับความสูงในการออกแบบเหล่านี้จะมีรัศมีขนาดใหญ่โดยประมาณเท่ากับหรือใหญ่กว่ารัศมีของกระจกสะท้อนแสง โดยจะติดอยู่กับหรือรวมเข้ากับชุดท่อ ทำให้ลดขนาดโดยรวมของฐานยึดลง ข้อดีของสิ่งนี้คือช่วยลดน้ำหนักรวมของกล้องโทรทรรศน์ และความสมดุลของกล้องโทรทรรศน์จะไวต่อการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักที่กดลงบนท่อกล้องโทรทรรศน์น้อยลง ไม่ว่าจะเป็นจากการใช้เลนส์ใกล้ตาที่หนักกว่า หรือการเพิ่มกล้องถ่ายรูป เป็นต้น
การเอาชนะข้อจำกัดของขาตั้งกล้องแบบอัลตาซิมุธ
นับตั้งแต่ปลายทศวรรษ 1990 นวัตกรรมมากมายในการออกแบบฐานตั้งและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โดยผู้ผลิตกล้องโทรทรรศน์สมัครเล่นและผู้ผลิตเชิงพาณิชย์ ทำให้ผู้ใช้สามารถเอาชนะข้อจำกัดบางประการของฐานตั้งกล้องโทรทรรศน์แบบดอบโซเนียนได้
- วงแหวนการตั้งค่าดิจิทัล : การประดิษฐ์ วงแหวนการตั้งค่าดิจิทัลที่ใช้ ไมโครโปรเซสเซอร์ (หนึ่งในผู้ประดิษฐ์รายแรกๆ คือนักดาราศาสตร์สมัครเล่นและพี่น้อง David J. Guerra และ John M. Guerra [ 16 ] [ 17 ] ) ทำให้กล้องโทรทรรศน์แบบติดตั้งอัลตาซิมุธใดๆ ก็ตามสามารถติดตั้งหรือดัดแปลงให้มีความสามารถในการแสดงพิกัดทิศทางของกล้องโทรทรรศน์ได้อย่างแม่นยำ ระบบเหล่านี้ไม่เพียงแต่ให้ผู้ใช้เห็นค่าไรต์แอสเซนชัน (RA) และเดคลิเนชัน (dec.) ในรูปแบบดิจิทัลเท่านั้น แต่ยังเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ดิจิทัล เช่นคอมพิวเตอร์แล็ป ท็อป คอมพิวเตอร์แท็บเล็ตและ สมาร์ทโฟนโดยใช้ซอฟต์แวร์ท้องฟ้า จำลอง ที่คำนวณ/สร้าง แผนภูมิตำแหน่งแบบเรียลไทม์ เพื่อแสดงภาพกราฟิกปัจจุบันของตำแหน่งที่กล้องโทรทรรศน์ชี้ไป ทำให้ผู้ใช้สามารถค้นหาวัตถุได้อย่างรวดเร็ว[ 18 ] [ 19 ]
- แท่นวางแบบเส้นศูนย์สูตร : การใช้แท่นวางแบบเส้นศูนย์สูตร (เช่นแท่นวาง Poncet ) ที่ติดตั้งอยู่ใต้ขาตั้งกล้องแบบปรับมุมได้ ทำให้ผู้ใช้สามารถติดตามวัตถุตามเส้นศูนย์สูตรได้ในระดับจำกัดสำหรับการสังเกตการณ์ด้วยตาเปล่าและ การถ่ายภาพ ดาราศาสตร์แท่นวางดังกล่าวสามารถติดตั้งกลไกขับเคลื่อนด้วยนาฬิกาเพื่อความสะดวกในการติดตาม และด้วยการจัดตำแหน่งขั้วโลก อย่างระมัดระวัง การถ่ายภาพด้วย CCD ที่มีความแม่นยำระดับต่ำกว่าหนึ่งอาร์คเซคก็เป็นไปได้ หอดูดาว Roeser ในลักเซมเบิร์ก (รหัสหอดูดาว MPC 163) ได้ส่งข้อมูล การวัด ทางดาราศาสตร์ หลายร้อยรายการ ให้กับศูนย์ดาวเคราะห์น้อยโดยใช้กล้องโทรทรรศน์แบบดอบโซเนียนขนาด 20 นิ้วที่สร้างเองบนแท่นวางแบบเส้นศูนย์สูตร
การดัดแปลงเชิงพาณิชย์


จุดประสงค์ดั้งเดิมของการออกแบบกล้องโทรทรรศน์แบบดอบโซเนียนคือการจัดหาเครื่องมือที่มีขนาดรูรับแสงใหญ่ ราคาไม่แพง เรียบง่าย และทนทานในราคาประหยัด[ 20 ]คุณสมบัติเหล่านี้ยังช่วยให้สามารถผลิตได้ในปริมาณมาก บริษัทแรกๆ ที่จำหน่ายกล้องโทรทรรศน์แบบดอบโซเนียนในเชิงพาณิชย์คือบริษัท Coulter Optical (ปัจจุบันเป็นส่วนหนึ่งของ Murnaghan Instruments) ซึ่งปัจจุบันเลิกกิจการไปแล้ว ในช่วงทศวรรษ 1980 พวกเขาช่วยทำให้การออกแบบนี้เป็นที่นิยมด้วยรุ่น "Odyssey" ที่มีขนาดต่างๆ กัน โดยใช้ท่อที่ทำจาก Sonotube และยึดตามแนวคิดดั้งเดิมของดอบสันในเรื่องความเรียบง่าย[ 21 ] [ 22 ] ในช่วงทศวรรษ 1990 Meade Instruments , Orion Telescopesและผู้ผลิตรายอื่นๆ เริ่มนำเสนอกล้องโทรทรรศน์แบบดอบโซเนียนรุ่นปรับปรุงใหม่ กล้องโทรทรรศน์ที่นำเข้าและผลิตในปริมาณมากเหล่านี้มีคุณสมบัติที่น่าสนใจ เช่น ท่อโลหะและฮาร์ดแวร์ที่ประณีตมากขึ้น และยังคงมีราคาไม่แพงมาก[ 21 ]
ตั้งแต่ทศวรรษ 1990 เป็นต้นมา กล้องโทรทรรศน์แบบ Dobsonian ที่ผลิตโดยใช้โครงสร้างท่อแบบ Truss ได้รับความนิยมเพิ่มมากขึ้น กล้องโทรทรรศน์แบบ Dobsonian Truss เชิงพาณิชย์รุ่นแรกวางจำหน่ายในตลาดโดยObsession Telescopesในปี 1989 [ 23 ]ต่อมาผู้ผลิตชาวอเมริกันรายอื่นๆ ได้แก่ StarStructure [ 24 ] Webster Telescopes [ 25 ] AstroSystems [ 26 ] Teeter's Telescopes [ 27 ] Hubble Optics [ 28 ] Waite Research [ 29 ]และ New Moon Telescopes [ 30 ]ผู้ผลิตจำนวนน้อยเหล่านี้เสนอกระจกสะท้อนแสงคุณภาพสูง วัสดุระดับไฮเอนด์ และงานฝีมือที่กำหนดเอง รวมถึง ระบบ GoTo ที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์เป็นตัวเลือกเสริม บางรายยังผลิตรุ่น "น้ำหนักเบาพิเศษ" ที่พกพาสะดวกยิ่งขึ้น[ 31 ]
ในศตวรรษที่ 21 กล้องโทรทัศน์แบบ Dobsonian ที่มีโครงสร้างแบบ Truss ก็ถูกผลิตจำนวนมากโดย Meade, Orion, Explore Scientificและอื่นๆ โดยส่วนใหญ่ผลิตในประเทศจีน มีคุณภาพและคุ้มค่าในราคาที่ถูกกว่ากล้องโทรทัศน์ระดับพรีเมียมที่กล่าวมาข้างต้นมาก[ 21 ]ในปี 2017 Sky-Watcherได้เปิดตัวกล้องโทรทัศน์รุ่น Stargate ขนาดใหญ่[ 32 ]
กล้องโทรทรรศน์แบบ Dobsonian ที่ใช้ในเชิงพาณิชย์ที่มีท่อแข็งโดยทั่วไปจะมีขนาดรูรับแสงสูงสุด 12 นิ้ว (305 มม.) เนื่องจากขนาดของท่อ กล้องโทรทรรศน์แบบ Dobsonian ที่มีโครงสร้างแบบ Truss ขนาด 12 ถึง 18 นิ้ว (305 ถึง 457 มม.) เป็นขนาดที่ได้รับความนิยมมากที่สุด เนื่องจากมีขนาดรูรับแสงที่ใหญ่พอสมควร แต่ยังสามารถติดตั้งได้ง่ายโดยคนเพียงคนเดียว ผู้ผลิตหลายรายนำเสนอโมเดลที่มีขนาดรูรับแสง 24 นิ้ว (610 มม.) และใหญ่กว่านั้น กล้องโทรทรรศน์แบบ Dobsonian ที่มีโครงสร้างแบบ Truss เป็นกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ที่สุดที่มีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ในปัจจุบัน กล้องโทรทรรศน์แบบ Hybrid รุ่นขนาดรูรับแสง 36 นิ้ว (914 มม.) จาก New Moon Telescopes ได้ถูกนำมาจัดแสดงในงาน Northeast Astronomy Forum ปี 2018 [ 33 ]ในปี 2019 กล้องโทรทรรศน์แบบ Newtonian พับได้ขนาดใหญ่ที่มีขนาดรูรับแสง 50 นิ้ว (1270 มม.) จาก Optiques Fullum ซึ่งตั้งอยู่ในแคนาดา ได้ถูกติดตั้งในรัฐนิวเจอร์ซีย์[ 34 ]
อิทธิพลของกล้องโทรทรรศน์แบบดอบโซเนียนต่อดาราศาสตร์สมัครเล่น
การออกแบบแบบดอบโซเนียนถือเป็นการปฏิวัติวงการเนื่องจากขนาดของกล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่โตซึ่งทำให้นักดาราศาสตร์สมัครเล่นสามารถใช้งานได้[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]ความเรียบง่ายโดยธรรมชาติและช่องรับแสงขนาดใหญ่ของการออกแบบเริ่มดึงดูดความสนใจในช่วงทศวรรษ 1970 เนื่องจากมีข้อดีคือเป็นเครื่องมือขนาดใหญ่ราคาไม่แพงที่สามารถพกพาไปยังสถานที่ท้องฟ้ามืดและงานชมดาว ได้โดยใส่ไว้ ในท้ายรถขนาดเล็กและติดตั้งได้ภายในไม่กี่นาที
ผลที่ตามมาคือกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่จำนวนมากซึ่งหากใช้วิธีการก่อสร้างแบบ "ดั้งเดิม" จะมีราคาแพงในการสร้างหรือซื้อ และใช้งานยาก ในขณะที่กล้องโทรทรรศน์แบบนิวตันขนาด 8 นิ้วถือว่ามีขนาดใหญ่ในช่วงทศวรรษ 1970 ปัจจุบันระบบขนาด 16 นิ้วเป็นเรื่องปกติ และระบบขนาด 32 นิ้วขนาดใหญ่ก็ไม่ใช่เรื่องแปลก[ 38 ]
เมื่อผนวกรวมกับการปรับปรุงอุปกรณ์สังเกตการณ์อื่นๆ เช่นฟิลเตอร์แสงแบบแคบ เลนส์ใกล้ตาที่ดีขึ้นและการถ่ายภาพดิจิทัลในย่านแสงที่มองเห็นได้และอินฟราเรดรูรับแสงขนาดใหญ่ของกล้องโทรทรรศน์แบบดอบโซเนียนได้เพิ่มจำนวนวัตถุที่สังเกตได้และรายละเอียดในแต่ละวัตถุที่สังเกตได้อย่างมาก ในขณะที่นักดาราศาสตร์สมัครเล่นในยุค 1970 และ 1980 มักจะไม่สำรวจอะไรมากไปกว่าวัตถุ Messier และ วัตถุ NGC ที่สว่างกว่า แต่ด้วยส่วนหนึ่งของกล้องโทรทรรศน์แบบดอบโซเนียน นักดาราศาสตร์สมัครเล่นในปัจจุบันจึงสามารถสังเกตวัตถุที่ริบหรี่ซึ่งอยู่ในแคตตาล็อกที่ไม่ค่อยมีคนรู้จัก เช่นIC , Abell , Kohoutek , Minkowskiและอื่นๆ ซึ่งครั้งหนึ่งเคยถือว่าเป็นงานอ้างอิงสำหรับนักดาราศาสตร์มืออาชีพเท่านั้น
เมื่อติดตั้งบนแท่นวางแบบเส้นศูนย์สูตรปัญหาในการใช้กล้องโทรทรรศน์แบบดอบโซเนียนสำหรับการถ่ายภาพดาราศาสตร์ แบบเปิดรับแสงสั้น (≲ 1 ชั่วโมง) จะหมดไป สิ่งนี้เปิดโอกาสให้กับนักดาราศาสตร์สมัครเล่นที่ต้องการส่งตำแหน่งดาวเคราะห์น้อยไปยังศูนย์ดาวเคราะห์น้อย (Minor Planet Center ) ในด้าน การวัด ตำแหน่งดาวเคราะห์น้อยด้วยความแม่นยำสูง (และการค้นพบ) นอกจากนี้ยังทำให้สามารถค้นหาวัตถุที่จางมากใหม่ๆ เช่นโนวา / ซูเปอร์โนวาในกาแล็กซีท้องถิ่น และดาวหาง (เพื่อรายงานไปยังสำนักงานกลางโทรเลขดาราศาสตร์ ) ได้อีกด้วย
ดูเพิ่มเติม
หมายเหตุ
- ^กล้องโทรทรรศน์แบบกระสวยแสง คือกล้องโทรทรรศน์ที่มีช่องรับแสงขนาดใหญ่ ใช้สำหรับการสังเกตการณ์ด้วยตาเปล่าเป็นหลัก
- ^อัตราส่วนนี้ทำให้มั่นใจได้ว่ากล้องโทรทรรศน์แบบดอบโซเนียนจะมีน้ำหนักเบากว่าและใช้พื้นที่น้อยกว่ากล้องโทรทรรศน์ประเภทอื่น ๆ ต่อความยาวเส้นผ่านศูนย์กลางของเลนส์แต่ละนิ้ว จึงเป็นกล้องโทรทรรศน์ที่พกพาสะดวกที่สุด
ลิงก์ภายนอก
- องค์กรนักดาราศาสตร์ริมทางเท้า
- หน้าเว็บเกี่ยวกับการสร้างกล้องโทรทรรศน์ของกลุ่มนักดาราศาสตร์ริมทางเท้าซานฟรานซิสโก
- แผนการสร้างกล้องโทรทรรศน์แบบดอบโซเนียนฉบับสมบูรณ์
- กล้องโทรทรรศน์แบบดอบโซเนียนพกพาขนาดใหญ่ที่สุดในโลก (42 นิ้ว - 107 ซม.)
- กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ที่สุดในโลกสำหรับสวนหลังบ้าน
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ กล้องโทรทรรศน์แบบดอบโซเนียน
กล้องโทรทรรศน์ แบบดอบโซเนียน เป็น กล้องโทรทรรศน์แบบ นิวตันที่ติดตั้งบนฐานอั ลตาซิมัท ซึ่ง จอห์น ดอบสัน ได้ทำให้เป็นที่นิยม ในปี 1965...
ที่มาและการออกแบบ
เป็นการยากที่จะจัดประเภทกล้องโทรทรรศน์แบบดอบโซเนียนว่าเป็นสิ่งประดิษฐ์เพียงชิ้นเดียว ในด้านการสร้างกล้องโทรทรรศน์สำหรับมือสมัครเล่น คุณสมบัติการออกแบบส่วนใหญ่ หากไม่ใช่ทั้งหมด ได้ถูกนำมาใช้ก่อนแล้ว จอห์น ดอบสัน...
นวัตกรรมการออกแบบของดอบสัน
การออกแบบของดอบสันช่วยให้ผู้สร้างที่มีทักษะน้อยสามารถสร้างกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากได้จากวัสดุธรรมดา ดอบสันปรับปรุงการออกแบบให้เหมาะสมสำหรับการสังเกตวัตถุที่จางมาก เช่น กระจุกดาว เนบิวลา และ กาแล็กซี ( สิ่งที่นักดาราศาสตร์สมัครเล่นเรียกว่า วัตถุในห้วงอวกาศลึก...
ลักษณะเฉพาะ
กล้องโทรทัศน์แบบดอบโซเนียนมีลักษณะดังต่อไปนี้:
