טלסקופ - מדריך לניקוי המרכיבים האופטיים

מתוך אסטרופדיה
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

ניקוי המרכיבים האופטיים של טלסקופ (באנגלית: Cleaning Telescopes):

מאמר זה נועד להדריך חובבי אסטרונומיה במטלה העדינה של ניקוי המרכיבים האופטיים של טלסקופ אסטרונומי.

קיימות שיטות רבות ומגוונות לניקוי האופטיקה בטלסקופים אסטרונומיים. חלקן טובות יותר וחלקן פחות. הדרכים שמוצגות כאן הן כאלו שבהם עשה שימוש מחבר המאמר והשיגו תוצאות טובות. על כן, מחבר המאמר סבור שיהיו יעילות גם עבור צופים אחרים.

הקדמה

הרכיבים האופטיים הם לב ליבו של הטלסקופ. בטלסקופ איכותי כל משטח אופטי (משטח שדרכו עובר אור או ממנו מוחזר אור מהאובייקט הנצפה) מלוטש ברמה גבוהה מאד כך שהוא חלק מאד. ההבדל המרבי בגובהן של נקודות שונות ביחס לחתך התאורטי של פני העדשה או המראה אינו עולה, בדרך כלל, על כמה עשיריות מיקרונים. זאת כדי לאפשר מעבר אור מסודר ככל האפשר – ללא החזרות או נפיצות אור אקראיות (אפקטים העשויים להיגרם ע"י חוסר אחידות בפני משטח האופטי).

לאחר הליטוש מצופה המשטח האופטי בציפויים יעודים בהתאם לסוג הטלסקופ- ציפויים מונעי החזרה בטלסקופ שובר אור (המיועדים למנוע החזרת אור ממשטח העדשה) או ציפויים לשיפור ההחזרה בטלסקופים מחזירי-אור. הציפוי הייעודי מוגן ע"י שכבת ציפויים נוספת של חומרי הגנה שונים כדי למנוע חימצון ונזקים נוספים הנגרמים ע"י חשיפת חומרי הציפוי היעודים לאוויר הפתוח. הרכבם הכימי של הציפויים משתנה מאד מיצרן טלסקופים אחד למשנהו.

באופן טבעי המרכיבים האופטיים בטלסקופ מתלכלכים בצורות שונות. החל מגרגרי אבק הנמצאים באוויר סביבנו ומצטברים על המשטחים האופטיים ,דרך סימני טביעות אצבעות הנגרמים מתנועת יד לא זהירה וכלה במשקעים השוקעים ומצטברים על המשטח האופטי עקב התאדות אדי מים שהתעבו עליו במהלך ליל תצפית קר ולח.

המשטחים האופטיים המועדים ביותר לפורענות הם אלו הקרובים ביותר לאוויר הפתוח או לחלקים הנמצאים במגע עם המפעיל (כך שיש סבירות שתנועת יד לא זהירה תפגע במשטח האופטי, למשל).

משטחים כאלה הם:

  • עיניות – עדשת העין בעינית (העדשה הקרובה ביותר לעינו של הצופה) נוטה להיפגע מהפרשות מהעין במהלך בתצפית וכן מלחות מצטברת המשאירה משקעים על פני העדשה. כמו כן יש נטייה להצטברות אבק, שכן לעיתים קרובות העינית מונחת במהלך התצפית ללא כיסוי וכשעדשת העין מופנית כלפי מעלה בזוית נוחה מאד לצבירת אבק מהאוויר.
  • בטלסקופים שוברי אור - המשטח הקדמי של עדשת העצם רגיש לאבק ולהתעבות אדי מים בגלל קרבתו לאוויר הפתוח בקצהו הקדמי של הטלסקופ.
  • בטלסקופים מחזירי אור - מרבית הטלסקופים מחזירי האור הנמכרים בארץ בנויים מצינור שלם. כלומר, המארז האופטי עשוי צינור אחיד לכל אורכו של הטלסקופ ולא ממארז עשוי מקטעים ומוטות (הנקרא גם Truss tube) . המראה הראשית היא, על כן, מוגנת יחסית בקצהו הפנימי של הצינור הן מפני אויר לח והן מאבק. המראה המשנית מופנית כלפי פנים הטלסקופ ולכן הסבירות שתצבור חלקיקי אבק נמוכה מאד. שתי המראות נמצאות מחוץ להישג ידו של הצופה כך שהסיכוי שייפגעו מנגיעה הוא קלוש ביותר.

מכאן, שבטלסקופים עם מארז סגור השטח הבעייתי היחידי הוא העינית.

גם בטלסקופים הבנויים ממארז מוטות (Truss Tube) המראה המשנית מופנית כלפי מטה כך שהיא נשמרת נקייה לאורך זמן (בתנאי שהטלסקופ מאוחסן כשהוא מוגן ומכוסה).

  • בטלסקופים קטדיופטרים - נקודת התורפה בטלסקופים אלה היא המשטח הקדמי של העדשה המתקנת: משטח זה חשוף לחלוטין לאוויר קר ולח בלילות תצפית וכן צובר במהירות יחסית אבק כל אימת שאינו מכוסה.

יתר המרכיבים האופטיים מוגנים היטב בתוך צינור הטלסקופ הסגור ולכן נשארים נקיים זמן רב מאד. זאת למעט מקרים בהם מושאר הפתח האחורי של הטלסקופ פתוח זמן רב. במקרים כאלה יכולים להיכנס אבק, אויר לח ואפילו חרקים המוצאים דרכם פנימה אל בית חדש עם נוף מרהיב...

כללים להגנה על הטלסקופ

בניית והרכבת שרוול לחות על גבי צינור הטלסקופ.

קיימים שני כללים חשובים מאד בכל הקשור לנקיון האופטיקה:

הכלל הראשון הוא מניעה – שמור על נקיון האופטיקה כדי שלא תצטרך לנקותה:

1. שמור כל פריט ציוד מכוסה כל זמן שאינו בשימוש. 2. אחסן את הטלסקופ וציודו הנלווה בחדר נקי מאבק. 3. יש להימנע מעישון והדלקת אש בקרבת הטלסקופ חלקיקי עשן ימצאו דרכם אל מראת הטלסקופ. 4. אם ברשותך טלסקופ קטדיופטרי, רכוש עבורו צינור הגנה נגד לחות או אף עשה במו ידיך צינור כזה (ראו איור משמאל). ניתן להשתמש ביריעה פלסטית גמישה המגולגלת לצינור שאורכו לפחות כמחצית אורך צינור הטלסקופ וקוטרו מתאים לקוטרו החיצוני של צינור הטלסקופ. בצידו הפנימי של הצינור יש להדביק נייר בריסטול שחור המסייע בספיגת אדי מים מהאוויר שבתוכו וגם מצמצם החזרות אור אקראיות אל תוך הטלסקופ (כאן הכוונה לאור מהאובייקט וגם לאור "רעש" כדוגמת זה המגיע מפנס רחוב סמוך...).

הכלל השני , והחשוב ביותר בעניין זה הוא: לא לנקות אם לא חייבים: טעות שכיחה היא לנקות את האופטיקה בטלסקופ על בסיס תקופתי או ברגע ששניים-שלושה גרגרי אבק זערוריים מופיעים על מראת הטלסקופ. כל מגע שהוא עם המשטחים האופטיים שוחק את הציפויים האופטיים, עלול לשרוט את הזכוכית ממנה עשוי המשטח ופוגם באיכות הדמות. שחיקת הציפויים עשוייה לגרום לאובדן אור עקב החזרות אקראיות, קרי קרני האור אינן ממוקדות כהלכה ליעדן (המוקד). בנוסף עשויה לחול ירידה חדה בניגודיות (קונטרסט) בגלל קרני אור תועות המוצאות דרכן אל עינית הטלסקופ ומאירות אותה באופן לא מסודר.

משמעות ואיתור ליכלוך על המשטחים האופטיים

אם נדמיין גרגר אבק בגודל מסוים ונבחן את השפעתו על הדמות המתקבלת בתצפית, נגלה שככל שהגרגר מתרחק ממישור המוקד של הטלסקופ השפעתו קטנה יותר. כך למשל גרגר אבק הרובץ על פני העדשה המתקנת של טלסקופ קטדיופטרי יגרום להפרעה זניחה ולא מורגשת. הוא הדין לגבי המראה הראשית או העדשה הראשית (בשוברי-אור). כל הפרעה על משטחים אלה מפוזרת באופן אחיד על פני כל שדה הראייה ולכן גרגר קטן ישפיע באופן זניח על מראה הדמות הסופית.

לעומת זאת, אם ניקח את אותו הגרגר ונניח אותו על עדשת השדה בעינית (העדשה הפונה אל הטלסקופ כשהעינית מורכבת) יופיע הגרגר ברוב הוד והדר ככתם כהה בשדה הראייה. זאת מכיוון שעדשת השדה של העינית נמצאת קרוב מאד, אם לא בדיוק מוקד הטלסקופ.

הפרעה חמורה פחות תיגרם אם הגרגר יתמקם לו על מסנן המורכב על העינית או על דיאגונל או בארלו, המצויים אף הם קרוב יחסית למוקד הטלסקופ.

הערה: גרגרי אבק על עדשת השדה מפריעים בעיקר בתצפית בשעות היום או בתצפיות על הירח או כוכבי הלכת הבהירים. או אז מואר שדה הראייה באור חזק וכל גורם החוסם אור ייראה בבירור.

אם כן, כתם כהה המופיע בשדה הראייה של הטלסקופ במהלך תצפית עשוי להיגרם מלכלוך על עדשת השדה בעינית, על הטלקומפרסור (מקצר אורך מוקד), הדיאגונל או מסנן-אור, באם מורכבים כאלה.

במהלך התצפית ניתן לאתר את הגורם המפריע בשיטת האלימינציה:

נשחרר את בורג הנעילה של העינית (חובה להחזיקה כדי לוודא שלא תחליק ממקומה ותיפול – מצב בו גרגרי אבק כבר לא יפריעו...) ונסובב באיטיות את העינית בתוך מחזיק העינית. אם הכתם המופיע בשדה הראייה מסתובב בהתאם אזי מקומו של הגרגר הוא בעינית, סביר להניח שעל עדשת השדה.

אם הגרגר נותר נייח נפרק מהטלסקופ את הדיאגונל ונחבר את העינית ישירות אל הטלסקופ. אם ההפרעה נעלמה אזי מיקומה על מראת (או פריזמת) הדיאגונל. אם ההפרעה נשארת יש לחפשה על עדשות הבארלו או הטלסקופרסור אם מורכבים כאלה.

חשוב מאד - לעולם אין לפרק את העינית למרכיביה. מכלול העדשות בעינית מכוון לביצועים אופטימליים במפעל הייצור ואם תפורק העינית מאד לא סביר שהעדשות יוחזרו למקומן המדויק ומכאן שיעילות העינית תיפגם בצורה ניכרת.


ניקוי האופטיקה

רכיבים אופטיים קטנים (לא כולל מסננים)

תחילה נראה כיצד מנקים רכיבים קטנים: עיניות, דיאגונלים, טלסקומפרסורים ועדשות בארלו. רכיבים אלו צוברים לכלוך המצריך ניקוי בתדירות גבוהה בהרבה מאשר המשטחים האופטיים הגדולים של הטלסקופ. חשוב לשים לב שכאן לא נכללים מסנני אור, עליהם יורחב בהמשך.

משאותר הגרגר המפריע בשיטה שהוזכרה כאן ניתן לסלקו ע"י מברשת צמר-גמלים. שערות מברשת כזו רכות מספיק כדי למנוע את שריטת הציפויים שעל עדשות קטנות. הניקוי צריך להיעשות מכיוון מרכז העדשה כלפי חוץ בתנועות קצרות וללא הפעלת לחץ כלפי העדשה. די במשקל השכרות כדי לסלק גרגרי לכלוך מפני העדשה. אם מעטרת טביעת אצבע את עדשת העינית או שמופיעים עליה כתמים אחרים ניתן לנקות בעדינות באמצעות נייר אורז. שוב, הניקוי חייב להיעשות בעדינות רבה, ממרכז העדשה החוצה וללא הפעלת לחץ עלפי משטח העדשה. חשוב מאד לסלק גרגרי לכלוך באמצעות מברשת לפני השימוש בנייר אורז. ניקוי כתמים על העדשה לפני סילוק גרגרי לכלוך קשים יגרום ללחיצת גרגרים כלפי הציפויים האופטיים ולשריטתם.

מברשות צמר-גמל ונייר אורז ניתן להשיג בחנויות לצרכי צילום. שימו לב: מברשות כאלו קשות יחסית להשגה ובד"כ בחנויות צילום ואופטיקה ניתן לרכוש מברשות באיכות טובה פחות ממברשת שערות גמל.

מאד לא מומלץ להשתמש בגימיקים מסחריים כגון Lens-pen ו"תכשירי-פלא" דומים. אלה מתאימים אולי לניקוי עדשות במצלמות אך ישרטו בקלות את הציפויים העדינים שעל הטלסקופ או העיניות! כמו כן אין להשתמש בתרסיסי ניקוי למיניהם המשמשים לניקוי משקפיים, למשל. תרסיסים כאלה מכילים חומרים שיאכלו ויפגעו בציפויים האופטיים ויותירו משקעים ונזקים שלא ניתן לתקנם.

עדשות מתקנות, עדשות עצם ומראות

כפי שהוסבר קודם, המשטחים האופטיים הגדולים בטלסקופ אמנם צוברים אבק בקצב מהיר אבל השפעתן של אי-סדירויות קלות במשטחים אלה היא קטנה מאד.

כיסוי דליל של אבק על משטח אופטי כזה לא יפריע לאיכות הדמות המתקבלת וניסיון לנקותו יביא יותר נזק מתועלת שכן כל ניקוי שוחק מעט את הציפויים האופטיים. ניקוי עדשה המלוכלכת אך במעט יביא אולי למשטח אופטי נקי אך אובדן הציפויים יביא לפגיעה חמורה יותר בדמות מאשר זו שנגרמה ע"י אותו כיסוי אבק דליל.

ואולם, עם הזמן עשויה להצטבר שכבת אבק עבה על המשטח האופטי.

שכבה כזו גורמת לאיבוד אור ניכר אך ההפרעה הרצינית ביותר של משטח אופטי גדול המכוסה אבק היא ירידה חדה בניגודיות התמונה הנגרמת עקב התאבכות קרני אור והחזרות אקראיות מחלקיקי אבק אל רכיבים אופטיים אחרים בטלסקופ. ירידה בניגודיות מורגשת בעיקר בתצפית על הירח או כוכבי-לכת שאורם הרב מאיר את כל שדה הראייה במעין "מסך" אחיד המפריע להבחנה בפרטים עדינים על האובייקט.

קיימות מספר טכניקות לניקוי משטחים אופטיים גדולים וכן תערובות שונות של חומרים היכולים לשמש לניקוי. השיטה שאתאר כאן שימשה את מחבר המאמר לניקוי יסודי של טלסופים קטדיופטריים בקטרים שבין 3 ל-16 אינץ', לטלסקופים מחזירי-אור בקטרים של 13 ו-16 אינץ' , שוברי-אור קטנים וכן עיניות וציוד עזר נוסף. שיטה זו מצריכה את החומרים הבאים:

  • מים מזוקקים לשימוש רפואי (לא מדובר במיכלים המיועדים לניקוי רדיאטורים וכו').
  • אלכוהול טהור (דרגת זיקוק של לפחות 95% ורצוי אף מעבר לכך).
  • צמר גפן טהור המורכב מ-100% כותנה. יש להימנע משימוש בכדורי-כותנה מוכנים שכן למרות שאלה מתיימרים להיות עשויים כותנה טהורה הם מכילים סיבים סינטטיים קשים המזיקים לאופטיקה). כמו כן חובה לוודא שאין בכותנה תוספים כגון בשמים למיניהם.
  • מגבוני נייר רכים. מומלץ להשתמש במגבוני קלינקס בכלי מרקם עדין ושוב, ללא תוספים.

את כל אלה אפשר לרכוש במחיר נמוך מאד בבתי מרקחת.

מומלץ לקרוא ולהבין היטב את תהליך הניקוי בטרם מנסים ליישמו. מומלץ אף לנסות ולתרגל כל צלחת או מראה ישנה במידת האפשר (גם מראת איפור תתאים לצורך זה).

לפני הכל יש לרחוץ ידיים היטב ולנגבן במגבת נקייה.

נכין מראש מספר כדורים קטנים של כותנה. אלה עשויים מפיסות קטנות שיגולגלו כך שלפחות צד אחד שלהם יהיה נקי משערות חופשיות. כל כדור יהיה בגודל של בערך 3 ס"מ.

בנוסף נכין גם מספר מגבוני נייר מקופלים לרבעים.

לניקוי נשתמש בתערובת המורכבת ביחס של טיפה אחת אלכוהול לכל ארבע טיפות של מים מזוקקים. את התערובת נכין ע"י יציקת האלכוהול לצלוחית זכוכית (אין להשתמש בכלי פלסטי שכן האלכוהול ייצור תגובה עם הפלסטיק ושרידי התהליך ימצאו דרכם למנוחת-קבע על מראת הטלסקופ...).


ניקוי הטלסקופ - הכלים הדרושים. צילום: נדבר רוטנברג.

לצורך התחלה אפשר להתחיל במזיגת כחצי ס"מ אלכוהול.

לאחר מכן נמזוג מים מזוקקים (בכמות שתתאים בקירוב ליחס שהוזכר לעיל, אם כי חריגות קלות לכאן או לכאן לא יזיקו).

נערבב מעט את התערובת ונכסה אותה (אפשר ע"י צלחת שטוחה גדולה) כל זמן שאינה בשימוש כדי להקטין את קצב התאדות האלכוהול וכן למנוע מאבק מלשקוע אל התערובת.

אם ברצוננו לנקות עדשה מתקנת של טלסקופ קטדיופטרי נסיר (כמובן) את מכסה העדשה ונסובב את הטלסקופ כך שהמארז האופטי יהיה מכוון בזוית נמוכה מעל האופק ובגובה נוח לעבודה.


בתמונה משמאל נראים כל המרכיבים הדרושים לניקוי משטחים אופטיים בטלסקופ. נזדקק לצלוחית זכוכית (1) להכנת התערובת המורכבת ממים מזוקקים (2) ואלכוהול 95% (3). כמו כן נכין מספר כדורים מכותנה טהורה (4) ומגבונים מקופלים לרבעים (5) ומשטח אופטי שברצוננו לנקות (6).

ניקוי הטלסקופ - הרטבת העדשה עם כדור הכותנה. צילום: נדב רוטנברג.


ניקוי הטלסקופ - התערובת שנותרה על העדשה ברבע העליון של פני העדשה - החלק שאותו הרטיב כדור הכותנה הראשון. צילום: נדב רוטנברג.

נתחיל את הניקוי עם כדור כותנה טבול במעט מתערובת שהכנו. אין צורך "להטביע" את הכדור כדי למנוע נזילות. נקרב את הכדור הרטוב אל מרכז העדשה (קרוב למפגש בין זכוכית העדשה לתושבת המראה המשנית) ובתנועה עדינה וקצרה נמשוך את הכדור כלפי חוץ (לעבר היקף העדשה). בכל כדור כותנה ניתן להשתמש על מספר סנטימטרים רבועים בודדים משטח העדשה או המראה שכן הכדור סופח אליו חלק ניכר מהלכלוך שעל העדשה (הרטבת העדשה ע"י כדור הכותנה מוצגת בתמונה משמאל).

בתמונה הבאה נראית העדשה הרטובה.

שרשרת התפרקות של פרוטון באטמוספירה


כעת יש לפעול בזריזות, לפני שהתערובת שעל העדשה תספיק להתאדות: ניקח מגבון נייר מקופל ובעדינות נצמידו אל האזור הרטוב שבעדשה. ביד אחת נחזיק את המגבון מוצמד אל העדשה ובאצבע היד השניה נלחץ מעט את המגבון כלפי העדשה כדי לספוג את שאריות התערובת. יש לחזור על הספיגה כל עוד יש שיירי תערובת על העדשה. במידת הצורך יש להחליף את המגבון בחדש.

על תהליך זה יש לחזור באופן אחיד על פני העדשה.

בתמונה ניתן לראות כי שתי אצבעות (המסומנות ב-X) מחזיקות את המגבון בעדינות במקומו על העדשה ואצבע אחת מהיד השנייה נעה על פני המגבון בתנועה עדינה כלפי חוץ (בכיוון החץ).

נקודות חשובות:

  • חשוב מאד לא להזיז את המגבון על פני העדשה! המגבון עשוי חומר קשה יחסית ועלול לשרוט את הציפויים מהעדשה. מטרתו היחידה היא ספיגת התערובת.
  • יש להימנע ממגע של תערובת הניקוי עם שולי העדשה או תושבת המראה המשנית. באזורים אלה יש פיסות גומי שבמגע עם אלכוהול יתחילו להתפורר! זה עלול להוביל הן ללכלוך העדשה והמראה בפירורי גומי והן לתזוזת העדשה והמראה בגלל התכווצות חציצי הגומי המקבעים אותן במקומן.
  • מומלץ להתפשר על שולי העדשה (כסניטימטר משולי העדשה) ולא לנקותם לכדי שלמות ובכך להימנע מנזק.
  • אם לא מספיקים לספוג את התערובת מהעדשה לפני שהתייבשה אל דאגה: במעבר הבא של כדור כותנה נרטיב מחדש את האיזור שהתייבש וכך נוכל לייבשו טוב יותר.
  • אם כדור הכותנה נראה מלוכלך אין להשתמש בו! יש להשליכו לאשפה. בכל מקרה אין להשתמש באותו כדור ביותר משני מעברים על המשטח (הווה אומר: הרבה כותנה כשמדובר בטלסקופ גדול...).
  • אם לאחר הניקוי הראשון נותר לכלוך על העדשה אפשר לעשות מעבר נוסף באותה שיטה, תוך הפעלת מעט יותר לחץ של כדורי הכותנה כלפי משטח העדשה. אם עדיין נותרו כתמים עקשניים זה הזמן לוותר. לחץ נוסף ישרוט את העדשה ויביא יותר נזק מתועלת.
  • חשוב מאד לשמור את כל כלי וחומרי הניקוי בהם אתם משתמשים לניקוי הטלסקופ שלכם באריזות סגורות היטב ובמקום קריר, נקי ויבש לחלוטין.

בתערובת שהוזכרה אפשר להשתמש גם לניקוי רכיבים אופטיים קטנים ומלוכלכים במיוחד. בניקוי עיניות יש להשתמש בכדורי כותנה קטנים יותר ולהיזהר מאד שלא להרטיב את משטח העינית הקרוב לשולי העדשה. חדירת תערובת לתוך צינור העינית תגרום לנזק תמידי לעינית. הוא הדין גם בניקוי דיאגונלים, טלקומפרסורים ועדשות בארלו.

מסנני-אור

מסנני אור משתמשים לעיתים קרובות בציפויים אופטיים שונים מאלה המשמשים לעדשות ומראות. ציפויים אלה עלולים להיפגע משימוש באלכוהול ולכן אין לנסות את התערובת שהוזכרה כאן לניקוי מסננים! מסנן מלוכלך ניתן לנקות בשיטה זהה לזו שהוזכרה אך ללא אלכוהול (הווה אומר: מים מזוקקים בלבד, תוך שימוש בכותנה ובמגבונים בדרך שתוארה).

לא ידוע לי על תערובת ניקוי בטוחה לחלוטין לניקוי מסנני-אור. אם מי מכם הקוראים יוכל להאיר את עיני אשמח לדעת!


הערות ושאלות

  • לשאלות, ניתן לפנות לאסף בררולד בדואל: meshoamam@yahoo.com או בפורום האסטרונומיה של נענע.
  • מאמר זה הינו בגדר המלצה בלבד. המחבר והנהלת האתר אינם אחראים לכל נזק שייגרם כתוצאה מהמידע שהובא כאן.

ראו גם


הרצאות וידאו

קישורים חיצוניים

ספרות מקצועית

מחברים


אסף ברוולד