de protuberansenkijker

algemeen

Dit bouwproject is ontstaan nadat Evert Gorter (20-7-1944 tot 18-12-2009) en Ton Spaninks diverse andere bouwprojecten afgerond hebben. Wij zijn beiden enthousiaste waarnemers van de zon en willen graag meer van de zon zien dan de vlekken en granulatie. Een nauwbandig H-alfa-filter was voor ons een te grote uitgave (met de Coronado PST40 is dat achterhaald). Daarbij bleek dat wanneer wij door zo'n filter de zon waar kunnen nemen (bij andere amateurs en sterrenwachten) onze belangstelling vooral uitgaat naar de verschijnselen die aan de rand van de zon goed zichtbaar zijn, zoals protuberansen en zonnevlammen. Een goed alternatief voor het dure H-alfa-filter is een protuberansenkijker (de opnamen op deze bladzijde zijn gemaakt door Evert).

Alle bouwtekeningen, foto's, overwegingen, berekeningen, enz. zijn verzameld op een website. Alle gegevens zijn vrij bruikbaar voor niet-commerciŽle doeleinden. 
        www.tiendesprong.nl
       Astrolab: http://www.astrolab.be/ATM/protuberansentelescoop/eerste.htm 

Voor commerciŽle doeleinden dient schriftelijke toestemming aangevraagd te worden bij tiendesprong@zonnet.nl.
This information may only be used for commercial purposes with written approval off T. Spaninks: tiendesprong@zonnet.nl .

Na veel speurwerk in literatuur en bij navraag bij verschillende amateurs bleek dat er geen enkele volledige en nauwkeurige beschrijving voor de bouw van de protuberansenkijker voorhanden was. Dit maakte de uitdaging voor ons als zonneaanbidders alleen maar groter. Wij namen als uitgangspunt artikelen uit Hemel en Dampkring en Zenit en bestudeerden de opzet van de telescoop die daarin beschreven werd.
Hierna namen wij contact op met dhr. H. Rutten te Arcen en legden hem de plannen voor. Rutten gaf enkele aanwijzingen en zo ontstond het ontwerp zoals dat in deze publicatie beschreven wordt.

Het project heeft veel tijd gekost en veel plezier opgeleverd, zowel bij het bouwen als bij het gebruik van het product. Wij willen erop wijzen dat voor ons niet alleen het gebruik van de kijker maar ook de vele uren die besteed zijn aan ontwikkeling en uitpuzzelen van ontwerp en bouwwijze een waardevolle invulling van onze sterrenhobby zijn. Diegenen die even snel deze telescoop na willen bouwen willen wij graag waarschuwen voor de tijdsinvestering. Maar geduldige bouwers zullen veel plezier beleven aan bouw en gebruik van de telescoop.

algemene beschrijving en keuzes

Hieronder wordt de algemene bouw van de protuberansenkijker beschreven. De algemene werking en opbouw van het instrument wordt verklaard. Voor een gedetailleerde beschrijving van ieder onderdeel verwijs ik naar optische bouw en mechanische bouw. Verder worden gemaakte keuzes toegelicht.

optische bouw

De protuberansentelescoop bestaat uit een aantal optische onderdelen. Deze vallen uiteen in twee delen:
        1. de telescoop en
        2. de protuberansenoptiek

de telescoop

De telescoop is een refractor. Een gekit, achromatisch objectief met een middellijn van 70 mm en een brandpunt van 1014 mm is het beeldvormend element. Het zonlicht wordt geconcentreerd in het brandpunt. In dit brandpunt wordt een afbeelding van de zon geprojecteerd. In dit brandpunt bevindt zich een kegeltje dat de zonneschijf afdekt. Vanaf dit kegeltje begint de protuberansenoptiek die in het volgende onderdeel beschreven wordt.

Voor het objectief bevindt zich nog een roodfilter. Dit filter blokkeert ultraviolette straling. Dit is noodzakelijk om het schadelijke ultraviolette licht van de zon tegen te houden.

de protuberansenoptiek

Het kegeltje is bevestigd aan de hulplens. Deze heeft twee functies. ten eerste dient de lens als bevestigingspunt voor het kegeltje en ten tweede maakt deze hulplens een afbeelding van het objectief op een diafragma dat kort voor het infrarood-blokfilter gemonteerd is. Vanaf het kegeltje begint het onderdeel dat ervoor zorg draagt dat de telescoop als protuberansentelescoop gebruikt kan worden.
Met het diafragma kort voor het IR-filter en de eerste projectielens worden de randstralen van het objectief tegen gehouden. Hierdoor treedt er minder verstrooiing op.
Het infrarood-blokfilter houdt de warmte uit de telescoop. Ook dit filter geeft een bescherming aan het H-alfafilter. Het houdt de warmtestralen van de zon tegen.
Hierna komt de eerste projectielens. Deze maakt van de convergerende stralen een nagenoeg evenwijdige bundel (niet-evenwijdigheid van ca. 0,5į).
In de evenwijdige lichtbundel komt het nauwbandige H-alfafilter te staan. Dit filter laat het rode licht van waterstof door op een golflengte van 656,3 nm. Protuberansen stralen voornamelijk in deze golflengte uit. De halve bandbreedte van dit filter bedraagt 0,15 nm.
De tweede projectielens maakt van deze evenwijdige lichtbundel een convergerende bundel. Deze gaat door naar het oculair. De optische sterkte van de combinatie hulplens, eerste en tweede projectielens bedraagt 1,03 en heeft dus bijna geen invloed op de brandpuntsafstand van het objectief.

mechanische bouw

De bouw van de protuberansentelescoop valt uiteen in verschillende onderdelen:

  1. de objectiefvatting voor het objectief en roodfilter (niet zichtbaar op de doorsnedetekening)
  2. de kijkerfocusseerinrichting (4, 5 en 6)
  3. lens- en filterhouders
  4. het excenter (optioneel; 30 t/m 47)
  5. het rechtzicht/zenitprisma (optioneel; niet zichtbaar op de doorsnedetekening)

de objectiefvatting

De objectiefvatting maakt het mogelijk het objectief in de kijkerbuis te monteren. Het is dusdanig geconstrueerd dat het nastelbaar is. Voor het objectief is schroefdraad aangebracht voor een inschroefbaar roodfilter.

de kijkerfocusseerinrichting

De focusseerinrichting voor de telescoop dient ervoor om een afbeelding van de zon precies op het kegeltje te focusseren. Dit gebeurt met een schroefdraad. Nadeel hiervan is dat het hele achtergedeelte (het protuberansengedeelte) mee roteert maar aangezien dit slechts ťťn keer afgeregeld hoeft te worden is dit geen bezwaar. De schroefdraad in de focusseerbuis is vrij lang. Dit is gedaan omdat het aanbouwgedeelte daardoor niet door gaat hangen en over een lang stuk draagt. Deze focusseerinrichting is vast te zetten zodat een afgeregelde kijker niet makkelijk zal verlopen.

de lens- en filterhouders

De diverse lenzen en filters moeten in het protuberansengedeelte gemonteerd worden. Er zijn diverse gedeelten te onderscheiden:

  1. houder voor hulplens en kegeltje
  2. houder voor IR-blokfilter, diafragma en eerste projectielens
  3. houder voor H-alfafilter en tweede projectielens

Alle lenzen en filters zijn "los" gemonteerd. Hiermee wordt bedoeld dat zij enige speling in hun vatting hebben. Door te werken met verschillende in elkaar schroevende bussen bleef het geheel makkelijk (de)monteerbaar. De lenzen zijn niet justeerbaar. Dit betekent dat er veel aandacht besteed is aan het uitlijnen bij het vervaardigen van de bussen.

het excenter

Het excenter is een hulpstuk wat het mogelijk maakt om het oculair loodrecht op de optische as te verplaatsen. Wanneer de zon met een kleine vergroting bekeken wordt, kijkt men tegen de achterkant van het kegeltje (dat de zon bedekt). Rond het kegeltje zijn de randverschijnselen waar te nemen. Wanneer grotere vergrotingen toegepast worden vult het kegeltje het hele beeldveld en worden de randverschijnselen van de zon onzichtbaar (deze vallen dan buiten het beeldveld). Het excenter maakt het mogelijk om bij hogere vergrotingen de rand van de zon te blijven zien. Het oculair wordt daarbij excentrisch geplaatst.

het zenitprisma

Het zenitprisma is ook een hulpstuk. Dit geeft de mogelijkheden zoals van een zenitprisma verwacht mogen worden. Maar dit prisma heeft de mogelijkheid om, door het eenvoudig wegschuiven van het zenitspiegeltje, de lichtweg naar een andere opening te laten gaan. In het ontwerp is daarbij vooral gedacht aan opnameapparatuur zoals een fotocamera of CCD-camera.

keuzes

Bij het ontwerpen van de protuberansentelescoop werden verschillende keuzes gemaakt:

een vaak te gebruiken telescoop

Hiermee hebben we een telescoop willen bouwen die vaak te gebruiken is. Dit betekent dat de weersinvloeden zoals die in Nederland bestaan het gebruik van de telescoop niet vaak moeten beperken. Volgens eigen onderzoek naar de maximaal haalbare vergroting afhankelijk van de objectiefdiameter zijn wij tot de conclusie gekomen dat een 70 tot 80 mm refractor in de meeste gevallen een maximale scherpte levert die beperkt wordt door de weersomstandigheden. Slechts enkele malen per jaar is een vergroting hoger dan 150 maal bruikbaar en zou een groter instrument zinvol gebruikt kunnen worden. De keuze is daarom gevallen op een 70 mm objectief.

instrument

Het instrument moet goed zijn. Uitgangspunt is steeds geweest: beter een klein goed instrument dan een groot instrument dat matig presteert. De kwaliteit is zowel terug te vinden in de optiek, het ontwerp als in de mechanische uitvoering. Er is gekozen voor een hele telescoop en niet voor een protuberansenaanbouwelement omdat het steeds opnieuw afregelen van het aanbouwstuk ons niet erg aansprak.

zelfbouw

Aangezien de bouwers graag hun instrument zelf vervaardigen moge het duidelijk zijn dat het instrument zelf gebouwd moest worden.

ontwerp

Er is gekozen voor een modulair ontwerp. Hierdoor is het hele instrument tot korte elementen te demonteren. Het was voor ons onmogelijk om bussen langer dan 10 cm te draaien met behoud van nauwkeurigheid. Diverse hulpstukken werden vervaardigd om het waarnemen te vergemakkelijken. Denk daarbij aan het excenter en het uitgebreide zenitprisma.

objectief en projectielenzen

Het objectief is een verkitte 70 mm achromatisch lens volgens het type Fraunhofer. Het 70 mm objectief geeft voldoende contrast en scherpte om het instrument vaak te kunnen gebruiken (zie ook een vaak te gebruiken telescoop). Omdat het objectief uit verkitte lenzen bestaat is er veel minder reflectie tussen de objectieflenzen. Het ontwerp met de twee projectielenzen is gekozen omdat het een symmetrische stralengang heeft. De brandpunten van deze lenzen werd relatief lang gekozen om zo weinig mogelijk last te hebben van lensafwijkingen. Om diezelfde reden zijn achromatisch lenzen gekozen. Hoewel dat niet voor de kleurschifting noodzakelijk is komt het de afbeeldingskwaliteit wel ten goede.

informatie

Meer informatie is te verkrijgen bij T. Spaninks:  www.tiendesprong.nl en http://www.astrolab.be/ATM/protuberansentelescoop/eerste.htm 
For more detailed information about building a prominencetelescope write to T. Spaninks:  www.tiendesprong.nl and http://www.astrolab.be/ATM/protuberansentelescoop/eerste.htm