Телескоп из PVC ставит камеру прямо в фокус главного зеркала

В обычном любительском рефлекторе главное зеркало собирает свет в точку внутри трубы, а маленькое диагональное зеркало перехватывает пучок и отправляет его к окуляру. Astra оставляет фокус там, где он образуется: на его месте стоит камера. Получается схема, близкая к прямофокусному телескопу, где матрица видит изображение главного зеркала без вторички, диагонального фокусёра и человеческого глаза в оптическом тракте.

Автор проекта Makestreme построил трубу вокруг 114-мм главного зеркала из nominal 5-inch PVC. Здесь есть мелкий, но очень реальный бытовой компромисс: фактический внутренний диаметр использованной трубы оказался около 5.25 inch, поэтому посадочные детали нельзя бездумно повторять для любой «пятидюймовой» сантехнической трубы. Заявленное фокусное расстояние в первичных материалах плавает между 700 и 900 мм: для конструкции подтверждён именно этот диапазон, а не одно точное значение.

В фокусе установлена Raspberry Pi Camera, подключённая к Pi Zero 2 W. Штатный объектив камеры необходимо снять. Иначе объектив камеры пытается сформировать собственное изображение поверх уже сформированного зеркалом, и система теряет фокус. Камера сидит на напечатанном держателе с рейкой и шестернёй: вращение шестерни двигает сенсор вдоль оптической оси. Это простая механика, но именно она превращает идею «приклеить камеру к трубе» в настраиваемый прибор.

Цена отказа от вторичного зеркала состоит в том, что камера и её крепление оказываются в световом пучке и дают центральное затенение. Для визуального ньютоновского телескопа такую помеху обычно стараются сделать минимальной; в цифровой прямофокусной схеме она становится платой за короткий тракт без юстировки диагонали. Насколько это влияет на контраст, разрешение и виньетирование, автор пока не измерял.

Питание собрано вокруг одного аккумулятора 18650 и 5-V boost/charge-модуля. Проект заявляет веб-интерфейс для просмотра изображения со смартфона и регулировки яркости, экспозиции и усиления. Опубликованы STL-файлы зеркального узла, spider, фокусёра, креплений электроники, штатива и телефона, поэтому механику можно изучить и воспроизвести. Код управления камерой в доступном репозитории подробно не документирован: там лежат CAD-модели и статические web-файлы.

Astra не доказывает, что PVC-труба соперничает с серийной астрофотографической оптикой. Нет замеров поля зрения, предельной звёздной величины, качества изображения, стабильности коллимации и люфта фокусёра. Но она честно показывает красивую смену архитектуры: если наблюдатель сразу цифровой, свет не обязан совершать привычный крюк к окуляру. Зеркало может смотреть прямо в матрицу.