2017年09月

今晩もシワシワ、ザラザラが目立つ月でした。
イメージ 1
特にMaupertuisのところのザラザラ度が凄い。
Mare ImpriumのWrinkle Ridgeが幾重にもあってそれも印象的でした。

気流があまり良くなかったので、あまりクローズアップせず、Ethos 13mmの160倍でView from Space Shipを楽しみました。

Sky&Telescope誌11月号に"The Poleward Trek of Comet ASASSN1"という記事が載っていました。
北極の方角を旅する彗星ですね。
ASASSNというのはAll-Sky Automated Survey for Supernovaの略で彗星の探索じゃなく、たまたま7月に見つかったようです。
今はカリフォルニア星雲の近くにおり、これから毎日高度を上げ、北極星に近づきながら明るくなっていくようです。
今晩さっそく狙ってみようかな?!
イメージ 1
上の写真はフリーソフトであるStellariumによる私のドブでのViewです。

今日の昼は快晴だったのですが、夜は雲が広がってしまいました。
でも雲越しに月は見えていたので自宅で45cmを出して眺めました。

欠け際や海の部分はシワシワ/ザラザラ、、。
コペルニクスがだんだん形成されるところだったのですが、そこの砂粒だらけのざらざら度が良かった。
イメージ 1
結構濃い雲が通過中なのであまりシャープな写真ではありませんが、一応備忘録として、、。

北の部分は銀河鉄道999の車掌さんを思い出させるClaviusが超印象的。
その南側には中央丘を持ったMoretusがあり、北側にはTychoが、、。
イメージ 2

シーイングが良かったので、400倍超で大迫力の月面でした。

今日の月は一見、形の崩れたクレータばかり、、。
45cmの解像力があれば欠け際の起伏の差がよくわかって面白いです。
まだ太陽の光が届かないところではクレータの上部のみが光り、その形がとても興味深かった。
そして時間の経過とともにクレータが形成していくように見え、いつまでも飽きません。
イメージ 1

月が西に傾くと、次は土星の時間。
シーイング、透明度ともにあまり良くなかったので150倍くらいで周りの衛星とともに観察。
タイタンを含めて5つの衛星が恒星とは異なる定常的な光を放ち、それが土星に花を添えていました。
イメージ 2

上の写真はNikon1コリメートの一発撮りですが、そこそこ写っていますよね。
眼視では本体の縞模様の色のグラデーションなど表現しきれないほど見えていました。

そして締めはISS。
月の東側に金星ほどの明るさの星が現れるとゆっくり北上して行きました。
これはISSに違いないと思い、Naglar4-22mm(106倍)で追跡開始!!
でもあまりにも明る過ぎて形状を細かく把握することはできませんでした。
観察にはNDフィルタが必要ですね。

一昨日はEclipse Megamovie TeamのWebinar(Webを使ったリアルタイムセミナー)が開催されました。

天文学のPhD(博士号)を持っているLauraさんの司会で天文学者やGoogleのエンジニア、アマチュアの天文ファンなど多数が参加し、日食の結果の報告と意見交換を実施しました。
イメージ 1

このチームは2011年位から長期スパンで活動しており、すでに7年後の米国皆既日食も視野に入れた討議が進められています。
イメージ 2
また先月の日食で集めた写真の処理方法の説明や得られたコロナの解析画像の紹介等多彩で専門的!
途中、専門用語が難しくて理解できないこともありましたが、iPhone片手で手軽に楽しむことができました。
イメージ 3

日本でもそうかもしれませんが、米国は大学教授やNASAの人と我々アマチュアの距離が近いですね。ITや望遠鏡に関する技術者もいつも近くにいるので話が多彩で的を射ており判りやすいです。
イメージ 4

時間の都合で私は半分しか聴けず、質疑応答にも参加できませんでしたが、いずれYoutubeにアップされるでしょうから楽しみにしたいと思います。

ドブソニアンが考案された頃と今を比較すると、使用されるアイピースの重さが大幅に異なっています。また、ファインダーも大型のものを取り付ける人が増えていますので、以前に比べてアイピースやファインダーの重量の影響が大きくなっています。
しかるにこれに関する考察を国内外で見たことがありません。

そこで今回はアイピースの重量の伝達の仕方について考察してみます。
通常ファインダーはアイピースの近くにありますのでファインダーもアイピースとひとくくりにして考えていきます。

では下の図をご覧ください。
アイピースの重量は接眼筒からUpper Cageに伝わります。
私のドブソニアンは接眼筒が取り付いているところを含めてUpper CageがBox構造を構成しています(下図のこげ茶色の部分)ので、接眼筒からの重量(集中荷重)による鏡筒のねじり荷重(緑色の矢印)はBox構造全体に散らされます。
イメージ 1
この緑の荷重は斜めに配置された(ダイアゴナルと言います)8本のトラスにより圧縮又は引張荷重として下部のMirror Boxに伝えられるのです。

Upper Cageの剛性が充分でないとアイピースやファインダーの重量によって変形しますので私の望遠鏡のUpper Cageの剛性は必要以上に大きくなっています。

アイピースの重量による変形やそれに伴う光軸のずれはなかなか気づけません。光軸修正の時には軽い光軸修正ツールを付けて行いますからね。
私は光軸修正をするとき、接眼筒に力をかけて重量級アイピースが取り付いた状態を模擬してやっています。

因みに15~20等級クラスの小さな銀河の観察を趣味とするAlvin氏は、軽いアメリカンサイズのアイピースしか使わないそうです。
彼は120cmの巨大ドブを所有していますが、重くてレンズの多いアイピースによる像の劣化が気に入らないようです。

さてUpper Cageの重量をトラス棒に伝えるまでの荷重伝達について説明します。
今回はアイピース、接眼筒及びファインダの重量は考えません。
荷重はベクトルですので、足したり分割したりできます。ですからアイピース等の重量については別で考えることにします。

下図をご覧ください。
上側の青い矢印が斜鏡の重量で、やや下方にあるのがUpper Cageの重量です。
重量は質量に重力加速度を乗じたもので、荷重の一種になります。
イメージ 1
青矢印の斜鏡の重量は構造的につながっている上方の黒色のスパイダー金具に伝えられ緑色の荷重に変換されます。
曲がっている細い緑の矢印は曲げモーメントを表します。前回説明したようにこの部位には曲げモーメントが発生している為あまり良い構造とは言えませんが、斜鏡の重量があまり大きくないので良しとしました。

緑の荷重はスパイダーによってUpper Cageの側面に伝えられ、オレンジの荷重に変換されます。この時緑色の曲げモーメントはUpper Cageの上方及び下方の偶力によって相殺されます。(説明が長くなるのでちょっと専門用語を使ってみました)

そしてオレンジの荷重は下側の2本のトラス棒に作用する圧縮荷重、上側の2本のトラス棒に作用する引張荷重となって下部のMirror Boxに伝えられます。

下側の青い矢印であるUpper Cageの重量も同様に赤い矢印の荷重に変換されます。

判りますでしょうか?

簡単に言うとドブソニアンの頭を下げさせようとする荷重は上側及び下側に配置されるそれぞれ2本のトラス荷重で下部に伝えるということ。
材料力学をかじったことがある人ならだれでも理解できることですが、この理想的な荷重伝達を可能な限りシンプルに行うようにするというのが私のドブソニアンの構造設計思想です。

次回は少しややこしいアイピース荷重の伝え方です。

さて、今回は変形を極力抑えることを目的としたLoad Path(荷重の流し方)の基本の話をします。
 
大原則は以下の通り
 
①荷重は地面まで伝えて行かねばならない。
②荷重は急には曲がれない。←荷重を流す為の部材は荷重の作用方向の延長上に置くことが望ましい。
③各部材(パーツ)の断面積が大きいほど荷重が負荷されても安定し、大きな荷重を流すことができる。
 
次に下の図をご覧ください。
この図は各部材への荷重の流し方を示しています。
 
イメージ 1

Aは基本的な荷重の流し方で棒材の長手方向にまっすぐ荷重を流しています。
いかにも安定していて変形も無さそうですよね。

B~Eはあまり良くない流し方で、部材が変形しやすい方向に荷重が負荷されています。
これらは専門用語を使うと「部材の曲げによって荷重を伝えている」と言うことができます。

古い竹刀を渡されて「これを壊せ」と言われるとほとんどの人が竹刀を折ると思います。
竹刀を曲げるような力を加えて、、。
 
つまり曲げで荷重を伝えるの容易に変形するので望遠鏡としてはあまり良くないです。

市販のドブで上の図の△のような構造が用いられている場合がありますが、板厚が大きいとかスティール製とかだったら全く問題ないです。別に△の構造を否定しているのではなく、よりベターな構造は上の〇印であるという見解ですのでご理解ください。
 
上の図のF~JはB~Eの改良型です。
オレンジ色の部材は私が後から追加したもので、こういったものを加えると変形がかなり抑えられます。
FはAを更に良くした形で部材を圧縮する方向の荷重が大きければ部材が座屈して不安定になるので、座屈しないよう横からそっと支えています。

イメージ 2

一方Kは一見しっかり補強されているように見えますが、良くない例です。
曲げ荷重による力(曲げモーメントといいます)のピークは補強部よりもさらに左側なので全く補強になっていません。
ただ、振動対策としては有効かも知れません。振動についてはまた話をします。

頭の中にあることを一気に吐き出したので読みにくい文になったかも知れません。
(すみません)

Load pathの話の前に一般的なトラス式ドブソニアンの強度について書きます。
 
この強度という言葉は巷で何気なく使われていますが、材料力学や構造力学を学べば学ぶほど一言では語れないことが判ってきます。
でもこのブログは専門書ではないので、ここでは以下の3つの強度に関するざっくりとした考察をします。
 
①破断強度
破断強度についても数十ページの論文が書けるくらい複雑ですが、ドブソニアンの各構造部位に作用する曲げや引張荷重による引張応力が、材料の持つ引張許容荷重に達するか否かを計ることにします。
 
②降伏強度
荷重により部材が0.2%の永久変形する時の引張許容応力をチェックすることになりますが、ドブソニアンで強度が特に厳しい部位は通常アルミか鉄が用いられており、それらの降伏許容応力は破断応力の80%強なので、破断強度に関して充分なマージンがあればよしとします。
 
③疲労強度
荷重が繰り返し作用すると破断や降伏荷重よりも小さな荷重で構造物が壊れることがありますが、これについても破断荷重に対して充分なマージンがあれば大丈夫であると判断します。
 
では、代表的な例として外径20mm, 内径18mmのアルミパイプ4本を用いたフレーム式ドブの先端に10kgの重量が作用する時の強度を確認します。
この10kgというのは斜鏡、斜鏡支持構造、アイピース、Upper Cage等の重量を模擬したものです。
最も厳しいのは筒が水平になっている場合で、その時アルミの根本(ミラーボックスとの結合部)が強度上の標定部(強度を確認する必要がある部位)になります。
荷重による曲げモーメントと断面2次モーメント等の関係から求めた結果を以下の図に示します。
イメージ 1
 強度率γはなんと102
破断荷重に対して101倍の強度余裕があるということになります。
4本のアルミ棒が一体化して根元で壁に固定されるよう上手に製作すれば、ふた昔前の軽自動車くらいは乗っけられることになります。まあ理論通りの製作なんてできっこなく載せられるのはその数分の1の力士くらいかな
 
通常大型のドブは6本か8本のパイプによるトラス構造ですので、強度余裕は上記よりもはるかに高い。
つまり、よほど奇抜な構造でない限り、ドブソニアン望遠鏡は強度が問題となることはありません。降伏強度、疲労強度についても。

ここでは計算をしていないミラーの支持構造でも強度が問題になることはありません。
重量が20kg以下の鏡なんて、段ボール箱ででも運べますからね。
 
では何に着目して設計をすべきか?
それは変形です。
望遠鏡の変形は光軸のずれを引き起こすので重要な問題です。
 
因みに上の図で変形に関するチェックも行ったところ、0.1mmという値が出ました。
0.1mmは小さいと考える人も多いと思いますが、構造のがたやすべり、局部変形が生じると容易に数ミリの変形に達します。
 
次回以降は変形を少しでも防ぐということを念頭に話を進めていきます。

台風一過の素晴らしい空を期待して望遠鏡をバルコニーに出しました。
しかし透明度はいま一つで10等級後半のやや明るい銀河や表面輝度の高い12等級台の小さな銀河を狙いましたが全く見えず、、。

仕方がないので明るい天体をじっくり観ることにしました。

M2やM15といった球状星団は肉眼で3等星が見えない状態でも45cmではっきり見えて楽しい。でも郊外で観た時の迫力というものは感じられませんでした。

海王星はちょうど同じくらいの明るさの黄色の星(SAO146393:8.0等、Color Index=0.67)が近くにあって色の対比が最高!!
これは面白いですよ。

他にはM31/M110やM76、NGC7331等が良かったです。

で、今夜の一番は、、。
イメージ 1
NGC7662 青い雪玉です。

上の写真は知り合いから頂いた写真を少しいじって眼視イメージに近づけたものです。
300倍くらいで観るとこんな感じ、、。
二重構造が素晴らしい。中心星は駄目でしたが南側が結構明るいことと水色が判って面白かったです。

さて、ここでは望遠鏡に作用する荷重を示してみましょう。
ちょっと格好つけて英語で書きました。

イメージ 1

ドブに作用する最も大きな荷重は重力(Gravity:上の図の青矢印)です。特に最も重い主鏡と斜鏡、アイピース、ファインダーなどの重量を考える必要があります。
これらの重量は重心(Center of Gravity)を中心にしてシーソーのようにバランスします。これがドブの特徴ですよね。

このバランスした重力は常にドブに作用し、Side Bearingからロッカーボックスに伝えられ、最終的には地面に伝えられます。

この一連の伝達(ここでは重力の伝達)を荷重伝達と言い、荷重伝達経路のことを専門用語で荷重パス(Load Path)と言います。

私のドブのLoad Pathについては後日説明しますね。

作用荷重の話に戻りましょう。

ドブを使用する時にはOperation Loadを考える必要があります。この荷重は簡単に言うと筒先をターゲットの天体に向ける為に手でドブに力を加える荷重です。
私のドブは筒先の下部を持つことが多いので上の図の黄色い矢印のところに荷重が作用します。
ドブの方位を変える動きはロッカーボックスのところにも荷重が作用します。

荷重は構造物が変形したり移動すると抜けますので、このOperation Loadは筒先に力をかけてからドブが動き出すまでの短い時間に作用することになり、力の大きさもそれほど大きくありません。(ドブと異なりバランス式でない望遠鏡の場合は結構な力になる場合がありますが、、。)
大きくないから考える必要が無いと思うのは間違いです。これについても後日説明しますね。

さて図の中にCentrifugal Loadという文字がありますが、これはドブを動かすことによって発生する遠心力のことです。ドブを動かそうと力を加えると徐々に加速し、一定の速度で動いた後、動きを止めようとした際に負の加速度が発生します。
これが遠心力となって鏡筒に作用するのです。大きさはあまり大きくないのですが、繰り返し作用すると主鏡が動いたり、構造の結合部が緩んだりします。

最後は風(Wind)荷重です。
構造物に作用する風荷重については日本国内外の文献をいろいろと探しましたが、ドブに適用できるものは見つかりませんでした。
風は特にドブを振動させます。この振動についても後日説明しますね。

モーターでドブを動かしている人はこのモーターによるトルクを考慮する必要がありますが、私は使っていないので説明を省略します。

それから部品単体の運搬や組み立て時に作用する荷重も考えなければなりません。これについても後日書きます。

次回はLoad Pathについて説明する予定です。

11月に開催される双望会はとうとう最終回。

前身のサミット時代より、諸先輩方から様々な指導、刺激を受け、自分の45cmドブの小改修やアクセサリの追加を行って参りましたが、望遠鏡についてじっくり話ができるのも今度が最後となります。
ですから双望会最終回には是非とも望遠鏡自作の達人の方々に再登場して頂きたい。そして過去・現在・未来の望遠鏡に関する話をたっぷりしたい。

その為の種まき(私の望遠鏡の構造設計思想の紹介)をこのブログでこれから少しずつやっていきたいと思います。
紹介した内容は印刷して双望会会場に持ち込み、話のきっかけにするつもりです。

まずはMy Dobの仕様を以前に作成した私のHomepageから抜き出して掲載します。
イメージ 1

これまで双望会等で紹介してきたものばかりですね。
写真ではテーブルが付いているくらいで市販のドブとそれほど大差が無いように見えると思います。

でも私は大学/仕事で構造設計をやって来ましたので、結構こだわりがあるのですよ。
それを今後少しずつ紹介します。
次回は設計するのに最も重要な荷重について、、。

本日、Eclipse Megamovie ProjectからCertificate of Participationが届きました。
イメージ 2

当プロジェクトの参加者は1,270名で、8月末の時点で541名から37,000点以上の写真が集まりました。
イメージ 1

現在公表されているMegamovieはバージョン0.6(Preliminary版)ですので正式版の早期公表が待たれます。

米国西海岸時間の21日夜6時からFinal Wrap-up(総括)がWebで行われます。ここでどんな話が出るのか今から楽しみです。

グループのForumでいろいろ写真をいろいろ見せてもらいましたが、仕上げの素晴らしいものも多くあって、特に印象的な動画があの時の感動を蘇えらせてくれています。

当日、第2接触時のダイヤモンドリングの観察を我慢して目の暗順応を進めた直後に双眼鏡で観たコロナとプロミネンスの透明感のある輝きは素晴らしかった。
反射光で見るプリントでは無理なので、上手に合成した写真をリバーサルフィルムで撮って、透過光で見てみたいです。
誰かやってくれないかな?

シアトル滞在中に友人とJazzAlleyにも行きました。
観たのはR&Bの大御所でグラミーショーにも何度もノミネートされているFreddie Jackson。
日本ではあまり有名ではないようですが。
イメージ 1

開演前にそれぞれのメンバーが客席にいた知り合いのところでくつろいだり、トイレの前で客とフランクに話をするところがいかにもアメリカらしい、、。
始まる前から和やかであったかい雰囲気に包まれていました。

イメージ 2

Vocalの声や歌い方は私の好みではありませんでしたが、サックスやキーボードがJazzyで刺激的。
時間の経過とともにどんどん盛り上がっていきました。
そして
イメージ 3

最後は観客総立ち!!

食事、チップ、駐車場代込み65ドルほどで充分に楽しむことができました。

最近、太陽の活動が活発なので、SpaceWeather.comを見ていたら、来月に2012 TC4という大きさ16mの小惑星が月までの距離の1/10まで接近するという記事がありました。
Recent & Upcoming Earth-asteroid encounters:
Asteroid
Date(UT)
Miss Distance
Velocity (km/s)
Diameter (m)
2017 OP68
2017-Sep-10
20 LD
11.7
262
2017 QK18
2017-Sep-11
14.8 LD
7.8
45
2014 RC
2017-Sep-11
15.1 LD
8.9
16
2017 PR25
2017-Sep-23
17.9 LD
13.5
239
1989 VB
2017-Sep-29
7.9 LD
6.3
408
2017 OD69
2017-Oct-01
13.2 LD
7.6
213
2012 TC4
2017-Oct-12
0.1 LD
7.6
16
2005 TE49
2017-Oct-13
8.5 LD
11.2
16
2013 UM9
2017-Oct-15
17 LD
7.8
39
2006 TU7
2017-Oct-18
18.7 LD
13.3
148
171576
2017-Oct-22
5.8 LD
21.2
677
2003 UV11
2017-Oct-31
15 LD
24.5
447
http://www.spaceweather.com/site_images/spacer.gif
Notes: LD means "Lunar Distance." 1 LD = 384,401 km, the distance between Earth and the Moon. 1 LD also equals 0.00256 AU. MAG is the visual magnitude of the asteroid on the date of closest approach.

この小惑星は以前から注目されていたようですが、最近の観測から3万キロ以内には近づかないようですので一安心です。
でも天体観察を趣味としている人にはちょっぴり残念かな??

この小惑星、最も近づくのは日本の昼間でその時の予想光度は12.8等。
夕方になると光度が落ちる筈ですから望遠鏡を用いても我々が観測するのは簡単ではないでしょう。

小惑星の接近といえば2013年にあった2012 DA4(大きさ45mで3万キロまで接近)が印象的でした。
その時に私が撮影した写真と動画を載せておきますね。
イメージ 1




↑このページのトップヘ