Tähtiharrastajan kaukoputki: Näin teet aurinkosuotimen!

Auringoss voi olla silloin tällöin hienoja pilkkuja ja pilkku-
ryhmiä. Kuva © Kari A. Kuure.

Suomen vaaleissa kesäöissä tähtitaivaan kohteet ovat vähissä, usein tähtiharrastajan havaitsemismahdollisuuksien ulkopuolella. Kesän aikana voidaan havaita Kuuta, joka yleensä on suhteellisen matalalla, ja joitakin kirkkaimpia planeettoja, osan niistä näkyessä jopa päivätaivaalla. Ylitse kaikkien muiden on kuitenkin Aurinko, joka loistaa kirkkaan korkealla taivaalla. Sen havaitsemista jokaisen tähtiharrastaja pitäisi ainakin joskus kokeilla.

Muista varovaisuus

Kaikkien kaukoputkien mukana tulee varoitus Auringon katselemisen vaarallisuudesta. Asia on juuri näin, Aurinko voi olla todella vaarallinen kohde silmien terveydelle, jos kaukoputkissa ei ole asianmukaista aurinkosuodinta. Mitkään tilapäiset viritykset eivät ole milloinkaan turvallisia, vaan jopa todella vaarallisia. Sama varoitus on paikallaan, käytettiinpä sitten kaukoputkea, kiikaria tai kameran optiikkaa, kaikissa niissä pitää käyttää oikeanlaista suodinta.

Aurinkoa voi havaita turvallisesti jos käytetään kunnollista, Auringon visuaaliseen havaitsemiseen tarkoitettua suodinta. Usein kaukoputkikauppiaiden tarjoamat suotimet ovat suhteellisen kalliita ja jos käytössäsi on useampia kaukoputkia, niin niille jokaiselle pitäisi hankkia oma suodin jos niitä kaikkia halutaan käyttää aurinkohavaintoihin. Ursan kaukoputkikaupassa on tarjolla alumiinikehyksellisiä suotimia, joiden myyntihinta on 66 – 143 euroa riippuen koosta.

Onneksi turvallisen aurinkosuotimen rakentaminen omatoimisesti ei ole vaikeaa ja siihen tarvikkeet maksavat edullisimmillaan vain muutaman euron. Alla kerrotulla ohjeella voi valmistaa turvallisen suotimen, olipa sitten kyse kaukoputkesta, kiikarista tai kameran optiikasta.

Tarvikkeet

Aurinkosuotimen rakentamisessa tarvittavat välineet.
Kuva © Kari A. Kuure.

Aurinkosuodin syntyy helposti vain muutamasta tarvikkeesta. Itse suodinmateriaali on Baader Plantariumin valmistamaa AstroSolar-kalvo, tiheydeltään D=5. Se poistaa kaukoputkeen tulevasta valosta niin uv- kuin ir-säteilyn ja pudottaa näkyvän valon aallonpituuksien voimakkuuden 1/10⁵. Ursa myy tätä suodinmateriaalia A4-kokoisina arkkeina hintaan 27,80 € + postikulut.

Yhdestä arkista säästeliäästi käytettynä syntyy helposti kaksi tai kolme aurinkosuodatinta, riippuen hieman käytetyn aukon koosta. Isossa kaukoputkessa ei tarvitse käyttää aina täyttä aukkoa, vaan se voidaan rajoittaa noin 100–125 mm ilman, että erotuskyky kärsisi lainkaan. Aurinkoa visuaalisesti havaitessa erotuskyky putoaa ilmakehän vaikutuksesta hyvin usein niin huonoksi, että jopa 60 mm kaukoputkella voidaan saavuttaa parhain mahdollinen erotuskyky.

Suodinmateriaalin lisäksi tarvitaan solumuovilevyä (esimerkiksi 7–10 mm retkipatjasta, hinta noin 5–10  euroa), kuumaliimaa ja pieni pala tiivistä pahvia tai kartonkia. Työvälineinä käytetään saksia, matto- tai askarteluveistä sekä kuumaliimapursotinta. Kuumaliimapursotin ja muutama tanko kuumaliimaa maksaa edullisimmillaan noin 10 euroa. Ja vielä harppia ja viivainta tarvitaan.

Rakentaminen

Solumuoviliuska toimii suotimen pitimenä kaukoputken
objektiivin edessä. Kuvassa solumuovinauhan oikean
pituuden määrittäminen. Kuva © Kari A. Kuure.

Aurinkosuodin sijoitetaan aina kaukoputken objektiivin eteen. Solumuovilevystä leikataan riittävän pitkä ja noin 25 mm leveä suikale, jonka pituus riittää kaukoputken objektiivikehyksen ympäri. Mittaa sopiva solumuovista sopiva pala, aluksi se voi olla hieman pidempi kuin lopullinen pituus. Viimeistele pituus siten että se muodostaan sopivan tiukan renkaan objektiivikehyksen ympärille. Sopiva pituus on sellainen, että suotimen asentaminen paikoilleen sujuu kätevästi mutta se ei kuitenkaan lennä tuulessa pois. Oikean pituuden löydyttyä, liimaa suikaleen päät toisiin kuumaliimalla. Liimaamisen jälkeen kokeile solumuovirenkaan ”istuvuutta” ja sen kireyttä.  Jos rengas on liian löysä, voit säätää sitä poistamalla ensimmäinen liimaus saksilla ja yrittämällä uudelleen.

Harpilla piirretään pahviin käytettävä aukko, joka leikataan
auki. Kuva © Kari A. Kuure.

Seuraavaksi pahvista leikataan kaksi neliön muotoista palaa (6-, 8-kulmaista tai pyöreää), joiden sivunpituus (halkaisija) on objektiivin kehyksen ympärille pujotetun solumuovirenkaan ulkokehän halkaisija. Esimerkiksi, jos objektiivinkehyksen ulkohalkaisija on 110 mm, niin silloin solumuovirenkaan ulkohalkaisija on noin 110 mm + 20 mm = 130 mm riippuen solumuovin vahvuudesta.

Pahviin piirretään harpilla objektiivin halkaisijan kokoinen ympyrä reiän leikkaamista varten. Isoa kaukoputkea varten reiän halkaisijaksi riittää jo mainittu 100–125 mm. Reiät leikataan auki ja toinen pahveista liimataan objektiivin kehyksen ympärillä olevaan solumuovirenkaaseen. Liimatessa on syytä olla huolellinen, jotta liima ei tahrisi kaukoputkea eikä etenkään objektiivia. Liima on pursottimesta tulessaan hyvin kuumaa, joten palovammojen välttämiseksi liimaan ei pitäisi koskea ennen kuin se on jäähtynyt.

Ensimmäinen tukipahvi on liimattu solumuovikehykseen.
Etuaalalla odottaa kiinnitystään muotoiltu AstroSolar-kalvo,
joka teipataan seuraavaksi tukipahviin. Huomaa, että
suodinkalvon molemmin puolin on suojapaperit.
Kuva © Kari A. Kuure.

Tämän jälkeen AstroSolar-kalvosta leikataan nelikulmainen (säästeliäästi käytettynä 8-kulmainen tai pyöreä) kappale, jonka sivunpituus (halkaisija) on noin 10 mm suurempi kuin aikaisemmin pahviin leikattu aukko. AstroSolar-kalvon leikkaaminen on saksilla hieman hankalaa, joten sen voi tehdä sopivalla leikkausalustalla ja askarteluveitsellä jouhevasti. Leikkaamista varten voi tehdä pahvista sopivan muotoisen ja kokoisen sapluunan, jolloin leikkaaminen helpottuu.

Suodinkalvo teipataan solumuovirenkaaseen liimattuun pahviin siten, että se peittää koko vapaan aukon. Kalvoa ei pidä kiristää ja jos se jää hieman löysälle tai poimuille, siitä ei ole haittaa kuvan tarkkuudelle. Yritä kuitenkin saada suodinkalvo kiinnitettyä mahdollisimman suoraksi.

Suodinkalvo on teipattu tukipahviin ja etummainen tukipahvi
odottaa liimausta. Kuva © Kari A. Kuure.

Toinen pahvi liimataan tai kiinnitetään teipillä suodinkalvon päälle. Useimmiten on kaikkein helpointa liimata etummainen pahvi muutamalla liimapisteellä paikoilleen ja sen jälkeen liimata reunat ja peittää ne vaikkapa PVC-teipillä (sähkömiehenteipillä), jolloin lopputulos on viimeistelty.

Voit tietysti rakentaa neli- tai kuusikulmaisen sijaan täysin pyöreän suodattimen! Se vaatii kuitenkin hieman enemmän aikaa niin suunnitteluun kuin toteutukseen mutta lopputulos voi olla käyttökelpoisempi kuin nelikulmainen suodin. Pyöreä suodatinkalvo säästää myös hankitun AstroSolar-kalvoa useampaan suodattimeen.

Toinen tukipahvi on nyt liimattu suotimeen.
Kuva © Kari A. Kuure.

AstroSolar-kalvoa käsiteltäessä olisi hyvä käyttää ohuita puuvillakäsineitä tai lateksisia kertakäyttökäsineitä joissa ei ole talkkia. Käsineitä käyttämällä vältytään tahattomilta sormenjäljiltä kalvossa. Jos jälkiä kuitenkin syntyy, niin niitä voi poistaa silmälasien puhdistamiseen tarkoitetulla mikrokuituliinalla. Tuoreeltaan jälkien poistaminen onnistuu kevyesti pyyhkimällä.

Nyt aurinkosuodin on valmiina käyttöön teitpä sitten havaintoja auringonpilkuista tai auringonpimennyksistä. Sama suodin kelpaa myös valokuvaamiseen, joten havaintoja voi tehdä hyvin monipuolisesti.

Käsittele ja säilytä suodin huolellisesti, sillä

Aurinkosuodin on valmis käyttöön.
Kuva © Kari A. Kuure.

AstroSolar-kalvo on herkkä vaurioitumaan! Jos kalvoon syntyy reikiä, vaikka vain hyvin pieniä, älä käytä vaurioitunut suodatinta! Aurinkosuotimen säilyttäminen on kätevintä sopivankokoisessa pahvilaatikossa. Sopivia pahvilaatikkoja ovat usein laitteiden myyntipakkaukset tms. joten aivan uutta laatikkoa ei tarvitse rakentaa, joka tietysti on mahdollista sekin.

Mitä aurinkosuotimella Auringosta voi nähdä?

AstroSolar-suodin päästää lävitseen laaja-alaisesti valoa punaisesta siniseen, toisin sanoen valkoista valoa. Tässä valossa Auringosta näkyy fotosfääri, jossa usein on näkyvissä auringonpilkkuja. Pilkut voivat olla hyvin pieniä tummia pisteitä, mutta hiemankin suuremman pilkun ympärillä voidaan nähdä harmaa alue, penumbra. Musta ydin on nimeltään umbra.

Pilkkujen määrä ja koko vaihtelee päivittäin. Pilkkuryhmät syntyvät pieninä yksittäisinä pilkkuina, niiden määrä ja koko kasvavat muutaman vuorokauden ja sen jälkeen pilkkuryhmä alkaa hajaantua, pilkut pienenevät ja katoavat. Pilkkuryhmien sijainti näkyvällä kiekolla muuttuu jatkuvasti Auringon pyörimisestä johtunen. Päivittäin havaintoja tehtäessä usein voi nähdä pilkkuryhmän katoavan kiekon reunana taakse lännessä tai tulevan esille idästä.

Suurella suurennuksella voi tarkastella pilkkujen
yksityiskohtia. Kuva © Kari A. Kuure.

Penubrallisessa pilkussa reunatummentuman alueella voi nähdä Wilsonin ilmiöksi nimetyn ilmiön: Mitä lähemmäksi Auringon kiekon reunaa pilkku siirtyy sitä lähemmäksi penumbran vasenta reunaa umbra näyttää siirtyvän.  Syy tähän ilmiöön on se, että umbra sijaitsee jonkin verran syvemmällä kuin penubra ja ilmiö on seurausta näkösäteen suunnan muutoksesta.

Pilkkujen ja pilkkuryhmien määrä vaihtelee ns. yhdentoista vuoden jaksoissa. Määrän vaihtelu kuvastaa Auringon aktiivisuutta, minimin ollessa lähellä pilkkuja ei näy moneen päivään ja aktiivisina kausina Auringon pinnalla voi olla useita isoja ja monipilkkuisia ryhmiä samanaikaisesti. Aktiivisuuden huippukausina pilkuttomia päiviä ei esiinny, kun taas minimin aikoihin pilkkujen näkyminen on harvinaista.

Auringopilkkujen lisäksi fotosfääristä voidaan nähdä aktiivisilla alueilla fakuloita. Ne ovat vaaleita, verkkomaisia rakenteita. Helpoimmin niitä voi nähdä Auringon kiekon reuna-alueilla, ns. reunatummentuman alueella. Joskus fakuloita voi nähdä myös keskempänä, etenkin Auringon aktiivisuusmaksimin aikoihin.

Harrastajan kaukoputki: Suodattimet – osa 5

Havaintokohteista Aurinko on sellainen, että sen katseleminen tarvitsee aina omat suotimensa. Jopa paljain silmin sen katseleminen voi vaurioittaa silmiä, ellei käytössä ole asianmukaista suodatinta^[1]. Erityisen vaarallisia ovat infrapunaisen ja ultravioletin valon aallonpituudet, mutta jo näkyvän valon liiallinen voimakkuus voi aiheuttaa ainakin väliaikaisesti sokeutumisen, joka tunnetaan lumisokeutena.

Harrastajien keskuudessa ehkä yleisin käytetty aurinkosuodatin on saksalaisen Baader Planetariumin valmistama AstroSolar-kalvo. Se on erikoisvalmisteinen tarkkuuskalvo, joka on päällystetty molemmin puolin ohuella alumiinikerroksella. Rakenne takaa sen, että kalvokerroksen rikkoontuessa tai ”reikiintyessä” vaurio on harvoin samassa kohdassa kalvon molemmin puolin. On tietysti sanomattakin selvää, että repeytynyttä tai muutoin rikkoontunutta kalvoa ei pidä käyttää.

AstroSolar-kalvosta valmistetaan myös auringonpimennysten katselemiseen tarkoitettuja ”silmälaseja”. Niiden runkona toimivat pahvikehykset, joiden silmäaukkoihin on kiinnitetty suodinkalvot. Aikaisemmin vastaavia suodinlaseja tehtiin käyttäen kehitettyä mustavalkoista röntgenfilmiä, mutta nykyisin niitä ei enää ole saatavissa. Hyvä niin, sillä nykyisissä negatiivifilmeissä ei ole riittävää määrää hopeayhdisteitä, jotta ne toimisivat riittävänä suodattimena^[2].

AstroSolar-kalvosta valmistettu aurinkosuodin on huokea, tehokas ja oikein tehtynä myös täysin turvallinen suodatin. Kalvo poistaa kaikki infrapunaiset ja ultraviolettivalon aallonpituudet ja näkyvän valon kirkkaus putoaa 1/100 000 osaan, joka on riittävä taso visuaaliseen katselemiseen ja valokuvaamiseen. Visuaalisesti havaitessa auringon väri säilyy neutraalin valkoisena, mutta valokuvatessa siitä tulee hieman siniviolettinen.

Lasimatriisiaurinkosuodin

AstroSolar-kalvo ei ole ainoa vaihtoehto aurinkosuotimeksi, sillä useat valmistajat tekevät niitä. Tavallisesti niiden suodatinosan matriisi on värjättyä lasia ja ne ovat myös päällystetty ainakin etupuoleltaan alumiinipinnoitteella. Näiden suodattimien läpäisemä valo on väriltään yleensä oranssia.

Kehyksenä on lähes poikkeuksetta alumiiniprofiili, joka sopii yleisimpiin kaukoputkikokoihin. Jos kehys on liian suuri ja siinä ei ole sormiruuveja kiinnitykseen, kehyksen sopivuutta voidaan korjata liimattavilla tiivistepaloilla. Sormiruuvien lisääminen onnistuu myös edes hieman askartelutaitoiselta helposti. Lopputulos on yleensä toimiva. Alumiini kehyksen haittapuolena on korkeahko hankintahinta, vaurioherkkyys etenkin jos aluminointi on vain suodattimen yhdellä pinnalla (reikiintyminen) ja suurehko massa.

Näiden kahden suodintyypin jonkinlaisena välimuotona on alumiiniprofiilista tehty kehys, mutta itse suodinmateriaali on AstroSolar-kalvoa tai vastaavia eri valmistajien versioita siitä. Tällä tavalla saadaan myyntihinta lasisia suotimia edullisemmaksi, mutta samalla suotimen vaurioherkkyys kasvaa. Onneksi vaurioituneen suodinmateriaalin voi korvata AstroSolar-kalvolla, jota myydään joko A4 kokoisena tai noin 1×0,5 m arkkeina.

AstroSolar-kalvoa on saatavissa kahtena tiheytenä. Tavallisin on ND=5 tiheys, mutta lisäksi on tarjolla ainoastaan valokuvauskäyttöön muiden lisäsuotimien yhteydessä käytettäväksi tarkoitettua ND=3,8 tiheyksistä suodatin kalvoa. Se on yksin käytettynä liian vaaleaa visuaaliseen havaitsemiseen.

AstroSolar-kalvosta tehty suodin kiinnitetään kaukoputkeen tai teleobjektiiviin ennen objektiivia tai Newton-kaukoputkissa putken etupäähän. 

Kontinuum-suodin

Jos kaukoputken pääpeilin halkaisija on enemmän kuin 150 mm, käytettävää aukkoa pitää pienentää vaikkapa pahvimaskilla. Yleensä Auringon (granulaatiota lukuun ottamatta) kaikki havaittavissa olevat yksityiskohdat erottuvat jo 50 mm aukolla. Granulaatio erottuu yleensä jo 100 mm aukolla.

Toinen Auringon havaitsemiseen käytettävä suodatin on kontinuum-suodin. Se läpäisee 540 nm aallonpituudella suhteellisen kapean kaistan (kaistanleveys Baaderin valmistamassa suotimessa on vain 35 nm). Suodin voimistaa kontrastia ja erityisesti auringonpilkut, fakulat ja granulaatio tulevat helposti nähtäviksi. Suodatinta on saatavissa ainakin 1,25” ja 2” okulaareille. Kontinuum-suodin ei estä infrapunaista valoa pääsemästä lävitseen, joten valokuvauskäytössä esimerkiksi AstroSolar 3.8 -kalvon kanssa tarvitaan myös ir-block-suodin.

Useat valmistajat tarjoavat Auringon havaitsemiseen monia erilaisia kaukoputki- ja suodatinjärjestelmiä. Käsittelen niitä joskus tulevaisuudessa.

Huomautukset

[1] Asianmukainen suodatin on nimenomaan Auringon havaitsemiseen tehty suodatin, jota on testatusti turvallista käyttää. Minkäänlaiset omat viritykset, kuten mustavalkonegatiivifilmi, CD-levy tai musta muovi ei ole turvallisia, sillä ne läpäiset juuri ne vahingolliset aallonpituudet, jotka vaurioittavat silmiä vaikka ehkä himmentävätkin näkyvää valoa.

[2] Silmän vauriot eivät useinkaan ilmene välittömästi katselemisen jälkeen, vaan ne yleensä huomataan vasta silmälääkärin tutkimuksissa. Auringonvalon aiheuttamat vauriota ovat pysyviä, sillä ne eivät korjaannu koskaan. Pahimmassa tapauksessa silmä voi sokeutua kokonaan jos vauriokohta syntyy kaikkein arimpaan paikkaan näköhermokimpun päähän, jossa sijaitsee sokea piste eli siinä ei ole verkkokalvonsoluja.