할인마트에서 파는 초저가 망원경은 무용지물인가.

2005/03/07 17:16 / AstroFie

 요즘 계절이 계절인 만큼 초보분들의 질문이 부쩍 늘고 있는 가운데, 할인점에서 팔고 있는 소구경 굴절망원경의 성능여부를 물어보는 질문이 많이 올라오더군요.

 답부터 말씀드리죠. 일용지물입니다.

여기서의 일용은 망원경의 원리 이해입니다.

제 어렸을 적 기억인데, 당시 중학교 1학년때 미래에 천체물리학자가 되어보겠다는 일념으로 굴절망원경을 만들었던 기억이 있습니다. 당시로는 아크로매트 렌즈조차도 구하기 어려운 시절인지라, 파란 청유리로 만든 단렌즈로 초점거리 1000mm 짜리 굴정망원경을 만들었습니다.

성능이요? 한마디로 한심했죠. 워낙이 색수차가 심했기 때문에 이를 억누르기 위해 구경의 50%나 가리는 배플을 만들었던 기억이 나는군요. 당근 경통은 주택건설현장에서 나뒹구는 빗물받이 PVC 파이프… 접안부는 종이로 만든 튜브에 쌍안경의 접안부를 빼서 테이프로 칭칭감아서 사용했지요. 덕분에 이것 만드느라고 형이 가지고 있는 고등학교 물리교과서와 지구과학 교과서를 통달했던 기억이 납니다.

 이런점에서 만약 광학이라는 것을 몸소 체험하고 싶으시다면 싸구려 망원경도 도움이 될 수도 있을 겁니다. 망가져도 별 가슴 아프지도 않을테고…

근데 천체를 제대로 보겠다는 마음이라면 일치감치 포기하시기 바랍니다. 요즘 어린친구들의 경우 인터넷의 발달로 워낙히 훌륭한 천체사진을 가뜩이나 많이 접했을 텐데, 그 망원경으로 달을 본다해도 실망이 너무 클테니까요.

 그 돈은 가능하면 저축하시기 바라며 50만원 정도 모으면 쓸만한 중고 망원경을 한번 도전해보기를 권합니다.

2005/03/03 07:50 / AstroField

 다음으로 경통을 디자인해보도록 하겠습니다.

경통디자인의 경우 여러 가지 고려사항이 존재하겠지만, 가장 중요한 부분은 경통의 길이를 결정하는 것입니다. 만약 경통길이를 정확히 결정하지 못하면 되돌이킬 수 없는 문제가 발생하고 결국 경통을 새로 만들어야하기 때문입니다. 좀 길면 그나마 잘라버리면 되지만 짧았을 경우에는 답이 안나오니까요.

 

경통디자인에 앞서 튜브의 소재를 무엇을 할 것이냐가 관건이 됩니다.

경통소재는 다양한 측면에서 망원경의 성능을 좌우하게 되는데, 소재가 단단하고 열교환이 잘되는 것일수록 광축의 틀어짐이 작고 빠른 경통냉각을 기대할 수 있습니다.

때문에 통상 즐겨 쓰이는 소재는 철판입니다. 그러나 여기에서 반대로 작용하는 요소가 하나 있는데, 바로 소재의 무게입니다.

다들 잘 아시겠지만, 천체관측장비에서 마운트가 차지하는 비중은 상당합니다. 마운트의 경우 상당히 고가이기도 하거니와 한계중량이 존재하므로 튼튼하다는 이유로 경통을 무겁게 디자인할 경우 마운트의 한계중량을 초과할 수 있기 때문에 대부분의 경우 경통의 틀어짐 등 광학적 성능에 문제가 발생하지 않는 범위 내에서 가장 가볍게 디자인하게 됩니다.

 

이래서 경통소재로는 철 보다는 훨씬 가벼운 알루미늄을 찾게 됩니다. 철의 경우 비중이 7.876g/cm3 정도인 반면 알루미늄은 이의 1/3수준인 2.70g/cm3 밖에 되지 않으니까요.

 

물론 알루미늄은 철에 비해 인장강도나 내력, 경도 등에서 많이 떨어져서 철판과 동일한 두께로 경통을 만들지는 못하지만, 철판보다 가벼운 무게로도 동일 철판보다 강하게 경통을 만들 수 있기 때문에 상당히 유용하며 특히 상당히 무른 금속이기 때문에 쉽게 가공할 수 있다는 장점이 있습니다. 그러나 순수한 알루미늄의 경우 인장강도가 많이 떨어져서 충격 등에 약할 위험이 있고, 특히 스크레치가 잘나기 때문에 통상 순수한 알루미늄보다는 알루미늄 합금, 특히 듀랄루민을 많이 찾게 됩니다. 업계에서는 이러한 다양한 알루미늄 합금을 4자리의 번호를 붙여 칭하고 있는데 듀랄루민은 A6061, 6063에 속합니다.

 

다음으로 고려할 문제는 과연 어느정도의 두께로 경통을 디자인해야하는가의 문제인데, 굴절경통의 경우 몇가지 고려해야할 문제가 발생합니다.

반사경통의 경우는 미러의 크기가 통상 상당하기 때문에 애시당초 파이프로 답을 내기는 어렵고 대부분의 파트들을 볼트/너트로 결합하기 때문에 판재를 롤링해서 사용해도 별 문제가 없습니다. 그러나 굴절의 경우는 파트자체에 나사산이 만들어져서 결속하는 경우가 많고, 특히 본 프로젝트와 같이 장초점굴절의 2단 결속식 제작의 경우 롤링해서는 나사산끼리 정밀하게 물리도록 판재를 가공한다는 것은 상당히 어려운 문제가 됩니다. 따라서 판재가공보다는 압출파이프를 구해야 하고 판재보다는 좀 두껍게 가져가야만 가공이 가능하게 됩니다.

 

통상 반사의 경우 철판은 1mm 내외입니다. 제가 쓰던 XQ-8의 경우는 0.7mm의 강판을 사용했으며 개조경통(알루미늄)의 경우는 1.5mm를 사용했는데 아무런 무리가 없었습니다.

그래서 처음에는 2mm 파이프로 가자고 결정했는데, 저렴한 가격에 구경 100mm짜리 파이프를 구한다는 것은 거의 불가능해 보였습니다. 일단 100mm/2t가 표준사이즈가 아니기 때문에 (100mm의 표준사이즈는 7t 입니다). 속을 파내야하는 문제가 발생했습니다. 거의 1200mm 정도의 속을 파낸다는건 솔직히 미련한 짓이기도 하지만, 이런걸 해줄 가공집을 찾는 것과 엄청난 가공비를 감당하기 힘들더군요.

 

그러던 중 운 좋게도 박용석님께서 이전에 100mm 쌍안경을 기획하시다 가지고 계신 3t 짜리 긴 파이프를 구하게 되었습니다.

 

파이프의 스팩은 내경 100mm, 외경 106mm, 길이 1500mm, 두께 3t 였습니다. 애초 제가 구하던 물건은 외경이 100mm 인 물건이었기 때문에 부득이 파트간의 결속에 다른 방법을 취해야만 할 것 같았습니다. <계속>