가장 작지만 실제로 작동하는 망원경을 제작하다

• 76mm/300mm 포켓 도브소니언 망원경을 3D 프린팅으로 제작한 초소형 프로젝트로, 재킷 안주머니에 들어갈 정도의 크기임
• PETG-CF 필라멘트, 탄소봉, 나일론 나사, 자석, 라이크라 차광막 등으로 구성되어 있으며, 밸런스와 부드러운 움직임, 강성, 정렬 가능성, 초점 조절 기능을 모두 갖춤
• 접안부는 Analog Sky 방식의 포커서 구조를 따르며, 별도의 하드웨어 없이 플라스틱 핀의 탄성으로 접안렌즈를 고정함
• 초기 광학 테스트에서는 70% 과보정된 거울로 인해 성능이 낮았으나, 이후 재연마를 통해 Strehl 0.9 수준으로 개선되어 실제 관측이 가능해짐
• 초소형이면서도 완전한 기능을 갖춘 망원경으로, 3D 프린팅과 광학 정밀 가공의 결합 가능성을 보여주는 사례임

프로젝트 개요

• 노르웨이 크리스티안산드에서 디지털 아트 설치 작업을 진행하는 출장 중, 비행기 안에서 설계한 ‘휴식용’ 개인 프로젝트
• 설계의 주요 제약 조건은 특정 재킷의 안주머니에 들어갈 크기로, 막대 부분만 외부에 위치
• 인터넷에 다양한 미니 망원경 모델이 존재하지만, 도브소니언 구조를 유지하면서도 극도로 축소된 형태를 목표로 제작

구조 및 재료

• 3D 프린팅 재질: PETG-CF 필라멘트 사용
• 구조 부품: 4mm 탄소봉, M3 나사, M3x4.5x4.5 열삽입 인서트, 스프링, 나일론 나사, 4개의 자석, 파라핀 윤활제, 라이크라 차광막
  • 차광막은 이슬 형성 지연 효과도 제공
• 포커서 구조는 Analog Sky의 설계를 기반으로, 접안렌즈를 받는 튜브 자체가 이동부 역할을 수행
  • 둥근 나사산이 매우 매끄럽게 인쇄되어 유격이 거의 없음
  • 별도의 나사나 클램프 없이 플라스틱 핀의 탄성으로 접안렌즈 고정
• 탄소봉 구멍을 직선으로 설계해, 장착 시 자연스럽게 휘어지며 구조를 고정
• 고도/방위축 움직임은 고무 백킹이 있는 회색 HDPE 또는 UHMW 패드를 사용해 부드럽게 작동
• 조립 시 탄소봉 양끝을 1mm 챔퍼 처리 후 CA 접착제로 밀봉하면 조립이 용이

광학 성능 테스트

• 초기 테스트에서 거울이 70% 과보정(overcorrected) 되어 성능이 낮았음
  • λ/6 수준의 고품질 거울을 기대했으나, 실제로는 과보정된 상태
  • 30배 배율의 접안렌즈 사용 시 큰 문제는 없었으며, 여전히 ‘실제 망원경’으로 기능
• 재연마 전 테스트 사진에서는 공장 출하 상태의 거울 성능을 보여줌
• 이후 재연마를 통해 Strehl 0.9 수준으로 개선
  • 별상 테스트에서 대칭적인 초점 이탈 패턴 확인
  • 근처 전봇대의 거미줄과 이슬방울까지 식별 가능
  • 다만, 작은 거울을 다루는 과정에서 취급상의 어려움이 있었음
  • 향후 코팅 작업과 정식 Bath 간섭계 보고서 작성 예정

추가 정보

• 3D 모델 파일은 Printables에서 다운로드 가능
• 관련 논의는 Astrosurf 포럼에서 진행 중
• λ/6 수준의 Aliexpress 거울들은 구면(spherical) 형태로, 직접 연마 전에는 사용 불가함
• 저가형 양호한 포물면(parabola) 거울은 아직 발견하지 못했다고 언급