第83話 俺の望遠鏡１
俺は子育ての合間を縫って望遠鏡を作っている。まだ紙の上の設計段階だが、これはこれで楽しい。どんな性能の物を作ろうか、どうやればこの世界で作り出せるのか色々と考えてみる。
「ユヅキ、いつにもましてニヤケているわね」
「うわぁ、カリンかよ！ 望遠鏡……いや遠見の魔道具より、もっと大きな物を作ろうと思ってるんだ」
望遠鏡の事はチセ以外には話していない。俺の趣味みたいなもので、人の役に立つ物じゃないからな。
「へぇ～。この前作った、双子の遠見はすごかったものね。それよりもすごいのを作るの」
「ああ、そうだぞ。空の上の星を見るんだ」
「星を見る？ そんなのを見て面白いの？」
「そりゃ、土星の輪っかとか……は無いな。月……も無いか……。だが宇宙には無限の星があって、見ているだけでワクワクするんだぞ」
「ユヅキの言っている事はよく分からないけど、もっと遠くが見えるってことよね。作ったら見せてよね」
「ああ、見せてやるよ」
カリンにそう約束して、またテーブルの上の設計資料に目を移す。まずは性能を決めないとな。望遠鏡の性能はレンズの大きさ、すなわち口径で決まる。
よく人には『何倍の望遠鏡ですか？』と聞かれることがあるが、それは性能ではない。倍率は接眼レンズを変えれば何倍でも大きくできるからな。だが綺麗に見える最大倍率はmmで表した口径の1.5倍くらいまでと言われている。無理しても口径の２倍までが限界だ。
それ以上倍率を上げても、暗くなって細かなところは見ることができない。どこまで細かなところが見えるかもレンズの口径で決まってくる。
世界最大の地上望遠鏡は10ｍ程の口径だったか。地球上では空気層が邪魔をするのでこれぐらいが限界だろうが、口径が大きいほどその性能は良くなる。
実際にある大きな望遠鏡は反射望遠鏡だ。凹面鏡の表面にアルミなどを真空蒸着させて鏡を作り、光を収束させる。だがこの世界でアルミ蒸着は無理だ。
だからレンズを使った屈折式の望遠鏡を作る事になる。
「大きなレンズを作りたいが、難しくなるだろうな。だが双眼鏡の倍は欲しいな」
２倍の口径だと４倍の光が集められる。性能が全然違ってくる。
確か俺が最初に買ってもらったのは60mmの望遠鏡だったな。その倍の120mmぐらいなら作製は可能か。
「後は、焦点距離だな……」
望遠鏡の焦点距離によって見え方が違ってくる。土星や木星などの惑星を見るなら、高倍率の長焦点が必要だ。一方ガス星雲の美しい姿を観測するには、短焦点の明るいレンズの方がいい。
明るいレンズは欲しいが、焦点距離が短いレンズは作るのが難しい。さて、どうするか……。
「倍率より、暗い星まで見える明るいレンズの方がいいか」
この星空にあるか分からんが、オリオン大星雲のようなガス雲や星団などを見て楽しみたい。倍率を低くして暗い星まで見える明るい望遠鏡を作ろう。まあ、それでも120倍程度までは見れるか。
後は肝心のレンズだが手持ちのフローライトを使う。これは王国で黄金冒険者から報奨品としてもらった物で蛍石と言われる鉱石の一種だが、レンズとしてすごい性能がある。
これとチセのガラスを組み合わせれば、アクロマートの１段上の性能であるアポクロマートレンズができる。俺のためだけの望遠鏡だ。性能にも拘わりたい。
さて、これで大体の設計はできたな。
「チセ、すまないがこの大きさのレンズ用ガラスの円盤を作ってくれないか」
直径140mm、レンズ枠への取り付けを考えて一回り大きな物を作ってもらう。
「すごく大きなレンズですね。それとこっちは小さなのが沢山ですね」
「ああ、全部大きな遠見の魔道具の部品なんだ」
「前に言っていたボーエン何とかという遠見の魔道具ですね。これは楽しみです」
ガラスはチセに任せて俺はフローライトを用意しよう。
部屋にあるフローライトをダイヤモンドカッターを使い、目的のレンズの大きさに切断する。
これを研磨すれば、全色に対して色収差が極めて小さいレンズができる。普通３枚のレンズで構成する高性能のアポクロマートレンズが２枚のレンズでできてしまう。
「これでレンズの目途は立ったが、問題は架台だな」
望遠鏡と言えばレンズのある鏡筒が注目されるが、大事なのは鏡筒を乗せて上下左右に動かす架台なのだ。100倍以上の倍率で物体を見るのだから、ほんの少しの振動でも視界がブレてしまう。少し風が吹いたぐらいで、グラグラするようでは話にならない。
レンズ性能を充分に発揮させるためにも、がっちりとした強固な架台が必要になってくる。
「ユヅキさん、これは何ですか？」
「赤道儀と言って、望遠鏡を支えて動かす台なんだ」
鍛冶師のレトゥナさんの所へ行って、作ることができるか相談してみる。望遠鏡の架台だと言っても分からんだろう。重く長い筒を正確に動かす道具だと説明する。
「架台を支える３本足は、弟さんのネクス君の工房で作ってくれるそうだ。レトゥナさんには上の鉄製の台を作ってもらいたい」
「この太い軸は作れそうですが、この丸い板にあるギザギザは何ですか？」
作る架台は赤道儀。望遠鏡で星を追尾するための装置だ。
架台の中心軸を、この惑星の北極から南極を通る地軸と平行に合わせる。軸にある歯車で、自転と同じ速度で反対に回転させると、望遠鏡で見る星が動かずに観測できるようになる。
「こっちのギザギザの歯車を回転させることで、この太い軸全体を回すんだ」
「少し難しいですね。ニルヴァ、これを鋳物で作れるかしら？」
鉄を溶かしたり、鉄の鋳物を作っているニルヴァ君も図面を見にきて相談に乗ってくれる。
「面白い歯車ですね。作れると思いますが、これの木型はありますか。ちゃんと動く物を元に砂型を作って鋳物を作ります」
「実験で作ってみたものがある。すべての歯を付けていないが歯の形を決めるのに作った物だ」
円盤状の木の模型に４分の１だけ歯を作って、ピニオンギアを取り付けたものだ。この微動ハンドルを手で回すと、軸全体がゆっくりと回転する。
「へぇ～、これは面白い機構ですね。私こんなの初めて見ました」
「そうですね、ちゃんと動かすには、この歯車の歯を手で修正する必要がありますね」
軸の周りには140枚ほどの歯が付いた歯車となる。これをピニオンギアと噛み合わせて回転させるのだが、歯を１枚１枚修正して正確に加工する必要があるそうだ。
精度や頑丈さを求めるとそうなるのだが、大変な作業になるな。
「確かに難しそうですが、作れなくはないですね」
メインの軸と直角に動く鏡筒を乗せる台も同じような機構だが、こちらのギヤは少なくして微動で動かせる範囲を６分の１ほどに変更した。作るのにあまり負担はかけたくないしな。
「この図の軸受けにあるのは鉄の球ですか？ 鉄の球を作るのは難しいのですが」
「この鉄球は俺が作るよ。この工房の水車を借りるがいいか」
「ええ、結構ですよ」
前にエギルの工房で作った回転砥石で鉄球を作るつもりだ。その鉄球でベアリングを作る。これで軽く正確に軸を回転させられる。
そのベアリングの外枠はレトゥナさん達に作ってもらう事になる。
「これもニルヴァよね。大丈夫かしら？」
「大丈夫だよ。でもこの内側の研磨は僕にはできないな。それはレトゥナさんにお願いするよ」
このふたりは仲がいいな。いつも一緒に仕事をしているせいだろうか。
ニルヴァ君はレトゥナさんの鍛冶の腕前に惚れてこの村に来たと言うが、惚れたのは腕前だけじゃないのかもしれんな。
時間はかかるようだが、架台を作ってもらえることになった。俺もレンズを作るのに時間がかかるからちょうどいいだろう。
