Configurazioni ottiche - tubi ottici
1°parte
Un newtoniano di 150mm di apertura su montatura equatoriale
I fattori nella scelta delle ottiche sono diversi rispetto ai grandi telescopi professionali e configurazioni scartate per i progetti di maggiori dimensioni, risultano invece addirittura preferibili in ambito amatoriale e viceversa.
- I rifrattori (con un obiettivo costituito da lenti), ormai in disuso per la costruzione degli strumenti principali negli osservatori professionali, sono ancora abbastanza in voga fra i dilettanti, principalmente per l'osservazione ad "alta risoluzione" dei pianeti, in virtù della loro assenza di ostruzione, presente invece nei telescopi riflettori. Le aziende di solito non vanno oltre la costruzione di obiettivi commerciali di 10–15 cm di diametro. I modelli più economici sono dei cannocchiali con obiettivo acromatico, mentre quelli di qualità (anche dieci volte più costosi a parità di diametro) hanno un obiettivoapocromatico; un compromesso è l'uso di dispositivi per correggere gli obiettivi acromatici, da installare all'interno del tubo di focheggiatura.
- I telescopi newtoniani, sono quasi lunghi e voluminosi come i rifrattori, perciò richiederebbero strutture dalla complessità e costi proibitivi per la costruzione di telescopi professionali di grande diametro. Al contrario, nei telescopi amatoriali, questa configurazione è fra le più popolari: grazie alla relativa semplicità di realizzazione, risultano particolarmente economici e convenienti per gli astrofili. Per lo stesso motivo, è adatta all'autocostruzione e da accoppiare all'altrettanto economica montatura dobsoniana. Grazie a queste caratteristiche è possibile costruire telescopi amatoriali relativamente grandi con costi ridotti (generalmente fino a 40 cm di diametro, ma ne sono stati costruiti anche di circa un metro), particolarmente apprezzati dagli appassionati del cosiddetto profondo cielo, perché col loro diametro possono raccogliere più luce. Inoltre il maggior diametro e quindi risoluzione, a parità di costi, riesce in parte a compensare allo specchio secondario e i suoi eventuali supporti, che causano un'ostruzione nel fascio di luce entrante e un conseguente calo di qualità nell'immagine (tranne in alcune configurazioni sperimentali). Il "114" (un newtoniano con uno specchio di 114 mm d'apertura e in genere 900 mm di lunghezza focale) è stato a lungo uno dei modelli più diffusi fra gli astrofili, stesso discorso che ho espresso per la mia prima strumentazione.
- Gli schemi ottici compatti sono vantaggiosi anche per gli astrofili, ma mentre i professionisti costruiscono dei Cassegrain o Ritchey-Chrétien su tralicci per ridurre il peso, i costi e la sfida ingegneristica, fra i telescopi amatoriali sono diffuse le configurazioni ottiche Schmidt Cassegrain e Maksutov Cassegrain dotate di una lastra correttrice (sono quindi detti catadriottici), che chiude il tubo, riducendo anche le turbolenze interne. La presenza di queste ottiche in un telescopio amatoriale si traduce in una maggiore facilità di trasporto, minore sensibilità al vento, minore ingombro (senza dover sacrificare la lunghezza focale), ma al costo di un maggior prezzo e un'ostruzione maggiore negli Schmidt Cassegrain. Gli Schmidt Cassegrain sono apprezzati dagli appassionati di astrofotografia. In alcuni casi, degli obiettivi fotografici Maksutov sono stati convertiti in piccoli telescopi (o talvolta in grossi binocoli). Per via della compattezza di queste configurazioni, molti telescopi computerizzati portatili hanno un'ottica di questo tipo.
Requisiti tecnici per le montature
2° parte
La montatura equatoriale di un telescopio economico
In questa seconda parte ho curato la sezione dedicata ad un componente fondamentale per sostenere il tutto, ovvero parlo della montatura; quindi per montatura di un telescopio s'intende la struttura meccanica che si occupa di sostenere la componente strumentale ottica e la relativa strumentazione osservativa: fotometro , spettrografo, CCD ecc.
La montatura ha anche la fondamentale funzione di compensare il moto di rotazione della Terra e dunque il moto apparente degli astri da Est verso Ovest, eseguendo un moto di rotazione in senso opposto a quello apparente del cielo. In questo modo l'oggetto da osservare rimarrà sempre al centro del campo d'osservazione.
Una montatura per essere considerata efficiente deve soddisfare i seguenti requisiti:
La montatura ha anche la fondamentale funzione di compensare il moto di rotazione della Terra e dunque il moto apparente degli astri da Est verso Ovest, eseguendo un moto di rotazione in senso opposto a quello apparente del cielo. In questo modo l'oggetto da osservare rimarrà sempre al centro del campo d'osservazione.
Una montatura per essere considerata efficiente deve soddisfare i seguenti requisiti:
- requisito meccanico; la montatura deve essere improntata alla massima rigidità; esente da flessioni o vibrazioni, che mantenga una velocità costante nel suo moto di inseguimento in modo da mantenere sempre al centro del campo visivo l'oggetto inquadrato senza fughe. Infine deve essere costituita da una meccanica precisa ed esente da giochi meccanici che possano precludere la sua precisione.
- requisito elettronico; un elemento importante per un telescopio è oramai la presenza di un controllo elettronico dei movimenti, in modo da poter gestire tramite una pulsantiera o persino un computer la gestione e il puntamento dei corpi celesti.
- requisito informatico; ossia il software che sia in grado di comunicare con l'elettronica e la meccanica dello strumento. Questo requisito consente non solo di puntare un oggetto, ma anche di annullare gli errori strumentali tramite correzioni del moto e persino la possibilità di gestire lo strumento per via remota, via internet ad esempio.
Gli oculari (storia e caratteristiche tecniche)
3° parte
Queste sono le caratteristiche che volevo mettere in risalto in quanto essenziali, naturalmente , altra cosa da aggiungere sono i vari accessori. Nei telescopi amatoriali l'oculare è l'accessorio dominante (la figura dell'astronomo professionista con l'occhio all'oculare sta invece scomparendo). Concettualmente qualsiasi telescopio è composto solo da due parti ottiche: l'obiettivo e l'oculare. Il compito dell'obiettivo è quello di formare un'immagine dell'astro sotto osservazione più dettagliata, luminosa e fedele
possibile; quello dell'oculare di rendere tale immagine leggibile al meglio per l'occhio, ingrandendola opportunamente.Quindi, in definitiva, l'oculare è essenzialmente una lente di ingrandimento. Pertanto il compito dell'oculare è meno rilevante di quello dell'obiettivo; esso può fare certamente poco o nulla per migliorare l'immagine, ma è importante che non la peggiori con eventuali suoi difetti ottici.
I difetti degli oculari, come per gli altri schemi ottici, prendono il nome di aberrazioni.
Oculari e ingrandimento
In qualsiasi telescopio l'ingrandimento totale è dato dal rapporto tra la focale dell'obiettivo e la focale dell'oculare.Attualmente sono molto popolari quelli basati sullo schema ottico Plöss. Altri accessori comprendono, filtri, lenti di Barlow, riduttori di focale, raddrizzatori, prismi diagonale, accessori fotografici e cercatori (che poi spiegherò più avanti nella sezione COMPONENTI CORRETTIVE) . Naturalmente ognuno con un potere risolutivo di ingrandimento, esempio classico se si va ad utilizzare un oculare Plössl da 20mm ideale e consigliato per il deep-sky (profondo cielo) in quanto ha una visione di largo campo quindi se nel mio caso che ho un 114 ed utilizzo un
20mm ciò significa che avrò 114+ diametro specchio principale X
20= ingrandimenti
______
2280 ingrandimenti totali e così via, esempio valido per i 12,5mm, 6mm,etc ...
possibile; quello dell'oculare di rendere tale immagine leggibile al meglio per l'occhio, ingrandendola opportunamente.Quindi, in definitiva, l'oculare è essenzialmente una lente di ingrandimento. Pertanto il compito dell'oculare è meno rilevante di quello dell'obiettivo; esso può fare certamente poco o nulla per migliorare l'immagine, ma è importante che non la peggiori con eventuali suoi difetti ottici.
I difetti degli oculari, come per gli altri schemi ottici, prendono il nome di aberrazioni.
Oculari e ingrandimento
In qualsiasi telescopio l'ingrandimento totale è dato dal rapporto tra la focale dell'obiettivo e la focale dell'oculare.Attualmente sono molto popolari quelli basati sullo schema ottico Plöss. Altri accessori comprendono, filtri, lenti di Barlow, riduttori di focale, raddrizzatori, prismi diagonale, accessori fotografici e cercatori (che poi spiegherò più avanti nella sezione COMPONENTI CORRETTIVE) . Naturalmente ognuno con un potere risolutivo di ingrandimento, esempio classico se si va ad utilizzare un oculare Plössl da 20mm ideale e consigliato per il deep-sky (profondo cielo) in quanto ha una visione di largo campo quindi se nel mio caso che ho un 114 ed utilizzo un
20mm ciò significa che avrò 114+ diametro specchio principale X
20= ingrandimenti
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2280 ingrandimenti totali e così via, esempio valido per i 12,5mm, 6mm,etc ...
Storia degli oculari
Nel XVII secolo il fisico C. Huygens sviluppò un oculare accoppiando due lenti nello stesso vetro a distanza opportuna; quella rivolta verso l'obiettivo si chiama lente di campo mentre l'altra lente dell'occhio. L'oculare di Huygens (sigla : H) è abbastanza acromatico, di costruzione economica e con un campo di 35°. Il basso costo lo ha reso molto popolare.
-Una felice variazione all'Huygens normale è quella dovuta allo Mittenzwey (HM), che sostituì la lente di campo piano-concava con una concavo-convessa.
-Molto diffuso è anche l'oculare Ramsden (R), che è simile all'Huygens e che lavora bene anche con telescopi più luminosi (ad esempio fino a f/7, cioè in quelli dove la focale dell'obiettivo è solo 7 volte superiore al suo diametro). Un inconveniente dell'oculare di Ramsden, il cui campo è dell'ordine dei 35°, si ha nella posizione del piano focale, molto prossimo alla lente di campo, con la conseguenza che ogni granello di polvere o sporcizia che si depositi su questa lente diventa fastidiosamente visibile.
-Un'evoluzione del Ramsden si ha col Kellner (K). Qui in luogo della semplice lente dell'occhio vi è un doppietto acromatico che spinge il campo utilizzabile a 40°, ma che mantiene l'inconveniente della visibilità della polvere depositata sulla lente di campo.
-Tutti gli oculari fino a ora descritti sono affetti da distorsione, cioè mostrano, soprattutto vicino ai bordi, le linee diritte un po' curve. Ad uno schema esente da questa spiacevole caratteristica si dà l'appellativo di ortoscopico. Quando si parla di oculare ortoscopico i più si riferiscono a quello di Abbe, composto da 4 lenti, con un tripletto come lente di campo ed una singola come lente dell'occhio; il campo ottimamente coperto è di 40°. Con l'oculare di Abbe arriviamo praticamente al meglio di quanto normalmente disponibile oggigiorno: ogni soluzione più complessa di questa tende a strappare piccoli miglioramenti al costo di grandi complicazioni e, naturalmente, di forti aumenti di prezzo.
-Altri ortoscopici comuni sono i Plossl e - ora - i Konig, con campo di ben 50°. Questi ultimi spesso sono siglati con il loro nome completo in luogo di Or, O o Ortho.
Un altro oculare di una certa fama è l'Erfle, il cui maggiore pregio consiste nel grande campo, ottenuto con 5 o 6 lenti. A prescindere dalla sua panoramicità - copre 65° - non offre prestazioni superiori agli ortoscopici.
Oculari insoliti
Oltre a quelli citati, che sono i più comuni, sono stati sviluppati molti altri tipi di oculari, alcuni dei quali davvero insoliti. Per curiosità accenniamo ad alcuni di questi, avvertendo però che molto difficilmente li si può reperire presso un rivenditore di telescopi!
Monocentrico. Si tratta di una combinazione di tre lenti cementate assieme, le cui superfici sono concentriche. Offre una buona resa, un campo di 25°, ma ha un alto costo di produzione.
Hastings. È composto da una lente positiva spessa ed una negativa sottile. Ha una buona definizione al centro del campo, ma cattiva ai bordi. Campo utile di 25°.
Coddington. Si tratta di un pezzo d'ottica ricavato da una sfera; non ha mai avuto grande diffusione per l'aberrazione cromatica ai bordi del piccolo campo, che vale circa 20°.
Tolles. Si compone di un'unica lente di notevole spessore. E praticamente un Huygens con campo di circa 25°. L'elevato costo di produzione non l'ha mai reso popolare.Fai clic qui per effettuare modifiche.