În primele rânduri ale acestei scrieri, vreau să vă felicit pentru că ați pornit pe acest minunat drum, presărat cu praf de stele, al astronomiei. Călcând mai întâi pe urmele celor ce au pășit înainte, ca mai apoi să vă făuriți propria voastră cale, sper ca pe parcursul acestei călătorii să nu vă pierdeți nicio secundă din curiozitatea și setea de cunoaștere cu care ați pornit la drum. Și astfel, vă doresc cu fiecare seară de observații în care identificați un nou obiect ceresc și puneți pe listă un nou lucru învățat să vă hrăniți și mai mult dorința de a cunoaște universul.
Amator. Ce inseamnă asta? Prea mulți folosesc acest cuvânt cu un sens derogatoriu, menit să discrediteze efortul sau rezultatele altora, doar pentru că nu se ridică la un anumit nivel. Amator NU înseamnă începător și, cu siguranță nu inseamnă nepriceput sau ale cărui rezultate sunt inferioare.
Amator vine de la amator (lat.), adică iubitor. Iubim și suntem pasionați de un anumit domeniu, în cazul nostru, astronomia. Amator mai înseamnă și persoană care practică un domeniu de plăcere, nu profesional. Amator și începător sunt două cuvinte diferite, al căror sens este amestecat de mult prea multe ori. Cu toții am fost, la un anumit moment, începători.
Dacă sunteți deschiși la a învăța lucruri noi, acest vast domeniu vă va putea ține ocupați ani buni de acum înainte și vă va aduce aproape de oamenii care împărtășesc aceleași pasiuni. Învățând de la ceilalți și citind scrierile altora, vă veți putea crea propria poveste. Recomand cu căldură să citiți cărți despre astronomie, articole pe site-uri sau prin reviste, să urmăriți documentare și orice ține de astronomie.
Aveți, însă, grijă ca sursele din care vă luați informațiile să fie surse reputabile, deoarece observăm un influx foarte agresiv de fake news și conspirații, care îi poate da peste cap pe cei aflați la început de drum. Dacă vreo informație pe care o citiți vi se pare greșită, contradictorie cu ce știți deja, puțin ciudată, senzațională sau greu de crezut, nu ezitați să întrebați oamenii mai experimentați. Încet-încet, veți începe să distingeți singuri informațiile adevărate de cele false și cele corecte de cele greșite.
Ghidul meu nu va vorbi nici despre constelații, nici despre nebuloase, galaxii, planete, Lună, Soare, despre expansiunea universului, cosmologie, forma Pământului, firmament sau, astrologie. Acest ghid este fie pentru cei care abia v-ați cumpărat un telescop, fie pentru cei care vreți să cunoașteți mai bine principiile, mecanismele, elementele și accesoriile unui telescop, precum și procedeele pe care va trebui să le urmați pentru a vă folosi de uneltele voastre. Aici veți găsi reguli și principii generale, aplicabile în majoritatea situațiilor întâlnite de un astronom amator. Vom învăța istoria telescoapelor, principiile optice de funcționare și termenii tehnici. Ulterior vom învăța despre accesorii, monturi și despre mentenanța echipamentului nostru.
Istoria telescoapelor începe relativ recent comparat cu istoria omenirii, deoarece tehnologia necesară pentru a obține lentile ce pot focaliza lumina corect și fără prea multe distorsiuni este destul de avansată.
Deși obiectele ce pot fi identificate ca lentile datează de până la 4000 de ani în urmă, sursa sau utilitatea lor este incertă; nu se știe dacă erau utilizate pentru proprietățile lor optice sau doar ca decorațiuni. Scriitori greci au descris proprietățile optice ale unei sfere umplute cu apă încă din anii 500 î.Hr., iar Ptolemeu a scris Optica, o carte de căpătâi, în care descria proprietățile luminii precum reflexia, refracția și culoarea, fiind urmat de Ibn Sahl în secolul al X-lea și Ibn Al-Haytham în secolul al XI-lea.
Primele utilizări ale lentilelor pentru proprietățile lor optice datează de la începutul secolului al XIII-lea, odată cu invenția ochelarilor. Invenția ochelarilor cu lentile concave, menite să corecteze miopia, îi este atribuită lui Nicolae din Cusa, în 1471.
Deși există controverse și incertitudine în legătură cu acest fapt, prima mențiune a unui dispozitiv de tipul unui telescop a apărut în anul 1608, în Țările de Jos, când un producător de ochelari pe nume Hans Lippershey a înregistrat un patent în care era descris un telescop (patent care nu i-a fost acordat), alcătuit dintr-o lentilă convexă simplă pe post de obiectiv și o lentilă concavă pe post de ocular.
Designul optic al unui telescop Galilean, cu un obiectiv cu o singură lentilă convexă, convergentă și ocular cu o lentilă divergentă, concavă.
Galileo Galilei a folosit același design ca bază pentru telescopul său, adaptat pentru astronomie.
Puterea de mărire este dictată de raportul între distanțele focale ale obiectivului și ocularului. Un atribut al acestui tip de telescop este faptul că redă imaginea corect orientată, însă acest lucru nu este deloc important pentru astronomie. Un mare dezavantaj este faptul că are câmpul vizual foarte îngust, limitând puterea maximă de mărire pe la 30x.
Telescopul “Cannocchiali” al lui Galileo Galilei, sursa: Wikipedia. Di Sailko – Opera propria, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=31258183
Mai târziu, în 1611, Johannes Kepler a înlocuit lentila concavă din ocular cu o lentilă convexă. Acest model nou de telescop a fost îmbunătățit mai apoi de alți astronomi, precum Christiaan Huygens, cu oculare construite din mai multe lentile.
Telescopul Keplerian, ce utilizează două lentile convergente.
Cea mai mare diferență, ușor vizibilă, între cele două modele de telescoape (Galilean și Keplerian) este faptul că cel Galilean creează o imagine corectată pe ambele axe. Telescopul Keplerian creează o imagine răsturnată în ocular, însă acesta nu are câmpul vizual la fel de limitat ca cel Galilean, deci pot fi utilizate puteri de mărire mai mari.
Obiectivele cu o singură lentilă suferă de distorsiuni și aberații ale imaginii, din cauza formei și compoziției sticlei din care sunt create. Folosind aceste caracteristici, pot fi create două lentile care, prin forma și alcătuirea lor, să își anuleze aberațiile optice. Acest obiectiv se numește dublet.
Primul obiectiv dublet acromat a apărut într-o lunetă construită de Chester Moore Hall. Deși această invenție nu a fost făcută publică, John Dollond a aflat de ea și a început producția comercială a telescoapelor echipate cu dublete acromate în 1758.
Invenția primului telescop reflector îi este atribuită lui Sir Isaac Newton, care în 1668 a construit un telescop ce utiliza o oglindă principală concavă sferică, ce focaliza lumina către o oglindă secundară plană, montată în centrul aperturii, ce redirecționa lumina spre marginea tubului, unde este localizat un ocular.
Replică a telescopului construit de Sir Isaac Newton în 1668, aflată în posesia Royal Society of London
Autor: The Science Museum UK
Laurent Cassegrain a descris într-o lucrare din 1672, un design de reflector care folosește, în loc de o oglindă plană montată la 45○, o oglindă convexă sferică ce reflectă lumina focalizată printr-o gaură în oglinda principală.
Telescoapele reflectoare au fost îmbunătățite de John Hadley, odată cu producția oglinzilor parabolice în 1721, care erau formate astfel încât aberația sferică să fie anulată. Léon Foucault a introdus procesul de argintare a oglinzilor în anul 1857, iar în 1932, procesul de aplicare al stratului reflectorizant a fost înlocuit de procesul de aluminizare, bazat pe sublimarea unui fir de aluminiu în vid.
Modelul Ritchey-Chrétien a fost inventat în 1910, dar nu a fost adoptat decât după anul 1950; iar azi majoritatea telescoapelor moderne implementează acest design, incluzând Telescopul Spațial Hubble.
Din cauza limitărilor tehnologice ale procesului de argintare, telescoapele reflectoare nu au fost foarte fiabile între anii 1850 și 1900. De aceea, acea perioadă intervalul respectiv este numită cunoscut ca perioada „Marilor Refractoare”, ce erau construite cu diametre între 60 cm și 1 m, culminând cu telescopul refractor de la Observatorul Yerkes.
Telescopul refractor cu obiectiv de 1 metru diametru al observatoruli Yerkes. Autor necunoscut – Wikipedia.
Aceste mari refractoare au fost treptat înlocuite de telescoape reflectoare, după invenția procedeelor superioare de depunere a straturilor reflectorizante. Prin construcția lor, telescoapele reflectoare pot avea diametre ale oglinzii principale mult mai mari, ajungându-se chiar până la construcția telescopului Hale, cu diametrul oglinzii principale de 5 metri, în 1948.
La finele anilor 1990, puteam deja găsi telescoape de 8 sau chiar 10 metri diametru, cum ar fi telescopul Keck, ESO Very Large Telescope, observatorul Gemini sau telescopul Subaru.
Telescopul Hale; Sursă- NASA – http://lifesci3.arc.nasa.gov/spacesettlement/scenarios/issues.html, http://lifesci3.arc.nasa.gov/spacesettlement/scenarios/images/palomar.jpg, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=315612
Oglinzile dintr-o singură piesă au limitele lor. Cu cât diametrul oglinzii crește, cu atât crește dificultatea procesului de obținere a unei suprafețe corecte. De asemenea, din cauza greutății crescute, oglinda va fi afectată de gravitație, deformând-o și rezultând o imagine distorsionată. Pentru a depăși aceste limitări, au fost construite oglinzi cu suprafețe ușor deformabile sau chiar din segmente hexagonale, ajustate individual, pe zone, folosind actuatoare electronice pentru a poziționa oglinzile și a corecta deformările (Active Optics).
De asemenea, folosindu-se de date culese de un senzor specializat, aceste sisteme pot efectua corecții foarte rapide pentru a contracara efectele cauzate de turbulențe atmosferice (Adaptive Optics).
Dacă ați văzut vreodată imagini cu un observator din care este proiectată o rază laser de culoare galbenă, acum știți că ați văzut un sistem dotat cu optică adaptivă.
Laser folosit pentru Adaptive Optics, emis de telescopul Yepun, de la observatorul Paranal, deșertul Atacama, Chile
Sursă :ESO/https://www.facebook.com/yuribeletskyphoto
Astăzi, majoritatea telescoapelor de cercetare de pe Pământ, majoritatea telescoapelor spațiale și chiar și radiotelescoapele implementează o variație a modelului Cassegrain, datorită designului compact și eficient, ce poate oferi o imagine bine corectată și o distanță focală lungă, într-un spațiu redus.
Comparație a dimensiunilor telescoapelor existente și planificate, realizată de un utilizator Wikipedia.
Sursă: https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Cmglee; date despre oglinzi puse la dispoziție de un utilizator anonim de la adresa IP 71.41.210.146
Ce sunt telescoapele?
Telescoapele sunt instrumentele pe care le folosim, ca amatori, să explorăm cerul nopții. Fără ele, ne-ar fi imposibil să descoperim toate obiectele deep-sky sau să vedem detalii pe suprafețele planetelor. Înainte să punem ochiul în ocular și să ne minunăm de ce putem vedea, haideți să învățăm care sunt părțile componente ale unui telescop, cum sunt construite, cum funcționează și ce alte noțiuni e bine să știm.
Telescoapele (includem aici și binoclurile) sunt niște instrumente optice ce ne ajută să capturăm lumina de la obiectele îndepărtate și să le observăm cu o dimensiune aparentă (en. apparent magnification) mai mare și o luminozitate aparentă (en. apparent brightness) mai bună. Deși există foarte multe modele optice, toate îndeplinesc aceeași funcție, anume focalizarea imaginii într-un punct, sau plan focal, pentru a putea fi observată printr-un ocular sau cu ajutorul unei camere.
Elementele unui telescop (sau tubul optic):
Obiectivul este elementul principal în componența unui telescop, cu rolul de a focaliza lumina într-un singur punct. Poate fi alcătuit din elemente care refractă lumina (lentile), sau care reflectă lumina (oglinzi). Există mai multe referiri la acesta, cum ar fi lentilă sau oglindă principală. Caracteristicile obiectivului sunt diametrul (sau apertura) și lungimea focală.
Oglinda secundară (doar în cazul telescoapelor reflectoare): în funcție de modelul optic, aceasta poate fi plană sau convexă (sferică, parabolică sau hiperbolică) și este situată în partea de sus a tubului optic, suspendată de un suport cu unul, sau mai multe brațe, care au ca scop poziționarea oglinzii pe centrul axei optice a oglinzii principale. Oglinda secundară are rolul de a redirecționa lumina focalizată de obiectiv către ocular.
Tubul este componenta structurală ce leagă toate celelalte elemente între ele. Acesta poate fi un tub solid, cum este la majoritatea reflectoarelor sau majoritatea reflectoarelor mici, sau tub deschis, construit cu niște bare rigide numite truss-uri. Acesta asigură montarea rigidă a elementelor unui telescop și menține alinierea axei optice, precum și o metodă de a monta telescopul pe o montură, prin folosirea unor inele sau a unei șine de montaj.
Focalizatorul este elementul mecanic ce are rolul de a permite instalarea unui ocular și de a-l putea mișca mai aproape sau mai departe de obiectiv pentru a obține focalizarea corectă. Este alcătuit din corpul focalizatorului, tubul portocular și mecanismul de antrenare al tubului portocular.
Ocularul este elementul prin care facem observațiile. Are rolul de a mări imaginea produsă în planul focal (punctul în care obiectivul focalizează lumina) și de a o proiecta mai departe către ochii noștri. Este alcătuit din două sau mai multe lentile, în funcție de tipul lui.
fig 1. Formarea imaginii într-un telescop refractor. http://Szőcs Tamás, CC BY-SA 3.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0>, via Wikimedia Commons
f1 = distanța focală a obiectivului; f2 = distanța focală a ocularului ; 1 = obiectivul/apertura 2 = ocularul 3 = ochiul 4 = obiectul observat 5 = planul focal/focarul 6 = obiectul mărit
Termeni tehnici
Indiferent de ce model de telescop este vorba, există niște termeni tehnici despre care trebuie să aflăm câteva lucruri înainte pentru a putea continua explicațiile.
Apertura este diametrul util al obiectivului. Este reprezentat în milimetri (mm) sau inchi (prescurtat ca in sau ″). Acest diametru determină capacitatea obiectivului de a aduna lumina, rezoluția, sau puterea de separare a telescopului și grosismentul maxim util. Cu cât un obiectiv este mai mare, cu atât capacitatea lui de adunare a luminii este mai bună și putem observa obiecte mai slab luminoase.
Planul focal sau focarul reprezintă planul pe care un obiectiv focalizează razele non-paralele ce sunt captate de acesta. Poate fi observat practic dacă îndreptăm o lupă spre un bec și încercăm sa focalizăm imaginea pe o foaie de hârtie sau un perete. Planul în care imaginea devine clară este planul focal al acelei lentile.
Punctul focal reprezintă punctul în care razele de lumină paralele sunt focalizate atunci când trec printr-un obiectiv.
Distanța focală este distanța dintre obiectiv și planul (sau punctul focal) în care lumina venită de la un obiect aflat la o distanță infinită (considerabil mai mare decât distanța focală) este localizată.
Raportul focal reprezintă raportul dintre distanța focală și apertură (păstrând unitățile de măsură). Va fi notat : f/x, unde x este Distanța focală / Apertura.
Exemplu: dacă avem un telescop cu o distanță focală de 1000mm și o apertură de 100mm, raportul focal va fi 1000/100 = 10, si va fi notat ca “f/10”. Raportul focal determină dacă un telescop este “rapid” sau “lent”, telescoapele rapide fiind cele cu un raport focal mai scurt, de sub f/7, iar cele lente, peste f/10. Cu cât raportul focal este mai mic, cu atât imaginea va avea o luminozitate aparentă mai mare, la aceeași putere de mărire.
Seeing sau condiția atmosferică. Deși acest termen nu ține de telescop în sine, este important să înțelegem ce este pentru a putea discuta despre următoarele noțiuni. Seeing-ul, sau condiția atmosferică este determinat/ă de turbulența atmosferei și reprezintă degradarea imaginii obiectelor cerești, reprezentată prin distorsiunea, neclaritățile, oscilația sau scintilația (modificarea rapidă a intensității și culorii) acestora. Aceste distorsiuni sunt cauzate de fluctuațiile rapide a indicilor de refracție ale mediului aflat între sursa de lumină și telescop. În cazul nostru, atmosfera și efectul poate fi văzut cu ochiul liber: cu cât o stea scintilează mai puternic, cu atât turbulența atmosferică este mai ridicată. Efectul este similar cu cel ce poate fi observat vara, când privim prin aerul încălzit de asfalt sau de motorul unei mașini (acele “valuri” aparente din aer), deoarece căldura determină modificări ale vitezei, presiunii și, implicit, ale indicelui de refracție al aerului. În straturile superioare ale atmosferei acest efect se întâmplă din cauza curenților de diferite viteze, ce poartă aer de diferite temperaturi, determinând modificări de temperatură, presiune și viteză. Acești curenți poartă denumirea de jetstreams și pot fi polari sau subtropicali. În zona României, aceștia sunt curenții polari.
Această condiție atmosferică poate fi determinată vizual prin încercarea de a observa un sistem de stele duble ale căror separație angulară (distanța aparentă între cele două stele, reprezentată în arcgrade, arcminute, sau arcsecunde) o știm. Dacă steaua poate fi observată ca fiind dublă, seeing-ul este cel puțin la fel de bun ca distanța angulară dintre stele. Dacă ajungem la o stea dublă ce știm că poate fi “spartă” (rezolvată) de sistemul nostru (adică separația angulară este sub limita obiectivului, explicată mai jos), iar această stea nu poate fi văzută ca fiind dublă (imaginea ei apare ca un punct rotund, nu ca un oval sau formă de 8), atunci putem considera că separația angulară dintre cele două stele din sistem este limita de seeing.
Putere de mărire / Grosismentul reprezintă de câte ori este mărită imaginea și este determinată de raportul dintre distanța focală a obiectivului și distanța focală a ocularului.
Exemplu: Avem un telescop cu distanța focală de 1000mm și un ocular cu distanța focală de 20mm. Grosismentul obținut din combinația celor două elemente este 1000/20, adica o mărire de 50x.
Grosismentul maxim util (teoretic) – al unui telescop reprezintă grosismentul maxim pe care îl putem utiliza, fără a se degrada imaginea observată (aici vorbim doar de limitarea optică a diametrului obiectivului, nu și de efectele atmosferei sau aberațiilor, despre care vom discuta mai târziu). Acest număr este de 2 ori apertura obiectivului, exprimată in milimetri.
Exemplu: dacă avem un telescop cu apertura de 100mm, putem folosi puteri de mărire până la 200x, înainte ca limitările optice să degradeze calitatea și luminozitatea imaginii.
Puterea de separație / Rezoluția – reprezintă distanța angulară minimă, măsurată în arcsecunde, între două obiecte alăturate (stele duble, spre exemplu) pentru ca un telescop să le poată rezolva, sau separa. Asta înseamnă să putem începe să le identificăm ca fiind două obiecte distincte. Această putere de separație este în funcție de apertură, dar este influențată și de condițiile atmosferice și aberațiile sistemului. În medie, atmosfera ne limitează la o putere de separație de 1”, dar există și nopți sau locații de unde putem obține un seeing de chiar sub 0.5 arcsecunde.
Există două limite: Rayleigh și Dawes.
1) Limita Rayleigh ne spune care este puterea de separație astfel încât o stea dublă să poată fi observată ca un obiect în formă de 8, iar pentru raportul general, se ia în considerare lungimea de undă de 550nm, la care ochiul uman este cel mai sensibil. Se calculează folosind formula 138 / Apertură. Dacă avem un telescop de 130mm, limita Rayleigh este de 138/130= 1.06 arcsecunde.
Dacă dorim să calculăm limita Rayleigh pentru oricare lungime de undă, putem folosi formula:
1.22 * 206265 *(lungimea du undă*10^-6)*Diametrul aperturii
Mai jos avem un grafic ce arată limita Rayleigh în funcție de lungimea de undă a luminii din spectrul vizibil (între 400 nm si 750nm) pentru un telescop cu apertura de 130mm. După cum putem observa, matematic, obiectele albastre pot fi rezolvate până la dimensiuni mai mici, comparativ cu obiectele roșii.
În realitate, însă, acest avantaj al lungimilor de undă mai scurte este nulificat de faptul că turbulența atmosferică afectează mai mult lungimile de undă mai scurte și mai puțin pe cele mai lungi. Astfel, calculul limitei Rayleigh în funcție de lungimea de undă devine irelevant, iar calculul standard pentru 550nm, adică 138/Apertura, este de ajuns pentru a determina o valoare generală, aplicabilă în orice situație.
2) Limita Dawes este o limită puțin mai permisivă, considerând că un sistem poate separa o stea dublă dacă aceasta apare în formă de oval. Este o limită independentă de lungimea de undă, o limită generală și este calculată folosind formula 118 / Apertură. Dacă avem același telescop de 130 mm, limita Dawes este 118/130 = ~0.91 arcsecunde.
E important să reținem că aceste limite sunt limite teoretice dictate strict de apertura telescopului. Dacă condițiile de seeing, turbulențele sau alte aberații ale sistemului (de sfericitate, comă, colimare incorectă, astigmatism, etc.) sunt peste aceste limite, ele sunt suprascrise.
Diagrama pentru pupila de ieșire (en. exit pupil) și distanța de privire (en. eye relief) http://Evan Mason, CC BY-SA 3.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0>, via Wikimedia Commons
Distanța de privire/ distanța oculară (en. eye relief) se referă la distanța de la ultima lentilă din ocular până în punctul în care puteți poziționa ochiul pentru a vedea întregul câmp vizual proiectat de ocular, fără a vedea margini negre sau întunecate. Cu cât această distanță este mai mare, cu atât putem privi de la o distanță mai mare, cu un confort sporit. Ocularele cu eye relief mare sunt mai ușor de utilizat de către purtătorii de ochelari.
Pupila de iesire (en exit pupil) este diametrul razei de lumină ce părăsește ocularul spre ochiul privitorului, măsurat la distanța de privire/distanța oculară. Este determinată de raportul dintre distanța focală a ocularului și raportul focal al telescopului
Exemplu: dacă avem un obiectiv cu un raport focal de f/4 și utilizăm un ocular de 20 de mm, pupila de ieșire va fi de 20 / 4 = 5mm.
Pupila ochilor se dilată la o dimensiune între 5 și 7 mm în întuneric, dilatare ce își pierde din dimensiune pe parcurs ce îmbătrânim. Un minim recomandat pentru exit pupil este de 0.75mm, sau chiar 0.5mm, dacă obiectul observat este mai strălucitor. Dacă pupila de ieșire/exit pupil este mai mare decat diametrul pupilei noastre, lumina se pierde, pentru că nu ajunge toată în ochiul nostru. Dacă pupila de ieșire este mai mică decât diametrul pupilei ochiului, imaginea va apărea slab iluminată. Atunci când pupila de ieșire are diametrul egal cu diametrul pupilei ochiului, vom beneficia de toată lumina dată de telescop.
În această categorie intră telescoapele (și binoclurile) ce folosesc lentile pentru a focaliza imaginea pe planul focal. Sunt primul lucru la care se gândește oricine când aude cuvântul “telescop”.
Obiectivele lunetelor sunt construite din două sau mai multe lentile, construite din diferite tipuri de sticlă, prinse fix într-o celulă metalică, spațiate cu aer sau ulei, asamblate astfel încât să combată, cu un anumit nivel de succes, aberațiile optice aferente fiecărui element.
Principalele aberații optice dintr-un obiectiv refractor sunt aberația cromatică și aberația de sfericitate, prima fiind mai aparentă la telescoapele cu rapoarte focale mari, în timp ce a doua va fi mai vizibilă când privim prin refractoare cu rapoarte focale mici.
Refractoarele acromate
Refractoarele acromate sunt cel mai simplu tip de telescop utilizat pentru observații de către amatori și este modelul cu care mulți și-au început drumul în acest hobby. Deși există și modele de obiective cu un singur element (singlet), acestea nu sunt utilizate, din cauza prezenței aberațiilor optice care degradează mult imaginea.
Obiectivul este alcătuit din două lentile convergente, făcute din două tipuri de sticlă diferite, numite “crown” și “flint”. Sticla crown are un indice de refracție scăzut și o dispersie cromatică redusă. Sticla flint are un indice de refracție crescut și o dispersie cromatică mai mare, din cauza faptului că are plumb în componența sa.
Combinând corect cele două tipuri de lentile, producătorii de optică pot obține un obiectiv cu o aberație cromatică redusă (față de un singlet), precum și corecția aberațiilor de sfericitate. Trebuie să ținem minte că acest sistem optic nu reduce complet aberațiile cromatice, din cauza dispersiei cromatice încă destul de crescută a lentilei crown. Din această cauză, componentele roșu și albastru sunt focalizate în același punct, dar nu și componenta verde.
Comparație între un singlet și un dublet acromat. În cazul unui dublet, componenta roșie și cea albastră sunt focalizate în același plan, lucru ce nu poate fi obținut cu un singlet.
În practică, acest lucru va genera stele și planete cu umbre de diferite culori, în general albastre.
Imagine a galaxiei M33 (Triangulum) obținută folosind un dublet acromat de 120/600
Refractoarele apocromate
Acest design de telescop folosește un obiectiv, în general dublet sau triplet, ce are în componență una sau două lentile cu dispersie redusă, denumită sticlă ED sau SD (Extra low dispersion sau Super low dispersion). De asemenea, există și obiective ce folosesc Fluorit, sau fluorină de calciu (CaF2), o sticlă ce prezintă o dispersie cromatică aproape de 0.
Din cauza costurilor și dificultății de prelucrare crescute, cristalele fiind foarte fragile, acest tip de lentile sunt mai rar întâlnite. Sunt folosite de producători de optică de top precum Takahasi sau Vixen.
Din fericire pentru amatori există un înlocuitor bun pentru cristalele de fluorit, anume sticla de fluorofosfat. Acest tip de sticlă poate fi produs și prelucrat mult mai ușor și ieftin decât cristalele de fluorit și au o rezistență crescută, păstrând, totuși, un nivel de dispersie cromatică redus. În funcție de producătorii sticlei, putem avea:
- Hoya: FCD-1 sau FCD-100. FCD-1 are o dispersie cromatică mai mare decât FCD-100
- Ohara: FPL-51 / 52 / 53/ 55. Cu cât numărul este mai mare, cu atât dispersia cromatică este mai scăzută.
Într-un dublet, aceste lentile sunt utilizate împreună cu o altă lentilă cu anumite caracteristici optice, astfel încât să se poată obține o corecție cât mai bună a aberațiilor.
Într-un triplet, pot fi folosite chiar două lentile ED/SD. Regula generală este că un triplet bine construit va avea o corecție a aberațiilor mai bună decât un dublet, chiar dacă tipul de sticlă este unul inferior: un triplet bine construit, dar cu sticlă FPL 51 sau FCD-1, poate avea o corecție mai bună decât un dublet ce folosește FCD-100 sau FPL-53.
Dezavantajele unui triplet comparativ cu un dublet ar fi costurile mai mari și greutatea crescută. În cele mai multe cazuri, un dublet cu sticlă FPL-53 / FCD-100, sau chiar și variantele inferioare, va fi mult mai bun decât un acromat și ne va fi de ajuns pentru a ne putea bucura de observații fără aberații cromatice prea deranjante.
Datorită lipsei obstrucției centrale, atâta timp cât un tub optic este construit corect, el va genera o imagine cu un contrast foarte bun. Prin construit corect ne referim la:
- vopsit interior cu vopsea anti-reflex,
- diafragme (baffle) de-a lungul tubului pentru a bloca reflexiile interne,
- marginile lentilelor vopsite cu negru mat,
- celula obiectivului vopsită cu negru mat,
- un parasolar ce poate bloca luminile ambientale incidente
În această categorie intră telescoapele care utilizează oglinzi pentru a focaliza lumina. Deoarece oglinzile pot fi prelucrate mult mai ușor, iar sticla utilizată nu trebuie să aibă proprietăți optice speciale, precum și faptul că doar una dintre suprafețe trebuie prelucrată, telescoapele care utilizează oglinzi pot ajunge la dimensiuni mult mai mari decât un obiectiv de refractor. De asemenea, pot fi construite să aibă rapoarte focale mai scurte, deoarece pot fi prelucrate cu o suprafață parabolică, eliminând, astfel, aberația de sfericitate.
Un alt mare avantaj al telescoapelor reflectoare este faptul că nu au aberație cromatică deoarece nu folosesc medii de refracție., nu au aberație cromatica. Suprafața aluminizată a oglinzii reflectă toate lungimile de undă ale luminii vizibile (și chiar IR/UV) fără dispersie cromatică.
Modele de telescoape reflectoare
Newtoniene
Cel mai simplu design de reflectoare, inventate de Sir Isaac Newton, în anul 1668, se folosește de o oglindă principală concavă și o oglindă secundară plană, poziționată la 45○ față de axa optică a principalei, ce trimite razele reflectate de oglinda principală către ocular. Este cel mai popular design de telescop în rândul astronomilor amatori, în special pentru observarea obiectelor de cer profund, datorită prețului redus, construcției simple și posibilității de a folosi aperturi mari cu rapoarte focale scurte (telescoape cu rapoarte f/4 și f/5 fiind foarte ușor de găsit).
Construcția optică a telescopului de tip Newtonian.
Cassegrain și variații
Un alt model de telescop reflector este telescopul de tip Cassegrain. Invenția lui a fost atribuită lui Laurent Cassegrain (pentru mai multe detalii vezi: https://en.wikipedia.org/wiki/Laurent_Cassegrain) Telescoapele Cassegrain se diferențiază de cele newtoniene prin două caracteristici:
- Oglinda principală, parabolică are o gaură centrală, prin care poate trece lumina.
- Oglinda secundară este convexă, parabolică și este poziționată perpendicular pe axa optică.
În consecință, observațiile sunt realizate prin spatele telescopului, din spatele oglinzii principale. Datorită construcției, telescoapele Cassegrain sunt mult mai compacte decât telescoapele newtoniene. Însă, din cauza utilizarii unei oglinzi secundare convexe și pentru că traseul optic este “pliat” în interiorul tubului, distanța focală este mai lungă. Telescoapele clasice de tip Cassegrain sunt telescoape “încete” cu rapoarte focale începând cu f/10.
O variație des întâlnită a design-ului Cassegrain, utilizată predominant în astrofotografie, este design-ul Ritchey Chretien, un design ce folosește oglinzi hiperbolice, în loc de cele parabolice, pentru a elimina complet aberația de tip comă (detaliată în secțiunile următoare). De asemenea, aceste telescoape au un raport focal mai scurt decât telescoapele clasice Cassegrain, ajungând la rapoarte focale de f/7 nativ, sau și mai jos, utilizând lentile reducătoare de focală. Aceste telescoape, însă, nu sunt cea mai bună alegere pentru astronomie vizuală, deoarece obstrucția centrală este foarte mare. Pentru a obține o distanță focală cât mai scurtă, oglinda secundară este amplasată foarte aproape de oglinda principală, și este nevoie ca ea să fie mult mai mare pentru a capta întreg conul de lumină. Asta înseamnă obstrucție centrală mai mare, deci, un contrast și claritate scăzute față de telescoapele Cassegrain clasice sau cele newtoniene.
Telescoapele catadioptrice sunt un model hibrid de telescop ce includ elemente din ambele designuri: elemente de reflexie și elemente de refracție. Elementele de reflexie sunt oglinzile, princială și secundară, aranjate de obicei ca ale unui telescop Cassegarin, iar cele de refracție se cheamă plăci de corecție, lentile de sticlă cu un anumit indice de refracție, procesate special astfel încât să corecteze anumite aberații induse de oglinzile sferice utilizate în construcția telescopului. Aceste plăci de corecție sunt montate, de regulă, la capătul îndreptat spre cer al telescopului și au și rol de susținere al oglinzii secundare.
Variații des intalnite:
Schmidt-Cassegrain (SCT)
Este una dintre cele două cele mai întâlnite variații ale telescopului catadioptric, popularizat de Celestron și Meade. Acest tip de telescop utilizează o placă de corecție subțire, aproape plată, în centrul căreia este montată oglinda secundară. Această placă de corecție este prelucrată prin șlefuirea unei fețe, în timp ce fața opusă este supusă unui vid. Astfel, se poate modela o curbură ce corectează aberațiile de sfericitate ale oglinzii principale.
Acest model de telescop focalizează, de regulă, mișcând oglinda principală, iar colimarea este realizată doar din oglinda secundară.
Maksutov Cassegrain (Mak)
Este cea de-a doua variație des întâlnită a celor de tip catadioptric. Telescopul Maksutov Cassegrain se folosește de un menisc (o secțiune de sferă) ca și placa de corecție, pe care este aluminizat un punct central ce servește drept oglindă secundară. Datorită faptului că toate suprafețele sunt simetric sferice, acest telescop corectează aberațiile de sfericitate și comă, dar necesită rapoarte focale lungi, de peste f/10 pentru asta. Focalizarea se realizează, similar cu telescoapele Schmidt Cassegrain, prin culisarea oglinzii principale. De asemenea, majoritatea telescoapelor Maksutov nu necesită colimare.
Factorul limitator al acestui model este grosimea plăcii corectoare. Costurile de producție și greutatea cresc odată cu diametrul, iar timpul de aclimatizare se lungește foarte mult. Din acest motiv, telescoapele Maksutov Cassegrain rareori depășesc 180 sau 200mm diametru.
Aberatiile optice sunt fenomene care apar atunci când optica nu poate focaliza corect imaginea unui obiect îndepărtat și sunt cauzate ori de construcția telescopului (aberații intrinsece ale anumitor design-uri), ori de defecte ale opticii. Din cauza acestor aberații, imaginile obiectelor pot apărea neclare, deformate sau cu umbre de diferite culori.
Aberația cromatică
Aberația cromatică este fenomenul optic prin care diferitele lungimi de undă componente ale luminii nu sunt focalizate în același punct, din cauza dispersiei cromatice (indice refractiv diferit în funcție de lungimea de undă a luminii) a sticlei (efectul de separație a lungimilor de undă pe care îl observăm atunci când o rază de lumină albă este împărțită într-un curcubeu la trecerea printr-o prismă). Acest fenomen determină apariția de “umbre” de diferite culori în jurul obiectelor observate (margini albastre sau roșii în jurul stelelor). Pentru a contracara acest efect, sunt utilizate combinații de lentile cu diferite grade de dispersie cromatică. Un telescop reflector nu va suferi de aberație cromatică, deoarece oglinzile pot focaliza toate lungimile de undă în același punct. Acest tip de aberație este mai pronunțată la telescoaele cu rapoarte focale mai mari.
Aberatia de sfericitate
Acest tip de aberație apare când utilizăm lentile cu suprafața sferică, deoarece razele de lumină ce părăsesc suprafața unei lentile sferice nu sunt focalizate toate în același punct. Din cauza faptului că este mult mai ușor să fie produse lentile sferice, sunt utilizate combinații de două sau mai multe lentile sferice, cu diferiți indici de refractie, spațiate astfel încât aceste aberații să fie corectate.
Acest tip de aberație este mai pronunțată la telescoapele cu rapoarte focale mai scurte. Dacă aveți un telescop ce suferă de acest tip de aberație, pentru observații planetare, puteți folosi o mască de apertură, adică o diafragmă montată în fața obiectivului ce îi micșorează diametrul util, pentru a crește raportul focal. Cu cât raportul focal este mai mare, cu atat aberațiile de sfericitate devin mai puțin pronunțate.
Aberația de sfericitate face ca stelele să nu poată fi focalizate într-un punct bine definit, având marginile neclare.
În cazul telescoapelor reflectoare, aberația de sfericitate este introdusă de suprafața sferică a oglinzii. Folosind o oglindă cu suprafața parabolică, relativ ușor de produs, această aberație poate fi corectată
Aberația de tip comă
Acest tip de aberație este cauzat de unghiul la care razele de lumină cad pe suprafața oglinzii. În timp ce oglinda parabolică va focaliza toate razele de lumină în același punct, acest lucru se aplică este adevărat doar în cazul razelor paralele cu axa optică. Dacă razele de lumină cad pe suprafața oglinzii la un alt unghi, punctele focale ale acestor raze vor fi diferite. Din această cauză, stelele din marginile câmpului vizual vor avea formă de cometă (alungite, cu o coadă). Ca și în cazul aberațiilor de sfericitate, este mai puțin pronunțată la rapoarte focale mai mari (peste f/7), dar este corectabilă prin utilizarea unor accesorii speciale, numite corectoare de comă.
Aberațiile introduse de colimarea incorectă
Colimarea este alinierea axelor optice ale tuturor elementelor optice ale unui telescop, fie că vorbim de refractor sau reflector. Axa optică a obiectivului trebuie să fie perfect centrată și aliniată cu axa optică a ocularului. Dacă aceste axe nu sunt corect aliniate, în imaginea finală, stelele vor fi deformate.
Telescoapele refractoare foarte rar se lovesc de această problemă, deoarece obiectivele sunt montate fix în celulă, iar celula este montată solid pe tubul optic. Un punct ce poate introduce decolimare este un focalizator slăbit sau incorect montat.
Telescoapele newtoniene, în schimb, au elementele optice montate pe suporți reglabili ce dispun de ajustări. Decoarece suportul secundarei este făcut să fie cât mai subțire, acesta se va deforma în timpul transportului. De asemenea, șuruburile oglinzii principale se pot slăbi din cauza vibrațiilor. Toate astea duc la pierderea alinierii axelor optice. Vom învăța în capitolul următor cum să colimăm un telescop newtonian.
Astigmatismul este un tip de aberație simetrică (adică are o formă independentă de poziționarea obiectului în câmpul vizual), ce rezultă în stele în formă de cruce. Majoritatea sistemelor refractoare moderne nu prezintă astigmatism, însă acesta poate apărea fi observat la telescoapele newtoniene, dacă oglinda secundară este montată rigid pe suport. În timpul schimbărilor de temperatură, sticla se va contracta sau dilata, iar rigiditatea montajului , din cauză că montajul este rigid, această modificare va crea stres în sticlă, fapt care va face ca suprafața oglinzii secundare să se curbeze. Astigmatismul poate fi produs și de șlefuirea incorectă a oglinzii principale, montajul incorect în celulă sau stres în oglinda principală cauzat de schimbarea temperaturii. Astigmatismul poate fi observat dacă imaginea defocalizată a stelei este eliptică, iar direcția elipsei se schimbă la 90○ intrafocal față de extrafocal.
Optica deformată (Pinched optics)
Acest tip de aberație apare atunci când obiectivul unui telescop este strâns prea tare în celulă. Uzual, oglinzile principale sau lentilele unui obiectiv sunt montate în celulă prin prinderea lor în trei puncte. Dacă șuruburile clemelor de prindere ale oglinzii sau inelul de retenție al obiectivului sunt prea strânse, atunci este introdus stres în sticlă, ceea ce face ca stelele să fie deformate și să capete aspect de triunghi.
Același lucru se poate întâmpla și din cauza contracției celulei unui obiectiv. Este posibil ca în momentul în care temperatura să fie mai blândă, optica să nu sufere de această problemă, însă ea poate să apară dacă temperaturile coboară.
În cazul oglinzilor principale, această problemă poate fi rezolvată slăbind ușor clipsurile de prindere ale oglinzii principale. În cazul obiectivelor de telescop refractor, rezolvarea acestei probleme trebuie executată doar de un profesionist, deoarece putem strica alinierea sau spațierea lentilelor, introducând alte aberații în sistem. Aceste probleme nu pot fi reparate fără cunoștințe și unelte speciale.
Prin construcția lor, telescoapele reflectoare au elementele optice montate mult mai “flexibil”, adică pe suporți, în 3 puncte. În timp ce acest tip de montaj poate fi văzut ca un “defect”, motivele pentru care sunt montate astfel sunt costurile și complexitatea de producție reduse. De asemenea, dacă aceste oglinzi ar fi montate fix, expansiunea sau contracția din cauza temperaturii ar deforma dezastruos suprafața și ar introduce tot soiul de aberații, degradând foarte mult imaginea. Din păcate, fiind montate pe suporți ușor instabili, elementele optice se pot mișca în timpul transportului.
De aceea, toate modelele telescoapelor reflectoare dispun de șuruburi de colimare a oglinzilor secundare și principale, unele incluzând și șuruburi de colimare a focalizatorului.
Vom explica mai jos cum se poate colima cel mai uzual design de telescop reflector, anume telescopul netwonian. Înainte să începem, trebuie să știm ce unelte ne sunt necesare. Vom avea nevoie de:
- Un set de chei inbus micuțe
- O șurubelniță în stea
- Un ocular de colimare (Cheshire)
Ocularul de colimare de tip Cheshire are cu o suprafață reflectorizantă la 45○, o cruce în capătul deschis al tubului și o gaură centrală.
Centrarea oglinzii secundare în tubul focalizatorului
Se realizează prin reglarea șuruburilor de pe suportul secundarei. Pentru a centra corect secundara, este necesar să îi reglăm atât înălțimea, cât și rotația.
Pentru a regla înălțimea aveți nevoie de două coli de hârtie, de preferat de culori diferite:
- Introduceți o coală de hârtie în tubul telescopului, între oglinda principală și cea secundară pentru a bloca imaginea reflectată din cea principală.
- Introduceți o coală de hârtie pe pertele opus focalizatorului, pentru a observa mai ușor forma oglinzii secundare.
- Introduceți ocularul de colimare în tubul focalizatorului și priviți prin gaura centrală. Privind prin ocularul de colimare, veți vedea oglinda secundară și marginile ocularului. Dacă oglinda nu este colimată, aceasta nu va apărea nici rotundă, nici centrată (fig. de mai jos).
- Slăbiți cât mai mult cele 3 șuruburi de colimare de pe suport până când oglinda poate fi mișcată cu mâna, apoi strângeți sau slăbiți șurubul central până când oglinda este centrată pe direcția “1”, ținând oglinda cu mâna în acest timp
- După acest pas, cel mai probabil rotația oglinzii secundare nu mai este corectă. Analizați forma oglinzii secundare, privind prin ocularul de colimare. Dacă oglinda nu este perfect circulară (are formă de elipsă, sau oval), aceasta este incorect rotită.
- Prindeți oglinda secundară de margini sau de suportul pe care este montată și rotiți, privind prin ocular.
- Dacă oglinda nu poate fi rotită, în momentul în care oglinda apare circulară, rotația a fost realizată corect.
- Strângeți ușor cele 3 șuruburi de colimare pentru a bloca rotația.
După ce am realizat acești doi pași, vom ajusta cele 3 șuruburi de colimare, până silueta circulară a ogliznii secundare apare centrată în tubul ocularului de colimare.
Dacă ați urmat corect pașii până acum, ar trebui să vedeți în ocular imaginea de mai jos. Cu toate astea, este posibil ca oglinda să nu apară perfect circulară, părând mai lungă sau mai scurtă pe direcția 1. Acest lucru este normal și va fi corectat în pașii următori. Acest proces de centrare al oglinzii secundare este realizat foarte rar, deoarece rotația și înălțimea oglinzii secundare nu se modifică în timpul transportului.
Colimarea oglinzii secundare cu colimator Chesire
După ce am centrat oglinda, va trebui să o aliniem cu oglinda principală, în felul următor:
- Scoateți coala de hârtie ce blochează oglinda principală. Puteți lăsa coala de pe peretele opus focalizatorului pentru a vedea mai bine marginile oglinzii secundare.
- Priviți prin ocularul de colimare. Veți observa, cel mai probabil, că imaginea oglinzii principale nu este centrată în oglinda secundară.
- Folosiți cele 3 șuruburi de colimare ale oglinzii secundare pentru a centra reflexia oglinzii principale, folosind crucea din ocularul de colimare și marcajul central de pe oglinda principală. Dacă oglinda principală a telescopului nu are un punct central, folosiți-vă de cele trei clipsuri de prindere ale oglinzii principale ca referință.
ATENȚIE ⚠
Nu strângeti excesiv șuruburile de colimare ale oglinzii secundare! Dacă strângeți un șurub, dar mișcarea nu este suficientă, slăbiți ușor celelalte două șuruburi pentru a compensa. La final, asigurați-vă că toate cele 3 șuruburi sunt strânse bine, dar nu excesiv.
Colimarea oglinzii principale cu colimator Cheshire
Aceasta se realizează utilizând cele 3 perechi de șuruburi de la capătul închis al tubului. În funcție de modelul telescopului, aceste șuruburi pot fi randalinate (en. thumb-screws) sau cu cap în stea. Șuruburile funcționează pe principiul push-pull, sau un șurub care mișcă oglinda și un șurub care blochează acea mișcare: un șurub este înfiletat în suportul oglinzii principale, iar celălalt șurub este înfiletat pe marginea fixă de pe tubul telescopului. Dacă dorim să mișcăm unul din cele trei puncte de colimare ale oglinzii principale, slăbim șurubul de blocare și rotim celălalt șurub. După ce am realizat colimarea, strângem ușor șuruburile de blocare, fără să forțăm, deoarece putem deregla colimarea.
- Vom începe prin a privi din nou prin ocularul de colimare.
- Vom observa în oglinda principală, reflexia oglinzii secundare, a suportului secundarei, dar și reflexia ocularului de colimare.
- Dacă este întuneric, amplasati o lanternă care să lumineze partea reflectorizantă a ocularului de colimare, pentru a putea fi observat în oglindă.
- În centrul reflexiei ocularului de colimare veți putea observa un punct negru: acel punct este gaura prin care priviți. Scopul procedurii de colimare a oglinzii principale este să aliniem punctul central din reflexia ocularului de colimare cu crucea din ocularul de colimare.
- Desfaceți ușor cele trei șuruburi de blocare. În majoritatea cazurilor, aceste șuruburi sunt mai scurte, mai înguste, sau știfturi imbus (grub screws).
- Începeți prin a mișca doar unul din șuruburile de colimare. Rotiți șurubul jumătate de tură într-o directie, apoi verificați imaginea din ocular. Dacă reflexia secundarei s-a deplasat și mai mult în direcția greșită, reveniți și rotiți același șurub o tură întreagă, dar în direcția opusă.
- Repetați acești pași pentru toate cele trei șuruburi, până obțineți o imagine care arată astfel:
- După ce ați obținut o colimare satisfăcătoare a oglinzii principale, stângeți șuruburile de blocare, urmărind, încă, colimarea. Este posibil ca șuruburile de blocare să deregleze oglinda. Strângeți cu atenție și în mod egal toate cele trei șuruburi.
Colimarea cu laser
În cazul unor telescoape mai mari și mai lungi, colimarea cu ocular Cheshire poate fi foarte incomodă. De aceea, putem utiliza un colimator cu laser pentru colimarea oglinzilor. Acesta va fi montat în tubul portocular și va proiecta o rază laser prin centrul lui, către oglinda principală. Momentul în care oglinzile sunt colimate este acela când raza laser se întoarce perfect înapoi la sursă.
Colimatorul cu laser este construit dintr-o sursă de lumină laser cu intensitate variabilă, un tub metalic și o fereastră de vizionare a unei ținte montată în tubul laserului la un unghi de 45○. Acea țintă prezintă o gaură în centrul ei, pe unde este transmisă raza laser.
ATENȚIE ⚠
Cu un colimator laser nu veti putea centra oglinda secundară. Asta se poate realiza doar folosind un ocular Cheshire, sau un ocular Concenter.
Colimarea…..colimatorului??
ATENȚIE ⚠
Veți primi o întrebare foarte amuzantă și, în același timp, confuzanta derutantă, din partea altor astronomi: “Colimatorul… e colimat?” Deși pare o glumă, nu este. Aceste colimatoare au emițătorul laser montat într-un sistem colimabil cu 3 șuruburi localizate la 120○. În majoritatea cazurilor, ele vin colimate corect din fabrică, dar se pot decolima în timp, dacă primesc șocuri mecanice.
Pentru a testa colimarea laserului, putem urmări cercul descris de raza laser pe un perete.
- Puneți colimatorul cu laser pe un suport solid, ce permite rotația acestuia. Aveți mai jos o idee de unealtă ce o puteți construi, însa puteți folosi orice suport permite rotația laserului în jurul axei optice, fără să se miște pe altă direcție.
- Aprindeți și îndreptați laserul către un perete aflat la cel puțin triplul distanței focale a telescopului vostru.
- Lipiți o coală albă pe peretele cu proiecția și marcați poziția curentă a laserului.
- Rotiti corpul laserului 180○ în suport și observați proiecția.
Dacă proiecția rămâne în aceeași poziție sau își schimbă poziția foarte puțin 🡪 Laserul este colimat! Puteți folosi cu succes acest laser în colimarea telescopului.
Dacă proiecția se mișcă 🡪
- Marcați noua poziție a laserului pe coala de hârtie.
- Pe corpul laserului, identificați cele 3 șuruburi de colimare. Este posibil ca acestea să fie ascunse de etichetă, deci va trebui să dezlipiți eticheta de pe corpul laserului. Veți observa 3 găuri în care se găsesc 3 șuruburi imbus.
- Aduceți raza laserului între cele două puncte marcate pe hârtie, ajustând șuruburile de colimare. Cu o cheie imbus, rotiți ușor șuruburile laserului. Regula este că pentru a mișca raza într-o direcție, strângeți șurubul de pe direcția de mișcare și slăbiți-l pe cel opus. Fiind un sistem cu 3 șuruburi, va trebui să împărțiți ajustările pe cele 3 șuruburi, în funcție de direcția și unghiul în care trebuie reglată raza laserului. Nu strângeți șuruburile excesiv! Riscați să avariați emițătorul razei laser.
După ce ați făcut ajustarea, repetați pașii până ce, atunci când rotiți laserul 180○, raza nu va mai descrie un cerc pe coala de hârtie.
Laserul este acum colimat. Verificați colimarea odată la ceva timp, în special dacă laserul a suferit șocuri mecanice. Un mod ușor de a verifica această colimare, dacă suntem pe teren, este să răsucim cu atenție laserul în tubul portocular (atunci când colimăm telescopul) și să urmărim dacă raza descrie sau nu un cerc pe oglinda principală. Putem urma aceiași pași de ajustare pentru a regla raza laser, atunci când colimatorul este montat în tubul portocular.
Colimarea oglinzii secundare cu colimator cu laser
Instalați colimatorul (acum colimat) în tubul portocular și retrageți la maxim (focalizați în interior până când tubul portocular este la capătul interior al cursei) tubul portocular. Aprindeți laserul la o intensitate pe care o puteți observa ușor, în funcție de lumina ambientală din jur.
Priviți prin apertura telescopului (partea deschisă a tubului).
ATENȚIE ⚠
Dacă telescopul este foarte decolimat, este posibil ca raza laser să iasă din tub și să vă intre în ochi. Deși laserele roșii nu sunt atât de periculoase, există întotdeauna un risc de orbire. Ca să verificați dacă raza laser iese din tub, plasați o coală de hârtie deasupra aperturii și urmăriți dacă apare sau nu raza laser.
Dacă ați instalat corect laserul, veți putea observa un punct rosu pe oglinda principală. Scopul acestui pas din procesul de colimare este să aducem acel punct roșu în centrul oglinzii principale, folosind cele 3 șuruburi de colimare ale oglinzii secundare. Strângeți și slăbiți șuruburile până când raza laser ajunge în centrul oglinzii.
ATENȚIE ⚠
Strângeți și slăbiți fiecare șurub foarte puțin (sfert-jumătate de tură). Fiecare strângere ar trebui să fie urmată de slăbirea celorlalte șuruburi, în cazul în care strângerea nu a adus oglinda pe poziția corectă.
Marcajul oglinzii centrale
Oglinda voastră poate sau nu să dispună de marcaj central. Dacă oglinda este marcată, este simplu să determinăm poziția necesară a laserului: acel marcaj. Dacă nu, va trebui să ne “imaginăm” centrul oglinzii, în funcție de cele 3 sau 4 clipsuri de prindere ale oglinzii principale.
Ne putem marca singuri oglinda principală, folosind o masă rotativă (Lazy Suzan, pick-up, etc.).
- Scoateți oglinda din celulă.
- Pregătiți masa rotativă. Dacă folosiți un pick-up ce are un ax central ce nu poate fi înlăturat, plasați 3 sau 4 obiecte de aceeași înălțime și care au o înălțime mai mare decât axul platanului, apoi așezați oglinda principală pe ele, urmărind să o centrăm cât mai bine.
- Rotiți încet masa sau platanul și urmăriți rotația oglinzii. Dacă este corect centrată, ar trebui să se rotească uniform, fără să “oscileze”. Ajustați poziția până rotația devine uniformă.
- Cu un marker, plasați un punct fix în centrul oglinzii. Puteți, apoi, marca acest centru cu un sticker (există stickere dedicate pentru așa ceva), sau puteți rămâne doar cu punctul lăsat de marker.
- Montați oglinda înapoi în celulă.
NU STRÂNGEȚI TARE ȘURUBURILE CLIPSURILOR DE REȚINERE! Dacă șuruburile sunt strânse prea tare, veți introduce aberația de pinched optics în oglindă. Strângeți acele șuruburi până când piesa de cauciuc se apropie, dar nu atinge suprafața oglinzii.
Colimarea oglinzii principale cu colimator cu laser
Rotiți colimatorul, astfel încât fereastra de pe corpul acestuia să fie îndreptată spre spatele telescopului și urmăriți proiecția razei laser pe “ținta” montată la 45○ în fereastră. Atunci când telescopul este colimat corect, raza laser reflectată de oglinda principală trebuie să se întoarcă prin gaura din această țintă. Dacă telescopul este decolimat, raza laser va apărea pe suprafața țintei.
NOTĂ: Dacă telescopul este foarte decolimat, raza laser nu va reveni pe țintă (ori va ieși din tubul optic, ori va lovi marginea focalizatorului). Dacă nu puteți vedea raza laser pe ținta colimatorului, priviți, cu atenție, prin apertura telescopului pentru a localiza punctul în care ajunge raza.
Folosind șuruburile de colimare ale oglinzii principale, vom încerca să aducem raza laser cât mai aproape de centrul țintei.
- Slăbiți șuruburile de blocare ale oglinzii principale (2 ture).
- Ajustați ușor șuruburile de colimare, mișcându-le fracțiuni de tură.
- Când raza laser este corect poziționată, strângeți cu grijă șuruburile de blocare și verificați colimarea. Este posibil ca strângerea șuruburilor de blocare să deregleze colimarea. Stângeți in mod egal toate cele trei șuruburi, având grijă ca raza laser să rămână centrată.
Ocularele sunt elementele din ansamblul optic prin care privim. Ele au rolul de a mări și proiecta imaginea focalizată de telescop către ochii noștri. Sunt alcătuite, în funcție de design, din două sau mai multe lentile. În ceea ce privește construcția lor, ele sunt alcătuite din corpul ocularului, construit din plastic sau metal și de un tub de metal, filetat la un capăt pentru filtre, de diferite dimensiuni (în funcție de tipul de ocular), tub care este introdus în focalizator.
Când veți căuta un ocular, veți observa că el este descris de are anumite caracteristici:
- Diametrul (inch): reprezintă diametrul tubului metalic ce este introdus în focalizator și poate fi 1”, 1.25” sau 2” (există și oculare de 2.5” sau 3”, dar nu sunt uzuale). Dimensiunea focalizatorului dictează ce dimensiune de oculare trebuie să alegem.
- Focala (mm): acest număr, ce poate fi cuprins de la 1 sau 2mm pâna la 40mm, reprezintă lungimea focală a ansamblului lentilelor din ocular. De acest număr ne folosim când calculăm grosismentul combinației între telescop și ocular.
- Model: În functie de aranjamentul lentilelor din ocular, acestea sunt de mai multe tipuri. Cele livrate cu telescoape de începători sunt designuri Huygens, Kellner sau, cu puțin noroc Plossl. Recomandăm oricărui începător să achiziționeze măcar un ocular Plossl sau Super Plossl, pentru a-și îmbunătăți considerabil experiența de observații.
- Câmpul vizual (grade): reprezintă câmpul vizual aparent ce poate fi observat prin ocular. Acesta NU reprezintă câmpul vizual al telescopului: câmpul vizual al telescopului se calculează împărțind câmpul vizual aparent la grosismentul rezultat. Dacă dorim să observăm obiecte mai mari (câmpuri de stele, roiuri deschise), ne sunt utile oculare cu câmpuri aparente mai mari (peste 60○). Dacă dorim să observăm planete, însă, ocularele cu câmpuri vizuale aparente mai mici ne sunt mai utile.
Modele optice de oculare
Huygens
Ocularele Huygens sunt poate cele mai întâlnite și, în același timp, cele mai disprețuite tip modele de ocular. Sunt ocularele cele mai de bază, livrate cu telescoapele de începători, construite din două lentile plan-convexe aranjate cu fețele plane spre exterior, spațiate cu un distanțier. Deși aceste oculare funcționează bine cu telescoape cu distanțe focale foarte lungi, utilizate în telescoapele din ziua de astăzi rezultă într-o imagine distorsionată, cu multe aberații cromatice și cu un câmp vizual aparent foarte îngust.
Tamasflex, CC BY-SA 3.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0>, via Wikimedia Commons
Kellner
Ocularele Kellner (sau acromate) sunt alcătuite dintr-un dublet și o lentilă convexă, spațiate cu un distanțier. Sunt o evoluție a designului Huygens și Ramsden, oferind o imagine decentă, cu puține aberații, dar cu un câmp vizual aparent limitat la 40-50○ și, cel mai bine, folosite cu telescoape cu rapoarte focale de peste f/6.
Tamasflex, CC BY-SA 3.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0>, via Wikimedia Commons
Plössl si variatii
Ocularele Plossl, numite și simetrice, folosesc două dublete spațiate cu un distanțier. Pot oferi un câmp vizual aparent mai mare decât ocularele Kellner și sunt potrivite pentru observații deep sky, însă suferă de o distanță de vizualizare scurtă în cazul focalelor de sub 10 mm. Sunt un model de ocular recomandat pentru a înlocui ocularele de kit (Huygens sau Kellner), deoarece este un design superior, dar costurile sunt destul de reduse.
Tamasflex, CC BY-SA 3.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0>, via Wikimedia Commons
WA/SWA/UWA/XWA (Wide/Super Wide/Ultra/Extreme wide angle)
Aceste tipuri de oculare sunt caracterizate prin câmpul vizual aparent mare, de peste 60-70○. Sunt foarte utile în cazul observațiilor deep sky, deoarece obiectele mai mari pot încăpea ușor în câmpul lor. De asemenea, aceste oculare au o distanță de vizionare superioară altor oculare.
Având unghiul vizual aparent mai mare, se poate crea un efect similar unui hublou, adică putem privi prin ocular și la un unghi, ca printr-o fereastră, fară să întâlnim marginile lui. Aceste oculare sunt mai avansate și aici pot fi întâlnite mai multe designuri, cum ar fi Omegon SWAN, Panorama, OGDO, Seriile 82○ sau 100○ de la Explore Scientific, Baader Morpheus, etc..
Printre ele se numără modelele realizate de compania TeleVue, cum ar fi Nagler, Delos sau Ethos, ultimul atingând chiar 110○ de câmp vizual. Din cauza faptului că ele conțin multe lentile, aceste oculare sunt destul de grele și mari, atingând chair și 0.5kg, fiind poreclite și “grenade”.
Tamasflex, CC BY-SA 3.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0>, via Wikimedia Commons
Lentilele Barlow / Tele-extender
Lentilele Barlow sunt lentile sau ansambluri de lentile divergente, ce au ca scop multiplicarea lungimii focale a telescopului (sau scurtarea lungimii focale a ocularului), pentru a obține grosismente mai mari. Ele vin în variante de 1.5x, 2x, 3x, chair și 5x și pot fi acromate sau apocromate, în funcție de tipul de sticlă utilizat. O consecință a utilizării unei lentile barlow este faptul că distanța de vizualizare va crește. Un tele extender este un alt tip de lentilă barlow, construit din mai multe elemente și este proiectat astfel încât să păstreze distanța de vizualizare a ocularului.
O variație a acestui design este lentila Barlow telecentrică, un ansamblu de lentile care păstrează razele de lumină paralele, indiferent de zona câmpului vizual. Acest tip de lentilă barlow este foarte utilă pentru observațiile solare, deoarece filtrele solare (și cele de bandă îngustă, în general) sunt foarte sensibile la paralelismul razelor de lumină. O lentilă simplă nu va putea oferi o imagine corectă, din cauza efectului de bandpass shift (lungimea de undă a luminii filtrate se va schimba odată cu unghiul de incidență al razelor de lumină pe filtru).
Un alt efect al utilizării unei lentile barlow este faptul că raportul focal al întregului sistem se va multiplica și el, odată cu distanța focală. Exemplu: Dacă avem un telescop cu distanța focala de 500mm și raport focal de f/6, utilizând o lentilă barlow de 2x, vom obține un telescop cu distanța focală de 1000mm și raport focal f/12. Acest efect face ca lentilele barlow să fie indicate doar în cazul observațiilor obiectelor din Sistemul Solar, obiecte destul de luminoase. Deoarece raportul focal va crește, imaginile vor avea o luminozitate aparentă mult mai scazută, îngreunând foarte mult observarea obiectelor deep sky.
Filtrele sunt discuri de sticlă, colorate sau acoperite, ce au rol de a filtra lumina, montate într-o ramă circulară cu filet, ce se înfiletează în tubul ocularelor (în partea ce este introdusă în focalizator). După tipul de filtre, ele pot fi:
- Filtre polarizatoare (fixe sau variabile): au rolul de a estompa lumina, utile în observațiile Lunii sau ale planetelor. Pot fi construite cu o transmisie fixă, sau pot avea transmisie variabilă, între 3% și 40%, iar acestea pot fi ajustate prin rotirea uneia din celule. De asemenea, poate fi folosit ca filtru ajutător (doar după FILTRUL SOLAR) pentru a estompa lumina Soarelui.
- Filtre ND (neutral density), sunt filtre fumurii ce estompează lumina ce ajunge în ocular. Spre deosebire de filtrele cu polarizare variabilă, aceste filtre au o valoare fixă ce nu poate fi ajustată. Poate fi folosit ca filtru ajutător (doar după FILTRUL SOLAR) pentru a estompa lumina Soarelui, sau pentru observații lunare sau planetare.
- Filtre colorate: funcționează prin absorbția luminii și transmisia doar unei porțiuni din spectrul vizibil, în funcție de tipul de filtre. Sunt folosite pentru a crește contrastul obiectelor din Sistemul Solar.
- Filtre de nebuloase: sunt filtre de interferență (nu absorbție/transmisie), ce ne permit să izolăm doar lungimile de undă ale nebuloaselor, respingând, astfel, poluarea luminoasă sau skyglow. Ele pot avea o bandă de transmisie mai mult sau mai puțin îngustă. Avem astfel două tipuri, categorisite în filtre de bandă largă (CLS – City Light Suppression, Moon and SkyGlow, UHC – Ultra High Contrast) sau de bandă îngustă, iar aici avem incluse filtrele dedicate unei singure benzi de emisie, cum ar fi Oxigen 3, Hidrogen Alfa sau Hidrogen Beta. Nebuloasele de emisie (M42 – Orion, M16 – Eagle Nebula, M17 – Swan/Omega, etc.) emit lumina în aceste lungimi de undă datorită ionizarii gazelor din nebuloasă de către stelele din jur.
Filtrele solare
Deoarece siguranța noastră este foarte importantă, scriem o categorie specială dedicată filtrelor solare. Acestea sunt montate în fața obiectivului și au rolul de a respinge 99.999% din lumina soarelui, lăsând să ajungă în obiectiv doar 0.001%. Ele pot fi construite din folie de plastic cu ramă de plastic sau carton, sau pot fi construite din sticlă special tratată, montată în rama de metal. Filtrele de sticlă sunt, de obicei, mai rezistente și mai calitative decât filtrele de folie, oferind o imagine mai clară și nu se pot perfora atat de ușor.
Un alt tip de “filtru” solar este o prismă Herschell, o prismă specială ce trimite aproximativ 95% din energia soarelui către un radiator metalic, iar restul de sub 5% este transmisă la 90○ către ocular. Deoarece această prisma transmite o energie considerabil mai mare față de un filtru cu folie sau cu sticlă, este necesar să utilizăm, împreună cu prisma, un filtru ND, pentru a nu ne afecta retina.
ATENȚIE ⚠
Înainte să vă uitati la soare cu filtrul, verificați că suprafața acestuia să nu conțină perforații! Țineți filtrul în mână și uitați-vă prin el la soare sau la o altă lumină puternică. Dacă observați chiar și un singur punct luminos pe suprafața acestuia, NU UTILIZAȚI FILTRUL!
Cu filtrul solar de folie sau sticlă, precum și cu prisma Herschell, vom putea observa petele solare (fotosfera) însă nu vom putea distinge protuberanțe, plaje solare sau alte detalii de pe suprafață.
Telescoape solare
Dacă suntem interesați să observăm detaiile menționate mai sus, este necesar să avem un telescop solar dedicat, cu filtru ERF (filtru de rejecție a energiei) și etalon solar, un filtru special construit astfel încât lățimea benzii de transmisie să fie foarte îngustă (<0.5 – 0.7 Angstrom), lățime necesară vizualizării cromosferei soarelui.
Producători precum SkyWatcher (Heliostar 76), Lunt (40mm / 60mm, etc.), Coronado sau Acuter produc telescoape pentru observații solare dotate cu astfel de filtre.
Dacă utilizam un telescop al cărui focalizator este localizat în partea de jos, cum ar fi un refractor, un Cassegrain sau un catadioptric, vom vrea să folosim o oglindă diagonală, la 90○, pentru a putea privi prin ocular mai comfortabil.
Aceste oglinzi sau prisme diagonale sunt introduse în focalizator și redirecționează lumina focalizată de obiectiv la 90○ sau, mai rar, la 45○, către un ocular pe care îl introducem în tubul port ocular al oglinzii diagonale.
De obicei, dimensiunea tubului introdus în focalizatorul telescopului este similară cu dimensiunea tubului port ocular de pe oglindă (o oglindă cu tub de 1.25” va accepta oculare de 1.25”, una de 2” va accepta oculare de 2”, etc.).
Oglinzile diagonale folosesc o oglindă montată la 45○ în carcasa diagonalei, care reflectă lumina către ocular. Acest fapt rezultă într-o imagine corect orientată vertical, dar în oglindă pe orizontal. Avantajele unei oglinzi diagonale este faptul că sunt ieftin de produs și nu introduc niciun fel de aberație cromatică. Însă, dacă stratul reflectiv nu este corect aplicat, ele pot dispersa lumina, scăzând mult contrastul imaginii din ocular. Acestea sunt recomandate pentru telescoapele cu rapoarte focale scurte.
Prismele diagonale folosesc o prismă simplă, o pentaprismă sau o prismă Amici de tip Roof pentru a schimba direcția luminii. Din cauză că lumina va trece printr-un mediu de refracție, există șansa să fie introduse aberații cromatice. În unele cazuri, însă, este posibil ca aberațiile cromatice rezultate din această prismă să anuleze aberațiile create de un obiectiv acromat. Sunt recomandate pentru telescoapele cu rapoarte focale mai lungi. Prismele Amici oferă o imagine corectată atât pe orizontală, cât și pe verticală. Din cauza modului de construcție, aceste prisme pot introduce anumite artefacte vizuale când sunt folosite cu grosismente mari pe obiecte strălucitoare, deci sunt recomandate, mai degrabă, pentru observațiile pe timpul zilei și nu observații astronomice.
Bino-viewerele
Bino-viewerele sunt dispozitive cu prismă ce împart imaginea venită din telescop în două trasee optice, fiecare primind jumătate din lumina focalizată de telescop, pentru a putea privi imaginea folosind ambii ochi. Dispun de ajustarea distanței interpupilare, unele având și focalizatoare separate pentru fiecare ocular. Aceste dispozitive NU includ ocularele, acestea fiind instalate de utilizator. Pentru o experiență bună, e important să folosim același model de oculare, cu aceeași lungime focală și câmp vizual aparent. Datorită faptului că folosesc o prismă pentru a împărți lumina în două trasee, fiecare traseu va avea aproximativ jumătate din luminozitatea imaginii fără binoviewer.
Aceste dispozitive sunt recomandate pentru telescoapele refractoare, deoarece telescoapele reflectoare au cursa focalizatorului mult prea mică pentru a putea focaliza corect imaginea când folosim un bino-viewer. În capătul acestora se poate monta un GPC (Glass Path Corrector) pentru a ajuta ansamblul să intre în focus. Acest GPC poate fi sau nu inclus în pachet când achiziționați un bino-viewer.
Căutătoarele sunt, ori niște telescoape mai micuțe, cu o putere de mărire mică și un diametru redus, ori ferestre de sticlă fără putere de mărire pe care sunt proiectate puncte sau cercuri luminoase. Aceste căutătoare sunt folosite pentru a poziționa telescopul către ținta de interes. După modelul lor (menționat mai sus), se împart în mai multe categorii.
Căutătoarele optice
Sunt lunete mici, acromate, dotate cu oculare de puteri mici, montate pe un suport ajustabil cu 3 șuruburi, sau 2 șuruburi și arc. De asemenea, ocularele lor sunt dotate cu o cruce de fire pentru a facilita centrarea obiectelor în căutător. Unele oculare pot avea această cruce de fire iluminată cu LED. Centrarea folosind căutătoarele optice poate părea puțin dificilă, în special pentru cei aflați la început de drum. Un truc pentru a facilita centrarea este să priviți prin căutător cu ambii ochi deschiși. Astfel, imaginea crucii de fire se va suprapune peste celălalt ochi.
Aceste căutătoare pot fi drepte, sau pot avea o prismă la 90○ . De asemenea, pot avea o imagine corectată sau nu. Căutătoarele RACI (Right Angle Corrected Image) au o prismă la 90○, iar imaginea este corectată sus-jos & stânga-dreapta.
Fiind montate pe un suport ajustabil, trebuie aliniate cu telescopul principal. Alinierea se face mai bine pe un obiect luminos îndepărtat, cum ar fi lumina de avertizare a unei antene (cel puțin 1km), sau pe un obiect ceresc luminos, cum ar fi Luna, Jupiter sau Venus.
Alinierea căutătoarelor cu telescopul principal
Procedeul de centrare este unul simplu: priviți prin căutător și centrați în crucea de fire obiectul dorit. Montați un ocular cu o focală mai lungă și un câmp vizual mai larg în focalizatorul telescopului și priviți prin el. Dacă puteți observa obiectul în câmpul vizual, schimbați ocularul cu unul care are o focală mai scurtă și verificați din nou.
Dacă obiectul nu mai este în câmpul vizual, sau nu este centrat, folosiți mișcările fine ale monturii pentru a centra obiectul, apoi priviți din nou prin căutător. Reglați șuruburile de centrare ale căutătorului pâna aduceți obiectul din nou în centrul crucii de fire. Repetați acești pași până la cel mai mare grosisment pe care îl puteți obține cu echipamentul vostru.
Căutătoare cu punct roșu (Red dot finder)
Aceste căutătoare sunt alcătuite dintr-o fereastră tratată cu un strat reflectiv astfel încât să reflecte un led roșu montat în corpul căutătorului, dar să poată și transmite lumina de la obiectele privite (cel mai des, acest strat reflectă doar lumina roșie). Acest LED are luminozitatea reglabilă și este alimentat cu o baterie.
Reglajul este realizat urmând aceiași pași de reglaj ca la căutătorul optic, folosind cele două șuruburi de reglaj orizontal și vertical, situate la extremitățile corpului căutătorului.
Căutătoare de tip Telrad sau Rigel
Aceste căutătoare se folosesc tot de o fereastră tratată cu un strat de reflexie, precum căutătoarele cu punct roșu, însă imaginea proiectată pe fereastra acestora nu este un punct luminos, ci trei cercuri concentrice, care reprezintă 4○, 2○ și 0.5○, în cazul căutătorului Telrad și 2○ sau 0.5○ în cazul căutătorului Rigel. Ca și celelalte căutătoare, acestea dispun și ele de șuruburi de reglaj orizontal și vertical.
Motivul pentru care aceste căutătoare sunt foarte utile este faptul că putem determina ușor, privind pe o hartă a cerului, care are aceste marcaje de 0.5○, 2○ și 4○, poziția obiectelor deep sky pe cer, aliniind cercurile cu stelele ușor vizibile cu ochiul liber. Este foarte util atunci când dorim să găsim obiecte foarte slab luminoase, ce nu pot fi observate printr-un căutător optic. Aplicațiile Stellarium sau Sky Safari au opțiunea de a afișa aceste cercuri în softul lor.
Ce căutător este potrivit pentru noi?
În primă instanță, căutătorul care a fost livrat cu telescopul este de ajuns încât să putem învăța bazele observațiilor astronomice. Un căutător cu punct roșu este mai ușor de utilizat decât un căutător optic, dar chiar și un căutător optic cu mărire de 6x poate fi utilizat foarte ușor.
De altfel, dacă dorim, însă, să ne îmbunătățim experiența, combinația între un căutător cu punct roșu sau cercuri și un căutător optic cu prisma la 90○ este cea mai bună soluție. Putem ținti rapid telescopul către un obiect, apoi putem executa ultimele reglajele fine finale privind, comfortabil, prin căutătorul optic, prin care chiar și unele obiecte deep sky mai luminoase vor fi ușor vizibile. Dacă ambele căutătoare sunt aliniate, vom avea garantat obiectul centrat în ocularul telescopului, indiferent de focala acestuia.
Focalizatoarele liniare sunt mecanismele care ne permit să focalizăm imaginea în ocular. Focalizarea se face prin aducerea în aceeași poziție a planurilor focale ale telescopului și ale ocularului. Ele sunt alcătuite dintr-un tub portocular, un corp montat pe telescop și un ax de antrenare cu două rotițe.
Tubul portocular este tubul ce culisează, susținut de corp și mișcat de axul de antrenare, deschis la ambele capete, ce prezintă o metodă pentru montajul unui ocular. Ocularele pot fi prinse cu unul sau două șuruburi, o bandă de alamă sau sistem de strângere autocentrant. Acest tub prezintă pe una din laturi metoda prin care el este angrenat cu axul de antrenare, aceasta fiind diferită în funcție de tipul de focalizator.
Corpul focalizatorului este construit astfel încât să permită culisarea lină a tubului portocular prin susținerea acestuia pe piese cu frecare redusă sau pe rulmenți. El este montat pe corpul telescopului prin înfiletare, printr-o flanșă sau prin prinderea în 3 sau 4 puncte cu șuruburi, în funcție de design-ul tubului optic. Unele corpuri, prinse cu flanșă, pot fi rotite pentru a aduce rotițele axului de focalizare într-o poziție mai comfortabilă pentru utilizator. Pe una din părți prezintă locul de montaj al ansamblului ce fixează axul antrenant.
Axul de antrenare este un ax drept, montat într-un ansamblu prin intermediul căruia se poate modifica presiunea aplicată angrenajului ax-portocular. În funcție de modelul focalizatorului, acest ax poate fi neted, sau poate prezenta un pinion, tăiat drept sau elicoidal.Axul poate prezenta, la unul din capete, o reducție mecanică de diferite rapoarte (8:1, 10:1, 11:1, etc), ce permite focalizarea mult mai precisă a imaginii.
Tipuri de focalizatoare liniare:
Cremaliera și Pinion (Rack and Pinion, RAP): tubul portocular prezintă o cremalieră, tăiată drept sau la unghi, iar axul prezintă un pinion. Angrenajul dintre cele două elemente aplică o mișcare de culisare tubului portocular. Avantajul acestui tip de focalizator este faptul că tubul portocular nu poate aluneca, putând ușor să țină un ocular mai greu. Dezavantajul este faptul că angrenajul va prezenta backlash, adică o zonă în care rotația axului nu va aplica o mișcare de culisare tubului portocular. Acest fenomen este intrinsec angrenajelor tăiate drept. Pentru a minimaliza acest backlash, focalizatoarele mai avansate folosesc pinioane și cremaliere tăiate elicoidal, ce permit contactul celor două elemente în mai multe puncte pentru a asigura o mișcare continuă, fără backlash. Majoritatea telescoapelor pentru începători, în special celor cu aperturi mici, vor avea un focalizator de acest tip, construit, în cele mai mutle cazuri din plastic și prezentând cremaliera și pinion tăiate drept.
Crayford sau focalizatoare antrenate prin frecare – tubul portocular prezinta o suprafață plată, netedă, pe care este presat un ax neted. Pentru a asigura o culisare lină, tubul portocular este susținut, diametral opus față de ax, de două perechi de rulmenți, poziționate astfel încât axul să fie în mijlocul lor. Acest sistem funcționează exclusiv pe fenomenul de frecare între cele două piese și, de aceea, acest tip de focalizator poate aluneca dacă folosim un ocular prea greu. Alte modele folosesc un al treilea rulment de susținere, liniar, montat diametral opus rulmenților de susținere, fiind folosit ca suprafață de antrenare a tubului portocular. Se găsesc montate pe telescoapele puțin mai avansate, precum și majoritatea modelelor dobsoniene. Avantajul acestui tip de focalizator este lipsa oricărui backlash și o mișcare fină și precisă, deoarece raportul de demultiplicare dintre axul neted și suprafața tubului portocular este mai mare decât în cazul focalizatoarelor cu pinion și cremalieră.
Focalizatoarele elicoidale
Focalizatoarele elicoidale se folosesc de un sistem cu filet, rulmenți sau bile de rulment pentru a focaliza imaginea. Mișcarea liniară este aplicată acestui tip de focalizator prin rotirea tubului portocular. Sunt mai rar întâlnite, fiind mai comune în cazul telescoapelor de începători, lunetelor căutătoare sau ocularelor binoclurilor/bino-viewerelor. Unele oculare de telescop pot include un mecanism de focalizare elicoidal în construcția lor, pentru a oferi încă un nivel de reglaj fin, separat de focalizatorul telescopului.
Dacă întrebăm orice astronom sau astrofotograf cu un minim de experiență care este cel mai important element al unui telescop, vom primi același răspuns: montura. Montura este echipamentul pe care montăm telescopul și pe care o putem utiliza pentru a ținti și, dacă este o montură motorizată, urmări obiectele pe cer. Când vorbim despre montură, facem referire și la trepiedul pe care este montat capul monturii. Acesta trebuie să fie unul cât mai solid, de preferat cu cleme de prindere din metal, nu din plastic. Există două tipuri de monturi: ecuatoriale și alt-azimutale.
Monturile ecuatoriale se folosesc de sistemul de coordonate ecuatorial, un model geogentric, ce rămâne fix, adică nu se rotește odată cu pământul, alcătuit din Ascensia Dreaptă (rotația Est-Vest) și Declinație (Nord – Sud). Ecuatorul ceresc reprezintă proiecția ecuatorului Pământului pe bolta cerească. Coordonatele obiectelor cerești din afara sistemului solar rămân relativ neschimbate. Punctul 0 al ambelor coordonate se află în punctul în care Soarele traversează intersecția dintre meridian (linia imaginară, trasată între orizonturile sudice și nordice, ce traversează Zenitul, adică punctul cel mai înalt al cerului, ce separă bolta cerească între emisfera estică și cea vestică) și ecuatorul ceresc. Acest lucru se întamplă în momentul echinocțiului de Primavară, în martie. Acest sistem de coordonate urmează o convenție de dreapta, adică valorile cresc spre nord și spre est.
Ascensia dreaptă
Se măsoară în ore, minute și secunde, având valori cuprinse între 0 și 23h 59m 59s, crescând spre est și scăzând spre vest față de …..
Declinația
Se măsoară în grade, arcminute și arcsecunde, având valori între 90○ și – 90○, valoarea crescând spre nord și scăzând spre sud față de ecuatorul ceresc.
Aceste monturi sunt utile în urmărirea obiectelor pe cerul nopții, decoarece permit compensarea facilă a mișcării de rotație a pământului, atâta timp cât sunt aliniate polar. Aceste monturi sunt alcătuite din două axe de rotație, numite Ascensie Dreaptă (Right Ascension – RA) și Declinație, echivalente cu coordonatele ecuatoriale, montate perpendicular una pe cealaltă, iar axa de rotație RA este montată la un unghi față de orizontală, unghi corespunzător cu latitudinea locului de observație.
Dacă desenăm o linie imaginară prin axa RA, ea trebuie să fie îndreptată spre polul ceresc nord sau sud, în funcție de emisfera în care locuiți. Unele monturi dispun de o lunetă polară, montată în centrul acestei axe, ce permite o aliniere polară și mai precisă. Pentru observații vizuale cu grosismente mici spre medii, o aliniere polară grosieră, realizată prin centrarea stelei Polaris în căutător este suficientă, în cazul în care montura nu dispune de o lunetă polară.
Pot fi motorizate, cu un motor de urmărire montat pe melcul axei RA, pot fi computerizate, cu motoare pe ambele axe, sau pot fi manuale, dispunând doar de butoane sau cabluri pentru reglaj fin. Diferența între motorizarea simplă și una Go-To este faptul că motorizarea simplă poate fi controlată doar manual, printr-o telecomandă, în timp ce o montură Go-To poate poziționa singură telescopul pe o țintă aleasă dintr-o listă de obiecte, integrată în computerul de control al monturii.
Construcția reglajului fin si al mecanismului de mișcare constă într-o roată melcată și un melc, angrenate astfel încât rotația melcului să rotească roata melcată. Acest tip de angrenaj beneficiază de un raport de demultiplicare foarte mare, permițând ajustări foarte fine în ocular cu mișcări relativ grosiere ale melcilor. Prinse de aceste roți melcate se găsesc axele telescopului, ce pot fi conectate sau deconectate printr-un ambreiaj cu șurub, pentru a permite realizarea de mișcări manuale rapide (axele se deconectează de la roata melcată pentru a putea fi rotite manual, independent de această roată).
Unele monturi au roata melcată și melc doar pe axa RA, axa Declinației având un mecanism de tip șurub tangențial (un șurub filetat pe o carcasă ce împinge într-o piesă de metal conectată la clema de montare a telescopului, piesa de metal împinsă din direcția opusă de un arc metalic), care are o raza de mișcare mică, de obicei de 5-10○. Aceste monturi sunt monturi EQ1 si EQ2. Din aceasta cauză, aceste monturi nu pot fi computerizate. La fel ca și în cazul axei RA, axa Dec poate fi deconectată de la reglajul fin pentru a ținti manual telescopul în altă parte a cerului.
Pe axa de Declinație, în capătul opus celui în care este montat telescopul, se găsește o bară pentru contragreutăți. Pentru a asigura o mișcare fină și fără efort a telescopului când folosim reglajul fin, este necesar ca montura să fie balansată.
Pentru observații vizuale, aceste monturi pot fi relativ incomod de utilizat, comparate cu o montură alt/azimutală, însă oferă posibilitatea de urmărire a obiectelor pe cerul nopții fără a fi nevoie de ajustarea ambelor axe.
Avem mai jos un exemplu foarte des întâlnit de montură ecuatorială livrată cu telescoapele pentru începători, anume montura EQ2. Deși există multe variații ale acestui design, marea majoritate au aceleași componente, unele înlocuind cablurile de reglaj fin manuale cu motoare servo sau pas cu pas (monturile computerizate, sau Go-To).
Balansarea telescopului:
Pentru ca reglajele fine să funcționeze lin și fără să fie avariate de forțe prea mari, este necesar să balansăm telescopul pe montură. Scopul acestui proces este ca, în momentul în care ambreiajele axelor sunt slăbite, tubul să rămână în orice poziție l-am pune noi, fără ca axele să aibă tendința de a se roti singure (telescopul să se îndrepte singur spre cer sau spre pământ, bara cu contragreutatea să se ridice sau să cadă de una singură).
Axa RA:
- Montați bara de contragreutăți și contragreutatea pe montură. Înșurubați bara de contragreutăți în capătul axei DEC, în zona dedicată. Unele monturi vor avea bara restrânsă în interiorul axei RA și poate fi extinsă desfăcând șurubul de blocare (monturile HEQ5, EQ6, EQ6-R Pro, Orion Atlas, Orion Sirus). Desfaceți ambreiajul axei RA și mișcați-o, astfel încât bara de contragreutăți să fie situată în partea de jos, paralel cu corpul monturii. În capătul barei de contragreutăți veți putea găsi un șurub cu șaiba, sau un șurub randalinat cu diametrul capului mai mare decât diametrul barei de contragreutăți. Desfaceți acest șurub, slăbiți șurubul de fixare al contragreutății până gaura din centrul ei rămâne fără obstrucții, introduceți contragreutatea pe bară, strângeți șurubul de fixare al contragreutății pentru a o prinde de bară, apoi montați la loc șurubul din capătul barei de contragreutăți. Acest șurub este poreclit “toe-saver”, deoarece nu permite contragreutății să cadă complet de pe bară (pe picioarele noastre), în cazul în care șurubul de prindere al contragreutății alunecă sau se slăbește. Pentru început, lăsați contragreutatea cât de jos posibil pe bară. La final, strângeți ambreiajul axei RA.
- Strângeți ambreiajul axei DEC și montați telescopul în inele sau în clema de prindere, îndreptat paralel cu axa RA. Montați toate accesoriile (căutător optic, căutător cu punct roșu, ocular) și desfaceți ușor ambreiajul axei RA. Cel mai probabil, acesta va rămâne sus, fără să se miște. Dacă telescopul începe să rotească axa RA, coborâți contragreutatea în jos, dacă nu era deja în cel mai jos punct pe bară. În cazul în care contragreutatea este lăsată în jos la maxim, este necesar să montați o a doua contragreutate pe bară. Dacă telescopul rămâne sus, mișcați manual telescopul. Dacă acesta revine la poziția inițială, este necesar să urcați contragreutatea pe bară. De fiecare dată când modificați poziția contragreutății, strângeți ambreiajul RA, desfăcându-l apoi pentru a testa ajustările realizate. Repetați acest proces până când axa RA nu are tendința de a se roti de una singură.
Dacă telescopul vostru a fost livrat la pachet cu montura și o singură contragreutate, aceasta va fi, cu siguranță de ajuns pentru a putea balansa telescopul cu accesoriile incluse. Dacă montăm alte accesorii pe telescop, cum ar fi o cameră, un căutător mai greu, etc., atunci este posibil să avem nevoie de încă o contragreutate. Acestea pot fi achiziționate separat de pe site-uri de specialitate. Greutatea contragreutăților trebuie să fie similară cu greutatea telescopului cu toate accesoriile montate.
Axa DEC:
- Desfaceți ambreiajul axei RA și rotiți montura, astfel încât bara de contragreutăți să fie orizontală, paralelă cu solul.
- Desfaceți ușor ambreiajul axei DEC și observați în ce direcție tinde să se rotească telescopul. Regula simplă este că telescopul trebuie mișcat în direcția părții care se ridică.
Exemplu: dacă telescopul se rotește cu apertura spre cer, acesta trebuie mișcat “înainte” în clemă sau inele.
- Strângeți ambreiajul axei DEC, ajustați poziția, apoi desfaceți din nou ambreiajul și observați tendința de rotație.
Repetați pașii 2 și 3 până ce axa DEC nu se va roti de una singură când ambreiajul este slăbit. Ambele axe sunt acum balansate. Dacă desfacem ambele ambreiaje, telescopul ar trebui să rămână în orice poziție îl fixăm noi. Ajustați pe parcursul nopții, în funcție de ce accesorii montați, dacă balansul este stricat prea rău; o ușoară tendința de rotație nu este gravă, însă dacă tubul se mișcă foarte brusc când este lăsat liber, sau reglajul fin este greoi, refaceți balansul.
Alinierea polară:
Cum spuneam și mai sus, în cazul în care observațiile vor fi realizate doar cu grosismente mici și medii, iar montura este una manuală sau cu motor de urmărire doar pe axa RA (montură ne-computerizată), putem alinia polar prin centrarea stelei Polaris în căutătorul telescopului.
- Începeți prin a găsi norul cu o busolă, sau găsind steaua Polaris. Reglați telescopul pe montură astfel încât să fie în poziția “parcat”, adică telescopul să fie paralel cu axa RA și contragreutatea să fie îndreptată în jos.
Rezultatul pe care vrem să îl obținem în urma acestui proces este ca axa RA a monturii să fie îndreptată spre polul ceresc. Rotiți tot trepiedul până când telescopul este îndreptat în direcția generală a stelei polare, apoi priviți prin căutător. Dacă montura este îndreptată corect, ar trebui să puteți vedea steaua polară în căutător. Dacă nu, verificați cât de departe și în ce direcție este decalată, apoi, folosind șurubul de ajustare al altitudinii și șuruburile de ajustare ale azimutului (stânga-dreapta), (doar de la monturi EQ3 în sus vom avea șuruburi de azimut; monturile EQ1 și EQ2 nu dispun de asftel de șuruburi) reglați montura până reușiți să centrați steaua polară în căutător.
Dacă montura dispune de o lunetă polară, urmați aceiași pași, dar, în loc să centrați steaua polară în căutător, centrați-o în reticulul lunetei polare. Este posibil să fie nevoie să rotiți axa DEC la 90○ pentru a putea privi prin luneta polară, deoarece axa DEC poate bloca apertura lunetei. Dacă aveți lăcaș pentru lunetă, dar nu și lunetă (un tunel prin centrul axei RA), puteți privi prin el pentru a alinia steaua Polaris în centru.
Dacă aveți o lunetă polară, privind prin ea veți putea observa un reticul cu Polaris în jurul unei cruci centrale. Puteți realiza o aliniere polară mult mai precisă, ce poate permite unei monturi computerizate să funcționeze mult mai bine. Folosind o aplicație pe telefon (exemplu: Polar Aligner Pro), puteți afla în ce poziție trebuie să fie reticulul pentru a alinia steaua polară.
Priviți prin luneta polară. Focalizați luneta polară, rotind capătul lunetei (porțiunea randalinată prin care priviți) până când stelele devin clare. Slăbiți ambreiajul axei RA si rotiți axa până când reticulul este orientat ca cel din aplicație, apoi, folosind șuruburile de aliniere polară, centrați steaua Polaris în cercul marcat corespunzător.
NOTA: Această lunetă polară se poate decolima, adică iși poate pierde alinierea fată de centrul axei RA. Verificați alinierea centrând un obiect îndepărtat, sau steaua polară în lunetă, aliniindu-l cu crucea din mijlocul reticulului, apoi slăbiți ambreiajul axei RA și rotiți axa. Dacă obiectul rămâne centrat, luneta este corect aliniată. Dacă nu, trebuie sa realizați reglajele necesare. Această lunetă poate fi aliniată folosind cele trei șuruburi imbus, localizate pe corpul lunetei, la 120 de grade. În unele situații, poate fi necesar să deșurubați luneta din corpul monturii. Prindeți luneta de corpul ei (NU de capătul ei, acela este folosit pentru focalizare) și deșurubați. Realizați ajustări graduale și verificați alinierea după fiecare ajustare.
Montura computerizată (Go-To)
Dacă montura este una computerizată, vom avea rutine de aliniere pe stele și aliniere polară integrate. Procedurile pot varia de la un producător la altul, dar regula generală este aceeași:
- Aliniați polar montura cât de bine puteți, centrând steaua Polaris în luneta polară sau în căutătorul telescopului.
- Alimentați montura și setați data, ora și coordonatele în meniul monturii (dacă nu dispune de modul GPS). Dacă montura este controlată printr-o aplicație de smartphone, acești parametrii vor fi setați automat.
- Realizați alinierea cu 2 stele: selectați o stea vizibilă pe cer la momentul observațiilor. Telescopul va încerca să se poziționeze automat pe steaua respectivă. Centrați steaua în ocular folosind butoanele telecomenzii. Repetați procesul pentru a doua stea.
- În meniu, identificați opțiunea de aliniere polară. Montura se va poziționa pe una din stelele din listă, alese de voi, apoi vă va cere să o centrați în câmpul vizual al telescopului folosind șuruburile de aliniere polară (Altitudine si Azimut).
- Repetați alinierea pe 2 stele
Dacă ați urmat corect pașii, următoarele poziționări automate (go-to, sau slewing) vor încadra corect obiectul ales în ocular. Dacă nu, repetați pașii de mai sus. Dacă diferența între poziția stelei și poziția în care ajunge telescopul este foarte mare, verificați dacă ați introdus corect data, ora și coordonatele locației. De asemenea, verificați dacă setarea pentru ora de vară este activă sau nu.
Motoare de urmărire
Dacă montura voastră este una manuală, nemotorizată, puteți monta un motor de urmărire pe axa RA pentru a putea ține obiectul observat în ocular fără a fi nevoie de ajustări manuale (atâta timp cât montura este aliniată polar). Pentru monturile de tip EQ1 și EQ2, există motoare de urmărire ce se montează în locul cablului de reglaj fin al axei RA, folosind o cuplă flexibilă, inclusă în pachet cu motorul. Acestea funcționează folosind baterii de 9V, iar viteza de rotație poate fi reglată folosind un potențiometru de pe corpul lor. Deoarece bateria se va descărca pe parcursul nopții, viteza de rotație va scădea odată cu sarcina bateriei, deci va fi nevoie să ajustăm acel potențiometru atunci când vedem că obiectul nu mai este urmărit corect. Acest tip de motor nu va mai permite reglajul fin manual pe axa RA, poziționarea trebuind să fie realizată doar prin slăbirea ambreiajului și mișcarea manuală a tubului.
Un alt tip de motor pentru monturile EQ2 se montează pe partea opusă reglajului fin și este angrenat cu roata dințată montată pe melcul axei RA. Acest angrenaj este cuplat cu un arc și poate fi deconectat pentru a permite reglajul fin manual al axei RA. De asemenea, acest tip de motor va avea o viteză de rotație controlată electronic și va permite mișcarea în ambele direcții pentru a realiza în mod electronic reglajul fin.
Monturile SkyWatcher StarQuest au un sistem cu ambreiaj ce poate deconecta motorul de la axul melcului, permițând, astfel, reglajul fin.
Monturile cu melc și roată melcată pe ambele axe (de la EQ3 în sus) pot fi motorizate pe ambele axe, unele monturi putând fi și computerizate, dacă producătorul oferă aceste pachete de accesorii. Un exemplu de montură ce poate fi echipată cu ambele opțiuni este montura EQ5 de la SkyWatcher, ce poate fi echipată atât cu motoare de urmărire cu telecomandă simplă, cât și cu un sistem computerizat Go-To.
Monturi armonice / strain wave
Un alt tip de montură ce a devenit, de curând, la modă, este montura ecuatorială cu angrenaje de tip strain wave. Aceasta este caracterizată prin dimensiunile și greutatea mult mai mică, în comparație cu încărcătura ce o poate susține. Dacă o montură ecuatorială clasică ce poate susține 12KG poate cântări aproape cât încărcătura, sau chiar mai mult, dacă punem la socoteală greutatea trepiedului și a contragreutăților, o montură de tip strain wave, sau armonică va cântări sub 4kg (doar montura, fără trepied) și va putea susține încărcături de 8kg, sau până la 13kg, dacă este utilizată o contragreutate (aceste date aparțin monturii ZWO AM3). Aceste montur pot fi utilizate fără contragreutăți sau grija de echilibrare a axelor, deoarece acest tip de angrenaj permite acest lucru fără riscul de a se defecta. Odată cu apariția acestor monturi au apărut și trepiede construite din fibră de carbon. Aceste trepiede sunt foarte solide și stabile, dar greutatea lor este foarte mică, făcând tot ansamblul extrem de portabil. Un dezavantaj al acestor monturi este faptul că, majoritatea dintre ele nu permit mișcarea ”manuală”, adică trebuiesc alimentate mereu pentru a putea fi poziționate, iar poziționarea se poate realiza doar prin intermediul unei telecomenzi, sau prin intermediul unei aplicații de control (PC/Smartphone). Desigur, există și monturi de acest tip ce sunt dotate cu un ambreiaj care permite mișcarea manuală a axelor RA și DEC, cum ar fi montura Skywatcher 150i. Aceste monturi sunt recomandate, mai degrabă, pentru astrofotografie, dar pot fi utilizate și pentru observații vizuale, dacă limitările menționate mai sus și prețul mai ridicat nu sunt un impediment.
Acest tip de monturi este unul mai simplu, ce nu se folosește de coordonate ecuatoriale (RA și DEC) ci, în schimb, se folosește de coordonatele Altitudine și Azimut.
Altitudinea sau elevația
Se măsoară în grade, între orizont și zenit. Orizontul are o altitudine de 0 grade, iar zenitul, o altitudine de 90○.
Azimutul
Se măsoară în grade și reprezintă gradele sistemului de coordonate al pământului, cu punctul de 0 sau 360 în Nord, măsurat crescător spre est.
Nord | 0○/360○ |
Est | 90○ |
Sud | 180○ |
Vest | 270○ |
Acest sistem de coordonate este unul variabil. Coorodonatele alt/azimulate ale unui obiect se modifică constant pe parcursul nopții, odată cu mișcarea de rotație a pământului, deci nu poate fi atribuit unui corp ceresc, ci poziției acestuia pe bolta cerească la un anumit moment din zi. Dacă știm altitudinea și azimutul la care un corp ceresc va ajunge la un anumit moment din zi sau seară, putem poziționa telescopul în acel punct, iar corpul cu pricina va trece prin câmpul vizual al telescopului.
Monturile Alt/Azimutale sunt și ele de mai multe tipuri. Cele mai întâlnite tipuri de monturi sunt:
- monturi cu furcă, întâlnite la refractoarele sau reflectoarele foarte mici;
- monturi cu un singur braț;
- monturi alt-azimutale computerizate (furcă sau un singur braț);
- monturi Dobsoniene (simple sau motorizate).
Monturile cu furcă
Sunt monturi alt-azimutale în care tubul optic este montat în două puncte pe cele două brațe ale furcii, permițând mișcarea telescopului în altitudine. Furca, la rândul ei, este montată pe o bază rotativă, ce permite rotația în azimut.
Sunt cele mai întâlnite în kit-ruile de începători, ele nu dispun, de obicei, de reglaj fin pe azimut, iar reglajul fin pe altitudine este unul rudimentar, bazat pe un șurub tangențial, fixat pe două puncte de sprijin pivotante.
Desigur, acest tip de monturi nu este exclusiv telescoapelor dedicate începătorilor. O altă utilizare des întalnită pentru aceste monturi sunt binoclurile dedicate observațiilor astronomice. Firma APM produce monturi cu furcă, foarte calitative pentru binocluri. De asemenea, unele telescoape catadioptrice fabricate de Meade sau Celestron sunt montate pe furci alt-azimutale ce pot dispune de reglaj fin pe ambele axe.
Montură cu furcă APM //vezi că se vede iconița aia jos acolo, maybe we can get a better image
Monturi cu un singur braț
Monturile cu un singur braț sunt similare celor cu furcă, dar dispun de un singur braț de montaj, ce poate dispune, sau nu, de reglaje fine. Acest braț poate permite instalarea telescopului “pe interior” sau “pe exterior”. Brațul, la rândul lui, este montat pe o bază ce permite rotația în azimut, iar punctul de montaj al telescopului permite rotația în altitudine.
Dacă montura dispune de montaj pe exterior, montura poate permite montajul a unui singur telescop sau a două telescoape, montate în paralel. Dacă montajul se face pe interior, deasupra centrului de rotație azimutală, nu este necesară o contragreutate (atâta timp cât telescopul este balansat pe altitudine), deoarece centrul de greutate se va afla deasupra centrului trepiedului. Aceste monturi vor avea o metodă de ajustare a unghiului brațului, pentru a permite ca tubul optic să fie îndreptat către zenit, fără ca acesta să intre în coliziune cu trepiedul. Atât monturile cu furcă, cât și cele cu montaj pe interior pot întâmpina dificultăți atunci când dorim să observăm obiecte la zenit.
Monturile alt azimutale computerizate
Din cauza faptului că monturile alt-azimutale nu au niciuna din axele de rotație aliniate cu axa de rotație a pământului, urmărirea obiectelor nu poate fi realizată cu un simplu motor de urmărire. De aceea, acest tip de monturi pot fi automatizate doar cu sisteme computerizate, de tip Go-To. Fie că vorbim de furci sau monturi cu un singur braț, acestea vor avea un sistem de control similar cu monturile Go-To de pe monturile ecuatoriale, însă vor avea integrate în placa de bază o busolă ce va determina automat poziția nordului. Folosindu-se de data, ora și locația pe care le setăm în timpul secvenței de alimentare a monturii, precum și de parametrii obținuți în urma alinierii cu două stele, montura poate determina exact, în funcție de datele din baza ei de date, poziția pe cer a oricărui obiect din listă și va putea urmări acel obiect, folosindu-se de ajustări continue pe ambele axe.
Pentru a pregăti o astfel de montură, vom urma urmatorii pașii de mai jos:
- Montați trepiedul și asigurați-vă, folosind bula de nivel inclusă în trepied, sau o bulă/telefon, ca baza de montare a trepiedului să fie la nivel.
- Atașați montura de bază și, apoi, montați telescopul în clema de prindere a monturii.
- Alimentați montura și urmați pașii prezentați pe telecomandă în momentul inițierii. Dacă montura este controlată printr-o aplicație de smartphone, acești parametrii vor fi setați automat.
- Selectați alinierea cu două stele, apoi selectați din listă o stea vizibilă în acel moment. Montura va încerca să poziționeze telescopul către steaua selectată. Dacă nu este centrată în ocular, folosiți săgețile de pe telecomanda sau aplicația de control pentru a centra steaua în ocularul telescopului. Repetați acest pas pentru a doua stea.
Dacă ați executat corect acești pași, următoarea poziționare automată va încadra corect obiectul selectat în ocularul telescopului.
Mai există și monturile de tip Alt/Az-Ecuatoriale, ce pot fi transformate din monturi ecuatoriale în monturi alt-azimutale, prin îndreptarea axei RA spre zenit. Printre aceste monturi se regăsesc monturile AZ-EQ5 și AZ-EQ6 de la Skywatcher sau iEQ45 Pro de la iOptron, aceasta din urmă necesită schimbarea bazei de montare pentru a putea orienta montura în modul alt-azimutal.
Monturile Dobsoniene
Sunt monturi de tip alt-azimutal pe care sunt montate telescoapele newtoniene de tip Dobson. Este cel mai simplu model de montură, fiind foarte ușor chiar și de construit de amatori. Sunt alcătuite dintr-o bază circulară pe care se rotește un alt disc, pe suprafete de teflon, pentru a permite o alunecare lină și precisă, și două brațe sau suprafețe pe care este montat tubul optic, ce permit mișcarea în altitudine. Acest tip de montaj poate fi unul cu șuruburi sau pe rulmenți, ori suprafețe de teflon pe care glisează niște roți sau șine semicirculare. Telescoapele Dobson mai mici, de până în 350 de mm diametru vor folosi predominant sistemul de prindere cu șuruburi al tubului optic, iar cele mai mari vor fi predominant montate pe șine semicirculare.
Ca și celelalte exemple, monturile Dobson pot fi motorizate cu un sistem Go-To, similar celui de pe monturile alt-azimutale cu brațe sau furcă. De asemenea, aceste monturi pot fi echipate cu un sistem Push-To, ce constă în două encodere montate pe ambele axe, care pot determina poziția în care este îndreptat telescopul, folosind datele despre dată, oră și locație. Pentru a ținti către un obiect, sistemul de control ne va spune în ce direcție trebuie să mișcăm telescopul pentru a ajunge la ținta de interes.
Condensul
Deoarece mare parte din activitatea astronomilor se desfășoară noaptea, ne lovim foarte des de o problemă foarte de deranjantă: formarea condensului pe lentile. Aceasta ne poate afecta negativ experiența și poate chiar pune capăt prea devreme unei sesiuni de observații.
NOTA: Puteți crede că este obligatoriu să avem accesoriile menționate mai jos. Acest lucru este departe de a fi adevărat. Putem avea sesiuni de observații excelente chiar și fără aceste accesorii. Nevoia pentru ele apare doar în condițiile în care observăm foarte mult la zenit sau umiditatea din aer este foarte crescută (peste 70%). Aceste situații sunt relativ rare, dar următorul articol capitol urmareste sa va puna are în vedere măsurile de prevenție pe care le puteți lua, dacă întâmpinați această problemă prea des.
De ce se formează condensul?
În primul rând, să înțelegem ce este acesta. Condensul, sau roua, sunt vaporii de apă din aer care, la contactul cu o suprafață ce are o temperatură scăzuta, trece în stare lichidă și se depune pe acea suprafață.
Cei trei termeni pe care trebuie sa îi înțelegem în legatură cu condițiile de umezeală sunt:
- Temperatura ambientală: este temperatura aerului, măsurată de un termometru.
- Umiditatea relativă: exprimată ca un procent, reprezintă raportul dintre cantitatea efectivă de vapori de apă din aer și cantitatea maximă pe care o poate reține la o anumită temperatură.
- Punctul de rouă (dew point): reprezintă temperatura la care aerul este complet saturat și nu mai poate ține umezeala, iar vaporii de apă se vor condensa. Acest punct de rouă este determinat de temperatura ambientală și de umiditatea relativă. Cu cât umiditatea relativă este mai mică, cu atât punctul de rouă va fi mai scăzut.
Cu cât temperatura aerului este mai scazută, cu atât îi scade capacitatea de a reține vaporii de apă, iar umiditatea relativă a aerului va crește. Exemplu: dacă avem o temperatură ambientală de 20○, iar umiditatea relativă este de 90%, atunci când aerul va atinge 18○, aerul va deveni saturat, iar vaporii de apă se vor condensa, formându-se ceață.
Același lucru se întamplă și cu suprafața obiectelor. Atunci când aerul de o anumită temperatură atinge o suprafață, el se răcește, iar dacă temperatura acestei suprafețe este sub punctul de rouă, pe ea se va forma condens. Perioadele ploioase sunt întotdeauna urmate de perioade cu umiditate crescută. De asemenea, pământul și verdeața vor păstra umiditatea relativă locală crescută față de o zonă cu asfalt sau beton. Vântul va risipi ceața și va “usca” aerul, deci, în seri cu adieri de vânt, umiditatea din aer va fi mai scăzută, iar condensul nu se va forma pe suprafețe.
Cerul este foarte rece
Poate fi puțin dificil de înțeles, dar cerul, în special cel senin, este foarte rece. Spațiul cosmic are o temperatură de aproximativ -270○ Celsius (doar câteva grade Kelvin peste 0 absolut). După cum știm de la lecțiile de fizică, orice corp emite radiație termică. În timpul nopții, toată această energie “scapă” în spațiul cosmic, iar nimic nu radiază energie spre acel corp, deci temperatura lui va scădea.
De ce nu este și aerul afectat? Aerul este un radiator termic foarte slab, fiind transparent radiațiilor infraroșii. El absoarbe și emite foarte puțină radiație termică. Aerul se răcește sau încălzește prin transferul termic între aer și suprafața pe care acesta o atinge. Ziua, aerul se încălzește prin convecție, prin contactul cu suprafața pământului care, la rândul lui, este încălzit de radiațiile soarelui și, parțial, prin absorbția razelor infraroșii de către moleculele de apă din el. Aerul de jos se încălzește și se ridică, fiind înlocuit de aerul rece, mai greu. Ciclul se repetă până se atinge un ehilibru termic. Noaptea, efectul este invers.
Revenind la telescoapele noastre, să recapitulăm ce știm până acum.
- Suprafețele îndreptate spre cer se răcesc din cauza radiației termice.
- Aerul poate ține o anumită cantitate de apă în formă de vapori, în funcție de temperatura acestuia.
- Aerul se răcește în contact cu o suprafață.
- Aerul cald se ridică, cel rece coboară.
- La toate astea, vom adauga noțiunea că orice obiect are o capacitate calorică specifică, determinată de căldura specifică a materialului din care este construit.
Căldura specifică a unui material reprezintă energia ce trebuie emisă sau absorbită de 1 kg dintr-o substanță pentru a i se modifica temperatura cu 1 grad, sau capacitatea unui kilogram de substanță de a stoca energie termică. Un obiect cu o capacitate calorică mare va necesita mai multă energie pentru a-și modifica temperatura decât un obiect cu o capacitate calorică mică.
Ce înseamnă asta pentru noi? Acest lucru determină, în același timp, viteza de aclimatizare a unui telescop, sau cât timp durează pentru ca oglinda să ajungă la un echilibru termic cu aerul ambiental, pentru a nu se crea curenți locali din cauza convexiei și cât timp durează din momentul în care lentila a ajuns la echilibrul termic până temperatura acesteia coboară sub punctul de rouă.
Fiindcă elementul despre care ne interesează să știm este sticla, caldura specifică nu va varia foarte mult între tipurile de sticlă utilizate în construcția telescoapelor. Ce va varia, însă, va fi masa lentilelor sau oglinzilor. După cum putem deduce din definițiile de mai sus, cu cât un obiect dintr-un anumit material va avea o masă mai mare, cu atât va avea o capacitate calorică mai mare. Vom considera obiectivul unui telescop refractor, alcătuit din două sau mai multe elemente de sticlă și celula de metal ca fiind un singur element. Același fenomen se întamplă și în cazul ocularelor, și în cazul oglinzilor secundare.
Asta înseamnă că un obiectiv dublet, micuț, de 80 de mm își va pierde mult mai rapid căldura prin radiație termică decât un triplet de 120 mm. În cazul telescoapelor reflectoare, este rar (dar nu neînâlnit) să se formeze condens pe oglinda principală. Suprafața pe care se crează cel mai des condens este oglinda secundară.
Acest fapt este o sabie cu două tăișuri: aclimatizarea va fi mai rapidă (avantaj), dar temperatura obiectivului/ocularului/oglinzii secundare va ajunge mai rapid la punctul de rouă (dezavantaj).
Aclimatizarea
Aclimatizarea telescopului este un pas foarte important dacă vrem să obținem o experiență de observații cât mai bună, în special la grosismente mari. Dacă un telescop nu este aclimatizat, aerul care atinge obiectivul sau oglinda principală este încălzit, iar asta declanșează fenomenul de convecție, ce va crea turbulențe locale, numite curenți de tub. Acest lucru afectează imaginea, similar cu turbulențele atmosferice, dar într-un mod mult mai accentuat, distorsionând puternic imaginea obiectelor. De aceea, e bine să lăsăm telescopul să se aclimatizeze măcar o jumătate de oră înainte să începem observațiile, perioada de timp crescând odată cu diametrul telescopului sau cu numărul de lentile dintr-un obiectiv.
Ce putem face pentru a preveni condensul?
Există două metode de a lupta împotriva formării condensului: micșorarea căii directe prin care obiectivul/ocularul/oglinda radiază căldura către cer sau încălzirea activă a acestuia.
Protecție anti-rouă
Vine sub forma unor tuburi ce se montează în jurul aperturii unui telescop. Ele pot fi integrate în designul telescopului (tuburi retractabile sau fixe), sau pot fi montate de utilizator. Acesta creează o deschizătură circulară, de diametru puțin mai mare decât obiectivul, prin care lumina venită de la obiectele cerești va putea trece neobturată, dar suprafața obiectivului în “contact” cu cerul se va diminua considerabil. Vedem în imaginile de mai jos efectul pe care îl are un scut anti-rouă.
Același efect îl va avea un scut și în cazul obiectivului unui căutător optic, dar și în cazul oglinzii secundare ale unui telescop reflector, care poate fi protejată de un tub mai lung. Un material foarte bun pentru a construi aceste tuburi este izoprenul, sau saltelele de camping/yoga. Este un material ușor, izolator termic, ce poate fi modelat într-un tub și prins cu benzi elastice sau adezive. Deși cartonul poate fi folosit ca o soluție de urgență, acesta nu va putea fi refolosit de prea multe ori, deoarece umiditatea din aer îi va distruge, cu timpul, rezistența.
Benzi Încălzitoare anti-rouă
Dacă luăm în calcul faptul că roua se formează pe o suprafață în momentul în care temperatura acesteia ajunge la punctul de rouă, putem opta să încălzim această suprafață folosind dispozitive numite încălzitoare anti-rouă. Ele sunt niște benzi textile, pad-uri adezive sau inele (pentru telescoapele SCT), ce au în interior un element rezistiv, care se încălzește atunci când este alimentat de la o sursă de tensiune.
Alimentarea se poate face prin USB, de la un power bank portabil, sau la 12V, folosind controllere speciale, construite sau cumpărate. Ele emană destulă energie încât să poată ține suprafața lentilelor cu câteva grade deasupra punctului de rouă, evitând formarea condensului. În cazul ocularelor, unde un scut de protecție anti-rouă nu poate fi folosit și unde respirația noastră va produce și mai mult condens (aerul respirat are o umiditate relativă crescută), benzile încălzitoare sunt singura soluție.
Oglinzile secundare ale unui telescop reflector pot fi echipate cu un pad adeziv ce va încălzi oglinda și, în același timp, datorită materialului termoizolant din care este construit, va proteja suprafața acesteia de “contactul” cu cerul.
Când căutăm o bandă încălzitoare anti-rouă, trebuie să avem în vedere circumferința tubului în jurul căreia va fi montat, pasurata cât mai aproape posibil de obiectiv. Pentru a păstra obiectivul destul de cald, este bine să montăm banda anti-rouă cât mai aproape de obiectiv, asigurând un transfer termic optim.
ATENȚIE ⚠: veți vedea pe magazinele de specialitate că benzile anti-rouă sunt potrivite pentru un anumit număr de mm. Acel număr este CIRCUMFERINȚA tubului, nu DIAMETRUL telescopului. Măsurați sau calculați circumferința tubului în punctul în care veți monta banda anti-rouă. Pentru a calcula circumferința, determinați diametrul tubului și înmulțiți-l cu 3.14 (pi).
Circumferința = π * diametrul
Aceeași regulă se aplică și în cazul ocularelor. Măsurați cel mai mare ocular pe care îl aveți, apoi cumpărați o bandă pentru el. Benzile sunt ajustabile, deci le veți putea potrivi și pentru ocularele mai mici.
