Binoclurile sunt cel mai bun instrument cu care puteți începe să explorați cerul nopții. Sunt mici, ușoare și foarte portabile, pot fi „uitate” prin ghiozdan sau portbagajul mașinii, ca să poată fi întotdeauna la dispoziție când ajungem intr-o locație cu cer bun. Chiar și astronomii veterani sau cei care au echipamente mult mai performante, au un binoclu în arsenal, deoarece oferă o imagine bogată în câmpuri de stele, asterisme, roiuri și chiar și galaxii și unele nebuloase.
Ca și telescoapele, binoclurile sunt de mai multe tipuri, însă cele potrivite pentru astronomie sunt cele cu prismă Porro, deoarece au obiective cu aperturi mai mari decât cele cu prismă Roof (celălalt tip de binoclu).
Indiferent de modelul binoclului (Porro sau Roof), prismele au aceleași două roluri:
- să ”împăturească” traseul optic, pentru a putea folosi un corp mai scurt decât distanța focală a obiectivului.
- să întoarcă imaginea, astfel încât în ocular să avem imaginea corect orientată pe ambele direcții.
Binoclurile sunt alcătuite din:
- Corpul binoclului – două camere ce țin câte două prisme. Aceste două camere pivotează în jurul unui ax comun pentru a permite reglajul interpupilar. Pe același ax se găsește rotița de focalizare.
- Obiectivele – dublete acromate sau apocromate
- Oculare, unul din ele având un reglaj pentru dioptrii, pentru a permite focaliza imaginea pentru ambii ochi individual.
Sursă: Wikipedia
În capătul axului central de pe corpul binoclului se găsește un șurub pentru trepied foto. Cu un adaptor special, putem monta binoclul pe un trepied, pentru o stabilitate sporită. Montarea binoclului pe un trepied devine necesară odată ce apertura și puterea de mărire cresc, deoarece binoclul devine greu și ne va fi dificil să stabilizăm imaginea ținându-l în mână.
Caracteristici
Când căutăm un binoclu, vom vedea trei caracteristici principale, anume puterea de magnificație, diametrul obiectivelor și câmpul vizual la 1km (1000m).
Exemplu: un binoclu notat 15×70 cu 70m la 1000m va avea o putere de mărire de 15x, un diametru al obiectivelor de 70mm, iar câmpul vizual de 70m la 1km
Câmpul vizual
Ce înseamnă acest câmp vizual? Este câmpul vizual liniar, și înseamnă că, dacă privim un obiect de 70m lățime, situat la 1km de noi, acesta va umple câmpul vizual de la o margine la cealaltă. Pentru a afla câmpul vizual în grade, împărțim câmpul vizual în metri (primul număr) la 17.5.
Puterea de mărire
Această putere de mărire reprezintă raportul între distanța focală a obiectivului și cea a ocularului și este una fixă. Deși există și binocluri cu puteri de mărire ajustabile (binocluri Zoom), acestea nu sunt recomandate pentru astronomie, deoarece calitatea imaginii va fi mai slabă decât la cele fixe, iar o putere de mărire mai mare va întuneca imaginea.
Aceste puteri de mărire cresc odată ce crește diametrul obiectivului. Niște standarde 7x, 8x, 10x 15x 20x sau 25x
Apertura, sau diametrul obiectivului
Reprezintă diametrul lentilei obiectiv a binoclului și dictează câtă lumină adună binoclul. Un obiectiv mai mare va aduna mai multă lumină decât unul mai mic, deci vom putea observa stele cu magnitudini mai mari odată ce creștem diametrul obiectivului. Standardele sunt 42, 50, 70, 80 sau 100.
Recomandări
Dacă doriți sesiuni de observații relaxante, fără alte echipamente adiționale, un binoclu de 7×50, 8×50 sau chiar 10×50 va fi excelent. Este destul de mic și ușor, iar puterea de mărire este destul de mică încât să putem realiza observațiile ținându-l în mână. 
Dacă putem lua cu noi un trepied, putem folosi binocluri mai mari, de 15×70 sau mai mari. Aceste binocluri ne vor oferi imagini mai bogate în stele și mai multe detalii în nebuloase, roiuri stelare și galaxii decât binoclurile mai mici.
Un următor pas în observațiile cu binoclu sunt binoclurile cu oculare interschimbabile și diametre de peste 100mm. Aceste binocluri se ”luptă” cu telescoapele convenționale când vine vorba de detaliile oferite, iar calitatea lor optică va fi, de obicei, superioară binoclurilor normale. Un alt avantaj este faptul că vor avea oculare cu adaptare la 45 sau 90 de grade, pentru observații mai comfortabile ale cerului.
Este obligatoriu, însă, să utilizăm un trepied solid pentru aceste binocluri, deoarece sunt foarte grele.
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.
