Il mio primo telescopio: parte IV – Le Ottiche

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Dopo aver capito cosa osservare con un telescopio ed aver approfondito un pò la conoscenza superficiale di montature e motorizzazioni, veniamo ad un discorso ben piu complesso, le ottiche. Per scarsa preparazione e per incompletezza di informazione, consiglio di leggere in maniera superficiale ciò che sto dicendo e di affidarsi piuttosto all’ampia documentazione che si trova online o, meglio ancora, affidarsi ad un gruppo astrofili.

Nonostante questo, è mio desiderio parlare di questo aspetto in quanto di primaria importanza per la scelta del proprio primo strumento.

Punto subito al dunque: nell’ambito dei telescopi ci sono tantissime configurazioni e innumerevoli “schemi ottici”. Pensate che solo nella configurazione “telescopio riflettore” sono presenti almeno sei tipi di schemi ottici diversi e con sistemi di correzione delle immagini diversi e con performance diverse:  Newton, Cassegrain, Maksutov, Schmidt etc. e via discorrendo.E’ mia intenzione trattarne solo tre, che sono quelli piu in voga nell’immaginario collettivo di ogni Astrofilo Neofita. Gli schemi ottici di cui parlerò sono

1) Telescopio con ottica Newtoniana, Riflettore

2) Telescopio Rifrattore.

3) Telescopio con ottica Schmidt-Cassegrain, riflettore

Le differenze tra i tre telescopi sono sostanziali, sia in termini di ottiche che di risultati visivi.I valori piu sensibili di cui tenere conto durante la scelta sono

a) Diametro di Apertura

b) Lunghezza Focale

c) Rapporto Focale

oltre ovviamente ad eventuali certificazioni ottiche, che sono normalmente impensabili sui telescopi entry level.

RIFRATTORE

Il telescopio rifrattore è uno strumento costruito secondo questo schema ottico:

e nella sua fisionomia si presenta come un tubo allungato:

iciamo che questo rappresenta nell’idea comune “il telescopio”.

Il rifrattore si fa apprezzare grazie ad una grande secchezza nelle immagini, le stelle appaiono puntiformi e i dettagli di luna e pianeti sono ben contrastati, se le ottiche sono di una certa qualità.  Spesso è preferito in fotografia dove si pone come strumento fotografico d’eccellenza per il largo campo e quando si trovano strumenti corretti sono forse i migliori in tutto.

Come vediamo dallo schema presentato sopra, la luce entra all’interno del tubo attraversando delle lenti poste come “obiettivo”, un pò come gli obbiettivi delle macchine fotografiche per intenderci. Una volta che la luce è passata attraverso queste lenti (che possono essere piu di una, anzi…SONO piu di una 🙂 ), viene scomposta (o rifratta) e ricomposta in un punto fino a raggiungere il focheggiatore posto in fondo allo strumento ed attraverso delle manopole che ne allungano o diminuiscono l’escursione permettono di regolarne la messa a fuoco.

“pro” di questo tipo di ottica sono

– Ampi dettagli sugli oggetti (ad esempio sui pianeti)

– Immagini piu luminose e contrastate, stelle puntiformi.

Essendo un sistema “a lenti” è però soggetto ad un effetto chiamato “aberrazione cromatica”. Cioè, ha la tendenza a mostrare caratteristiche di luce non corrette nel momento in cui avviene la ricomposizione dell’immagine. Per evitare questo problema, si è reso quindi necessario elaborare delle lenti in modo migliore, con tecniche e materiali nuove e calcolandone la perfetta collimazione all’interno del gruppo “obbiettivo”, che è quello antistante. Questa operazione di correzione ha costi molto elevati. I telescopi rifrattori quindi traggono una parte del nome da questo tipo di correzione, diventando “rifrattori apocromatici”, “rifrattori semi-apocromatici” o “rifrattori acromatico”.

I contro sono:

– Un rifrattore che lavora a dovere costa un sacco di soldi (

– Maggior delicatezza nell’uso (se ti cade son dolori)

Quindi se la vostra idea è quella di comprare un telescopio rifrattore con 3/400 euro compreso di motorini, montatura etc.etc, va da se che il rischio di trovare ottiche non corrette è abbastanza alto. Purtroppo, da quel poco che so, per acquistare un rifrattore buono bisogna affrontare un investimento che ritengo eccessivo per un neofita che nemmeno sa quanto utilizzerà il telescopio, a meno che un astrofilo non parta già con le idee chiare e non abbia già osservato in diversi telescopi sviluppando la passione nel tempo, ma questo è un altro paio di maniche

Non posso comunque non citare alcuni rifrattori a 89 euro o a 130 euro spedizione inclusa…e li cito in silenzio, a buon intenditor…. 😯

Altra musica invece se si parla di rifrattori “fatti a dovere”, non posso negare che siano quelli che forniscono maggiori dettagli e in un certo senso preferibili ad altre ottiche in ambiti fotografici (si parla di cifre oltre i 5/6.000 euro…)

RIFLETTORE NEWTONIANO

Il telescopio Riflettore Newtoniano presenta invece un’ottica completamente diversa:

..mentre questa è l’immagine del telescopio per come comunemente si presenta:

 

Come si intuisce dallo schema dell’ottica, la luce entra, arriva in fondo al tubo dove vi è posto uno specchio primario generalmente quasi parabolico (non una lente, ndr!) viene riflessa (riflettore!!) e convogliata verso un altro specchio (secondario) il quale ha il compito di raccogliere il cuneo di luce in arrivo dal primario e convogliarla verso il focheggiatore.

Questa configurazione è tra quelle piu utilizzate, trovando forte consenso nel mercato che ne ha fatto diminuire sensibilmente i costi. Inoltre è un pò meno “delicato” rispetto ad un rifrattore, anche meno pesante e questo lo rende facilmente trasportabile.

I pro sono:

1) facilità di impiego e collimazione

2) vasta gamma di possibilità e configurazioni

3) rapporto qualità/prezzo spesso vincente soprattutto sulle fasce economiche

4) adatto a oggetti del profondo cielo

I contro sono:

1) minor definizione e minor contrasto rispetto ad un rifrattore, perde molto sul planetario

2) può mostrare un’ombreggiatura al centro dell’immagine dovuta alla presenza dello specchio secondario (ahimè)

3) a lungo andare può rendersi necessario rialluminare gli specchi, essendo “aperto” e lasciando passare quindi molta aria all’interno del tubo

Nonostante questo, ritengo a livello personale che il telescopio newtoniano rappresenti per chi inizia un ottimo punto di partenza, risultando valido per effettuare la visualizzazione della maggior parte degli oggetti nonchè tentare i primi approcci fotografici con una spesa contenuta. Io ho scelto questo.

Schmidt-Cassegrain

Un altro schema ottico che riscuote notevole successo è lo Schmidt-Cassegrain, che riporta questo schema ottico:

In quest’ottica, abbiamo qualche elemento in piu rispetto al rifrattore e rispetto al newtoniano. Abbiamo infatti una lastra posta nella parte anteriore, chiamata “lastra correttrice” o “lastra di schmidt”, che corregge il segnale luminoso in entrata, il segnale arriva allo specchio primario che si trova in fondo il quale riflette la luce verso un ulteriore specchio che è parecchio arrotondato e funziona da moltiplicatore. Il segnale moltiplicato arriva poi al focheggiatore che è posto in fondo allo schema ottico ed esce dalla culatta posteriore.

Essendo che la luce viene moltiplicata da uno specchio semi-sferico, l’immagine risultante sarebbe parecchio arrotondata, ecco il motivo per il quale si è reso necessario anteporre la lastra di Schmidt, che corregge questa aberrazione. La moltiplica invece è stata inserita per allungare la focale dello strumento, che normalmente ha un rapporto focale F/10.

La messa a fuoco avviene attraverso un apposito registro che anzichè muovere il focheggiatore come nei precedenti telescopi. sposta direttamente lo specchio primario in avanti o indietro, permettendo cosi di regolare il punto di fuoco allungando o diminuendo micrometricamente la lunghezza focale del telescopio.

Uno dei telescopi Schmidt-Cassegrain piu in voga è il Celestron C8, palestra per molti astrofili neofiti:

come si vede nell’immagine, all’apertura abbiamo la lastra di Schmidt.

I pro di questo tipo di ottica sono i seguenti:

1) lunga focale su dimensioni ridotte: grazie al moltiplicatore si può ottenere una focale molto lunga su telescopi corti. Pensate ad esempio che il C8 ha una lunghezza fisica di circa 50 cm, mentre la sua focale è pari a 2 metri!

2) forti ingrandimenti e grande dettaglio: ottimo quindi per pianeti e per oggetti luminosi del profondo cielo

3) peso ridotto: si può utilizzare per effettuare riprese in Alta Risoluzione di pianeti e luna, sfruttando montature piu piccole (tipo la eq5)

4) Trasporto facilissimo e collimazione semplificata: si collima solo lo specchio secondario.

i contro  invece sono i seguenti:

1) avendo una lastra anteriore, nelle serate con forte umidità si appanna

2) Avendo una lunga focale che ingrandisce molto l’immagine, risulta essere parecchio sensibile alle condizioni di cielo: con atmosfere turbolente può risultare molto difficile mettere a fuoco

3) Ottenenendo il fuoco attraverso lo spostamento dello specchio primario, il peso dello stesso può spostare il fuoco. Questo non è un problema durante le osservazioni, ma risulta un pò rognoso nelle serate fotografiche

4) a patto di prendere diametri ampi (dai 250mm in su) ha la tendenza a impastare un pò considerando poi l’ostruzione dello specchio secondario che non è proprio ininfluente.

5) avendo una lunga focale, non è particolarmente luminoso. Ma abituato l’occhio questo non rappresenta piu  un problema reale.

Nonostante questi contro, che sembrano su carta essere insormontabili, il telescopio lavora davvero bene e rappresenta una scelta importante dal momento che si può considerare un telescopio tuttofare e con prestazioni eccellenti.

DIAMETRI, FOCALI, RAPPORTI

Da bravo neofita, mi rivolgo ai neofiti…quando si viene a contatto per le prime volte con questo affascinante mondo, si viene letteralmente investiti da una serie di parametri che sembra non voler dire molto..apertura, diametri, capacità di raccogliere luce, luminosità e chi piu ne ha piu ne metta. Essendo neofiti, non penso sia il caso di affondare la propria intenzione nella ricerca della prestazione tout court…però possiamo buttare uno sguardo ad alcuni parametri fondamentali che possono darci l’idea di ciò che stiamo comprando.

Primo aspetto da non sottovalutare è che il telescopio funziona finchè raccoglie luce. Piu luce raccoglie e maggiore sarà la luminosità e la possibilità di ottenere alcuni dettagli. Questi valori si misurano con tre parametri fondamentali che sono: diametro dell’apertura, lunghezza focale, rapporto focale.

Il diametro d’apertura è molto semplice da individuare. Si misura in millimetri (mm) e varia normalmente dai  70mm ai 300/400 mm. Va da se che un 150mm raccoglie meno luce di un 200mm, ma contestualmente ne raccoglie molta di piu di un 130mm o di un 114mm.

Per dare un’idea dell’importanza di questo valore, si tenga presente che se confrontiamo un telescopio con apertura da 150mm con uno di apertura 200mm, abbiamo 5 centimetri in piu di apertura. Questi cinque centimetri sembrerebbero una banalità trascurabile..niente di piu sbagliato. Pensate ad un disco. Se lo ingrandite di 5 cinque centrimetri, la superficie di materiale che dovrete integrare è notevole. Quindi anche se un’apertura di 5 centimetri in piu può sembrarvi una bazzecola, non lo è: anzi.

Abbiamo poi la lunghezza focale: questa è la misurazione del percorso che la luce deve compiere all’interno del tubo. L’aumentare o il diminuire di questo parametro favorisce o meno la possibilità di dettaglio del telescopio. Ad esempio, un telescopio come il mio ha una focale da 750mm e con questa focale riesco a scorgere come dettaglio di riferimento lo “spazio nero” che c’è tra Saturno e i suoi anelli. Un telescopio con una focale minore, probabilmente non riesce ad arrivare a questa definizione. Mentre un telescopio con una focale maggiore (ad esempio 1000mm) permetterebbe di osservare dettagli maggiori del pianeta. Bisogna considerare che una focale piu lunga aumenta anche “le dimensioni” dell’oggetto, quindi in certi ammassi stellari o con oggetti di grandi dimensioni (come andromeda) può rivelarsi controproducente perchè si rischia di non poterli gustare nella loro interezza. Diversamente, una focale corta ha come “contro” il fatto di non poter scorgere dettagli degli oggetti piu piccoli e lontani. Anche qua..questione di compromessi.

Infine abbiamo il rapporto focale, e sarebbe quel numero che c’è dopo il valore “f/” che si trova in tutte le schede tecniche dei telescopi. Questo da un’indicazione di luminosità e si calcola dividendo il diametro dell’apertura/lunghezza focale. A valori di F piu alti corrisponde minor luminosità.

Esempio: Un telescopio 150mm di apertura con focale da 750mm ha un rapporto focale pari a : 750/150=5 quindi F/5

Da qui possiamo fare alcuni esempi di circostanza..se io avessi lo stesso telescopio con una focale piu lunga, scende la luminosità ma aumenta il dettaglio. (1000/150 = F/6.6). Quindi è vero che avrei piu dettaglio, ma avrei anche minor luminosità. Viceversa, se io accorciassi la lunghezza focale del telescopio a 500, avrei: 500/150=F/3.3. Quindi maggior luminosità ma minor possiblità di scorgere dettagli.

Di seguito alcune configurazioni standard:

Telescopio 150/750 = F/5

Telescopio 200/1000 = F/5

Telescopio 200/1200 = F/6

etc.etc.etc.

Per concludere, considerate che la focale insieme al diametro saranno poi importanti per quel che riguarda l’aspetto “peso”, quindi è necessario cercare un buon compromesso tra montatura e ottiche.

Il Fuocheggiatore

Infine, non si può non parlare del fuocheggiatore. Il focheggiatore è quel dispositivo che può essere posizionato in fondo al tubo ottico (nel caso di telescopi rifrattori o alcuni riflettori) oppure a qualche decina di centimetri dall’apertura anteriore (newtoniano)

E’ un dispositivo che nelle macchine piu economiche risulta piu o meno in questo modo:

 

e solitamente attraverso delle viti è fissato al tubo ottico.

Il fuocheggitore è quell’elemento verso cui converge tutta la luce del telescopio e permette attraverso il movimento delle rotelle poste alla base, di allungare o accorciare il punto di messa a fuoco in modo da ottenere immagini nitide (tranne ad esempio nello Schimdt Cassegrain che come abbiamo visto, il fuoco si raggiunge spostando lo specchi primario). Nel fuocheggiatore devono poi essere inseriti gli oculari che sono gruppetti di lenti che forniscono gli ingrandimenti necessari per la visualizzazione degli oggetti. Gli oculari, a loro volta, sono intercambiabili..se avrete intenzione di passare molto tempo a godervi la semplice visualizzazione astronomica, conviene mettere da parte qualche centinaio di euro per acquistarne diversi e farsi una riserva ben fornita. Quello che deve essere chiaro però è che maggiori saranno le performance degli oculari e piu precisione servirà al fuocheggiatore in quanto spesso il punto di messa a fuoco “verte” nello spazio di pochi millimetri.

Purtroppo, essendo Astrofili Neofiti non abbiamo possibilità di scegliere in maniera precisa il tipo di focheggiatore fornito nel nostro tubo ottico. Va detto però che spesso nei telescopi di fascia economica molto bassa, questo rappresenta un limite non indifferente. Purtroppo nella maggior parte dei casi è opportuno convivere con quello fornito e magari prendere in considerazione una sostituzione futura con focheggiatori piu performanti, ma tranquillizzatevi perchè per iniziare è sufficiente quello montato di serie. I difetti piu comuni di cui soffrono i  fuocheggiatori economici sono relativi alla precisione e al carico sopportato. Diciamo che se l’obbiettivo è quello di fare semplice visualizzazione, difficilmente potreste incappare nell’esigenza assoluta di dover cambiare il fuocheggiatore. Mentre, qualora abbiate voglia di scattare foto, è probabile (ma non certo..) che nasca l’esigenza di aver maggior precisione e quindi dotarvi di un fuocheggiatore piu performante.

Vi consiglierei di dare una letta alla sezione Strumenti, dove ho già recensito gli strumenti in mio possesso: due newtoniani e uno schimidt-cassegrain.