Il primo telescopio

 

  Indice rapido

Com'è fatto un telescopio

Su che basi scegliere il telescopio

I parametri ottici fondamentali

L'alternativa dell'autocostruzione

La scelta di un telescopio è molto simile alla scelta di un automobile. Non ci piacerebbe infatti una grande macchina comoda, con gli interni ben rifiniti, un motore potente, l'aria condizionata, tutti gli optional relativi alla sicurezza della guida, una linea filante e una carrozzeria sinuosa?
Bene, provate a girare per il centro di una città con una berlina di grandi dimensioni, e rimpiangerete di non avere una 500, oppure passate per una sassosa stradina di montagna con una macchina sportiva dalla scocca bassa, e vi accorgerete di aver lasciato la marmitta per strada!

Un discorso analogo vale sicuramente per gli strumenti con i quali si desidera indagare i segreti del firmamento, giacchè il cielo si offre ai nostri occhi in diverse forme e multiformi aspetti. Oltre alla varietà di oggetti da osservare bisogna anche considerare la questione di come osservarli! E' infatti possibile farlo visualmente, in fotografia o con un CCD.

Dopo aver conosciuto l'astronomia teorica, è naturale il desiderio di possedere un telescopio. Purtroppo però solo chi ha passato molto tempo con diversi telescopi è in grado di capire quale strumento faccia al caso suo, di coglierne le potenzialità e i pregi, e - dulcis in fundo - di conoscerne i difetti!
Essendo l'astronomia un hobby tuttosommato abbastanza diffuso, infatti, vengono fabbricati telescopi per acquirenti diversi: i neofiti, gli astrofili "navigati" e i semi-professionisti. Naturalmente i telescopi di classe superiore possiedono certe caratteristiche che li pongono in condizioni ben diverse dai semplici telescopi da supermercato; purtroppo, però, anche il prezzo è ben diverso! Una cosa interessante da notare è che non sempre il telescopio più costoso è quello che meglio si adatta alle nostre esigente, per cui la scelta basata sul "fattore prezzo" non è sempre azzeccata. A proposito di spese: ricordate che l'acquisto del telescopio è molto spesso seguito da quello dei cosiddetti "accessori" in realtà essenziali (oculari, motorizzazioni, eccetera), il cui prezzo non è certo da sottovalutare!

Come fare a questo punto? Il consiglio ideale, quello che sicuramente è valido in tutti i campi - e non solo nell'astronomia - è quello di provare! Provate diversi telescopi e scegliete quello che fa al caso vostro! Ecco a cosa servono i gruppi-astrofili! Non solo a dare consigli teorici, ma a provare con mano quello che si intende fare!

Ciò detto, comunque, è possibile generalizzare delle condizioni tipiche di acquisto!

Com'è fatto un telescopio

Senza voler entrare nei dettagli tecnici, possiamo dire che un telescopio è composto da due parti importantissime: il tubo ottico e la montatura su cui esso è appoggiato.

Per tubo ottico si intende quel complesso di lenti e/o di specchi che raccolgono la luce e la focalizzano in un punto (il fuoco); in quello stesso punto andrà applicata un ulteriore lente - l'oculare - che determinerà l'ingrandimento con cui stiamo osservando.
Un telescopio può avere un obiettivo a lenti (rifrattore), oppure a specchio (riflettore) o essere misto (catadiottrico). Ognuno di questi schemi offre vantaggi e svantaggi che dopo elencheremo in un'arida tabella, la cui sola pretesa è quella di offrire un'indicazione di massima.

Possiamo però premettere quanto segue:

• i rifrattori - proprio per il fatto di basarsi sul principio della rifrazione - soffrono dell'incurabile male detto "aberrazione cromatica", ovvero tendono a scomporre la luce in un arcobaleno colorato. Naturalmente questo inconveniente può essere ridotto ai minimi termini e diventare trascurabile, ma solo a patto di usare tante lenti di materiale speciale. Un rifrattore con obiettivo a due lenti "normali" è detto acromatico; un rifrattore con più di due lenti, oppure con lenti in vetro speciale, è detto apocromatico.

• i riflettori non soffrono di aberrazione cromatica, ma in compenso debbono essere "ostruiti". Infatti uno specchio rimanda la luce all'indietro, e per poterla intercettare è necessario inserire un secondo specchietto per fare uscire la luce a fianco del tubo (configurazione di Newton) oppure attraverso un buco nello specchio primario (configurazione di Casségrain), come mostrato nella figura a fianco. Purtroppo quando l'ostruzione è molto grossa, si può avere una resa inferiore a quella teorica; inoltre specchi male lavorati possono soffrire di altre aberrazioni.

Una volta che l'obiettivo ha focalizzato la luce in un sol punto, è compito dell'oculare quello di determinare l'ingrandimento con cui si osserva. L'ingrandimento che un telescopio può raggiungere dipende da due fattori importantissimi: la grandezza dell'obiettivo (cioè delle lenti o dello specchio primario) e la qualità di lavorazione. Ingrandire un particolare al telescopio, significa infatti diminuire la luminosità dell'immagine formata dall'obiettivo, inquadrandone solo una piccola parte: se l'obiettivo è troppo piccolo, un ingrandimento eccessivo degenera in un'immagine assolutemente infida ed inguardabile. Inoltre, a parità di grandezza, un obiettivo meglio lavorato offre una resa superiore di uno mediocre.

La montatura, infine rappresenta il supporto che deve reggere il telescopio durante il lavoro.

Bisogna premettere - e ciò non è banale come sembra! - che la Terra ruota su se stessa; per effetto di questa rotazione, le stelle sembrano spostarsi nel corso di una notte, lungo traiettorie circolari, dall'orizzonte est verso quello ovest. Il fulcro di questo movimento è il polo nord celeste, ben rappresentato dalla Stella Polare. Per poter seguire efficacemente gli astri nel loro moto è necessario che un asse della montatura sia puntato sul polo nord celeste: un siffatto tipo di montatura prende il nome di equatoriale. Per una spiegazione più approfondita di questo fenomeno, ci ripromettiamo di dedicare uno specifico articolo.

La robustezza della montatura è essenziale: agli alti ingrandimenti a cui opera anche un mediocre telescopio, la minima vibrazione induce delle oscillazioni molto, ma molto amplificate! Dunque non è la grandezza quella che dobbiamo guardare, ma piuttosto la precisione costruttiva, la fluidità dei movimenti e, dando una bella sculacciata al telescopio, il tempo impiegato dall'insieme tubo-montatura a smettere di vibrare. Purtroppo le buone montature richiedono lavorazioni di precisione e diventano molto costose, ma non è obbligatorio possedere un pezzo di meccanica di prim'ordine se si intende semplicemente guardare. Le montature di classe superiore, infatti, servono per fare fotografie o riprese con il CCD.

Su che basi scegliere il telescopio

Il telescopio che compremo dovrà rispondere a certi requisiti:

1. cosa vogliamo osservare?

2. desideriamo anche fotografare?

3. dobbiamo portarlo in giro o abbiamo un posto fisso?

4. ...quanto possiamo spendere?

1) Cosa vogliamo osservare.
In questo caso bisogna sapere che esistono due tipologie di oggetti celesti: oggetti poco luminosi e diffusi (nebulose, galassie...) e oggetti brillanti e piccoli (pianeti, craterini lunari, stelle doppie...). Nel primo caso il parametro fondamentale è la grandezza dell'obiettivo, affinchè esso possa raccogliere quanta più luce possibile. Nel secondo caso, invece, daremo la precedenza alla qualità di lavorazione dello stesso: in pratica, tra due obiettivi diversi, è meglio prendere quello più piccolo se risulta più ben lavorato.

2) Desideriamo fare fotografie.
Per effettuare fotografie bisogna possedere un telescopio stabile, con una montatura precisa equipaggiata con un motorino che controbilanci la rotazione terrestre: in questo caso il prezzo è destinato a salire!

3) Dobbiamo portarlo in giro.
Un ulteriore parametro da valutare è la compattezza e il peso dell'insieme, quando bisogni trasportalo. Un tubo lungo due metri difficilmente arriverà integro a destinazione; d'altronde, però, se la nostra base d'osservazione è un balcone o un giardino in un paese, difficilmente l'inquinamento luminoso ci permetterebbe di sfruttare grandi telescopi. Dunque nel primo caso serve un compromesso tra grandezza e trasportabilità, mentre nel secondo conviene orientarsi su un telescopio più piccolo ma di qualità.

4)Quanto possiamo spendere.
A titolo informativo, è necessario preventivare una spesa di almeno un milione (cento mila più, cento mila meno) per comprare un piccolo telescopio. Questa cifra diventa circa 4 o 5 volte superiore per un modello medio, che però darà molte più soddisfazioni e potrà durare molti più anni prima di stufarci.

Ma, ancora una volta, prima di spendere cifre enormi è sempre preferibile chiedere a gente che ha un po' di esperienza!

La seguente tabella illustra in maniera molto grossolana i pregi e i difetti delle varie configurazioni ottiche (attenzione, non delle marche di telescopi!). con la solita clausola che esemplari male lavorati possono rendere molto meno, mentre buone lavorazioni ottiche possono rendere molto di più!

I parametri ottici del telescopio

Perchè l'immagine di un telescopio sia buona, è dunque obbligatorio che l'obiettivo sia di dimensioni adeguate e che sia ben lavorato. In linea di massima possiamo considerare come dimensioni minime uno'obiettivo a lenti da 60 mm di diametro, oppure uno a specchio da 100 mm di diametro. E questo, sempre in teoria: infatti i telescopi più piccoli vengono costruiti pensando ad un pubblico di acquirenti giovani, o di poca dimestichezza... e perciò con un'accuratezza ottico-meccanica non sempre elevata. In conclusione, se volgiamo uno strumento buono, dobbiamo pensare a diametri di 80 mm se a lenti, o da 120 - 150 mm se a specchio e se speriamo in prezzi dell'ordine di grandezza dei 2 - 3 milioni. Esistono anche dei modelli a prezzi inferiori: spesso questo è dovuto a montature e supporti non sempre felici, anche quando le ottiche sarebbero buone. Infine, si sappia che un telescopio "si chiama con il suo diametro": un telescopio rifrattore con l'obiettivo da 10 cm è spesso chiamato "un rifrattore da 10 cm".

Ma quanto può ingrandire, infine, un telescopio? In linea generale e teorica, un obiettivo medio può offrire un numero di ingrandimenti pari al doppio del suo diametro in millimetri. Dunque un obiettivo da 10 centimetri può fornire - in teoria - 200 ingrandimenti. E' a questo punto che intervengono due fattori: il tipo di oggetto che si sta osservando e la bontà di lavorazione.

Gli oggetti deboli, infatti, non necessitano per loro natura alti ingrandimenti: di solito si rimane entro il 50% - 80% del diametro (in millimetri). Così per guardare nebulose e galassie, il nostro telescopio da 10 centimetri lavora bene a 50 o 80 ingrandimenti.
Inquadrando un pianeta, invece, noteremo come esso sia piccolo e pallido a bassi ingrandimenti: è proprio necessario aumentarli. Al 200% del diametro di un ottimo 10 cm, (turbolenza dell'aria permettendo!) si ottiene praticamente il massimo: se volessimo ingrandire di più, otteremo un'immagine confusa e scura.

Un ulteriore parametro che caratterizza il telescopio è il cosiddetto rapporto focale: si tratta del rapporto tra lunghezza focale e diametro del telescopio.
Ad esempio un rifrattore da 100 mm di diametro e 1200 mm di lunghezza focale, avrà un rapporto focale di 1200 : 100 = 12, indicato spesso con la dicitura f/12. Il rapporto focale da un idea della concavità degli specchi (o convessità delle lenti): dalle figure è infatti naturale capire che per ottenere lunghe focali basta "scavare" poco uno specchio, mentre per ottenere una focale inferiore bisogna avere una maggiore profondità. Ma scavare uno specchio, o curvare una lente in valori elevati diventa sempre più difficile e costoso: la lavorazione di un telescopio f/4 è più complessa di un telescopio f/10.
Perchè allora esistono differenti rapporti focali? Semplicemente perchè l'effetto di un rapporto focale minore diventa quello di concentrare più luce in un punto: i telescopi a basso rapporto focale, come f/4 o f/6 sono più luminosi dei loro corrispettivi f/10 o f/12, e permettono, ad esempio, di eseguire fotografie con tempi di posa più brevi.

Adesso che i tre parametri ottici fondamentali di un telescopio sono stati mostrati, possiamo riassumere in un'altra tabella i "tipici campi d'applicazione" dei vari schemi ottici alle varie focali:

L'alternativa dell'autocostruzione

Molte persone decidono che il telescopio, invece di comprarlo, se lo vogliono costruire. In effetti l'autocostruzione offre belle soddisfazioni, e in linea teorica, costruire un telescopio newtoniano è alla portata di chiunque sappia maneggiare degli attrezzi da bricolage. Attenzione, però: autocostruendo un telescopio "in casa" (e quindi senza l'ausilio di macchine da officina), limiteremo di molto le sue possibilità. Vediamo comunque quali gradi di precisione è possibile ottenere.
 

• E' possibile molare in casa, da soli, lo specchio. A tal scopo servono due dischi di vetro, degli abrasivi da diluire in acqua e un buon manuale (ce ne sono tanti in libreria) che spieghi come procedere. In linea teorica non vi è nulla di impossibile... ma obiettivamente che grado di precisione possiamo attenderci dalle nostre sole mani? Molti autocostruttori partono con uno specchio primario comprato già finito!

• La montatura: è impensabile ottenere, sempre in casa, una montatura equatoriale di precisione. Tutt'al più potremmo ottenere una montatura approssimativamente inclinata sul polo nord celeste, oppure realizzare direttamente una montatura altazimutale (assi alto-basso e destra-sinistra). In questo ultimo caso, il telescopio newtoniano altazimutale si definisce dobsoniano.

Approfondire il discorso sarebbe lungo ed inutile, dato che esistono testi specialistici che potrete trovare nella nostra bilbiografia per chi inizia. Inoltre vi consigliamo di dare un'occhiata al sito di Mel Bartels, un autocostruttore americano che ha realizzato progetti davvero interessanti!

Lorenzo Trumino - GAWH

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