Documento creato da Alberto Bellina

Indice

Premessa

 Sono un novizio di astronomia ed avvicinandomi a questa scienza ho sentito la necessita' di organizzare le conoscenze che ho accumulato.
Molte delle informazioni presenti in questo file sono prese da Internet, in special modo le figure (erano gia' fatte !!!).

Telescopi

 Il telescopio e' lo strumento principale per l'osservazione astronomica.
Esistono telescopi di diversi tipi e dimensioni, adatti alle varie necessita' degli astonomi dal dilettante al professionista.

Ma indipendentemente dallo schema ottico, occorre definire brevemente le caratteristiche comuni a tutti gli strumenti astronomici.
La caratteristica più importante di un telescopio e' il diametro dell'obiettivo o apertura, sia esso lente o specchio; quanto più grande e' il diametro dell'obiettivo, tanto maggiore sara' la luminosita' del telescopio, la sua capacita' di vedere i dettagli delle immagini (il potere risolutivo), il potere di ingrandimento.
Un'altra caratteristica - meno importante - dei telescopi e' la lunghezza focale dell'obiettivo, che influenza il potere d'ingrandimento e la luminosita' del sistema nelle applicazioni fotografiche, oltre che la lunghezza fisica del tubo ottico (ma non in tutti i casi).
L'ingrandimento di un telescopio e' la sua apparente capacita' di "avvicinare" gli oggetti osservati; la sua importanza viene in genere enormemente sopravvalutata dai profani e dai principianti.
In realta' l'ingrandimento ha un'importanza secondaria nella valutazione delle prestazioni di uno strumento, e va sottolineato che esso può essere facilmente variato intercambiando gli oculari, sostituibili a piacere su qualsiasi telescopio.
Il massimo ingrandimento "pratico" di un telescopio dipende dal diametro dell'obiettivo, ed e' all'incirca pari al doppio del diametro (espresso in mm) per i riflettori, e di 2,5-3 volte il diametro per i rifrattori.
Il potere risolutivo e' la capacita' di un obiettivo di rivelare come distinti i particolari dell'immagine.
Esso dipende strettamente dal diametro dell'obiettivo e pertanto uno strumento, poniamo da 100mm di diametro, mostrera' più dettagli rispetto ad uno strumento da 60mm.
Si calcola con la formula di Dawes.
Tornando agli schemi ottici esaminati in precedenza, ciascuno di essi e' stato sviluppato e perfezionato per offrire immagini le più nitide, contrastate e luminose possibile.
Ciascuno di essi però rappresenta una delle possibili "ricette" per la correzione dei difetti ottici, o aberrazioni che inevitabilmente affliggono i sistemi ottici.
Quattro telescopi di identico diametro, focale e qualita' ottica, ma dei quattro tipi ottici descritti, utilizzati in identiche condizioni per osservare, poniamo, la Luna, genereranno immagini certamente simili, ma non uguali.
Le differenze saranno valutabili solo con una certa attenzione, ma risulteranno alla fine evidenti.
Il rifrattore fornira' immagini più nitide e contrastate, il riflettore Newtoniano immagini più luminose, mentre lo Schmidt-Cassegrain ed il Maksutov-Cassegrain forniranno immagini leggermente meno contrastate che negli altri due telescopi.
Analizzando però i telescopi sotto altri punti di vista, risulta immediatamente chiaro che:

Tipi

 I telescopi amatoriali sono raggruppabili in 4 categorie, che corrispondono a diversi schemi costruttivi:

Ognuno di questi tipi ha pregi e difetti rispetto agli altri.
Di seguito ne sono evidenziate le caratteristiche fondamentali.

Telescopio Rifrattore

Nel rifrattore acromatico (e apocromatico) l'obiettivo e' composto da 2-3 lenti di vetro differente per correggere gli effetti dell'aberrazione cromatica.
E' il tipo che la media delle persone indentifica con la parola Telescopio, cioa' un lungo tubo dove la luce passa diritta dalla lente dell'obiettivo frontale all'oculare all'altro lato del tubo.
I rifrattori forniscono immagini nitidissime, ricche di dettagli e contrastate, e sono raccomandabili a chi ama le osservazioni di luna, sole, pianeti, stelle doppie; in compenso, ad eccezione dei modelli più piccoli (fino ad 80mm di diametro), sono molto costosi in relazione all'apertura, sono lunghi e perciò inadatti ad essere trasportati (sono adatti a chi possiede un posto fisso dove lasciarli montati) e vengono prodotti industrialmente solo fino 150mm di diametro, apertura "media" nell'utilizzo astronomico amatoriale. Sono in genere inadatti (ad eccezione dei modelli apocromatici) per osservare e fotografare oggetti del profondo cielo.

Vantaggi Svantaggi

Telescopio Riflettore di Newton

Il riflettore di newton e' composto da uno specchio primario concavo parabolico che riceve e mette a fuoco la luce in ingresso su un piccolo specchio secondario piano (diagonale) che riflette l'immagine su una apertura laterale del tubo dentro l'obiettivo.

I riflettori Newtoniani sono ottimi telescopi per uso "universale", forniscono immagini luminose e di buona qualita' di Luna e pianeti, stelle ed ammassi stellari, nebulose e galassie; esistono in commercio in diametri anche enormi (fino ad oltre 60 cm!) a prezzi accessibili, sono adatti all'uso fotografico più avanzato. Sono mediamente ingombranti ma sono ancora da ritenere trasportabili.

Vantaggi Svantaggi

Telescopio Schmidt-Cassegrain

Il telescopio Schmidt-Cassegrain e' composto da uno specchio primario concavo sferico, da uno specchio secondario convesso sferico e da una sottile lente dotata di potere convergente al centro e divergente ai bordi (superficie di Schmidt) che ha lo scopo di correggere le aberrazioni ottiche del sistema.
L'immagine si forma nella parte posteriore del tubo, dietro un foro praticato al centro dello specchio principale.
I telescopi Cassegrain, siano essi della variante di Schmidt o di Maksutov, sono stati progettati come strumenti "da trasporto", ed offrono obiettivi di grande diametro con lunga focale ed ingombro e peso ridottissimi (vedi schema a pag.2). L'uso di questi telescopi e', analogamente ai newtoniani, universale, ma la loro chiara vocazione alla trasportabilita' ne ha fatto un best-seller tra tutte le categorie di astrofili, che devono sempre più spesso fuggire dalle citta' per trovare il cielo buio necessario a certi tipi di osservazioni. Questi telescopi sono in genere accompagnati da una notevole varieta' di accessori visuali e soprattutto fotografici che consentono una pratica piuttosto facilitata di tutte le tecniche classiche della fotografia astronomica.

Vantaggi Svantaggi

Telescopio Maksutov-Cassegrain

Nel telescopio Maksutov-Cassegrain, molto simile allo Schmidt-Cassegrain, le aberrazioni ottiche dei due specchi sferici vengono corrette introducendo una grossa lente anteriore a menisco, anch'essa sferica.
Vantaggi Svantaggi

Scelta

 Non esiste ovviamente una scelta ottimale per tutte le esigenze e tutte le situazioni, neppure tra rifrattore e riflettore.
La scelta di un telescopio e' relativa ad alcuni parametri, di cui i principali sono:

Sito di Utilizzo

 Innanzitutto e' da considerare il sito dove lo strumento verra' maggiormente usato.
Nella maggior parte dei casi l'ubicazione e' in vicinanza o all'interno di un centro urbano dove l'inquinamento luminoso rende difficilmente osservabili deboli oggetti diffusi, mentre l'osservazione degli astri piu' brillanti come i pianeti e la Luna non risentono delle condizioni ambientali delle citta'.
Viceversa, si verifica spesso che localita' situate in zone montane, con basso inquinamento luminoso, siano spesso sedi dove la turbolenza atmosferica nuoce all'osservazione di dettagli planetari mentre risulta vantaggiosa quella di oggetti deboli oggetti diffusi.

Postazione

 Bisogna inoltre distinguere se il telescopio puo' esser dotato di una postazione fissa o se e' progettato per un poter essere facilmente trasportato in siti diversi. Nella prima ipotesi di un uso principalmente urbano in sito di alto inquinamento luminoso, e quindi di uno strumento mirato per l'osservazione di dettagli in oggetti relativamente brillanti, lo strumento da preferire e' tendenzialmente un rifrattore. Per piccoli diametri (6-12 cm) infatti, la mancanza di ostruzione da parte dello specchietto secondario dei riflettori (sia Newton che Cassegrain) che della crociera di supporto, permettono di ottenere un'immagine di diffrazione piu' nitida che si traduce in una miglior visione (in pratica contrasto piu' elevato a parita' di diametro rifrattore/riflettore) dei dettagli planetari ed una migliore capacita' di risolvere stelle doppie strette.
Altri vantaggi del rifrattore sono quelli avere un tubo chiuso (con minor turbolenza interna) e di essere poco sensibili all'accuratezza della collimazione delle ottiche, spesso elemento critico nei riflettori di piccolo rapporto di apertura (rapporto focale/diametro).
Questo spiega perche' un rifrattore anche se di dimensioni sensibilmente inferiori al riflettore puo' avere prestazioni superiori nell'osservazione visuale di pianeti.
Si tenga anche conto della maggior trasportabilita' del rifrattore. Il rifrattore inoltre, per via del tubo chiuso e dell'osservazione effettuata dalla parte posteriore del tubo, e' senz'altro piu' adatto per le osservazioni dalla finestra di casa o da un piccolo balcone.
Ovviamente la maggior apertura, a parita' di costo, del riflettore, da' a quest'ultimo il vantaggio di una maggior luminosita' che e' importante nel caso in cui si voglia affrontare l'osservazione di oggetti diffusi (nebulose diffuse, nebulose planetarie, galassie, comete) e la fotografia sia di pianeti che di altri oggetti celesti.

Tipo di Osservazione

 Un caso particolare e' quello dell'osservazione del Sole, dove e' da preferire comunque un rifrattore.

Tipo di Montatura

 Il tubo ottico dei telescopi astronomici e' sostenuto da un supporto meccanico che consente il puntamento in tutte le direzioni, la montatura.
I tipi di montatura attalmente usati si possono suddividere in due tipi:

Montatura Altazimutale

 La montatura altazimutale, molto semplice ed economica, consente il movimento del telescopio nelle direzioni orizzontale (parallela all'orizzonte) e verticale (perpendicolare all'orizzonte).
Questa montatura e' adatta solo per uso visuale, anche terrestre, e viene fornita in genere con i telescopi più piccoli ed economici.
Può essere dotata di moti micrometrici per facilitare il posizionamento di precisione del telescopio.
E' inadatta alle osservazioni a forti ingrandimenti a causa della sua inadeguatezza ad inseguire il moto apparente degli oggetti celesti, quasi impercettibile ad occhio nudo ma evidente durante le osservazioni telescopiche.

Montatura Equatoriale

 La montatura equatoriale e' più complessa ed e' caratterizzata da due assi di movimento uno dei quali e' inclinabile in modo tale da renderlo parallelo all'asse di rotazione della Terra.
Ruotando con moto uniforme (manualmente o tramite un motore elettrico) questo asse inclinato si riescono ad annullare gli effetti del moto di rotazione terrestre, e ne consegue una notevole comodita' osservativa.
Le montature equatoriali si dividono in due tipi principali:
Entrambe queste montature sono efficaci e comode, ed offrono moti micrometrici manuali o motorizzati.
La montatura equatoriale dotata di moto orario mantiene gli oggetti celesti al centro del campo per un tempo indefinito ed e' perciò indispensabile per le osservazioni più impegnative a forti ingrandimenti oltre che per praticare la fotografia astronomica.
Inoltre la montatura equatoriale e' dotata di cerchi graduati utili per il puntamento degli oggetti celesti di cui si conoscano le coordinate.

Costruzione

 La costruzione di un telescopio e' una attivita' relativamente complessa.

Formule

 Di seguito un elenco di formule generali utili, con di seguito i simboli utilizzati nelle formule:
Formula di Dawes Pr = 120 / D (mm) Ingrandimento dalle lunghezze focali M = Fl / fl Ingrandimento da diametro e pupilla di uscita M = D / d F/number - focal ratio f/ = Fl / D