La base di partenza per il telescopio che ho costruito, in gran parte in economia, e che ho chiamato telescopio URANO, è da ricercare nella probabile sorte che, qualche tempo fa, sarebbe toccata al vecchio telescopio dell Associazione. La sua collocazione in soffitta, tra gli strumenti dismessi, mi rattristava non poco. Del mio stesso avviso erano anche altri soci dai quali ben presto era giunta una interessante proposta: utilizziamo lo specchio primario di 40cm per realizzare uno strumento facilmente trasportabile, adatto alle osservazioni visuali in campo aperto. Qualcuno, memore del fatto che ho passato una vita intera nei ruoli universitari come collaboratore scientifico alla cattedra di Fisica dello spazio dell Università degli studi di Firenze, aveva proposto di affidarmi la costruzione del nuovo strumento. Nonostante qualche iniziale esitazione, arrivai poi ad accettare l impegnativo incarico e così, nei primi giorni di giugno 2007, diedi inizio alla costruzione del telescopio, mantenendo però il riserbo sulle sue caratteristiche strutturali perché volevo presentarlo in Associazione a sorpresa e a lavoro finito. Dal punto di vista costruttivo, un telescopio dobsoniano può essere realizzato in modi diversi; io ho cercato di privilegiare una soluzione che mi consentisse di ottenere uno strumento solido e robusto, ma anche leggero e facilmente assemblabile in condizioni di scarsa illuminazione. Lo strumento doveva essere maneggevole e con una ridotta necessità di manutenzione o di riadattamento nel corso del tempo. La scelta del materiale è caduta sull alluminio che ha consentito di mantenere il peso dello strumento entro valori perfettamente accettabili. La costruzione non ha seguito un progetto definito in fase preliminare. Anzi, prendevo le decisioni operative man mano che davo forma a ciascun pezzo del telescopio. Nonostante ciò, non mi sono mai trovato a rimpiangere le scelte adottate al momento. Ho naturalmente tenuto in debito conto le due grandezze che vincolano la realizzazione di ogni telescopio e ne decidono l ingombro complessivo: il diametro dello specchio primario, nel nostro caso 405mm, e la lunghezza focale, 1.800mm. La lunghezza focale F è la distanza tra lo specchio primario e il piano su cui va a formarsi l immagine. E facile trovare sperimentalmente la focale di un obiettivo, sia esso uno specchio convergente o una lente: si ponga lo specchio in posizione verticale e lo si illumini con una lampada a filamento posta ad una distanza di almeno 10 metri. I raggi di luce emessi dalla lampada verranno convogliati dopo essere stati riflessi dallo specchio in un punto sull asse ottico. Per localizzare questo punto basterà prendere un dischetto di carta di pochi cm attaccato ad un bastoncino; facendolo scorrere sull asse ottico si troverà un punto, dove il filamento della lampada risulterà nitido e ben visibile. Con una sufficiente approssimazione, assumeremo come distanza focale la distanza tra lo specchio e il punto dove è a fuoco l immagine del filamento. Diametro e focale dello specchio definivano le caratteristiche funzionali del futuro strumento, che rapidamente illustriamo nel seguito. In primo luogo, stimiamo la luminosità L del telescopio rispetto all occhio, una grandezza essenziale per l osservazione di oggetti deboli e per l esplorazione del profondo cielo. La luminosità è definita dalla seguente espressione: L = Dt2/Dp2 Dove: Dt è il diametro dello specchio in mm; Dp il diametro della pupilla dell occhio. Se prendiamo un diametro della pupilla di 7mm, caratteristico di un occhio giovane e sano, vediamo che con il nostro telescopio sono visibili oggetti 3.265 volte meno luminosi rispetto all occhio nudo. Abbiamo poi il rapporto focale o luminosità relativa Rf dato dall espressione:
Rf = F/Dt Un valore di Rf compreso tra 3 e 5 definisce uno strumento particolarmente indicato per l osservazione di oggetti deboli e diffusi (anche se, naturalmente, nulla vieta di poter osservare con lo stesso telescopio, e con profitto, i pianeti e la Luna); invece con Rf superiore a 6 lo strumento è particolarmente conveniente per l osservazione planetaria. Gli ingrandimenti I del telescopio si calcolano facilmente con la formula seguente: I = F/Foc Nella quale F è la focale dello specchio e Foc quella dell oculare. Ci sono dei limiti da rispettare, sia per gli ingrandimenti minimi sia per quelli massimi. Nel nostro caso è bene, per ottenere immagini ancora di qualità, non scendere sotto i 60X e non superare, se non in casi di seeing eccellente, i 400X. Il potere risolutivo Pr (in secondi d arco) è una grandezza decisamente importante, anche se, durante le osservazioni, esso è limitato sia dalla qualità delle ottiche, sia dal seeing. Essa è data dall espressione: Pr = 120/Dt Dove Dt, diametro dello specchio, è in mm. Per potere risolutivo si intende la capacità del nostro sistema ottico di separare due oggetti vicini che, per il nostro telescopio, equivale a: 120/400=0,31. Due corpi celesti, il Sole e la Luna, sottendono, per una pura coincidenza di rapporti tra i loro diametri e la loro distanza dalla Terra, un angolo di circa 0,5 (1800 ). Sulla luna distante 400.000 km circa, dal diametro dl di 3466 km con il nostro futuro telescopio dal poter risolutivo di 0.31 si potranno osservare oggetti separati tra loro di 0,6 km circa: (3476/1800) x 0,31 = 0,6 Km Mentre sul Sole, distante 150.000.000 di km e con un diametro di 1.390.000 km, si possono osservare al limite, oggetti di 240 km circa: (1390000/1800) x 0,31 = 240 Km Ora che abbiamo compreso quali caratteristiche avrà il nostro futuro telescopio riflettore in configurazione Newton vediamo di costruire e assemblare i componenti dello strumento, illustrando i diversi passaggi tramite le immagini seguenti. specchio primario diametro utile 400mm, peso 15kg, concavo parabolico fuoco 1800 mm specchio secondario piano ellittico, 80x130 mm peso 1,5 kg
schema di principio di un Newton: lo specchio secondario va posizionato sull asse ottico del sistema,distante dal primario in modo che la base del cono dell immagine non vada oltre l asse minore del secondario. da una lastra di alluminio di 5mm si ritagliano le strisce per costruire i due box. i box vengono saldati a TIG e in quello che conterrà lo specchio primario viene saldato il fondo circolare i supporti una volta saldati terranno uniti i due box tramite 3 aste di tubo alluminio 30mm di diametro e ugual lunghezza (i tubi flettono meno ) Il supporto porta oculari ed il ragno del secondario Il box contenente lo specchio primario con i suoi tre punti d attacco
La ricerca del baricentro ha definito le dimensioni delle ali sul box. I tre pezzi finiti: basamento a 3 piedi, forcella, box primario L AUTORE CON LO STRUMENTO FINITO! La forcella entro la quale alloggerà il telescopio nei punti del suo baricentro Vista del telescopio dalla parte della cella del primario Camera per la rialluminatura
Gli specchi devono però essere rialluminati e quarzati. Ecco allora una immagine della camera ad alto vuoto per alluminatura delle ottiche, nel cui interno viene posizionato lo specchio con la faccia rivolta verso il basso. Il vuoto è realizzato con pompe rotative preliminari poi, con pompe a diffusione che portano il vuoto a 10-9 mm/hg. In un crogiolo all interno della camera viene messo alluminio allo stato puro il quale, sotto effetto del passaggio della corrente, fonde nebulizzando tutta la camera andando così a depositarsi in modo uniforme sullo specchio. La quantità di alluminio e il tempo di evaporazione determinano lo spessore depositato sulla superficie. Analogo procedimento vale per la quarzatura successiva che permette una pulizia della superficie facile e senza troppi problemi. Infine, l allineamento delle ottiche. Una volta montato completamente lo strumento, per ottenere le massime prestazioni, ho per pignoleria usato un piccolo laser da pochissimi euro comprato dai venditori ambulanti (bisogna prestare molta attenzione a non ricevere direttamente il raggio laser negli occhi, quindi PRUDENZA) Al posto dell oculare ho inserito il laser montato su un supporto del diametro dell oculare così facendo si ha un percorso a ritroso sull asse ottico dell immagine. Si noterà il sovrapporsi del raggio che partendo dal laser (a questo punto mettete il raggio sul centro dello specchio secondario) dopo la riflessione, regolando i movimenti del secondario, ho fatto in modo che il raggio centrasse lo specchio primario. Le regolazioni basculanti dello specchio primario serviranno a rimandare il raggio su se stesso fino alla sorgente. Le ottiche sono così allineate e le immagini saranno di ottima qualità. Urano vede la sua prima luce della luna tramite una macchina digitale semplicemente appoggiata sull'oculare Libbiano 22/05/2008 Urano vede la luna attraverso una macchina digitale