Categoria: ARGOMENTI TECNICI OTTICA

La collimazione

Testo liberamente tradotto da Massimo Boetto su autorizzazione di Thierry Legault, il medesimo testo è disponibile in francese e inglese al sito dell’Autore: www.astrophoto.fr
Collimato Non collimato

Che cosa è la collimazione e a cosa serve?

La collimazione è la regolazione e l’allineamento dei differenti elementi ottici di uno strumento  gli uni in rapporto agli altri. I libri di ottica ci presentano per ogni tipo di telescopio, dei concetti e delle performances teoriche supponendo implicitamente che questo allineamento sia realizzato perfettamente. E ugualmente questi testi parlano poco (o non parlano del tutto) delle degradazioni causate dai difetti d’allineamento., è necessario sapere che le prestazioni di un telescopio scadono se non è ben regolato. E qualche strumento, anche se regolato in fabbrica, non conserva a lungo una buona collimazione.

La collimazione è il mezzo più radicale (ma anche il più sconosciuto) per migliorare le prestazioni di un telescopio in proporzioni considerevoli. Spesso lo strumento è trasformato. Nessun risultato ad alta risoluzione può essere ottenuto senza una collimazione perfetta, il trattamento dell’immagine è incapace di riparare i disastri causati da una cattiva regolazione. La collimazione non è una tecnica superflua destinata a far piacere ai puristi. La sua importanza è comparabile all··accordatura di uno strumento musicale: le immagini capatate da un telescopio mal collimato possono essere scadenti come il suono di un piano non accordato. Un amatore che non effettua regolarmente la collimazione   del suo strumento ha tutto l’interesse ad orientarsi verso un rifrattore di diametro ristretto. L’attrattiva del rendimento (ad esempio con un CCD) non deve far perdere di vista che in alta risoluzione la qualità è più importante che la quantità.

La collimazione è l’ostacolo imprevisto dei telescopi, è certamente la principale causa della reputazione scadente degli Schmidt-Cassegrain. Questi strumenti sono estremamente sensibili alla collimazione, e la loro regolazione può essere distrutta da una frazione di giro di una vite di regolazione. Questa è una delle ragioni per la quale i rifrattori di piccolo diametro sembrano, sembrano defilare tutte le leggi della diffrazione, fornendo migliori immagini planetarie che dei riflettori dotati di buone ottiche di diametro molto importante. I benefici di un’ottica di buona qualità  o di una ridotta ostruzione svaniscono di fronte alla scollimazione.

Qual’è la precisione del metodo proposto?

Per mancanza di informazioni, pochi utilizzatori di telescopi osano regolare la collimazione del loro strumento. E quelli che si arrischiano si limitano in generale a centrare l’ombra dello specchio secondario su una stella molto sfuocata. Tappa certamente necessaria in uno strumento fortemente scollimato, ma largamente insufficiente perchè molto imprecisa. Dopo questa regolazione approssimativa le immagini planetarie possono ancora perdere più del 50% del loro contrasto.

Il metodo di verifica qui presentato è il più preciso, permetta di ridurre la regolazione residua dello strumento a un valore insignificante in pratica. Consiste nell’osservare, a forti ingrandimenti una stella sfuocata successivamente messa a fuoco e a verificare una eventuale dissimmetria delle figure di diffrazione, segno di una scollimazione più o meno pronunciata. Questa tecnica non necessita di alcun apparecchio specifico, giusto un buon oculare di corta focale ed eventualmente una lente di Barlow. L’osservazione di una stella a forte ingrandimento è ugualmente il migliore mezzo di verfica se le condizioni sono propizie all’osservazione o alle riprese ad alta risoluzione, in quanto permette di giudicare se lo strumento è operativo (equilibrio termico, ecc.) e di valutare la turbolenza atmosferica in un modo ben più preciso che nell’osservazione di un pianeta o della Luna.

Quando verificare e regolare il proprio telescopio?

Le persone che pensano che uno Schmidt-Cassegrain non ha bisogno di essere sovente collimato non capiscono probabilmente il livello di precisione d’allineamento richiesto su questotipo di strumenti. I vincoli sono tali che un semplice trasporto in auto modifica sempre un poco la collimazione, e spesso in modo considerevole. La collimazione può variare anche secondo l’orientamento del tubo ottico (quando si dispone di una montatura alla tedesca, una esperienza istruttiva è di guardare la medesima stella al meridiano prima a sinistra e poi alla destra della montatura, alfine di osservare il modificarsi della collimazione dovuto alla rotazione del tubo). Ecco perchè si consiglia di cercare una stella situata nella medesima direzione dell’oggetto da osservare. Se una leggera scollimazione può essere tollerata in osservazioni del cielo profondo, è un grosso rischio quello di non verificare sistematicamente la collimazione prima di una osservazione planetaria. L’ideale è che questa collimazione diventi cosi automatica come la verifica della pressione nei pneumatici o del livello dell’olio prima di un tragitto in auto!

La collimazione è difficile o rischiosa?

Sui telescopi di tipo Schmidt-Cassegrain o Cassegrain commerciali, la sola regolazione accessibile all’utilizzatore si situa sullo specchio secondario. Tre viti (che spingono o tirano), o tre coppie di viti (sempre che spingono/tirano) su certi strumenti, permettono di modificare il suo orientamento. Il processo di collimazione è iterativo (verifica-regolazione-verifica-regolazione, ecc.) e non comporta alcun rischio e nessuna difficoltà, allora ecco qualche principio semplice:

– la vite centrale, incaricata di mantenere il supporto del secondario, non deve essere toccata,

– le viti devono essere serrate con moderazione, nessuna vite deve essere forzata o completamente svitata,

– quando si svita una vite, le altre due devono essere avvitate,

– la rotazione impressa alle viti deve essere di piccola ampiezza: uno strumento fortemente scollimato può necessitare di 1/2 giro su una delle viti, ma la regolazione fine si effettua per delle frazioni di giro, valutando la flessione della chiave,

– ogni volta che la regolazione è effettuata, la stella di controllo, che si è spostata nel campo dell’oculare in seguito alla modificazione dell’inclinazione dello specchio secondario, deve essere accuratamente centrata.

In un telescopio di tipo Newton , la regolazione degli specchi si effettua abitualmente in due tappe: allineamento geometrico dello specchio secondario (con l’aiuto di un oculare di collimazione), e regolazione fine dello specchio primario. Il metodo di collimazione presentato qui è questa seconda tappa.

La collimazione non deve essere effettuata fino a quando lo strumento non è in equilibrio termico, a causa dei vortici e delle colonne d’aria dentro il tubo dello strumento le figure si deformano e rendono la collimazione difficile, errata.

Un rinvio coudé può essere utilizzato, a condizione che non introduca aberrazioni ottiche. Un simile accessorio scade abitualmente l’immagine fornita dallo strumento: il centro del campo non è esattamente allineato con e senza rinvio. Se il telescopio è regolato in previsione di una osservazione visuale è consigliato collimarlo con il rinvio coudé. La stella di controllo sarà ben centrata nel campo dell’oculare. Al contrario, se la ripresa CCD o fotografica è nel programma, è più sicuro collocare  questa stella in un’area corrispondente al centro del sensore o del film, ugualmente se appare decentrata rispetto al rinvio coudé. D’altro canto, in presenza di un rinvio coudé, è necessario tener conto del rovesciamento alto-basso dell’immagine nella determinazione della vite da toccare nella regolazione.

Le figure presentate di seguito sono state ricostruite al computer e rappresentano effettivamente delle figure osservate in uno Schmidt-Cassegrain, un Cassegrain classico o di tipo Dall-Kirkham, o un Newton (coma dominante). Negli altri strumenti (rifrattori, Cassegrain di tipo Ritchey-Chrétien) le immagini delle stelle fornite da una ottica scollimata possono differire (l’astigmatismo può essere associato al coma, perfino dominarlo). Nondimeno, quali che siano gli strumenti considerati, una buona  collimazione si materializza sempre in una figura di diffrazione perfettamente simmetrica.

Come effettuare la collimazione.

Prima tappa.

La prima tappa consiste nell’osservare una stella brillante (mag. 0 o 1) ad un ingrandimento circa di una volta il diametro dello strumento in mm. (es.: 200x per un 200 mm.). La stella mentre è fortemente sfuocata  (figure più sotto), appare sotto forma di un disco luminoso con al centro un  disco nero che non è altro che l’ombra dello specchio secondario. Questa ombra deve essere ben centrata (figura di sinistra). Se non lo è (figura di  destra), conviene agire su la o le viti situate nella direzione dello disassamento (può essere pratico ragionare con delle ore, come su di un orologio). La presenza di un rinvio coudè, non obbliga a tener conto del rovesciamento alto-basso dell’immagine. Se il vostro braccio è abbastanza lungo, potete ugualmente piazzare un dito davanti all’apertura dello strumento e così capire in quale posizione si situa il decentramento.

Questa tappa non è da effettuare in un telescopio fortemente scollimato (come è un telescopio che non è stato mai controllato). Se la collimazione è ritoccata regolarmente, alcune asimmetrie non appaiono generalmente in questa tappa.

Seconda tappa.

Questa seconda tappa necessita di una stella più debole della precedente (mag. 2 o 3 circa), alta sull’orizzonte al fine di minimizzare gli effetti della turbolenza atmosferica, e un ingrandimento più elevato: 2 o 3 volte il diametro dello strumento in mm. (es.: 500x per un 200 mm.). Non esitate sugli ingrandimenti, i difetti di collimazione sono altrettanto meglio visibili. La stella è ugualmente sfuocata alternativamente in avanti e indietro  dalla puntiformità (immagini intra ed extra focale). Appare un sistema complesso e mutevole degli anelli e del punto centrale (figure di seguito). Questo sistema si deve aprire e riformare in maniera perfettamente simmetrica e concentrica, in particolare il punto luminoso deve essere al centro dei cerchi (serie in alto). Se non è questo il caso (serie in basso), è necessario agire sulla o sulle viti di collimazione situate a fianco del disassamento, esattamente come la tappa precedente.

intra – focale fuoco extra focale

Bisogna notare che la scollimazione presentata qui non avrebbe potuto essere notata nella tappa precedente.

Terza tappa.

L’allineamento finale si effettua nelle medesime condizioni che la tappa precedente, ma questa volta l’immagine è accuratamente messa a fuco. Appare allora il celebre disco di Airy , composto da un falso disco contornato dagli anelli di diffrazione di luminosità decrescente (figure di seguito). Se la collimazione è buona (fig. A), il primo anello di diffrazione è completo e uniforme. Se questo anello non è uniforme (fig. B) o, peggio, è incompleto (figure C e D), è necessario agire molto leggermente sulle viti di collimazione.

figura A figura B Figura C Figura D

Da una figura all’altra, l’angolo di scollimazione dello specchio è raddoppiato. La scollimazione più importante (fig. D) rappresenta appena una frazione di giro di una vite di collimazione su di  uno Schmidt-Cassegrain. Su questo tipo di strumento, il passaggio dalla figura A alla figura D rappresenta meno di 1/20 di giro di vite, cambiare l’orientamento del tubo ottico piò essere sufficiente a provocare questa alterazione. Si ricordi facilmente che la precisione della regolazione si accresce notevolmente a mano a mano che si avanza nelle tappe.

Al contrario delle precedenti tappe che possono accontentarsi di una turbolenza sensibile, questa tappa necessita di buone condizioni di turbolenza. Prima di tutto, se il disco di Airy non può essere distinto, nessun risultato in alta risoluzione può sperarsi (eccezione per i grossi strumenti in cui il disco di Airy è raramente o mai visibile).

Un buon metodo per familiarizzarsi con le figure di Airy è di diaframmare fortemente il telescopio (a 50 mm. per esempio) e osservare la figura ottenuta ad un ingrandimento da 100 a 150 volte. Tuttavia, è escluso di collimare lo strumento con il diaframma piazzato!

Quali sono gli effetti della scollimazione sul contrasto e la risoluzione?

Ogni grafico che segue corrisponde a ciascuna delle tre scollimazioni presentate nella precedente tappa, in rapporto alla curva teorica di uno strumento ostruito al 20% e perfettamente collimato. Sono ugualmente disegnate delle curve relative a una aberrazione di sfericità e una ostruzione aumentata. Le curve sono state aggiustate per coincidere e anche permettere di comparare una scollimazione con altre cause di degradazione delle prestazioni dello strumento.

 

Un telescopio ostruito al 20% e disallineato in questo modo ha il medesimo rendimento che se fosse affetto da:

– una aberrazione di sfericità di L/2 sull’onda

– una ostruzione del 69%

Nelle basse frequenze , lo strumento perde i 2/3 delle sue capacità (diametro effettivo 85 mm. per 250 mm.)

 

Un telescopio ostruito al 20% e scollimato in questo modo ha lo stesso rendimento che se fosse affetto da:

– una aberrazione di sfericità di L/3,5 sull’onda

– una ostruzione del 43%

Nelle basse frequenze, lo strumento per 1/3 delle sue capacità (diametro effettivo 157 mm. per un 250 mm.)

Un telescopio ostruito al 20% e scollimato in questo modo ha lo stesso rendimento che se fosse affetto da:

– una aberrazione di sfericità di L/7 sull’onda

– una ostruzione del 27%

nelle basse frequenze, lo strumento perde 1/8 delle sue capacità (diametro effettivo 220 mm. per un 250 mm.)

Quali sono gli effetti della scollimazione sulle immagini planetarie?

Le curve MTF permettono di simulare l’effetto di una scollimazione su di una immagine astronomica reale. Al di sotto di ogni figura di Airy corrisponde una scollimazione data, si individua  l’immagine che avrebbe fornito lo strumento se fosse stato affetto da una tale scollimazione.

 

       
       
       
       

La scollimazione di primo livello (seconda colonna) ha degli effetti poco sensibili, può essere considerata come il limite accettabile per l’alta risoluzione. Nondimeno, essa equivale già a L/7 d’aberrazione sferica sull’onda e si accumula ad altri problemi e aberrazioni. Dunque, poichè è sufficiente una frazione di giro della chiave per sopprimerla, perchè privarsi di questo facile miglioramento? Ci sono già tanti altri problemi più delicati da risolvere!

Il secondo livello di scollimazione (terza colonna) ha degli effetti molto più netti, la degradazione diventa inaccettabile per l’alta risoluzione.

Il terzo livello (ultima colonna) conduce a una distruzione delle prestazioni, ancor prima degli effetti dell’ostruzione. Lo strumento perde circa 2/3 delle sue capacità. A questo livello, una buona ottica non va meglio di una mediocre, le lambda caramente  pagate fondono come neve al sole. Sfortunatamente, l’esperienza mostra che la maggior parte dei telescopi in servizio soffre di scollimazione almeno corrispondente a questa. Nessuno vorrebbe (a giusta ragione) un telescopio ostruito al 60% o più, ma una maggioranza di utilizzatori di telescopi, a causa di gravi difetti di collimazione, accetta implicitamente di subire delle degradazioni d’immagini ancora più importanti. Pertanto, la differenza maggiore prima dell’ostruzione, è la scollimazione non potendo nulla contro la prima possiamo tutto contro la seconda!

Thierry Legault ®
www.astrophoto.fr

Collimazione di un Cassegrain.

(libera traduzione di Giorgia Giabardo per NortheK® su autorizzazione della Oldham Optical)

Se state costruendo un telescopio Cassegrain, nell’ultima fase di costruzione e` necessario collimarlo, vale a dire allineare perfettamente i due specchi sia sull’asse del fuoco che a 90° da esso; anche nel caso in cui non siate voi a costruirlo ma compriate un telescopio gia` fatto, quando lo ricevete dovrete collimarlo. Allo stesso modo, dovrete poi controllare periodicamente il vostro Cassegrain, specialmente se se e` grande e vi capita di spostarlo.
La prima parte di questa sezione spiega gli aggiustamenti da fare durante la costruzione del telescopio per poterlo collimare correttamente.

Dimensioni Critiche Se state costruendo un telescopio e` indispensabile attenersi scrupolosamente alle dimensioni fornite dal fornitore di ottiche. Oppure, viceversa, quando ordinate le ottiche per un telescopio gia` esistente, dovete specificare le dimensioni critiche delle ottiche da costruire. I valori critici sono due: la distanza che separa gli specchi e il back focus.

Dimensioni critiche di un Cassegrain.

Il metodo utilizzato dalla Oldham Optical per misurare i valori critici dalle superfici degli specchi e` quello indicato nella figura piu` sopra. Probabilmente anche molti altri produttori li misurano da queste superfici ma non e` scontato che sia sempre cosi`.  Allonatanandosi dalle dimensioni specificate, sara` sempre possibile mettere a fuoco il sistema ed ottenere delle buone immagini se una stella e` in asse, ma si perdera` un po’ di efficacia se e` fuori asse. In particolare, per funzionare correttamente, le ottiche senza coma Ritchey Chretien sono concepite per avere una distanza fissa fra lo specchio primario ed il secondario.
Se il vostro telescopio mette a fuoco modificando la distanza che separa i due specchi, una differenza di un paio di millimetri per parte di fatto non dovrebbe cambiare molto; se pensate pero` di utilizzare qualcosa con un campo piuttosto grande (come una macchina fotografica a 35mm o piu` grande), allora sarebbe meglio definire la posizione del fuocheggiatore e dell’apparecchio fotografico in modo che, durante l’uso, le dimensioni corrette siano rispettate. Questo potrebbe significare qualche compromesso per la vista diretta attraverso l’oculare, ma poiche` con questo i campi sono piu` ristretti, non dovrebbe essere un problema.
Quando il telescopio viene assemblato deve contenere entrambi gli specchi, primario e secondario, percio` durante la costruzione cercate di trovare un metodo facile per la misurazione di queste due dimensioni.
Magari, potreste predisporre un foro attraverso la cella degli specchi vicino al fuocheggiatore in modo da rendere possibile la misurazione della distanza fra il tubo posteriore del telescopio ed il tubo dietro lo specchio primario. Il buco potrebbe essere essere poi chiuso con una vite. Eventualmente, anche la posizione dello specchio secondario potrebbe essere misurata a partire da un punto di riferimento sul tubo esterno del telescopio.

Regolazioni laterali dello specchio primario

Non si tratta di un caso frequente, ma lo trattiamo comunque.
E` possibile dotare lo specchio primario di appositi regolazioni laterali sia verticali (Up and Down) che orizzontali (Side to side). Tali registrazioni servono per mettere lo specchio primario in asse con il fuocheggiatore. Se lo specchio e` sostenuto da una cinghia, la variazione della lughezza della cinghia determina l’aggiustamento vericale. Non vi preocupate se il vostro telescopio non possiede tali regolazioni, ma se e` predisposto per degli aggiustamenti totali o parziali, di sicuro ne trarrete vantaggio in seguito in quanto verranno utilizzate per centrare il foro nel primario sul il fuocheggiatore.

Regolazione dell’inclinazione dello specchio primario

Cio` che lo specchio primario deve assolutatmente avere e` un meccanismo che permetta d’inclinarlo in modo da poterlo impostare ad esattamente 90 gradi dall’asse. Queste regolazioni vengono utilizzate spesso anche per i telescopi Newtoniani.
Nonostante ci siano moltissime fotografie e disegni che mostrano celle di specchi per i Newtoniani, per qualche strana ragione alla fine il sostegno utilizzato e` una forma di sospensione a tre punti.
Di solito, ciascuno dei tre bracci ha un regolazione, variando la lunghezza di ciascun braccio e` possibile inclinare lo specchio per la regolazione ed il posizionamento ad esattamente 90 gradi sull’asse del telescopio. E’ necessaria una certa abilita` per riuscire ad inclinare lo specchio in entrambi le direzioni (X e Y), come mostrano le due figure in calce, rispettivamente in 2D e in 3D.

Regolazioni del primario

Un esempio di come e` possibile farlo e` dato dalla fotografia qui di seguito. Si tratta di una foto di un grosso Newtoniano, ma il principio si applica anche allo specchio primario di un Cassegrain. Si possono ben vedere i tre punti che sostengono lo specchio. Ciascun punto ha una regolazione che si puo` ottenere avvitando o svitando il bullone che permette d’inclinarlo e posizionarlo ad esattamente 90 gradi sull’asse del sistema. Tali aggiustamenti sono utilizzati per ridurre il piu` possibile il coma nella parte finale della collimazione.

Tre regolazioni di un primario. In questo caso un Newton.

Regolazioni laterali dello specchio secondario

Tutti i grossi telescopi Cassegrain dovrebbero essere provvisiti di meccanismi per regolare lo specchio secondario sia verticalmente che orizzontalmente, cosi` da poterlo posizionare perfettamente in asse; mentre e` possibile mettere in asse lo specchio secondario dei telescopi piu` piccoli anche senza meccanismi complicati.

Regolazioni laterali del secondario.

Di solito (ma non sempre) e` possibile mettere in asse il secondario con una regolazione sullo spider che sostiene lo specchio. Tale aggiustamento potra` essere utilizzato anche in seguito per centrare lo specchio sull’asse del telescopio.

Regolazione dello spider

Non dovete stupirvi se utilizziamo un telescopio Newtoniano come esempio, il principio e` esattamente lo stessodi un Cassegrain e le fotografie di alcuni grandi dobsonianicome quelli di David Lukehurst sono a portata di mano.

Regolazioni per l’inclinazione dello specchio secondario

Se gli specchi del vostro telescopio sono configurati per dei Cassegrain che non utilizzano specchi secondari sferici, allora dovete fare alcuni aggiustamenti per regolare l’inclinazione dello specchio secondario. Si tratta di registrazoni di minore entita` rispetto a quelle dello specchio primario.
Pur non essendo assolutamente indispensabile, tale principio e` molto utile anche per un Dall Kirkham.

Regolazione della inclinazione del secondario

Benche` non sia particolarmente di moda in questo momento, il miglior modo per sostenere lo specchio secondario di un Cassegrain e` quello di costruirlo con un foro centrale, in modo che lo specchio si vada ad infilare su un sostegno collegato allo spider. Poiche` il centro dello specchio non viene mai utilizzato otticamente, non c’e` dunque alcuna perdita di luce e non c’e` bisogno di una cella per sostenere lo specchio che, invece, accrescerebbe il rapporto di ostruzione del telescopio.
Se pensate di costruire un grande Cassegrain, chiedeteci come fare per sostenere il secondario.

Strumenti per collimare il telescopio

Ora avete un telescopio con tutte le regolazioni, gli specchi sono stati sistemati ed e` pronto per essere collimato. Tenete a portata di mano dei semplici attrezzi come delle chiavi inglesi e dei cacciaviti per fare i vostri aggiustamenti.
C’e` uno strumento speciale che dovrete procurarvi per aiutarvi nella collimazione:un foro verticale. Il fuocheggiatore del telescopio deve essere posizionato in modo da adattarsi ad un disco con un piccolo foro di circa 2 mm di diametro, tale foro deve essere perfettamente centrato sull’asse del telescopio.
Il disco ed il foro devono potersi adattare al fuocheggiatore in modo che il foro sia in asse con il telescopio. Quando il fuocheggiatore e gli oculari hanno una dimensione standard di 1 ¼” allora un contenitore di rullino fotografico da 35mm puo` essere utilizzato come foro a perno, altrimenti, bastera` utilizzare un riduttore.

Un contenitore di rullino fotografico da 35mm sta comodamente nel fuocheggiatore; tagliate dunque il fondo del contenitore con un seghetto e praticate un foro da 2 mm esattamente al centro del coperchietto: lo strumento ora e` pronto per essere usato. Ora che le macchine fortografiche digitali sono diventate di uso comune sara` forse un po’ difficile procurarsi un porta-rullino. Provate comunque ad andare da un fotografo o in un qualsiasi supermercato che fa servizio di sviluppo fotografico, rivolgetevi amichevolmente a chi sta al bancone e, potrebbe anche succedere che parte dell’attrezzatura necessaria per la collimazione del vostro telescopio vi sia regalata!

Per potere collimare un Cassegrain un po’ piu` facilmente, si puo` anche fare anche una versione un po’ piu` “sofisticata” di questa attrezzatura, come illustrato dalla foto qui sotto. Esternamente sara` fatta da un contenitore per rullini da 35 mm ed internamente da un rotolino di Scotch usato. Tale “strumento” non deve essere necessariamente telescopico!
La sezione traslucida permette alla luce di penetrare nel tubo facilitando cosi` l’aggiustamento del secondario. La stessa cosa potrebbe essere fatta tagliando il contenitore da 35 mm in due e riattaccando le due meta` con del nastro adesivo trasparente avendo cura di lasciare un piccolo spazio fra di esse. Notate che potrete anche avere un telescopio molto costoso ma non e` necessario avere una strumentazione altrettanto costosa per collimarlo e, se questo tipo di strumentazione funziona con i migliori telescopi, perche` non dovrebbe andare bene anche per voi?

Nel caso in cui abbiate un grosso fuocheggiatore senza riduttore, a questo punto potrebbe essere necessario costruire appositamente il vostro apparecchietto prima di procedere.

Impostazione iniziale

La parte piu` importante dell’impostazione deve essere fatta in casa o in garage con una buona luce ed illuminazione. Fate attenzione a non posizionare il telescopio in modo da da guardare fuori dalla finestra o in direzione di altre fonti di luce poiche`, dovendo guardare attraverso il tubo dall’area vicino al punto focale utilizzando il foro a perno, rischiereste di danneggiarvi la retina dell’occhio per aver guardato inavvertitamente una fonte luminosa!
Incominciate ad allentare tutti i dadi e le viti delle varie regolazioni.
Controllate le dimensioni critiche (di nuovo), vale a dire il back focus e la distanza che separa gli specchi. Controllate, visivamente o con una semplice misurazione, che il foro dello specchio primario sia centrato rispetto a quello del fuocheggiatore. Se disponete di regolazioni allo specchio primario utilizzatele per centrare lo specchio
Controllate visivamente o, se preferite, prendete qualche semplice misura, che da ogni punto fisso nel tubo della struttura del telescopio entrambi gli specchi siano posizionati il piu` vicino possibile a 90 gradi dall’asse. Non e` necessario in questa fase che sia assolutamente perfetto, sara` possibile controllare ulteriormente in seguito.
Se il vostro telescopio dispone di registrazioni laterali per lo specchio primario allora registratelo ad occhio in modo che il foro dello specchio primario sia centrato sul fuocheggiatore.

Mettere in asse le ottiche

Mettete il foro a perno sul fuocheggiatore ed avvicinate il vostro occhio. Muovete il fuocheggiatore fino a quando potrete visualizzare un’immagine come quelle qui di seguito:

Secondario alto rispetto all’asse.
Secondario a sinistra rispetto all’asse.
Secondario perfettamente in asse.

Nella figura l’area colorata di nero rappresenta l’interno del fuocheggiatore. L’area blu piu` esterna rappresenta il retro dello specchio primario mentre il disco blu interno e` lo specchio secondario visto attraverso il foro del primario.
Una volta riusciti a visualizzare chiaramente lo specchio secondario attraverso il foro del primario, muovete il fuocheggiatore in modo tale che il foro del primario appaia appena un po’ piu` grande dello specchio secondario. Andesso siete pronti a regolare il secondario sullo stesso asse del fuocheggiatore e dello specchio primario.

Attenzione! – Tutto cio` puo` essere fatto facilmente con la struttura ottica appoggiata su un fianco e l’asse ottico in orizzontale. Non siate tentati di disporre il tubo in una posizione angolare verso l’alto per facilitare le regolazioni del secondario. Se per sbaglio faceste cadere una chiave quando il secondario e` sopra il primario, potreste rompere il primario! Percio` tenete il tubo in piano cosi` che, se vi scappa di mano un attrezzo, almeno non cade su nulla di costoso. Pensate a quello che fate. A questo punto dovete centrare lo specchio secondario sul foro del primario cosi` come lo vedete attraverso il foro a perno e, per farlo, dovete agire sulle regolazioni laterali sopra descritte. Centrare il secondario dovrebbe essere un lavoro piuttosto semplice. Se il vostro telescopio non dispone di regolazioni laterali del secondario ma possiede invece quelle del primario, utilizzatele per metterlo in asse.  Quando avrete finito, il fuocheggiatore, lo specchio primario ed il secondario saranno tutti posizionati sullo stesso asse.

Regolazione dell’inclinazione dello specchio secondario.

Guardate di nuovo attraverso il foro a perno e concentratevi sulla vista dello specchio secondario: sulla superficie del secondario dovreste essere in grado di vedere riflesso l’ingresso del fuocheggiatore.

Riflessione a sinistra rispetto all’asse
Riflessione alta rispetto all’asse.
Riflessione perfettamente in asse.

Se avete la versione piu` sofisticata del foro a perno, quella che lascia passare la luce, allora vedrete un anello luminoso intorno all’asse centrale, nel caso contrario vedreste semplicemente il “buco nero” del fuocheggiatore. Alternativamente, potreste vedere lo specchio primario riflettersi sulla superficie del secondario, potete procedere anche in questo modo.
Sistemate le tre regolazioni per l’inclinazione del Secondario in modo da centrare la riflessione del fuocheggiatore e/o dello specchio primario al centro dello specchio secondario. Le figure piu` sopra presumono che voi stiate cercando la riflessione dello specchio primario, che e` mostrata nella figura come blu chiaro.
Il processo di regolazione e` abbastanza semplice, ma la prima volta che lo fate dovete capire qual’e` il braccio che fa muovere la riflessione nella direzione che volete. Una volta che avete capito come si muove la riflessione, sara` facile fare gli aggiustamenti per metterla completamente in asse.

Nel caso aveste bisogno di un altro piccolo aiuto per cominciare possiamo suggerirvi di notare la direzione in cui la riflessione risulta maggiormante fuori asse e scegliere il braccio piu` vicino a quella direzione. I tre bracci sono distanziati di 120 gradi l’uno dall’altro ma, poiche` possono muoversi sia avanti che indietro, ciascuno di essi puo` anche regolare la direzione a 180 gradi opposta. Percio` scegliete il braccio piu` vicino alla riflessione o quello a 180 gradi da essa. Una volta regolato il primo braccio al minimo, la riflessione sara` quasi sicuramente decentrata ma dovrebbe essere assolutamente allineata con i rimanenti due bracci. A questo punto quindi regolate il secondo braccio per centrare la riflessione esattamente in asse, aspettate pero` a regolare il terzo braccio: se dopo aver mosso il secondo braccio non siete riusciti a centrare la riflessione, tornate allora al primo braccio e regolate quello. Continuate a regolare questi due bracci fino a quando non sarete soddisfatti della centratura della riflessione.

Alcuni di voi potranno essere sorpresi di come si possa fare riferimento alla riflessione per impostare accuratamente l’inclinazione dello specchio secondario. In realta` e` un’impostazione approssimativa / scadente dello specchio primario a creare dell coma e questo specchio sara` messo a posto in seguito.

Controllate di nuovo le dimensioni critiche!

Una volta soddisfatti della centratura della riflessione,tirate fuori nuovamente il metro e misurate di nuovo le dimensioni critiche, vale a dire la distanza che separa gli specchi e il back focus. L’inclinazione del secondario potrebbe in effetti aver leggermente modificato tali dimensioni. Se necessario, compensate muovendo TUTTE e tre le regolazioni dello specchio secondario esattamente della stessa distanza in direzione opposta. Questo spostera` in modo assiale lo specchio secondario per ottenere la giusta separazione fra gli specchi senza modificare l’inclinazione. Stringete tutti i bulloni.
A questo punto avete terminato l’impostazione che si puo` fare “in casa” (anche se sarebbe sempre meglio ripetere tutta la procedura da capo almeno una volta tanto per verificare che e` tutto a posto) ed il passo successivo e` la prova delle stelle!

Regolazione dell’inclinazione dello specchio primario

Questo e` un lavoro che si fa guardando le stelle, dovrete essere preparati dunque a lavorare all’esterno di notte, percio` di sicuro fara` buio!

Fate queste operazioni con calma procedendo un passo alla volta, seguite un certo metodo nel togliere i pezzi mettendoli in un luogo che poi sarete in grado di ritrovare facilmente. Pensate bene a tutti i movimenti che dovete fare e, se necessario, allenatevi di giorno ad eseguire questa procedura.

Per prima cosa allentate tutti i bulloni delle regolazioni dello specchio primario.
Impostate il telescopio con un potente oculare e mettetelo a fuoco su una stella al centro del campo visivo. Non importa quale, di stelle a disposizione ce ne sono tantissime…

Muovete il fuocheggiatore avanti e indietro rispetto al fuoco esatto e, da entrambe le parti, dovreste riuscire a vedere un disco ed un anello. Questi sono formati dal disco di Airy e dagli effetti di diffrazione creati dall’ostruzione centrale del Cassegrain. Studiate il sistema di anelli da entrambi le parti del punto focale.

Immagine con 1 oc. ad alto ingrandimento. Coma presente, disco e anelli asimmetrici. In questo caso l’asse del coma va da in alto a sinistra a in basso a destra:
Immagine con 1 oc. ad altro ingrandimento, senza coma e con anelli concentrici.

Se lo specchio primario e` inclinato correttamente, il sistema sara` privo di coma, mentre il disco e gli anelli saranno concentrici, sia dall’una che dall’altra parte de punto focale.
Se invece lo specchio primario non e` posizionato in modo corretto, il sistema avra` del coma ed il disco e gli anelli non risulteranno concentrici. Da una parte del punto focale il sistema risultera` dunque decentrato lateralmente cosi` come dall’altra parte ma nella direzione opposta, ad esattamente 180 gradi

In realta` il disco e gli anelli non avranno esattamente la forma descritta in quanto cio` che riuscirete a vedere dipende dal telescopio stesso, dal Diametro, dal Rapporto Focale, dal Rapporto di Ostruzione, dall’Oculare ecc. Il disco centrale potra` dunque apparire piu` grande oppure come un piccolo punto centrale, ci potranno piu` o meno anelli ma, quello che dovete verificare e` che ci sia un minimo di punto o disco centrale e una struttura di anelli concentrici visibili da entrambi le parti del punto focale.

Se inizialmente non dovreste riuscire a vedere una struttura ad anelli, provate ad utilizzare un oculare a grandangolo e cercate di identificare irregolarita` di luminosita` nel disco da entrambi le parti del punto focale.

Oculare grandangolo. Il coma può essere visibile sotto forma di illuminazione irregolare del disco

Il coma puo` essere eliminato regolando l’inclinazione dello specchio primario. Innanzi tutto dovete individuare l’asse del coma (per esempio nell’immagine piu` sopra va da in alto a sinistra a in basso a destra), scegliere il braccio dello specchio primario piu` vicino al settore di 60 gradi in cui si trova tale asse e regolarlo in modo da vedere se c’e` qualche miglioramento. Se peggiora, muovetelo nella direzione opposta e regolatelo avanti e indietro fino a quando il coma sara` ridotto al minimo. Quando avete raggiunto il minor coma possibile muovendo uno solo dei bracci, l’asse del coma rimanente dovrebbe essere allineato esattamente con uno degli altri due bracci. Regolate dunque uno di questi bracci per rimuvere completamente il coma. Se regolando il secondo braccio non riuscite a eliminare completamente il coma, tornate al primo braccio e regolatelo nuovamente il piu` vicino possibile al minimo. Se necessario, ripetete regolando il primo ed il secondo braccio per eliminare completamente il coma ma non regolate il terzo braccio. Chiudete tutti i bulloni quando avete finito e controllate nuovamente se c’e` coma. Una volta che non risultera` piu` nessun coma, allora lo specchio primario risultera` essere precisamente a 90 gradi rispetto all’asse.
Approfittatene dunque per fare un po’ di osservazione! – E` tempo di prendersi un caffe` o magari anche qualcosa di piu` forte! Ci sara` ancora qualche lavoretto da fare la mattina…ma per questo si puo` attendere.

La mattina dopo?

Ovviamente, non deve per forza essere la mattina dopo ma questo e` un lavoro che si deve fare al chiuso, in casa o in garage alla luce del giorno.
Controllate nuovamente le dimensioni critiche: distanza che separa gli specchi ed il back focus; la regolazione del’inclinazione dello specchio primario infatti potrebbe averle leggemente modificate e, se necessario, compensate muovendo TUTTE e tre le regolazioni dello specchio primario esattamente della stessa distanza ma in direzione opposta. Questo spostera` lo specchio sullo stesso asse per regolare la distanza senza pero` modificarne l’inclinazione.
Dovrete poi controllare nuovamente se c’e` coma per la prossima osservazione, ma e` improbabile che servano ulteriori aggiustamenti e, in ogni caso, nel frattempo sarete diventati degli esperti!

A questo punto vi meritate un altro bicchierino….