Comprando um telescópio O céu contém uma grande diversidade de objetos astronômicos que a olho nu são invisíveis, mas que com um binóculo ou telescópio de pequeno porte se tornam perfeitamente acessíveis. Exemplos são os aglomerados estelares, que contêm centenas e às vezes milhares de estrelas. Apenas com nossos olhos, somente conseguimos identificá-los como pequenas manchas no céu noturno. Mesmo assim isso vale apenas para os aglomerados maiores e mais próximos do nosso Sistema Solar e quando observados em uma noite escura, sem Lua e com  pouca iluminação à nossa volta. Mas quando observamos os aglomerados com um binóculo, eles se desdobram em inúmeras estrelas, formando uma bela visão; em vários casos isso é verdade mesmo num centro urbano, como Porto Alegre.

Imagem de um aglomerado aberto obtida com um telescópio de 20cm de diâmetro.

Além dos aglomerados estelares, compostos por muitas estrelas, existem sistemas mais simples, como estrelas duplas ou múltiplas. A olho nu vemos apenas um ponto de luz. Ao apontarmos para este objeto um telescópio de 6 cm de abertura, ou mesmo um binóculo com 5cm, vemos que a estrela se desdobra em duas ou mais. Exemplo interessante de sistema assim é Alfa Centauri, a 4a estrela mais brilhante do céu, que fica próxima à constelação do Cruzeiro do Sul e que é composta na verdade por 3 estrelas, duas das quais facilmente visíveis com um binóculo de 7x50 (o primeiro número refere-se à amplificação e o segundo à abertura da sua objetiva, em mm). A estrela Alfa do Cruzeiro do Sul também é dupla, mas exige um telescópio de uns 12cm para que possamos separar as estrelas do par. Os anéis de Saturno, os 4 maiores satélites de Júpiter, as fases de Vênus e a superfície de Marte são outros exemplos de observações que exigem auxílio de um binóculo ou pequeno telescópio e que geralmente causam grande excitação nas pessoas. Finalmente, não dá para deixar de mencionar a Via-Láctea, que é a faixa no céu onde se concentram as estrelas da nossa Galáxia. A olho nu vemos apenas uma "névoa" a atravessar o céu, mesmo assim precisamos nos afastar das luzes artificiais para ver isso. Mas aquela "névoa" se desdobra em milhares de estrelas ao ser "percorrida" com um binóculo (7x50, 10x50) ou um telescópio de 6cm ou mais!

Um binóculo de 10x50 é um excelente instrumento para observar a Via-Látea.

Mas "nem tudo são flores" na Astronomia amadora. Há duas dificuldades básicas a serem superadas por quem deseja desfrutar do prazer da observação do céu noturno. A primeira é saber para que direção olhar. Ou seja, como identificar a posição no céu dos planetas, das estrelas duplas ou dos aglomerados acima mencionados? A resposta está em aprender a usar as cartas celestes, que são como mapas, que mostram a posição desse objetos. Saber associar aquilo que se vê nos mapas celestes ao que se vê no céu exige prática e paciência, mas vale à pena no final. Temos que ter em mente que o céu visível para um observador depende da época do ano, da hora da noite e da sua latitude na superfície da Terra. Há várias cartas celestes disponíveis, mas atualmente há também programas de computador que simulam o céu de uma  dada data, hora e local. Exemplos: Cybersky , StarCalc e Xephem. Além da dificuldade inicial de reconhecimento do céu e de onde estão seus tesouros, há ainda um risco de frustração com as imagens obtidas pela observação. Isso porque as imagens obtidas com a observação do céu através de um telescópio ou binóculo não têm a mesma qualidade das imagens publicadas em revistas ou jornais, ou em sítios internet. As fotos publicadas são obtidas com telescópios de até 10 metros de diâmetro, custando centenas de milhões de dólares, ou pelo telescópio espacial Hubble, um telescópio de 2,5 metros de diâmetro em órbita da Terra, que custou mais de 1,5 bilhão de dólares, e que desde 1993, quando sua ótica foi corrigida, vem produzindo imagens espetaculares desde planetas do sistema solar até as galáxias mais longínquas até hoje observadas. Em especial, objetos muito tênues, como galáxias e nebulosas, exigem telescópios maiores do que os mais comumente acessíveis aos amadores para poderem ser apenas detetados. Mas tendo isso em mente e uma noite escura e sem nuvens, o uso de um binóculo ou telescópio pequeno podem ser fonte de grande entretenimento. As pequenas lunetas de 6 cm de diâmetro custam da ordem de R$ 400,00 e as com montagem equatorial quase R$ 800,00 (Omnis Lux, patrocinadora da Olimpíada Brasileira de Astronomia).

O melhor telescópio para um iniciante é um Newtoniano com montagem Dobsoniana, em honra ao astrônomo amador John Dobson (1915-), com 6 polegadas (15 cm) de diâmetro. Este telescópio, por ser alto-azimutal, é muito fácil de montar e usar. Infelizmente não existem fabricantes de porte no Brasil e um telescópio deste custa da ordem de 400 dólares, nos Estados Unidos. Os planos para a construção de um telescópio como este podem ser acessados em http://tie.jpl.nasa.gov/tie/dobson/index.html.

Uma das dificuldades dos telescópios em geral é seu tamanho. Um telescópio muito pequeno (abaixo de 6 cm de diâmetro) tem muito pouca utilidade na astronomia, exceto para olhar a Lua, e um telescópio maior tem problema de locomoção; um telescópio amador precisa ser móvel, para que se possa transportá-lo para um local escuro adequado. Mesmo um Dobsoniano de 6 polegadas, mencionado anteriormente, mede 1,2 metros de comprimento, e embora seja leve, já ocupa boa parte do assento de um carro.

Um telescópio de menor tamanho físico, mas que permita um aumento suficiente para observar os anéis de Saturno, pode ser um Maksutov-Cassegrain ou um Schmidt-Cassegrain de 8 a 12 cm de diâmetro, ou um refletor Newtoniano apocromático (acromático) de 10 cm ou maior, mas todos estes custam acima de 1000 dólares. O termo apocromático indica que as lentes são feitas de vidros especiais que eliminam as franjas

coloridas, artificiais, em volta dos objetos brilhantes, permitindo que cores diferentes sejam focadas no mesmo ponto. Note que os Newtonianos invertem a imagem, e portanto não são adequados para o uso durante o dia, para olhar objetos na Terra. É importantíssimo ressaltar que não se deve observar o Sol através de nenhum telescópio ou binóculo, pois causa lesão irreversível na retina do olho, sem qualquer dor! Existem filtros solares especiais, que reduzem a luz do Sol em milhões de vezes, tornando a observação segura, mas o mais indicado é sempre a observação da projeção da imagem do Sol.

Um telescópio refrator usa um par de lentes para produzir a imagem, enquanto um telescópio refletor usa um espelho primário. Para telescópios pequenos, um refrator apocromático produz uma imagem mais nítida do que um refletor de mesmo tamanho. Mas o custo de um refletor é menor, e normalmente se obtém um refletor maior, e portanto mais luminoso, pelo mesmo preço que um refrator menor. Outro fator importante na escolha é o poder resolutor, o menor ângulo entre duas partes da imagem para o qual as partes continuam separadas e definidas. Poder resolutor=120"/D(mm), onde " significa segundos de arco e 1"=1/3600°.

Diâmetro da Objetiva (em mm) Poder Resolutor (em ")

60 mm 2,0"

90 mm 1,3"

100 mm 1,2"

120 mm 1,0"

200 mm 0,6"

300 mm 0,4"

A resolução do olho humano é da ordem de 4'. A fórmula da resolução é

onde D é o di^ametro da lente (ou olho ou espelho) e o fator 1,22 é a primeira raiz da função de Bessel para uma forma esférica.

Disco de Airy para um telescópio com espelho ou lente circular.Um item fundamental em qualquer telescópio é o tripé, que precisa ser alto o suficiente para uma visão confortável, e precisa ser bastante rígido para não vibrar, o que causaria movimento da imagem. Note também que os astros se movem no céu, devido à rotação da Terra, além do movimento próprio de cometas, satélites e planetas. Quanto maior for o telescópio, menor será o campo de visão, isto é, menor a parte do céu que está visível ao mesmo tempo na ocular, e portanto menor o tempo em que um astro permanecerá no campo. Para uma magnificação razoável, os astros saem do campo em poucos minutos. Para compensar este movimento, é preciso recentrar o objeto, manualmente ou por movimento motorizado. Se a montagem for alto-azimutal, a recentragem terá que ser feita em dois eixos, utilizando dois controles diferentes. Se a montagem for equatorial, a correção é só em um eixo, mas neste caso o alinhamento do telescópio com o pólo antes da observação é mais difícil. Para utilizar o telescópio para fotografia é necessário que este seja motorizado, para permitir longas exposições, e os Dobsonianos não são adequados. O custo de um telescópio motorizado, com montagem rígida

suficiente para evitar vibração, e com adaptadores para a câmara, será acima de 2500 dólares, nos Estados Unidos. Note que além do telescópio em si, o sistema deve conter um telescópio buscador 6x30, isto é, 6 vezes de aumento e 30 mm de diâmetro, com lente Kellner [Carl Kellner (1826-1855)] (K), acromática modificada (MA) ou Plössl [Georg Simon Plössl (1794-1868)], e montado com seis pontos de apoio. Uma ocular Kellner combina uma lente acromática com uma lente simples, e normalmente tem um campo de 40° a 50°. Uma Plössl usa duas lentes acromáticas, e tem um campo um pouco maior. Mais recentes são as Erfle [Heinrich Valentin Erfle (1884-1923)], com seis ou sete componentes, e 60° a 70° de campo, e as Nagler [Albert Nagler (1935-)], com oito ou mais elementos, e campo de até 85°. Note que todas as lentes devem ser revestidas (coated) com filmes que reduzam a reflexão. Uma lente normal reflete cerca de 5% da luz incidente por superfície, de modo que um sistema contendo digamos 5 lentes não revestidas perde cerca de 40% da luz incidente só por reflexão. Dióxido de silício e fluoreto de lítio são dois materiais usados para revestir as lentes, minimizando a reflexão. Outro fator importante em uma ocular é a distância entre a superfície da última lente e o foco (imagem da ocular), chamada de eye relief, que precisa ser entre 6 e 10 milímetros, para uma visão confortável

Como escolher um Telescópio

Um bom par de binóculos perfaz um excelente "primeiro telescópio", pelo menos até um certo ponto. Os binóculos foram os únicos instrumentos óticos que eu tive no meu primeiro ano como observador do céu, e esta me pareceu ser exatamente a maneira correta de começar. Mas durante aquele tempo eu estava trabalhando na direção de um objetivo maior: construir um refletor de 150mm.

Fazer o próprio telescópio foi a única maneira de ter um. Eu percebi depois que essa limitação foi na verdade uma benção. Isto evitou que eu tivesse um telescópio muito cedo, (antes de eu saber o que fazer com ele), e me fez valorizá-lo com uma jóia a despeito da coisas que um telescópio deste tamanho não pode fazer.

Mais cedo ou mais tarde todo astrônomo amador iniciante tem que encarar a questão sobre o que fazer para conseguir um bom telescópio. Esta é a decisão mais critica que você vai tomar no seu hobby. Escolha bem e o telescópio vai oferecer-lhe uma vida inteira de noites agradáveis de exploração do céu. Escolha mal e é muito provável que ele lhe traga frustração e desapontamento e acabe sendo oferecido nos anúncios de classificados como "Excelente condição, raramente usado".

O que fazer para tomar a decisão certa? Isto depende mais de você do que do telescópio em si. Se você vive no quinto andar de um apartamento no centro da cidade com pouco espaço para guardar coisas e é fascinado pela Lua e planetas, você deveria ter um telescópio inteiramente diferente daquele que você teria se morasse numa fazenda em Mato Grosso com um grande e espaçoso galpão e se o seu verdadeiro amor fossem as galáxias. O dinheiro que você pode gastar, o peso que você pode carregar e a quantidade de observações que você já fez a olho nu e com binóculos são também cruciais.

A característica mais importante de um telescópio é a abertura, isto é, o diâmetro da lente principal ou do espelho. A abertura determina o brilho e a definição de tudo o que você irá' observar. Um telescópio de 70mm nunca poderá mostrar estrelas mais apagadas, ou detalhes num planeta como fará um telescópio de 150mm bem feito. Um 150mm, por sua vez, jamais poderá' competir com um bom 250mm.

O aumento, não é algo a se considerar quando estiver encomendando um telescópio. Você pode fazer qualquer telescópio aumentar quantas vezes  quiser usando diferentes

oculares. Uma ocular é um pequeno conjunto de lentes que se acopla ao telescópio e por onde se observa os objetos. A maioria dos telescópio vem com algumas delas, e outras podem ser compradas separadamente. Mas é inútil usar um aumento muito grande num telescópio de pouca abertura. Você não verá nada a não ser um borrão aumentado várias vezes. Apenas um telescópio de grande abertura (com uma montagem solida) pode mostrar uma imagem decente com 200x ou mais. Em todo caso, as oculares que aumentam menos são as mais fáceis de usar e as que oferecem as imagens mais agradáveis. Você usará um aumento baixo na maior parte do tempo.

A regra geral afirma que o máximo aumento útil, mesmo sob condições ideais de céu, é 20 vezes por centímetro de abertura. Isto o limita a usar 140x numa luneta de 70mm, 300x num telescópio de 150mm, etc. Mas ainda assim considera-se este limite muito acima do ideal.

Desconfie de qualquer telescópio anunciado pelo alto poder de aumento. Se você vir um 60mm sendo anunciado numa loja de departamentos como "Aumenta 475x !!!", quer dizer que o fabricante acha que você é ignorante e ingênuo. Com esta atitude eles também tentam esconder varias outras deficiências do equipamento. Uma ênfase exagerada no alto aumento é certeza de que o equipamento na verdade é um lixoscopio de brinquedo.

Já que a abertura é tão importante, você pode imaginar que escolher um telescópio é fácil, basta escolher o de maior abertura que você encontrar! Mas na prática não é tão simples. Se o telescópio for muito pesado para transportar facilmente ou exigir muito tempo para se montar, você raramente vai usá-lo. Mesmo entre os telescópio de mesma abertura, alguns tipos são mais portáteis, outros oferecem imagens mais nítidas e outros são mais econômicos. Os conselhos que seguem o ajudarão a avaliar todos os fatores para tomar a melhor decisão.

Tipos de Telescópios

Existem basicamente três tipos de telescópio a escolher: o refrator, o refletor e o catadióptrico. Cada um deles tem vantagens e desvantagens, as quais você deverá avaliar de acordo com o seu estilo de vida e objetivos de observação.

Refrator

Os refratores possuem tubos longos e relativamente finos com uma lente objetiva frontal que capta e focaliza a luz. A qualidade de um refrator varia do pior ao melhor dos telescópios. Refratores de lojas de departamento do tipo anunciado para o povão, são geralmente os piores. A qualidade pode ser baixa, e a sua montagem é freqüentemente tão cambaleante que você quase não consegue apontá-lo para objeto algum. Se o seu orçamento para astronomia o limita a esta faixa de preço, fique com os binóculos.

Você diz que já tem um telescópio deste tipo? Bem, coragem; Galileo iria se deliciar com ele. Mantenha suas expectativas baixas, a sua paciência intacta e não se culpe se ele apresentar problemas. Atitude é tudo. Muitos amadores iniciaram com sucesso com refratores de lojas de departamento. Para os objetos brilhantes e facilmente encontráveis (tente a Lua) eles podem servir muito bem.

Os refratores melhores, por outro lado, também são encontrados no mercado se você tiver paciência de procurar por eles e caixa para pagar por eles. Novos e complexos desenhos de lentes, oferecidos por algumas poucas companhias tem criado os mais soberbos (e caros) telescópios do mundo. Estes telescópios são chamadas de "apocromáticos", e não devem ser confundidas com os telescópios mais simples chamados de "acromáticos". Com tanto dinheiro investido nas lentes principais, os fabricantes geralmente também produzem montagens de alta qualidade que trabalham suavemente.

Vantagens

Os refratores de todos os tipos são rígidos, requerem pouca ou nenhuma manutenção e possuem tubos fechados que o protegem da poeira e reduzem a degradação da imagem causada por correntes de ar. Se as lentes forem boas, um refrator oferece imagens nítidas e de alto contraste para uma determinada abertura; isto é especialmente desejável para a lua e os planetas.

Desvantagens

Os refratores geralmente tem abertura pequena, tipicamente entre 60 e 120mm. Para muitos propósitos astronômicos isto é

ainda muito pouco; objetos pouco luminosos como galáxias e nebulosas irão aparecer como fracos borrões quando você conseguir detectá-los. Um refrator normalmente exige um espelho ou prisma diagonal na ocular para tornar a observação mais confortável. Isto torna a imagem espelhada, o que dificulta a comparação com as cartas celestes. Alem disso, um bom refrator custa mais por centímetro de abertura do que qualquer outro dos tipos de telescópio.

Refletores

Os refletores usam um espelho côncavo grande e pesado ao invés de lentes para coletar a luz e focalizá-la. Você olha através de uma ocular colocada no tubo próxima a entrada de luz. Por décadas o refletor reinou sem concorrentes na astronomia amadora. Alguns dizem que ainda reina. O refletor é também conhecido como "newtoniano".

Vantagens

O refletor oferece mais abertura por dolar investido. é simples o suficiente para que os adeptos do "faca-voce-mesmo" possam construir um a partir de um esboço ou mexendo em um já pronto. A qualidade ótica pode ser bastante alta. O refletor contêm um numero par de espelhos (dois), então você vê uma imagem correta (não invertida). é improvável que a umidade se condense nos espelhos em noites frias, um problema comum em outros tipos de telescópios. A montagem pode ser pequena e baixa próxima ao chão, o que oferece estabilidade, enquanto a ocular ainda fica numa altura conveniente.

Desvantagens

Os refletores podem exigir mais cuidados e manutenção. O tubo é aberto ao ar, o que significa poeira nos espelhos, mesmo que o tubo seja guardado envolto em capas apropriadas (embora uma quantidade moderada de poeira nos espelhos não afete a performance do telescópio). Os espelhos precisam de ajustes ocasionais para mantê-los perfeitamente alinhados, uma tarefa simples porem tediosa de girar parafusos e roscas nos suportes dos espelhos. Durante a observação, é provável que correntes de ar embacem a imagem até que o telescópio fique com a mesma temperatura do ar circundante (a menos que o tubo seja muito bem ventilado).

Diferentes relações focais f/ (*)

Todos os telescópios, e em especial os  refletores, eles apresentam desempenhos diferentes em diferentes relações f/. Em geral quanto maior a relação focal melhor. Relações menores que f/6 ou f/5 exigem que o espelho secundário seja relativamente grande, e isto reduz um pouco a nitidez da imagem. As distorções se tornam mais aparentes próxima a borda do campo de visão, e todo o sistema ótico é muito mais sensível a pequenos desalinhamentos. Um espelho de relação focal baixa é difícil de fazer com alta qualidade. Também, com uma relação f/ baixa você tem que usar oculares melhores e mais caras para conseguir imagens nítidas em qualquer lugar exceto no centro do campo visão. Por todas estas razõs um refletor com f/4 quase nunca vai conseguir o mesmo desempenho de um refletor f/8 bem feito.

Por outro lado, um f/4 é muito mais portátil e manuseável. Tem apenas a metade do tamanho de um f/8. Um refletor de 25 centímetros de abertura com f/4 tem um metro de comprimento e cabe no banco de trás de um carro para que você possa levá-lo para um lugar que tenha um céu bem escuro. Um 25  centímetros f/8 tem 2 metros de comprimento e é um problema logístico maior para transportá-lo.

Catadióptrico

Ou telescópios compostos usam tanto lentes quanto espelhos. A versão mais popular é o Schmidt-Cassegrain, que surgiu no mercado na década de 70 e rapidamente conquistou seu lugar ao lado dos refratores e refletores que já existiam ha séculos. Os comentários seguintes aplicam-se primordialmente aos SCs.

Vantagens

A vantagem dos SCs não está na performance visual, mas sim na portabilidade, conveniência e opções especiais tais como sistemas avançados de acompanhamento computadorizado. Apesar de a maioria das pessoas poderem carregar um refletor de 20cm para lá e para cá, eles na verdade são pesados e desengonçados. A maioria dos Schmidt-Cassegrain vêem com numa maleta que pode ser levantada com uma só mão (o tripé é separado). A maleta pode ser colocada no bagageiro de um carro ou num armário como se fosse uma mala de viagem,

enquanto que um refletor tende a tomar todo o espaço de que você dispõe.

O tubo relativamente pequeno de um SC permite um acompanhamento mais confiável, tornando a astrofotografia menos difícil (nunca é fácil). Eles são excelentes telescópios fotográficos. Controles eletrônicos elaborados são uma opção nas montagens dos SCs para fotógrafos e usuários de cameras CCD. Alguns podem ser adquiridos com sistema de apontamento computadorizado. O usuário digita o numero do objeto que deseja observar e o telescópio automaticamente aponta para o objeto.

Desvantagens

A imagem formada por um SC será provavelmente um pouco menos nítida do que a imagem formada por um bom refletor de mesma abertura. Isso é mais perceptível quando se observa os planetas. O custo de um SC é maior do que o de um bom refletor de mesma abertura. Um espelho ou prisma diagonal é normalmente usado na ocular para oferecer uma posição de observação mais confortável (como nos refratores), e isso significa que a imagem que você vê fica de cabeça para baixo e espelhada. O mecanismo de focalização pode ser muito delicado e impreciso. Você não pode desmontar o telescópio; ajustes maiores significam que você tem de devolver o telescópio para a fabrica ou chamar um ótico especializado.

Montagens

O melhor telescópio não tem valor se ele estiver numa montagem medíocre. O menor balanço será transformado num terremoto seja qual for o aumento que você estiver usando. Você não verá muita coisa enquanto o céu estiver tremendo na ocular.

Infelizmente, quase todas as montagens tem uma desagravel tendência a ficar balançando. Geralmente isto é devido a um descuido na fabricação (ou corte de custo do fabricante) em um ou mais pontos cruciais. Mas, um pequeno grau de instabilidade é o inevitável de se fazer uma montagem leve o suficiente para não ter que ser carregada por um guindaste.

Existem dois tipos básicos de montagens:

A montagem equatorial é construída para que você possa facilmente seguir os objetos celestes na medida que a Terra gira. De outro modo, a rotação da Terra faz com que os objetos saiam do campo de visão da ocular muito rapidamente (em cerca de um minuto usando-se 75 ou 100x). A maioria das montagens equatoriais vem com um motor de passo (acompanhamento) para compensar a rotação da Terra automaticamente. A montagem equatorial deve ser alinhada com o Pólo Sul Celeste toda vez que você montar o telescópio. Felizmente, isso não precisa ser feito muito acuradamente para observação visual. Basta que se aponte o eixo polar na direção do Pólo Sul Celeste.

A montagem altazimutal é mais simples. Elas apenas se movimenta da esquerda para a direita e para baixo e para cima. Você deve cutucar o telescópio sempre que quiser seguir os objetos pelo céu. A montagem altazimutal é mais barata e mais leve e possuem muita estabilidade, vantagens que são exploradas ao máximo nas montagens dobsonianas para refletores gigantes e de baixo custo. Grande telescópios altazimutais, entretanto, exigem que o usuário seja muito hábil para encontrar os objetos pelo céu. Os dobsonianos realmente grandes são os melhores para observadores experientes de objetos difusos, que são sedentos de abertura.

Qualquer que seja a montagem que você tiver, não se impressione com o peso ou tamanho da mesma. Nada pode destruir o seu entusiasmo como uma visão eternamente trêmula, exceto um telescópio apoiado numa montagem realmente solida e estável. Uma montagem que dificilmente balança quando você a toca ou quando você focaliza um objeto é um prazer de usar.

Seus Interesses

Os planetas, a Lua, e estrelas binárias cerradas exigem grande aumento, bom contraste e excelente resolução. Se estes são os objetos que mais lhe interessam, a melhor escolha é um refrator ou um refletor de alta relação focal.

Objetos pouco luminosos como galáxias e nebulosas precisam de abertura, abertura e abertura. Um grande refletor é a escolha lógica se esta será a sua especialidade.

Se você não tem um interesse específico e pretendo tê-lo, um telescópio de tamanho médio será o ideal, talvez um refletor de 15 ou 20cm com relação focal f/6 ou f/8, ou um Schmidt-Cassegrain de 20cm.

Um fator pode limitar a sua escolha de interesse: poluição luminosa. A Lua e os planetas mais brilhantes escapam ilesos mesmo através da pior poluição luminosa. Mas os objetos mais apagados como as galáxias e nebulosas são desvastados por ela. Se você conseguir se proteger de luzes que incidem diretamente sobre você ou seu telescópio, poderá observar a Lua como estivesse numa fazenda. Os objetos menos luminosos, porem, ficarão invisíveis.

Finalmente um conselho em relação ao tamanho do telescópio. Você não apenas olha pela ocular do telescópio, você também tem que transportá-lo, montá-lo e desmontá-lo. E, tudo isso  quando a maioria das outras pessoas estão mais dispostas a ir para a cama dormir. Se você acha que estas tarefas são aborrecidas, provavelmente não irá observar muito freqüentemente. Muitos iniciantes esquecem isso e compram grandes telescópios que se tornam elefantes brancos, pois raramente são usados.

Antes de sair a procura de um telescópio lembre-se que um instrumento pequeno de 60 ou 70mm pode lhe mostrar mais do universo do que um instrumento de 40cm, se você usá-lo mais freqüentemente.

O melhor telescópio é o que você vai usar mais. O quando de diversão você vai ter, o quão bom você será como astrônomo amador, dependerá muito mais do tempo que você permanecer observando e não do diâmetro do seu telescópio.

Notas: (*) - Relação f/ ou #f - A razão entre a distância focal e o diâmetro da objetiva ou espelho do telescópio determina um número - a RELAÇÃO f/ ou #F -  quanto menor esse numero mais caro e igualmente mais sofisticado tem que ser o desenho óptico do instrumento. Salvo projetos especiais com as objetivas apocromáticas que são extremamente caras dada a sua alta qualidade e performance óptica. Exemplo: Refrator Amaetur Zeiss 100/1000 é um telescópio com objetiva acromáttica de 100mm de diâmetro e 1000mm de distância focal, logo o seu #f= 1000/100 ou seja: f/10 0u #f=10.

O Nosso Telescópio Dobsoniano

O Nosso Telescópio Dobsoniano

Muitas pessoas nos tem perguntado sobre como adquirir um telescópio ou como construí-lo!

Nós vamos apresentar aqui uma sugestão de um modelo de telescópio, o qual utiliza a configuração óptica newtoniana e uma montagem alta-azimutal. Em particular, o estilo da montagem corresponde a um conceito desenvolvido por John Dobson quando de sua permanência na China, pois o seu pai fora um dos fundadores da Universidade de Pequim. O modelo a ser apresentado emprega um espelho parabólico de 254mm de diâmetro e têm uma distância focal de 1130mm. Em outros termos, esse é um telescópio de 254/1130 ou com uma abertura relativa ou número F de 4.5 (#f = 4.5). A configuração óptica corresponde a newtoniana com espelho primário parabólico e um espelho secundário plano diagonal. Os componentes mais difíceis para construí-lo, são o espelho primário, o espelho diagonal e as oculares. Mais a frente indicaremos alguns locais para adquirí-los. Todo o restante do material corresponde a madeira compensada, canos de PVC marron, tampão de PVC branco de esgôto, parafusos, molas, aroelas. O ferramental para a confecção limita-se a uma pequena furadeira eletrica, serrote, serra tico-tico, lixas, chaves de fenda, formões e etc.

Para se ter uma idéia da montagem dobsoniana, nós separamos 41 imagens para ilustrar o conceito de John Dobson:

Imagem 01   Imagem 41  

Esse telescópio que nós construímos foi uma doação por parte da SBEA (Sociedade Brasileira para o Ensino da Astronomia) em conjunto com a SIDEWALKER ASTRONOMERS do estado americano do Texas, a qual doou os espelhos, as oculares e o sistema de mira para a realização de dois workshops sobre a construção de um telescópio dobsoniano. Um deles, foi realizado na PUC de São Paulo e o outro no CDA (Observatório) de São Carlos, durante o primeiro semestre de 1997. O representante da Sidewalker Astronomers que trouxe o material e que se incumbiu de apresentá-lo aqui no Brasil foi Robert G. Osborm por sugestão de John Dobson. Essa realização foi possível após um encontro de John Dobson e da Senhora Helga Szmuk (entusiasta da Astronomia) durante o Eclipse Solar Total de 3 de Novembro de 1994 em Foz do Iguaçu. Após ele tomar conhecimento pela Sra. Szmuk das atividades astronômicas brasileira, ele próprio sugeriu a confecção desses telescópios num workshop.

Dimensionando de um Telescópio Dobsoniano

Introdução

Fundamentos da Óptica Geométrica

Reflexão no espelho plano Reflexão no espelho esférico

A Configuração Óptica do Telescópio Newtoniano

A Configuração Mecânica Dobson

Introdução

O conceito desenvolvido por John Dobson une a configuração telescópica newtoniana com o sistema de coordenadas alta-azimutais. O telescópio newtoniano desenvolvido por Issac Newton em 1668 representa uma grande simplificação nos elementos ópticos com relação a outras configurações. A objetiva é somente um espelho esférico côncavo ao contrário dos telescópios refratores compostos por uma ou mais lentes para eliminar as aberrações cromáticas. A inclusão do espelho secundário permite desviar o feixe a noventa graus e observar os objetos celetes numa posição radial ao eixo óptico do espelho

primário. O sistema de coordenas alta-azimutal permite uma montagem mecânica simples - apesar de não podermos compessar o efeito da rotação terrestre com simplicidade - de baixo custo e, bem leve quando nós comparamos com uma similar a montagem equatorial ou montagem tradicional alemã. Para aqueles que desejam construir um telescópio dobsoniano, nós vamos dividir o processo de construção do telescópio em algumas etapas a saber:

A Configuração Óptica A Configuração Mecânica

Da duas nós faremos uma série de considerações que nos levarão ao dimensionamento da montagem mecância do telescópio. O nosso objetivo será estabeler os parâmetros necessários - os compromissos - entre a óptica e amecânica do conjunto para nós obtermos a melhor eficiência do telescópio. Esse compromisso entre óptica e mecânica será dirigido para um telescópio dobsoniano de observação visual. Não vamos nos preocupar aqui com adaptações e/ou configurações para máquinas fotográficas ou qualquer outro dispositivo adicional.

Fundamentos da Óptica Geométrica

Um curso formal sobre óptica geométrica que atenda aas necessidades reais para trabalharmos a ótica do telescópio newtoniano será muito longo. No intuito de sermos breves, nós introduziremos os conceitos mímimos necessários para que o traçado de raios possa ser compreendido. Para isso nós precisamos saber: o que é a reflexão de um raio por um espelho plano e, a partir de dois raios com comportamentos conhecidos no espelho esférico côncavo elaborar e construir a teia de raios e feixes que nós permitirão avaliar a configuração óptica newtonia.

Reflexão no Plano

Nós todos estamos acostumados com a nossa imagem através de um espelho. Cada ponto do nosso rosto "emana raios" que atingem a superfície refletora do espelho e retorno aos nossos olhos. A natureza é muito sábia e no processo de refle'xão e mesmo no de refração da luz, ela, a LUZ, percorre o menor caminho. Essa propriedade é conhecida como o Princípio de Fermat. Esse princípio é muito fácil de ser percebido na reflexão. Observe a figura abaixo:    

Fig.01- A Reflexão em superfícies planasO raio de luz que passa por A atinge o ponto de incidência V no espelho plano e é desviado por um ângulo exatamente igual mas contrário em relação a normal (perpendicular a superfície do espelho em V). Os ângulos e 'são iguais. Observe que os pontos B e B' marcados sobre o raio refletido e o segmento auxiliar respectivamente são equidistantes em relação ao espelho. O comprimento do segmento AB' é o segmento AV+ VB' e este é exatemente igual ao comprimento do segmento AV + VB. O percurso da luz de A até B foi feito pelo menor

caminho. Se nós tomarmos qualquer outro ponto do espelho que não seja o V, o caminho de A até B será sempre maior. Da Geometria plana, dado dois pontos não coincidentes, nós sempre teremos um segmento de reta ou uma única reta passando por esses dois pontos.

Reflexão no Espelho Esférico Côncavo

Os raios importantes para traçar o feixe de luz que atinge um espelho esférico côncavo são dois: Raio paralelo ao eixo optico Raio incidente no vértica do espelho      

Fig.02- Raios principais do espelho esférico côncavoNote que o vértice V é o ponto central de simetria radial da superfície esférica do espelho e por ele passa o eixo óptico do espelho (linha branca) da direção axial (ao longo do eixo). No caso da superfície esférica C é o centro de curvatura e no caso com raio R. Para esse tipo de superfície refletora, todo raio que chega paralelo ao eixo ótico é desviado en direção ao ponto F (foco). Todos os raios paralelos convergem para o ponto F distante R/2 do vértice V do espelho. Outro raio importante é o que incide exatamente no vértica do espelho. Nesse ponto o raio incidente tem o seu raio refletido desviado do mesmo valor da incidência em relação ao eixo óptico. Veja que nesse caso o vértice V do espelho concâvo funciona como um espelho plano nesse local. O mesmo ocorre para os raios que chegam paralelo ao eixo óptico. Eles ao incidirem na superfície do espelho, a reflexão deverá naquele ponto ser aplicada e o raio será desviado para o ponto F (foco). Tudo isso que nós estamos afirmando para o espelho côncavo é uma aproximação e é válido para ângulos pequenos - da ordem de cinco graus.

Com esses dois elementos básicos, nós passaremos a Configuração Óptica do Telescópio Newtoniano. Nela nós veremos o problema da colocação do espelho secundário.

A Configuração Óptica do Telescópio Newtoniano

O telescópio refletor newtoniano é composto de um espelho esférico côncavo como indicado na figura abaixo. Tem um eixo de simetria que ao mesmo tempo é o seu eixo óptico.

Fig.03- O espelho côncavo esférico.Ao passarmo um feixe de luz paralelo ao eixo óptico, sua luz será toda desviada para um ponto comum sobre o eixo óptico chamado de foco. Esse feixe corresponde a luz vinda de um objeto muito longe, por exemplo uma árvore muito distante. A LUZ de uma estrela do firmamento corresponde bem a essa situação.

Fig.04- Feixe de luz paralelo ao eixo óptico

No caso de objetos extensos, ou de objetos muito longe e fora do eixo óptico do espelho primário, a luz desses objetos será tratada como um feixe paralelo mas inclinado em relação ao eixo de simetria axial. A inclinação desse feixe corresponderá ao campo de visão do telescópio. Na figura abaixo, nós temos a situação de um objeto no infinito e acima do eixo óptico. Por causa da reflexão, a imagem se formará num ponto afastado na direção radial em relação ao foco do espelho primário e se formará do lado contrário do feixe incidente. O espelho irá inverter a imagem.

Fig.05- Feixe de luz paralelo mas inclinado e acima do eixo óptico

De igual modo, nós vamos traçar os raios de um feixe paralelo inclinado mas oposto ao da figura anterior. A situação toda se inverte a descrição da figura 05.

Fig.06- Feixe de luz paralelo mas inclinado abaixo do eixo óptico.

O conjunto de todos esses três feixes paralelos nós mostra como a luz é modificada pelo espelho primário para formar a imagem sobre o plano focal. Se nós montassemos a ocular na frente, ao observar as nossas cabeça irão naturalmente obstruir a luz e nós não veremos nada.

Fig.07- O conjunto de todos os feixes paralelos e o plano focalA solução para esse problema consiste em nós colocarmos um espelho plano inclinado de 45 graus para desviar o feixe em noventa graus em relação ao eixo óptico. Desse modo o plano focal ficará fora da entrada de luz e nós poderemos observá-lo a partir da direção radial. O espelho plano (secundário) deverá ser colocado entre o foco e o vértice do espelho esférico (primário). Na figura abaixo, nós temos a colocação desse novo elemento no sistema óptico.

Fig.08- O espelho plano secundário ou espelho diagonalComo nós podemos perceber a introdução de um elemeto central a frente o espelho primário causara um certa obstrução da luz total incidente. Para o caso o feixe paralelo ao eixo optico o resultado será:

Fig.09- Obstrução do feixe de luz paralelo a eixo ótico.Para o feixe paralelo inclinado acima do eixo optico, o resultado será:

Fig.10- Obstrução do feixe paralelo inclinado acima o eixo ótpicoE para o feixe paralelo mas inclinado abaixo do eixo óptico, nós teremos:

Fig.11- Obstrução do feixe paralelo inclinado abaixo do eixo óptico.

Juntando todos os três feixes paralelos, nós teremos a configuração clássica do telescópio refletor newtoniano. Nós temos realmente uma perda de luz e elá será cada vez maior a medida que o espelho secundário se aproximar do espelho primário.

Fig.12- A Configuração óptica de um telescópio newtoniano.Eliminando-se o feixe de raios e ficando somente com os raios extrenos, nós teremos os elementos geométricos necessário para dimensionar e posicionar o espelho secundário como indicado na figura abaixo.

Fig.13- Raios necessários para dimensionar o espelho primário.Observe que na figura abaixo que o recuo (r) do espelho secundário deverá ser maior que a metade do diâmetro do espelho primário. O ângulo 2 será ao campo de visão desejado do telescópio e correesponderá ao deslocamento (2c) sobre o plano focal do feixe paralelo inclinado. A interceptação dos raios externos com o plano do espelho secundário irá determinar a sua dimensão meridonal (a).

Fig.14- Dimensão merdional do espelho secundárioA outra dimensão do espelho secundário corresponde a direção sagital - plano perpendicular as figuras e que passa pelo eixo óptico. Na figura abaixo, nós temos a representação da direção sagital extraída a partir dos feixes refletidos pelo espelho primário sem o secundário. O segmento transversal perpendicular ao eixo óptico que passa pelo ponto de intersecção do espelho secundário com o eixo óptico do espelho primário corresponderá a dimensão sagital do espelho secundário.

Fig14.- Dimensão meridional do espelho secundário.No mínimo o nosso espelho secundário será um retângulo com dimensões a e b. A sua forma real é próxima a uma elipse com eixos a e b.

A Configuração Mecânica de John Dobson

A próxima etapa será nos alojarmos o espelho primário numa caixa a CAIXA DO PRIMÄRIO e de igual modo o espelho secundário numa caixa a CAIXA DO SECUNDÁRIO. Observe que as dimensões da caixa deverão ser tais que não haja obstrução dos raios mais externos e que não haja obstrução nos raios que chegam ao plano focal. Tambem deveremos controlar a separação entre as caixas em função da posição do espelho primário. Por uma questão de estabilidade a caixa do secundário deverá ser feita de uma madeira menos espessa que a da caixa do primário e garantir um equilíbrio estático mais próximo do primário. Veja a figura abaixo:

Fig.15- Colocando as caixas dos espelhosA caixa do espelho primário deverá permitir a fixação e o ajuste da orientação do plano perpendicular ao eixo óptico que passa pelo vértice do espelho. O ajuste desse espelho corresponderá ao caminho óptico da luz refletida no véritce e que deverá atingir o espelho secundário e desviá-la até a ocular.

Fig. 16- A Caixa do Espelho Primário e o seu suporte de fixaçãoO suporte do espelho primário conciste num sistema mecânico de apoio sobre três pontos. O parafuso de ajuste, permite controlar a orintação do plano radial que passa pelo vértice do espelho primário (V). As molas facilitam o ajuste mantendo a base de fixação do espelho afastada do fundo da caixa. Os contra-parafusos servem para travar a orientação do espelho primário. A caixa do espelho secundário deverá propiciar a fixação do espelho diagonal e permitir uma mobilidade no posicionamento desse espelho para o ajuste do caminho a ser percorrido pela luz ao longo do eixo óptico central entre a ocular, o espelho secundário e o vértice do espelho primário.

Fig.17- A Caixa do Espelho secundário e o seu suporte de fixaçãoOs parafusos de ajuste permitem centralizar o espelho secundário e orientar a inclinação do mesmo. Durante o processo de alinhamento, um feixe central vindo a partir do sistema de focalização deverá ser refletido e desviado pelo espelho secundário em direção ao vértice do espelho primário. Em seguida, a orientação do espelho primário deverá ser feita para que o feixe retorne pelo mesmo caminho no sentido do sistema de focalização.

Fig.18 - Sistema de FocalizaçãoO sistema de focalização adotado por nós emprega uma flange de caixa d'água de PVC Marrom de 32mm. Foram necessárias duas delas para compor o sistema de focalização - o anel de trava foi retirado do que seria a base da luva. O diâmetro de 32mm corresponde a oculares com bitola 1.25 polegadas de encaixe. O anel detrava é necessário pois há uma folga muito grande entre a luva e a base da luva por causa do tipo de rosca empregada na flange (rosca dardlet).

Fig.19 - Separação entre as Caixas (Primário e Secundário)Para manter a separação entre as caixas, nós empregamos tubos de PVC Marrom de 32mm de diâmetro. Para facilitar a montagem, nós colocamos na caixa do secundário calços de madeira como limitadores. O comprimento dos tubos deverá ser ajustado para que o foco caia no local desejado no sistema de focalização. Na montagem lembre-se de marcar a posição do cano e a qual canto da caixa ele deva ser sempre fixado. Isso é necessário pois em caso de transporte é necessário montá-los nas respectivas posições para evitar algum deslocamento na montagem e ter que alinhar o conjunto óptico novamnente. Com a montagem do sistema óptico newtoniano acima e incluindo o sistema de focalização e algum sistema de mira de sua escola, nós podemos proceder a determinação da posição do centro de massa ao longo do conjunto. Para isso, nós utilizamos uma cunha e procuramos a posição em que o sistema fica em equíbrio estático.

Fig. 20 - Determinando a posição do centro de massa do sistema óptico.

Conhecendo a posição do centro de massa, nós colocaremos a articulação do suporte de altura conforme o esquema abaixo.    

Fig. 21 - Articulação do ajuste de alturaA articulação do ajuste de altura foi construída a partir de um tampão de esgoto de oito polegadas. A vantagem desse diâmetro é a excelente área de contato cujo atrito manterá o telescópio na posição desejada sem qualquer deslocamento. Os deslocamentos não ocorrerão desde que o sistema do conjunto óptico tenha sido balanceado e montado em relação ao centro de massa.  

Fig.22 - O sistema óptico newtoniano com o suporte de articulação de altura

O último conjunto da monatgem dobsoniana é a montagem da base de articulação do azimute. Nós precisaremos de uma caixa de articulação do azimute onde a articulação do suporte de altura possa ser encaixado.