Escolhendo as Lentes...

Quando tive minha primeira motivação em iniciar esse blog foi justamente para falar sobre telescópios amadores e suas possibilidades. Mês passado, ao passar por uma loja não especializada um vendedor, bem intencionado possivelmente, insistia em me falar que um telescópio que um refletor dobsoniano de 76mm possuía um aumento de 225x. Bem sabia eu que tal espelho jamais produziria imagens de qualidade de nitidez mínima em qualquer aumento superior 152x, além do que, tal magnificação para astronomia amadora não era assim tão relevante. Sai bastante contradito daquela loja quando tentei explicar para aquele vendedor que na verdade aquilo não importava, e o que eu realmente queria saber era a distancia focal e quais oculares acompanhavam o kit. Coisa que, por sinal, ele não sabia informar... Imaginava que aquela pessoa provavelmente era um bom vendedor e que ele procurou se informar sobre os produtos que comercializava, porém provavelmente nunca tenha chegado até ele informação para que lhe desse suporte para filtra quais dados eram importantes. Pois bem, como falei antes, essa era a motivação inicial do blog, um lugar para pessoas que poderiam encontrar os primeiros passos na astronomia sem ter um bacharelado em ciência. Contudo, ao iniciar, me deparei com outro problema... Afinal, como explicar os tipos de montagem sem que se tenha o mínimo de familiaridade com uma metodologia de localização; ou distancia focal e diâmetro de abertura sem compreender medidas e magnitudes? Enfim, agora que acredito que já tenha escrito o mínimo sobre tais assuntos assim podemos seguir adiante, em busca de horizontes mais amplos e de um espaço mais profundo...

Telescópio de Galileu

O vídeo do post passado mostra Galileu adaptando um simples brinquedo popular em um instrumento que mais tarde se tronaria um dos ícones da ciência moderna. Não posso imaginar o que homens como Galileu e Newton sentiram ao se depararem com a beleza da silenciosa dança dos planetas, contudo lhes asseguro que as imagens da primeira vez que vi os anéis de saturno ou a de uma veloz lua eclipsando uma faixa de Júpiter são algumas das mais preciosas lembranças que guardo em minha memória. Isso foi no ano de 1999, logo que consegui assegurar uma vaga de bolsista no departamento de astrofísica de minha universidade, contudo, acredito que esse caminho entre as estrelas pode ser trilhado por qualquer pessoa que tenha a disposição em embrenhar seus passos nessa senda.

Luneta Gautier do observatório da UFGRS, onde dei meus primeiros passos na astronomia, com objetiva de 19 cm. Img. JC. 

Mas afinal, o que são telescópios e para que eles servem? Bom, em linhas gerais telescópios são aparatos que servem para duas coisas: captar a maior quantidade de luz de determinado segundo de arco celeste e ampliá-la. A primeira vista isso não diz muito, contudo com o arranjo entre essas duas variáveis podemos dimensionar exatamente o que pretendemos observar. Acredito que a distinção entre essas duas características é fundamental para elegermos o material que escolhemos para nós. Então, agora, escrevo pensando nos cuidados que devemos tomar ao comprar o seu primeiro telescópio. Ao contrario da cresça popular, telescópios de grande razão de aumento não são os mais indicados para a astronomia de espaço profundo, essa característica é determinada pela sua capacidade de captação de luz. Ou seja, quanto melhor a razão luminosa melhor será o telescópio, o que é regido pelo tamanho do espelho do telescópio. Esse é um dos motivos que astrônomos quando falam sobre telescópios a primeira informação passada sempre é o tamanho do espelho e não a razão de aumento... Caso você possuir uma luneta de grande razão de aumento, não a jogue fora, elas ainda, no geral, são melhores para observar planetas e a lua que telescópios refletores...

Mas afinal, como podemos estimar a razão de aumento e a capacidade de coletar luz de um telescópio? Para isso existe uma fórmula simples, basta calcularmos a área máxima da dilatação de nossa pupila e compararmos com a área do espelho do telescópio. Tempos atrás falei que cada um de nós temos uma acuidade visual diferente, e que isso depende de vários fatores biológicos, um deles é justamente esse tamanho de pupila. Na média a dilatação máxima da pupila humana no escuro fica na casa dos 6mm de diâmetro, dado isso fica fácil!

-Sendo a área de uma circunferência obtida por πR^2, logo o número de luminosidade de um telescópio refletor de espelho 76mm é:

Olho: π3^2 = 28,27mm^2, Espelho:  π38^2 = 4.536,46mm^2.

Razão:       4.536,46mm^2/28,27mm^2 = 160, 46

Podemos afirmar que com o auxilio desse instrumento captaremos 160,46 vezes mais luz que com nossos olhos. O que explica o porquê enxergamos mais estrelas com um telescópio e não estrelas maiores... Lembra-se de quando conversamos sobre distâncias astronômicas? Pois é, uma estrela está realmente muito longe, é por isso que de pouco adianta aumentá-la 1000 vezes; e caso ainda tenha em mente o que falei sobre as condições de observação, todas aquelas interferências atmosféricas também serão multiplicadas por 1000.

Outra característica que distingue os telescópios é o tipo como é captada e formada a imagem através de seu jogo de espelhos e lentes. Basicamente existem três tipos de telescópios próprios para a astronomia amadora. Basicamente todos eles têm um ponto em comum, captar a maior quantidade de luz e convergi-la em um ponto a fim de formar uma imagem. Eles os podem ser classificados como do tipo Refrator, Refletores ou como os fabulosos Cassegrain. Cada um deles guarda algumas particularidades, assim como são mais próprios para um determinado tipo de observação.

Sendo os primeiros melhores para a observação de objetos mais próximos. Talvez por esse motivo também são conhecidos pelo nome de lunetas. Geralmente tem um fator de aumento bastante elevado, o que comumente não é utilizado. São bem mais complexos em sua construção e o fato de usarem lentes ao invés de espelhos encarecem em muito sua elaboração. Comumente uma boa lente de cristal tem um custo em média sete vezes mais elevado que um espelho de mesma qualidade.

Acredito que o mais usual dos tipos de telescópios são os refletores também comumente chamados de Newtonianos. Eles apresentam ótimo custo benefício, são relativamente fácies de se encontrar no mercado, não são de manufatura complexa e por isso são também os mais simples de se montar em casa. Pelo fato de espelhos serem mais baratos que lentes, possuem aberturar focais maiores. Geralmente eles são mais curtos, o que denota menores aumentos, contudo como já vimos, isso é irrelevante para o espaço profundo. Eles possuem acromatismo perfeito, o que quer dizer que a imagem gerada preserva todos os comprimentos de onda da imagem original. São, no geral, bem mais portáteis devido suas menores dimensões reduzidas; acredite, se você tem um trambolho em casa, é lá que ele vai ficar... Contudo, também sofrem mais com a aberração térmica no seu espelho e também padecem devido à interferência por difração da aranha na captação de luz.

Já o último é uma junção das qualidades e defeitos dos dois anteriores. Na verdade, ele é um tipo de refletor, contudo, balanceando bem os benefícios de um bom refletor. Caso a variável custo não tenha peso na sua equação de qual telescópio comprar, um bom Cassegrain de 200mm é minha dica de compra...     

Para falarmos da segunda variável que entra nessa mediação, não poderíamos deixar de mencionar a ampliação, mas queria fazer um porem antes! Tenha sempre em mente que qualquer ampliação superior ao dobro do diâmetro em milímetros de seu espelho é impraticável. Ou seja, pode existir uma diferença assombrosa entre aumento possível e o recomendável! Tento evidenciar isso agora. Calcular a ampliação de um telescópio é uma tarefa bem simples, e também bastante recomendável ao escolhermos um. Para tanto precisamos estarmos a par de dois dados. O primeiro o diâmetro da lente ou do espelho e o segundo o ponto de foco do tubo(Distância Focal do Telescópio). A razão entre esses dois dados vai nos informar o “f” do telescópio. Ou seja:

f = Dist. Focal/Diâmetro da lente

Por exemplo, para um telescópio de 700mm de Dist. Focal e de espelho de 76mm temos:

f = 700mm/76mm, ou seja: f /9,2

Essa distância é fixada na hora do projeto do instrumento, logo imutável. Contudo, podemos mudar esse fator de ampliação alterando o tipo de ocular e lente barlow que usamos no focalizador do telescópio. Gostaria de abrir toda uma nova publicação sobre esse assunto, pois existem várias possibilidades e tipos de oculares, barlows e prismas que podemos extrair recursos! Contudo, por hora tenha em mente que guardando essa mesma razão entredistância focal e a ocular podemos estimar o aumento induzido pela ocular na imagem gerada no tubo. Sendo:

A = Dist. Focal/Afastamento da Ocular

Que ficaria para o nosso velho f/9,2 caso usássemos uma ocular de 25mm:

A = 700mm/25mm, logo A = 28 vezes de magnificação.   

As lentes Barlow vêm com um número de vezes especificadas de fábrica nelas. Por exemplo, caso usarmos uma Barlow de 3x nessa configuração calculada teremos o aumento de 84 vezes. Contudo, lembre-se que tal coisa é regida pela relação de imagem determinada por seu espelho. Para exemplificar imaginemos que usamos uma Barlow de 3x combinada com uma ocular de 4mm em nosso f/9,2 de 76mm de lente: Isso daria um aumento de 525 vezes. O que resultaria em uma imagem que não exibe mais que um borrão luminoso em sua ocular...   

Existe mais um cuidado a se reparar antes de comprar um telescópio. É o tipo de montagem. Isso pode parecer bobagem, entretanto, faz toda a diferença quando estiveres em observação. Portanto escolha bases que lhe parecerem mais robustas. Tenha em mente que quando usamos um telescópio estamos secionando não mais que segundos do arco celeste, qualquer trepidação torna a observação impraticável. Principalmente quando não temos prática em focar, acompanhar o movimento celeste e trocar oculares... Basicamente existem três tipos de montagem para telescópios amadores: são elas a Azimutal, a Equatorial e a Dodsoniana.

Enfim, a montagem Azimutal é a mais simples delas, pode ser de grande escolher uma delas vantagem caso você não tenha ainda prática em montar telescópios. Entretanto esse tipo de montagem exige movimento simultâneo em dois eixos para acompanhar o movimento da esfera celeste, o que além de ser incomodo para um iniciante, impossibilita a adaptação de mecanismos de relógio(servem para acompanhar automaticamente esse movimento) baratos.

 Já as Equatoriais são as que apresentam maiores benefícios ao observador. Após focado o movimento fica preso a somente um eixo de movimento o que possibilita que o mecanismo de relógio seja bem mais simples e barato. Entretanto como claras desvantagens é que sua instalação é relativamente complexa para uma pessoa sem experiência; alem de que comumente exigirem mudança de meridiano no meio de uma observação.

Por fim a Dobsoniana. Se você está pensando em fazer seu telescópio em casa esse é o tipo de montagem que deves seguir, pois podem ser facilmente reproduzido em uma marcenaria doméstica. São bastante estáveis, evitando as incomodas trepidações. Possuem uma instalação fácil e são facilmente adaptáveis a qualquer tipo de terreno. Entretanto não são assim tão portáteis, pois pesam muito mais que qualquer outra montagem. Além do que também não existem mecanismos de relógio baratos para esse tipo de montagem, pois também se movem em dois eixos para acompanhar o movimento celeste. O que no fundo faz esse tipo de montagem uma classe dentro das Azimutais.

Acredito que com isso você já saiba o que precisa saber para comprar seu primeiro telescópio. Lembro que sempre é bom investir em marcas mais conhecidas, Toya(e seus genéricos), GOS e Celestron são marcas conhecidas. Não os compre em lojas não especializada, ao menos que tenha certeza do que você está fazendo. As primeiras observações que pretendo publicar nesse bolg serão com feitas um refletor genérico Toya f/9,2 de 76mm antes de passar para um f/9,3 de 150mm . Caso acompanhes esse blog verás que se tem muito que se ver por aí mesmo com o menor deles...