Diventa Fan

Telescopi ottici

Il telescopio è uno strumento ottico attraverso il quale è possibile osservare oggetti a grande distanza, come ad esempio stelle e pianeti della volta celeste. Leggi la guida per conoscerne caratteristiche, tipologie, ottiche, montatore e come scegliere il modello di telescopio in base a criteri di qualità, prezzo e corretta informazione per il consumatore.

Telescopio

Caratteristiche

Nei primi anni del 1600 Hans Lippersheim, un costruttore di occhiali olandese, sistemò due lenti in modo tale da poter ingrandire le immagini di alcuni oggetti lontani. In Italia questa scoperta più o meno casuale venne subito sfruttata dal professor Galileo Galilei che si costruì da solo il suo primo telescopio fu una vera e propria rivoluzione astronomica: apparvero finalmente crateri e montagne lunari, satelliti di Giove e deboli stelle della galassia. Il telescopio dei nostri tempi è uno strumento che si basa su due fenomeni dell’ottica geometrica, conosciuti come rifrazione e riflessione. Vediamo insieme alcune caratteristiche dei telescopi:

  • Diametro
    Il diametro di un telescopio altro non è che la dimensione dell’apertura massima, misurata in pollici o millimetri, dell’obiettivo ottico. Il diametro determina non solo la quantità di luce che passa nel sistema ottico ma anche la possibile risoluzione dell’immagine che si ottiene. Più aumenta il diametro più aumenta la risoluzione dell’immagine, ma può aumentare, di conseguenza, anche la sensibilità dello strumento a eventuali turbolenze atmosferiche.
  • Lunghezza focale
    Cos’ si chiama la lunghezza del percorso della luce dentro al tubo ottico, da quando entra nell’obiettivo fino a quando raggiunge il fuoco dell’oculare.
  • Rapporto focale diametro
    Questo rapporto, definito focale/diametro è un valore fondamentale per determinare l’uso stesso dello strumento. Esattamente come nel caso degli obiettivi delle macchine fotografiche, questo rapporto ne determina la capacità di ricevere nel migliore dei modi le informazioni.
  • Potere risolutivo
    Il fenomeno chiamato di ‘diffrazione ottica’, ossia il limite che viene posto alla risoluzione massima di un telescopio, è legato al disco di Airy, e determina la distanza minima a cui si devono trovare due oggetti in osservazione, per poterli distinguere uno dall’altro. Questo limite viene anche chiamato limite di risoluzione di Sparrow o limite di diffrazione. Questa distanza minima tra due oggetti aumenta o diminuisce con l’aumentare o con il diminuire della lunghezza d’onda della luce che viene osservata, mentre è inversamente proporzionale al diametro dell’obiettivo dello strumento. Questo vuol dire che uno strumento dotato di un obiettivo con un determinato diametro può ‘risolvere’ oggetti di una determinata lunghezza d’onda fino a un determinato punto. Se si desidera ottenere una maggiore risoluzione nell’osservazione di un oggetto della stessa lunghezza d’onda, è necessario affidarsi a uno strumento di dimensioni maggiori. Nella scienza astronomica, il potere di risoluzione è il minimo angolo di separazione tra due stelle una vicina all’altra, e viene misurato in secondo d’arco. Ad esempio, i nostri occhi hanno un potere di risoluzione di un minuto d’arco, mentre un telescopio con un obiettivo di 114 mm ha una risoluzione a un secondo d’arco, anche se la stabilità del telescopio stesso, eventuali turbolenze e la qualità dei componenti dell’obiettivo possono determinare variazioni, all’atto pratico, in questi valori teorici.
  • Ingrandimento
    Le capacità di un telescopio di ingrandire un’immagine dipendono dalla lunghezza focale dello strumento e dal tipo di oculare installato. Se si divide la lunghezza focale per la lunghezza oculare si ottiene l’ingrandimento. Un esempio pratico. Uno strumento con lunghezza focale di 1000 millimetri con un oculare da 12 dà come risultato 83 ingrandimenti. Come in tutti gli strumenti ottici, anche i telescopi hanno dei limiti di utilizzo relativi agli ingrandimenti, sia a causa della restrizione del campo visivo sia perché la nitidezza e il dettaglio sono definiti dal potere di risoluzione, quindi un ingrandimento eccessivo darà origine solo a un’immagine non nitida, confusa e dai contorni sfumati. È un effetto molto simile a quello che si ottiene quando si ingrandisce eccessivamente un’immagine al computer con lo zoom.
  • Percentuale di ostruzione
    È chiamato ‘ostruzione’ un determinato valore che viene calcolato esclusivamente nei telescopi a riflessione che utilizzano uno specchio di riflessione secondario, la cui stessa dimensione rappresenta un’ostruzione per la luce che vi entra e va a influire sul contrasto dell’immagine. Solitamente l’ostruzione ha valori tra il 10% e il 45%.

Tipologie

Tipologie di telescopio

  • Rifrattore
    In questo tipo di telescopio gli obiettivi sono composti da lenti convergenti: esse deviano la luce proveniente dalle stelle producendo l’immagine del corpo celeste direttamente nel fuoco dell’obiettivo, ingrandita poi da altre lenti che compongono l’oculare. Tale immagine risulta in genere ribaltata, tranne che nei telescopi dotati di apposito accessorio, di solito un’altra lente o un prisma, che provvede a raddrizzarla. Un telescopio rifrattore di elevata qualità fornisce risultati incomparabili, come potere risolutivo e contrasto.
  • Riflettore
    Nei telescopi riflettori l’obiettivo è uno specchio concavo, opportunamente lavorato per riflettere la più possibile quantità di luce che lo colpisce. Particolari telescopi riflettori sono i catadiottrici, che utilizzano sia specchi che lenti, e nei quali la luce viene sia rifratta sia riflessa. I riflettori possono presentare due diverse configurazioni, in base alle caratteristiche degli specchi accessori: la Newtoniana e la Cassegrain. I telescopi Newtoniani sono i classici strumenti per tutti, con risultati sufficientemente adeguati al loro costo. I Cassegrain sono più costosi e di classe superiore, potendo essere utilizzati anche per fare astrofoto. Con un telescopio rifrattore si può esaminare molto bene il sole, la luna e i più grandi pianeti del sistema solare. Quelli con obiettivi più grandi sono preferibili, per ottenere maggiore nitidezza e contrasto. I riflettori hanno dimensioni più compatte e quindi risultano più comodi e pratici. A parità di diametro dell’obiettivo però essi forniscono immagini qualitativamente di poco inferiore rispetto ai rifrattori.
  • Catadriottico
    I più diffusi tra gli appassionati di astronomia sono gli Schmidt-Cassegrain e i Maksutov-Cassegrain, che altro non sono che varianti dei Cassegrain con l’aggiunta di una lastra correttrice: da qui, il loro nome di telescopi catadriottici. Solitamente si possono trasportare facilmente, avendo un tubo non molto lungo che in ogni modo non va incidere sulla lunghezza focale, una buona nitidezza e buone prestazione per l’osservazione di astri e pianeti. Al contrario, però, l’ostruzione del secondario è solitamente superiore rispetto ai telescopi newtoniani, e per via della loro maggiore complessità sono decisamente più costosi. Questo tipo di telescopi sono solitamente impiegati per l’astrofotografia e per essere utilizzati in abbinamento a fotocamere e CCD. Molti degli obiettivi che vengono utilizzati nelle macchine fotografiche hanno ottiche dello stesso tipo, mentre alcuni obiettivi Maksutov sono stati fatti diventare piccoli telescopi, o binocoli. Proprio per via della loro compattezza, molti di sistemi computerizzati utilizzano questi modelli di ottica. Nei modelli professionali più grandi, l’inserimento di lastre correttrici non è una pratica economicamente conveniente, per questo vengono principalmente impiegati modelli non catadriottici Cassegraitn o Ritchey-Chrétien.

Ottiche

Ottiche telescopio

Un telescopio è formato da un obiettivo, che raccoglie e produce l’immagine, e da un oculare, un sistema di lenti che la ingrandisce. La qualità delle ottiche è fondamentale e dovrebbe essere la prima cosa da prendere in considerazione quando si compra un telescopio. Dalle caratteristiche dell’obiettivo dipendono infatti i parametri sostanziali di un buon telescopio: il suo diametro o apertura decide la quantità di luce che può essere raccolta e il potere di risoluzione delle immagini; la lunghezza focale fornisce il fattore d’ingrandimento; dal rapporto focale, risultante dalla relazione tra diametro e lunghezza focale, dipende la luminosità dello strumento, in sintesi l’anima stessa dello strumento di osservazione celeste.

Gli oculari, che possono comunque essere acquistati a parte, si distinguono in base al numero di lenti. Hanno lunghezze focali da 4mm, ad elevato ingrandimento, a 40mm. Ne esistono in commercio molti tipi, dai più economici a due o tre lenti a quelli più costosi e tecnologicamente avanzati, con cinque-otto elementi. I più usati sono gli oculari Plössl, riconoscibili dai simboli P o PL, adatti anche a chi porta gli occhiali. Per chi vuole spendere di più ci sono gli oculari di alta qualità Ultrawide angle, veri e propri grandangoli stellari. Comprate un corredo di almeno tre oculari, ad ingrandimento basso, medio ed elevato, ad esempio 9 mm-15 mm-25 mm.

Montatura

La montatura è la componente meccanica utilizzata per sostenere l’apparato ottico e le strumentazioni per l’osservazione, ossia il fotometro, lo spettrografo, il CCD e tutte le altre parti. Ma la sua utilità fondamentale risiede nella sua capacità di compensare il movimento rotatorio terrestre, e quindi il movimento apparente dei pianeti e delle stelle in senso opposto a quello, sempre apparente, del cielo. Così l’astro che si desidera osservare è sempre in una posizione centrale all’interno del campo visivo. Per essere davvero efficiente, una buona montatura deve rispondere a tre requisiti fondamentali:

  • Meccanico: la caratteristica principale della montatura deve essere la rigidità e l’assenza totale di flessioni o variazioni di forma e di stato. La velocità di inseguimento deve essere costante di modo che l’oggetto osservato rimanga sempre al centro del campo di osservazione, senza le cosiddette ‘fughe’. Inoltre la sua meccanica deve essere assemblata con il massimo grado di precisione, di modo da evitare il formarsi di giochi meccanici che potrebbero incidere sul grado di precisione del telescopio.
  • Elettronico: è un computer che permetta il controllo dei movimenti dello strumento e una gestione ottimale del puntamento degli astri.
  • Informatico: è il software che serve a comunicare con gli apparati elettronici e meccanici del telescopio, e che permette non solamente il corretto puntamento di un astro ma anche l’eliminazione degli eventuali errori strumentali attraverso correzioni dei movimenti. In più, consente di controllare il telescopio da remoto, ad esempio via internet.

Accessori

La quantità di accessori per uno strumento come il telescopio è notevole, ma occorre fare attenzione: accessori mediocri rovinano parecchio anche il migliore dei modelli. Meglio quindi acquistarne anche pochi, ma di qualità elevata. Montature e movimenti del telescopio La montatura è la parte meccanica cardine di ogni telescopio, sulla quale si fonda materialmente l’intero sistema ottico. Deve essere rigida, per evitare vibrazioni allo strumento e rendere impossibile qualunque osservazione. Ne esistono due principali tipi, la montatura altazimutale e la montatura equatoriale. Quella altazimutale è la più semplice e diffusa: lo strumento può muoversi secondo due assi ortogonali tra loro, uno verticale o in altezza e l’altro orizzontale o in azimut.

Altezza e azimut rappresentano le coordinate usate per localizzare le posizioni degli oggetti visibili, non soltanto celesti. Nella montatura equatoriale invece occorre ‘mettere in polo’ uno degli assi, chiamato asse polare. Ciò significa puntarlo rigorosamente verso il polo nord celeste e renderlo parallelo all’asse di rotazione della Terra. In questo modo per seguire il movimento di un oggetto celeste puntato dallo strumento, bisogna solamente ruotare il telescopio attorno all’asse polare, con una velocità pari e in senso contrario a quella angolare della Terra.

Tutto il movimento è motorizzato. Le stelle, i pianeti e gli oggetti del cielo sono identificati con apposite coordinate equatoriali, l’ascensione retta e la declinazione. La montatura equatoriale permette quindi di individuarli utilizzando semplicemente i cerchi graduati.

  • Cercatore
    E’ un cannocchiale di dimensioni ridotte che viene posizionato di fianco al telescopio, per aiutare a trovare l’oggetto celeste da esaminare. Con il cercatore si riesce infatti ad inquadrare facilmente l’area della volta celeste che comprende l’oggetto, facilitando il successivo puntamento degli oggetti celesti.
  • Lente di Barlow
    E’ una lente che raddoppia la focale degli obiettivi e quindi il fattore d’ingrandimento.
  • Cannocchiale polare
    Serve per aumentare la precisione durante la fase della messa in polo degli strumenti a montatura equatoriale. I cannocchiali polari hanno reticoli speciali che indicano la posizione esatta in cui collocare l’immagine della stella polare, per posizionare quindi in modo corretto l’asse polare del telescopio.
  • Filtri
    I filtri colorati si usano tutte le volte che si vuole selezionare una data gamma di lunghezza d’onda della luce, che possa far risaltare i particolari ad esempio di un pianeta o per fare foto alle nebulose e per altri usi ancora. A tal proposito ricordatevi che per osservare il nostro amato sole è obbligatorio utilizzare un filtro di tipo neutro, che abbassa la luminosità dell’immagine, proteggendo gli occhi. Per le osservazioni astronomiche dei corpi celesti più distanti, disturbate dalle luci delle grandi città è oggi possibile reperire in commercio un filtro speciale chiamato nebulare, che riduce l’inquinamento luminoso.

Tra la varietà di accessori abbinabili a questo strumento ottico, i più diffusi sono sicuramente le fotocamere. Tra gli appassionati che utilizzano la pellicola, il modello più utilizzato è la ‘vecchia’ reflex manuale, che permette di mantenere l’otturatore aperto per tutto il tempo che si desidera, senza problemi derivati dall’esaurimento delle batterie. Chi invece preferisce le fotocamere digitali, la continua evoluzione della tecnologia mette a punto ogni anno modelli sempre nuovi, dalle comuni fotocamere ai complessi CCD dotati di sofisticati sistemi di raffreddamento, in grado di catturare immagini di elevatissima qualità. Spesso questi accessori hanno bisogno dei necessari adattatori o di quello che viene definito ‘sistema di guida’, solitamente basato su un secondo telescopio affiancato al primo, ma anche fuori asse. Anche di questi sistemi ne esistono parecchi tipi, tutti accomunati dal fatto di possedere un reticolo illuminato che ricopre la funzione di mirino.

Come scegliere

Il telescopio è uno strumento complesso, e occorre competenza per capirne gli schemi ottici, il rapporto focale e la qualità delle lenti. Il mercato dell’usato è piuttosto vivace, ma fate attenzione, non acquistate mai senza provare seriamente lo strumento. La regola del comprarsi quello più potente per una determinata fascia di prezzo non funziona: dovete scegliere il modello che più si adatta alle vostre esigenze e rispondere alle seguenti domande: cosa volete osservare e dove volete farlo.

Per ammirare i pianeti, la luna e gli oggetti del Sistema Solare vi occorrono telescopi rifrattori a focale media o lunga, con diametri di almeno 70-90 mm. Sono strumenti che regalano immagini ben contrastate e dettagliate, anche in presenza di turbolenze atmosferiche. Per le osservazioni di nebulose, ammassi stellari e in genere di tutti gli oggetti celesti più lontani comprate invece strumenti aventi diametri maggiori di 110 mm e rapporti focali minori di f/8, quindi estremamente luminosi.

Se volete uno strumento di osservazione adatto alla maggior parte delle situazioni potete affidarvi a un catadiottrico tipo Cassegrain, molto compatto e con numerose possibilità di ingrandimento e aperture luminose. Può anche essere adattato per fare fotografia astronomica. La seconda domanda ‘dove volete osservare’ è molto importante: compiere ottime osservazioni dalla finestra o dal balcone della propria casa di città è purtroppo abbastanza raro. Dovete quindi considerare attentamente le caratteristiche di trasportabilità dello strumento, ovvero le dimensioni. Se dovete spostarvi per osservare e l’ingombro del vostro strumento rappresenta un ostacolo fastidioso, se non insormontabile, dovete scegliere un telescopio piccolo come quelli catadiottrici o i rifrattori compatti.