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Telescópios

 

No século VII, os árabes instalaram observatórios em Bagdá, Cairo, Damasco e outros centros importantes, e construiram quadrantes e torqueti, idealizados por Ptolomeu, assim como ampulhetas, astrolábios e esferas armilares. Quando conquistaram a Espanha no século XI, os árabes estabeleceram observatórios nestes novos centros, de modo que a astronomia passou para a Europa sem interrupção.

Em 1571 foi publicado o livro do matemático inglês Leonard Digges (c.1520-c.1559) Geometricall Practise, name Pantometria, descrevendo o teodolito, que permite m edidas angulares, horizontais e verticais, precisas, a partir de um ponto de referência. Digges também descreveu um sistema com uma lente de longa distância focal e outra de curta distância focal em 1550, que pode ser interpretado como um precursor do telescópio.

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Galileo Galilei (1569-1642) começou suas observações telescópicas em 1609, usando um telescópio construído por ele mesmo. Não cabe a Galileo o crédito da invenção do telescópio, no entanto. Lentes rudimentares escavadas na ilha de Creta datam de 2000 aC. Lentes e óculos já eram usados desde cerca de 1350, e a maioria dos historiadores aceita que o primeiro telescópio foi construído pelo fabricante de óculos holandês Hans Lippershey (1570-1619), que em 1608 inventou um instrumento para olhar coisas a distância, constituído por um tubo com uma lente em cada extremidade.

O holandês Sacharias Janssen (c.1580-c.1638) também construiu um telescópio na mesma época. Em maio de 1609, Galileu ouviu falar do aparelho e, sem nunca o ter visto, resolveu fazer um para si mesmo. Construiu seu primeiro telescópio (que ele chamava perspicillum) em junho, com um aumento de 3 vezes; rapidamente aprimorou-o e em novembro já tinha um telescópio com um aumento de 20 vezes, muito mais potente que qualquer outro existente nessa época.

Com esse intrumento ele iniciou, ainda nesse ano, as observações que marcaram o início da astronomia moderna.

Estes telescópios eram refratores, com lentes:

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Refrator

como o grande telescópio construído por Sir William Herschel Hershel(1738-1822), em 1784, com 48 cm de diâmetro. O construído por Herschel em 1789, com 1,2 m de diâmetro, com o qual ele descobriu os satélites de Saturno, Enceladus e Mimas, já usava espelhos. O maior refrator, com 102 cm de diâmetro, foi construído em 1895 no Observatório de Yerkes.

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Refrator ou Refletor

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Refrator

O telescópio de Galileo, construído em 1609-1610, era composto de uma lente convexa e uma lenta côncava. Johannes Kepler (1571-1630), no seu livro Dioptrice publicado em 1611, explicou que seria melhor construir um telescópio com duas lentes convexas, como se usa atualmente. Em 1668 Isaac Newton (1643-1727) construiu um telescópio refletor (catóptrico, do grego kátoptron, espelho), usado atualmente em todos os observatórios profissionais, com um espelho curvo (parabolóide ou hiperbolóide) ao invés de uma lente, usada nos telescópios refratores (dióptrico) de Galileo e Kepler.

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Newton argumentou que a luz branca era na verdade uma mistura de diferentes tipos de raios que eram refratados em ângulos ligeiramente diferentes, e que cada tipo de raio diferente produz uma cor espectral diferente. Newton concluiu, erroneamente, quetelescópios usando lentes refratoras sofreriam sempre de aberração cromática.

Aberração cromática e geométrica: o foco para cores diferentes ou para posições diferentes dos raios na lente estão em posições distintas.

Newton então propôs e construiu um telescópio refletor, com 15 cm de comprimento.

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Newton colocou um espelho plano no tubo, a 45°, refletindo a imagem para uma ocular colocada no lado. A ocular é uma lente magnificadora colocada no foco do telescópio, e usada para olhar a imagem. O telescópio de Newton gerava imagens nove vezes maior do que um refrator quatro vezes mais longo. Os espelhos esféricos construídos naquela época produziam imagens imperfeitas, com aberração esférica.

Guillaume Cassegrain (1625-1712) propôs em 1672 usar um espelho convexo secundário para convergir a luz para um buraco no centro do espelho principal, mas espelhos curvos não podiam ser feitos naquela época.

A maioria dos telescópios modernos tem foco Cassegrain. A distância entre o espelho secundário e o primário, aumentando a distância focal, age como uma telefoto, permitindo grande escala de imagem.

A maior lente que se pode construir tem aproximadamente 1 metro de diâmetro, pesa meia tonelada, e deforma-se devido ao seu próprio peso, já que não pode ser apoiada por trás, como um espelho pode.

A sensibilidade de um telescópio aumenta com o tamanho da área coletora, e portanto com o quadrado do diâmetro, de modo que dobrando o seu tamanho, podemos detectar objetos quatro vezes mais fracos.

Os telescópios na Terra podem enxergar objetos da ordem de 1 segundo de arco ou maiores (1 segundo de arco corresponde a uma moeda de 25 centavos a 50 km de distância!). Com ótica ativa, que modifica rapidamente a forma dos espelhos para compensar a variação causada pela atmosfera da Terra, este limite está decrescendo para aproximadamente 0,3 segundos de arco.

Em 1948 foi inaugurado o telescópio Hale, de Monte Palomar, na Califórnia, com um espelho primário de 200 polegadas (5 metros) de diâmetro. Este foi o maior telescópio do mundo por três décadas. Desde 1990 o maior telescópio é o Keck, no Havaí, com 10 metros de diâmetro.

Na verdade existem atualmente dois telescópios Keck, I e II, idênticos, e seus espelhos, de 10 metros cada, são formados por mosaicos de espelhos menores.

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Os maiores telescópios de espelhos únicos (monolíticos) são o VLT do European Southern Observatory, no Chile, e o Gemini Norte, no Havaí, com 8 metros de diâmetro de espelho principal.

Os telescópios modernos têm focos Ritchey-Chrétien, propostos por George Ritchey (1864-1945) e Henri Chrétien (1879-1956), onde o pequeno espelho secundário do Cassegrain é substituído por outro de forma mais complexa, que permite a correção da imagem para um campo maior. Na verdade tanto o primário quanto o secundário são hiperbolóides, neste sistema.

Para grandes campos, os telescópios mais utilizados são os catadriópticos (espelho mais lente corretora) do tipo Schmidt-Cassegrain, desenvolvidos pelo estoniano Bernhardt Voldemar Schmidt (1879-1935), ou Maksutov, desenvolvidos pelo russo Dmitri Maksutov (1896-1964). Os Maksutovs são muito parecidos com os Schmidts, mas têm placa de correção curvada, permitindo maior campo e maior contraste.

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Muitos observatórios têm ainda um foco Coudé (cotovelo, em francês) em seus telescópios equatoriais, em que um conjunto de espelhos leva a luz para uma posição de grande distância focal, e portanto de grande magnificação (escala de campo). Normalmente os espelhos direcionam a luz através de um furo no eixo polar do telescópio. Para montagens alto-azimutal, a luz pode ser direcionada ao longo do eixo de altura para um dos dois focos Nasmyth [James Nasmyth (1808-1890)] na lateral do telescópio.

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Fonte: astro.if.ufrgs.br

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Foi Galileu quem inventou o telescópio?

Não, mas foi responsável pelo seu aperfeiçoamento e o primeiro a compreender a sua utilidade astronómica.

Um telescópio pode ser construído com espelhos?

Telescópios refletores, como o inventado por Newton, utilizam espelhos excepto na ocular.

Quando se fabrica um telescópio, é mais fácil alcançar boa resolução ou grande ampliação?

A ampliação de um telescópio depende simplesmente da relação entre a distância focal do telescópio e a distância focal da ocular. É assim simples alcançar grandes ampliações, mas a qualidade da imagem pode ser fraca. A qualidade da imagem depende da perfeição das superfícies ópticas utilizadas e do tamanho da superfície da lente/espelho do telescópio. Uma superfície maior permite alcançar uma melhor resolução, que é a capacidade de distinguir dois objetos distantes muito próximos no céu.

Porque é que a resolução de um telescópio depende do seu tamanho?

A resolução de um telescópio é proporcional ao diâmetro da sua superfície coletora de luz e inversamente proporcional ao comprimento de onda da luz utilizada.

Não encontrou resposta para a sua dúvida? Não a esqueça!

A possibilidade de colocar novas questões encontra-se encerrada. A ausência de apoios e dificuldades em termos de disponibilidade por parte dos nossos colaboradores forçaram-nos a encerrar, esperamos que de forma temporária, o Pergunte ao Astrónomo.

Fontewww.portaldoastronomo.org

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HISTÓRIA

Galileu Galilei, físico, astrônomo e matemático italiano, homem culto e de idéias avançadas, sabendo da existência de um aparelho inventado na Holanda para aproximar visualmente os objetos visados, resolveu montar um jogo de lentes rudimentar, produzindo assim a primeira luneta, que ele utilizou para observar o céu. Foi o primeiro a observar e registrar os quatro maiores satélites de Júpiter (hoje chamados de galileanos), as manchas solares e relevo lunar.

Isto aconteceu em 1610. A partir de então, outros procuraram aperfeiçoar a luneta a fim de reduzir a aberração cromática, construindo instrumentos de grande distância focal. Entre eles estava Johann Havelius, que em 1673 construiu uma luneta de 40 metros, extremamente grande e de difícil operação.

No século XVIII foram inventados os dubletos acromáticos, o que permitiu reduzir consideravelmente a aberração cromática das lunetas. À partir de então, houve sensível aprimoramento das lentes para objetivas e oculares até os dias de hoje.

Porém, já em 1616, tendo em vista reduzir ou eliminar a aberração cromática, Niccoló Zucchi resolveu testar espelhos côncavos em substituição às lentes, criando então o primeiro telescópio refletor. Estes tinham a objetiva feita em materiais metálicos polidos.

Mas foi Isaac Newton quem primeiro criou um instrumento refletor prático, utilizando um tipo de montagem inédito na época; consistia de um tubo com espelho refletor côncavo na parte traseira e um pequeno espelho secundário na parte anterior, que desviava a luz lateralmente ao tubo permitindo assim uma observação cômoda, sem obstruir a objetiva ou ter que desviar a luz refletida oblíquamente. Seu sistema de montagem é utilizado até hoje.

A grande vantagem do telescópio refletor de hoje, deve se à descoberta de métodos de recobrimento de vidro por camadas refletoras de prata ou alumínio.

O uso do vidro permitiu uma redução drástica nos problemas de dilatação e peso das objetivas. Atualmente, com a necessidade de se construir telescópios cada vez maiores e devido à dificuldade de se construir lentes de grande tamanho, optou-se pelo telescópio refletor, sendo os maiores deles com 10 metros de diâmetro.

A razão para se construir telescópios tão grandes deve-se à necessidade do aumento do poder de resolução, ou seja:com o aumento do diâmetro das objetivas (espelhos maiores) a capacidade de separação de dois objetos celestes muito próximos é maior.

OBSERVAÇÃO: Luneta é um telescópio provido de lentes (refrator). Telescópio é um termo em geral aplicado ao tipo refletor.

Fontewww.m45.pleiades.nom.br

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Como escolher um Telescópio

Um bom par de binóculos perfaz um excelente "primeiro telescópio", pelo menos até certo ponto. Os binóculos foram os únicos instrumentos óticos que eu tive no meu primeiro ano como observador do céu, e estes me pareceram ser exatamente a maneira correta de começar.

Mas durante aquele tempo eu estava trabalhando na direção de um objetivo maior: construir um refletor de 150 mm.

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 das 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 70 mm nunca poderá mostrar estrelas mais apagadas, ou detalhes num planeta como fará um telescópio de 150 mm bem feito. Um 150 mm, por sua vez, jamais poderá' competir com um bom 250 mm.

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 telescópios 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 70 mm, 300 x num telescópio de 150 mm, 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 60 mm sendo anunciado numa loja de departamentos como "Aumenta 475 x !!!", 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 telescópios 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 chamados 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 têm abertura pequena, tipicamente entre 60 e 120 mm. 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 dólar investido. É simples o suficiente para que os adeptos do "faça - você - mesmo" possam construir um a partir de um esboço ou mexendo em um já pronto. A qualidade ótica pode ser bastante alta. O refletor contém 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

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 reduzem um pouco a nitidez da imagem. As distorções se tornam mais aparentes próximas 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 razões 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 têm 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 20 cm para lá e para cá, eles na verdade são pesados e desengonçados. A maioria dos Schmidt-Cassegrain vem 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 é uma opção nas montagens dos SCs para fotógrafos e usuários de câmeras 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 fábrica 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 têm uma desagradável 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 acurado para observação visual. Basta que se aponte o eixo polar na direção do Pólo Sul Celeste.

A montagem altazimutal é mais simples. Ela 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 possui muita estabilidade, vantagens que são exploradas ao máximo nas montagens dobsonianas para refletores gigantes e de baixo custo.

Grandes 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 20 cm.

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 devastados 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 está mais disposta 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 à procura de um telescópio lembre-se que um instrumento pequeno de 60 ou 70 mm pode lhe mostrar mais do universo do que um instrumento de 40 cm, 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.

Alan MacRobert

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 número 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 dadas a sua alta qualidade e performance ptica.

Exemplo: Refrator Amaetur Zeiss 100/1000 é um telescópio com objetiva acromática de 100 mm de diâmetro e 1000 mm de distância focal, logo o seu #f= 1000/100, ou seja: f/10 ou #f=10.

Fontewww.cdcc.sc.usp.br

Telescópios

Qual o melhor para comprar?

Normalmente, a primeira pergunta que um iniciante faz quando vai comprar um telescópio é se vai dar pra ver bem os planetas ou se conseguirá ver os anéis de Saturno. Essa típica questão apresenta uma infinidade de respostas que podem empolgar ou desestimular os mais novos e está intimamente relacionada ao grau de expectativa.

Telescópios
Nebulosa NGC 36903, registrada pelo telescópio espacial Hubble. A cena não foi obtida através de uma única exposição, mas é fruto de meses do registro da luz da mesma região do universo.

Se o objetivo do interessado é ver através do instrumento imagens semelhante àquelas captadas pelo telescópio Hubble, pode desistir nesse momento. Nenhum telescópio do mundo permite ver imagens desse tipo. Nem mesmo o próprio Hubble. Aquelas imagens maravilhosas que vemos na TV ou no Apolo11 são o fruto de meses de observação automática e captação acumulada da luz das estrelas e galáxias que após serem processadas ainda recebem cores para destacar seus detalhes.

Em outras palavras, se um astrônomo fosse ao espaço e olhasse através do Hubble não veria aquelas imagens.

Com os telescópios aqui na Terra ocorre a mesma coisa e muitas das maravilhosas imagens feitas nos grandes observatórios óticos não são um "instantâneo" daquele momento. São imagens obtidas após a sobreposição de milhares de momentos, que foram registrados digitalmente ou através de fotografias convencionais em chapas fotográficas.

Básico do Básico

Quando o assunto é telescópio, logo vem à mente aquele tubo longo, com um conjunto de lentes em cada extremidade, mas existem outros tipos de instrumentos.

De modo prático, quanto maior o diâmetro de um telescópio, também chamado de abertura, maior será a quantidade de luz que poderá captar e também maior a será capacidade de ampliação, geralmente limitada a 2 vezes o tamanho da abertura medida em milímetros. Assim, um telescópio comum de 100 milímetros de diâmetro permite ampliar até 200 vezes. Essa é a regra.

Se um vendedor lhe oferecer um telescópio que aumenta 600 vezes, mas a abertura é de apenas 60 milímetros, fuja dele! Esse telescópio pode ampliar corretamente no máximo 120 vezes.

Existem basicamente dois tipos de telescópios: os refratores, construídos com lentes e os refletores, que usam espelhos. Os primeiros também são chamados de lunetas e normalmente o tubo dos modelos amadores não passa de 1 metro de comprimento por 10 centímetros de diâmetro.

Os do tipo refletor permitem maior captação de luz e por isso mesmo são mais indicados na observação do céu profundo. Devido ao custo, os modelos refletores são os mais usados pelos amadores.

A lente principal usada em um telescópio refrator é chamada de objetiva e sua construção é um processo muito caro.

A construção de objetivas com mais de 300 milímetros de diâmetro esbarra em limites físicos quase intransponíveis o que encarece sobremaneira os telescópios refratores.

Normalmente, telescópios desse tipo são encontrados com facilidade desde que seu diâmetro não ultrapasse 150 milímetros. A partir daí o custo sobe exponencialmente com o aumento do diâmetro.

Os espelhos usados nos modelos refletores, ao contrário, são bem mais fáceis de construir e devido ao menor custo permitem a montagem de telescópios médios e de grande porte.

O telescópio espacial Hubble, por exemplo, utiliza esse tipo de construção e seu espelho principal mede 2.4 metros de diâmetro.O telescópio de Monte Palomar, nos EUA, um dos maiores do mundo, tem um espelho esférico de 5 metros de diâmetro.

São comuns os telescópios amadores desse tipo, com diâmetro variando desde 100 milímetros a mais de 300 milímetros.

Conheça as partes de um telescópio e sua importância na hora da compra

Abertura

Muitos iniciantes acreditam que o parâmetro mais importante a ser levado em consideração durante a escolha do telescópio é o seu poder de ampliação. E não é para menos, afinal todos querem ver os planetas bem de perto, não é mesmo?

Telescópios

No entanto, ao contrário do que se pensa, o parâmetro mais importante de um telescópio é a sua abertura, que como foi explicado anteriormente se refere ao diâmetro da objetiva no caso dos refratores, ou do espelho primário no caso dos refletores. O diâmetro da objetiva ou do espelho principal tem papel decisivo na performance do telescópio, uma vez que quanto maior for seu diâmetro mais luz será captada e melhor será a definição da imagem do objeto focalizado.

Ou seja: quanto maior a abertura, mais luz será captada e melhor será a imagem observada.

Estrelas Duplas

No céu existem milhares de estrelas visualmente muito próximas entre si e devido à limitação explicada acima elas se parecem como um único ponto. O exemplo mais famoso é a estrela Alpha Centauri, localizada a leste do Cruzeiro do Sul.

Telescópios
Estrela Rigil Kent, a Alfa do Centauro. Com um telescópio é possível 
ver que não se trata de apenas um estrela, mas de um sistema estelar triplo. 
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Vista sem o uso de instrumentos Alpha Centauri é um ponto bastante brilhante, mas quando observada através de um pequeno telescópio percebe-se claramente que não se trata de uma única estrela, mas sim de duas, Alpha Centauri A e B. Se olharmos este mesmo conjunto de duas estrelas com um telescópio dotado de uma objetiva maior, veremos que existe outra estrela próxima a ele, Alpha Centauri C, também chamada de Próxima Centauri.

Com deu pra perceber, o poder de separação de um telescópio cresce proporcionalmente com o diâmetro da objetiva principal. Uma objetiva de 100 milímetros (10 cm) de diâmetro tem um poder de resolução de 1 segundo de arco (1”), ou seja, é 120 vezes melhor que nossa vista. Em outras palavras, com um telescópio de 100 milímetros de abertura é possível "resolver" uma separação angular de apenas 1 segundo de arco, 120 vezes mais "colados" do que aqueles que conseguimos ver com nossos olhos.

Resumindo, um telescópio melhora a capacidade do olho em resolver sistemas muito próximos, permitindo observar detalhes completamente impossíveis de serem vistos sem o uso de instrumentos, separando objetos que à vista desarmada pareceriam um único ponto.

Magnitude Visual

Outro detalhe importante que o principiante deve conhecer se refere ao brilho dos objetos, medido em magnitudes. Nesse sistema, inventado pelo grego Hiparco no ano de 129 a.C, quanto maior a magnitude de uma estrela, menor será o seu brilho. Assim, estrelas com magnitudes negativas serão mais brilhantes do que aquelas com magnitude positiva.

Veja alguns exemplos:

Brilho da Lua Cheia: magnitude de -13

Estrela Sirius, a mais brilhante do céu: Magnitude -1.45

Limite da visão humana: +6

Binóculo de 50 mm: +9

Plutão: +15.1

Limite dos maiores telescópios terrestres: +28

Limite do telescópio Hubble: +30

Pela tabela acima é fácil constatar que nenhum objeto com magnitude superior a +6 pode ser visto pelo olho humano, mas um pequeno binóculo de 50 milímetros já permite ampliar este limite para 9 magnitudes, um brilho 15 vezes mais fraco!

O que dá pra ver?

Como explicado, o que realmente dá poder a um telescópio é sua "abertura".

No caso dos telescópios refratores, aqueles formados por lentes, essa "abertura" é o próprio diâmetro da lente que fica à frente do instrumento, chamada de objetiva.

Nos telescópios refletores essa "abertura" é dada pelo diâmetro do espelho principal. Quanto maior a abertura, mais luz se pode captar, além de permitir maiores aumentos.

E não se esqueça: o aumento máximo permitido por um telescópio é o dobro da sua abertura. Assim, um telescópio de 60 milímetros de abertura proporciona no máximo 120 vezes de aumento, enquanto um com 200 milímetros permite aumentos de até 400 vezes. Isso significa que telescópios com 60 milímetros de abertura não conseguem aumentar 700 vezes!

Exemplos Práticos

A tabela abaixo mostra o que se pode ver com diversos tipos de telescópios, levando-se em conta que os mesmos estejam instalados em local escuro e longe de fontes de poluição luminosa e atmosférica.

Telescópio Refrator de 50 milímetros

Com este simples telescópio já é possível observar estrelas de 9 magnitudes, além de permitir os primeiros estudos topográficos da Lua. Também é possível fazer observações das manchas solares e de suas fáculas (material luminoso que se observa nas imediações da mancha), desde que o instrumento esteja equipado com filtro ou anteparo de observação solar.

A observação de Júpiter também se mostra interessante. É possível perceber o achatamento polar do planeta e ver com facilidade seus quatro principais satélites.

A observação de Vênus permite o estudo de suas fases e apontando as lentes para Saturno é possível perceber seus anéis, mas forma minúscula. Marte é uma pequena bolinha, quase sem definição.

Um instrumento de 50 milímetros permite distinguir estrelas duplas com separação de 5 segundos e contemplar alguns aglomerados como as Plêiades, Híades e também a nebulosa de Órion M42.

Telescópio Refletor de 60 milímetros

Este é um típico instrumento popular e apesar da pequena diferença com relação ao modelo anterior, com ele já é possível ver estrelas de 10 magnitudes e resolver sistemas duplos com separação de 3 segundos de arco. Apontando a objetiva para Saturno já é possível ver Titã, seu principal satélite, embora o planeta apareça bem pequeno e se assemelhe a uma micro miniatura.

A Lua se mostra ligeiramente mais interessante e suas crateras apresentam mais detalhes do que vistas em um instrumento de 50 milímetros. Detalhes das sombras lunares já chamam a atenção e os relevos das bordas do disco lunar são claramente notados. Não existe muita diferença ao se observar Marte ou Vênus e ambos se parecem como bolinhas arredondadas. Mesmo assim já é possível perceber as fases venusianas.

Telescópio Refrator de 75 milímetros

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Um interessante instrumento de baixo custo, mas bem superior aos modelos de 50 e 60 milímetros. Com ele ja dá para ver estrelas de 11 magnitudes e separar objetos distanciados por até 2 segundos de arco. Em Marte as calotas polares já são distinguidas como um pequeno ponto branco sobre a borda avermelhada do planeta e já é possível reconhecer a região de Syrtis Magna. Em um telescópio de 75 milímetros Marte ainda se parece com uma pequena bolinha avermelhada.

Júpiter começa a revelar alguns detalhes impossíveis de serem visto com telescópios menores e o ligeiro aumento na objetiva ja permite que o observador perceba as faixas equatoriais do gigante gasoso. Em Saturno os detalhes também começam a despontar e a divisão de Cassini em seus anéis também começa a ser vista, se bem que de forma bem tênue. Os quatro satélites, Titã, Rhéa, Japeto e Thetis finalmente podem ser observados com facilidade e são vistos como pequenos pontos luminosos.

Telescópio Refrator de 95 milímetros

Superior ao modelo anterior permite observar objetos celestes de 11.5 magnitudes e desdobrar estrelas com 1.5 segundo de arco de separação. O instrumento também capacita o astrônomo a detalhar melhor os discos planetários e as sombras das manchas solares. Devido ao maior diâmetro da objetiva os aglomerados estelares se tornam mais nítidos e mais fáceis de serem contemplados.

Telescópio Refrator de 110 milímetros ou Refletor de 115 milímetros

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Telescópios ideais para os amadores que já adquiriam experiência com modelos menores. Permitem ver objetos de magnitude 12 e separar sistemas estelares com 1.5 segundo de distância entre suas componentes. Quando em oposição favorável permite até mesmo vislumbrar algumas particularidades topográficas de Marte.

Na Lua, as ranhuras da superfície passam a ser perceptíveis. Em Júpiter, os detalhes das faixas se tornam mais claros e em Saturno é possível reconhecer seu anel sombrio.

O aumento da objetiva em relação ao modelo de 95 milímetros revela mais um satélite ao redor de Saturno: Dionéia.

A Nebulosa de Lyra, muito apagada nos outros instrumentos, ganha vida neste instrumento.

Telescópio Refletor de 150 milímetros

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Objetos muito escuros, da ordem de 13 magnitudes passam a ser observáveis. Permite também a identificação de algumas manchas aleatórias nos discos planetários de Mercúrio e Vênus, além do estudo das variações de tonalidades e dos aspectos lunares.

Em Marte é possível perceber as variações que ocorrem nas calotas polares enquanto as faixas de Júpiter são vistas com bastante nitidez. Um telescópio desse porte também permite a separação de estrelas com menos de 0.8 segundos e os aglomerados mais difíceis de serem vistos já apresentam suas feições típicas.

Utilizando uma ocular de aumento médio alguns detalhes de Urano começam a ser visíveis, embora o planeta seja apenas um difuso disco planetário. Isso ajuda a distingui-lo entre o fundo estelar mas nenhum de seus satélites ainda pode ser visto.

Telescópio Refletor de 200 milímetros

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Um excelente instrumento para o amador sério que deseja ampliar seus conhecimentos. O grande diâmetro do espelho capacita o astrônomo a ver os objetos do céu profundo, conhecidos por DSO (Deep Sky objects) com mais de 13.5 magnitudes. Astrofotografias de alta resolução dos planetas e satélites já fornecem resultados de grande qualidade técnica.

Telescópio Refletor de 300 milímetros

Sonho de consumo da grande maioria dos astrônomos amadores, um refletor de 300 milímetros permite com folga as observações dos satélites de Urano e de Tritão, satélite de Netuno, além de poder desdobrar sistemas de 0.4 segundos de arco. Seu grande tamanho permite que objetos de 14 magnitudes possam ser vistos. Mesmo assim, qualquer tentativa de observar Plutão será fadada ao fracasso, uma vez que o planeta-anão tem brilho de apenas 15.1 magnitudes.

Astrofotografias digitais e registros espectrográficos feitos com um telescópio de 300 milímetros dotado de acompanhamento automático permitem o estudo sério de inúmeros detalhes das superfícies e atmosferas dos planetas.

Fonte: www.apolo11.com

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Refratores

Os refratores basicamente são instrumentos ópticos compostos de lentes, e as vezes são chamados de lunetas. A luneta deGalileu era um típico refrator.

Atualmente os refratores são mais sofisticados, sendo constituídos de uma objetiva, parte da frente da luneta, onde emprega-se lentes acromáticas, ou apocromáticas montada em um tubo.

Usualmente a objetiva é formada por dois elementos de lentes de diferentes tipos de vidro, ou cristal, que podem ser espaçadas entre si em alguns milímetros.

No fim do tubo nós empregamos as oculares, que podem ser fixas ou intercambiáveis, e que se ajustam em tubos deslizantes ou cremalheiras a fim de se obter o melhor foco.

A Luneta utilizada por Galileu era um instrumento de pequenas dimensões e era constituído por uma objetiva cromática (objetiva formada por uma única lente convergente).

Os telescópios refratores só começaram a atingir as dimensões atuais com a invenção da objetiva acromática. Esse tipo de objetiva foi proposta em 1733 por Chester More Hall, e a primeira objetiva desse tipo foi feita por John Dollond em 1759.

A objetiva acromática é composta por duas lentes, a primeira é uma lente bi-convexa e a segunda uma lente plano-côncava. Essas duas lentes são confeccionadas utilizando-se dois diferentes tipos de vidro. A primeira lente é confeccionada com um vidro menos denso, sendo que a segunda lente é feita com um vidro de maior densidade. Devido a maior densidade da segunda lente, as diferentes cores sofrem um desvio interceptando o eixo óptico no mesmo ponto, corrigindo a aberração cromática.

Veja as Figuras 1a e 1b, abaixo, de um refrator.

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Fig. 1a: Esquema típico de um Refrator

Refletores

Os refletores basicamente são instrumentos ópticos compostos de espelhos, e as vezes são chamados de telescópios.

Atualmente tanto os refratores como os refletores são ditos como sendo telescópios.

O refletor usa como objetiva um espelho de forma côncava, este espelho na realidade é um vidro devidamente polido com uma camada refletora, que em geral pode ser a prata ou o mais empregado, o alumínio, daí o termo aluminização.

No ano de 1672, o físico inglês Isaac Newton inventou um novo tipo de telescópio, que mais tarde ficou conhecido comotelescópio Newtoniano. Como os refratores apresentavam o grave problema da aberração cromática, Newton sugeriu a utilização de um espelho côncavo no lugar de uma lente objetiva. Os raios luminosos refletidos pela superfície do espelho não são decompostos, pois não passam por um meio mais denso como de uma lente, eliminando assim aberração cromática. Este telescópio possui um espelho primário que é o espelho côncavo e um secundário que é um pequeno espelho plano localizado dentro do tubo disposto em 45 graus em relação ao eixo óptico do sistema, refletindo os raios luminosos para a lateral do tubo. Nesta posição encontramos a lente ocular com o dispositivo de focalização.

Veja nas Figuras 2a e 2b abaixo, o Refletor Newtoniano.

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Fig. 2a: Esquema típico de um Refletor Newtoniano

Telescópios 
Fig. 2b: 
Esquema típico de um Refletor Newtoniano (D = 102mm, F = 900mm, f/9)

Outro tipo bastante usado de refletor é o telescópio Cassegrain que possui um espelho secundário convexo paralelo ao primário desviando a luz para dentro do tubo em direção ao espelho primário. O espelho primário contém um furo bem no seu centro, onde a luz passa, e atrás desse espelho é colocado o porta ocular e o dispositivo de foco. Veja nas Figuras 3a e 3b, abaixo, o Refletor Cassegrain.

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Fig. 3a: Esquema típico de um Refletor Cassegrain

Portanto, no telescópio Cassegrain, a observação é feita de modo semelhante a uma luneta, e não perpendicular ao tubo como no Newtoniano. O telescópio Cassegrain foi inventado pelo francês Guillaume Cassegrain no ano de 1672, exatamente na mesma época em que Newton apresentava seu telescópio.

Existem ainda outros tipos de refletores como os Gregorianos (Cassegrain Gregorianos). Por ser um telescópio muito utilizado tanto por astronômos amadores como por profissionais, a óptica Cassegrain apresenta diversas variações. Algumas variações estão nas superfícies dos espelhos primário e secundário. Assim nós temos os Maksutov-CassegrainSchmidt-Cassegrain, Cassegrain Pressman-Camichel, Cassegrain Ritchey-Chrétien, Cassegrain Dall-Kirkham, etc.

Os Maksutov-Cassegrain são telescópios muito bons opticamente, e um desses bem feito pode chegar à qualidade de um bom refrator apocromático. Porém, como os bons refratores esses também tem seu preço bastante elevado.

Telescópios
Fig. 3b : 
Refletor Schmidt Cassegrain, modelo LX200 de D = 30cm F = 3.000 mm f/10

Refrator versus Refletor qual o Amador deverá usar ?

Esta questão tem sido muito bem debatida, porém ainda vejo astrônomos amadores ou mesmo profissionais não saberem das diferenças e qualidades de cada um.

O refrator pode ser muito popular para alguns e não para outros e assim pode acontecer com os refletores. O tamanho do objeto, a luminosidade alcançada, a magnitude limite e o poder de separação dependem basicamente somente do diâmetro da Objetiva (lente ou espelho), então refratores e refletores são equivalentes neste ponto de vista. Veja um quadro de relações fundamentais para saber sobre a luminosidade alcançada, a magnitude limite, o poder de separação.

Os dois são muito parecidos em relação a perda de luz (cerca de 15 %), assumindo um típico instrumento de 20cm em cada caso, e considerando o comprimento de onda mais sensível pelo olho, a luz perdida pela reflexão dos dois espelhos aluminizados (primário e secundário) é aproximadamente igual à luz perdida ao atravessar os dois elementos da objetiva do refrator.

Mas então, aonde reside a diferença dos dois instrumentos....

Refrator

As vantagens do Refrator são as seguintes:

Estabilidade da imagem: Em geral a imagem do refrator é mais estável, pois o seu tubo é fechado, não tendo diferença de ar dentro do tubo.

Estabilidade na distância focal: Devido ao fato de estar em um tubo fechado, não há muitas mudanças da qualidade da imagem no decorrer da observação e portanto a distância focal tende a ficar fixa. Isto é bom para medidas micrométricas e fotográficas durante a noite toda.

Redução dos efeitos de deformação: A flexão e expansão da objetiva é muito menor devido às diferenças de temperaturas durante a noite do que nos espelhos, portanto a qualidade da imagem tende a ser melhor.

Manutenção mínima: As objetivas são permanentes, desde que bem usadas. No caso dos espelhos, não, pois eles precisam de uma manutenção permanente. A aluminização tende a ficar desgastada com o passar do tempo e em grandes observatórios, a aluminização é feita anualmente. Então, num pequeno refrator, digamos, 60mm ou 80mm, a objetiva tende a ficar intacta e imóvel durante anos. Ao contrário, o refletor, com o simples carregamento inadequado já pode desalinhar todo o sistema óptico, aliás a maioria dos instrumentos refletores que eu vi, que foram utilizados pra baixo e pra cima, se desalinharam. O refrator não.

No caso, eu possuo um refrator de 60mm que está em uso há 40 anos, e nunca desalinhou, e sua óptica está impecável.

As desvantagens do Refrator são as seguintes:

Acromatismo imperfeito: Assumindo uma objetiva que foi desenvolvida para a observação visual, ou para a radiação do comprimento de onda amarelo, onde o olho é relativamente mais sensível, ou seja este comprimento de onda converge em um foco específico. A radiação dos outros comprimentos de onda, especialmente os curtos (violeta), converge em diferentes focos. Então, este instrumento faz uma seleção para o amarelo (ou seja o cromatismo). A melhor maneira de se corrigir isso introduz outras desvantagens, ele requer uma superfície altamente curva e um terceiro elemento óptico na objetiva, que são difíceis de serem confeccionados e caríssimos, triplicando o preço do instrumental, são os famosos tripletos apocromáticos, que são de excelente qualidade, mas a um altíssimo custo.

Dimensões inconvenientes: A fim de se reduzir o cromatismo dos refratores, precisamos fazer distâncias focais muito longas, de 15 a 20 vezes o tamanho da abertura óptica. Para uma objetiva de 20cm teremos tubos de 3 a 4 metros de comprimento, o que se torna inviável para o amador. O telescópio se torna pesado e caro. O refrator do Observatório de São Carlos (CDA) com 20 cm de objetiva e 3 metros de distância focal, é uma beleza histórica.

Dificuldade na construção: Os vidros usados nas objetivas precisam ser de excelente qualidade óptica, e poucos ópticos se aventuram a fazê-los. Isto se torna muito caro para refratores acima de 15cm.

Alto custo: Em geral as boas objetivas saem de 4 a 10 vezes mais caras que o equivalente espelho refletor, e este investimento não pode ser justificado para um principiante. Se você pretende ter um refrator de 20cm, o que para um refletor é facilmente viável, então terá que pensar no tubo, que vai ser longo e pesado, na montagem que começa a ser grande e também pesada, no acompanhamento sideral de todo este conjunto, e no abrigo do instrumental, e você terá que dispensar muito dinheiro.

Refletor

As vantagens do Refletor são as seguintes:

Acromatismo perfeito: O comprimento focal é totalmente idêntico para todos os comprimentos de onda. A refletância do espelho é muito alta e uniforme para todo o espectro visível.

Dimensões pequenas: O tubo é bem menor, em um fator de dois comparados aos refratores de igual abertura. Aqui a montagem se torna mais estável, a instalação mais simples, e o movimento do tubo é controlado mais facilmente. Principalmente quando se trata dos Cassegrains.

Baixo custo: O amador pode ter um refletor de 10 a 20 cm a baixo custo, ou mesmo pode se empenhar em fazer o seu próprio espelho e instrumento. Para amadores que possuem telescópios refletores de 30 a 60cm, o mesmo seria totalmente inviável para os refratores do mesmo porte.

As desvantagens do Refletor são as seguintes:

Obstrução do feixe de luz pelo espelho secundário: Perda de luz atribuida ao espelho secundário é em geral sem importância, contudo, a obstrução do suporte (aranha), pode alterar a figura de difração. Assumindo um espelho secundário de 1/4 do diâmetro do espelho primário, a intensidade do primeiro anel de difração pode ser reduzida em até 15 %. Além disso, os suportes que prendem o espelho secundário podem produzir vários feixes de luz (linhas brilhantes radiantes) em torno de uma estrela brilhante. A mudança no desenho de difração não pode ser negligenciada, especialmente na observação de planetas. Há astrônomos que reduzem o secundário em até 1/8 do tamanho do primário para minimizar o efeito de difração e assim poder usá-lo na observação de planetas. É por isso que os refratores são mais bem sucedidos para a observação planetária.

Campo reduzido: O telescópio refletor clássico tem uma perfeita imagem somente em um eixo. Para um trabalho visual o campo do telescópio as vezes não é suficientemente grande.

Tipos de oculares requeridas: Para um espelho menor do que F/6, uma ocular de curta distância focal (ocular de 8mm) terá que ser usada para se obter uma maior ampliação. Contudo, a imagem boa está reduzida a um eixo muito extreito do campo e para uma melhor performace óptica (neste aumento) teremos que ter oculares ortoscópicas, que são muito caras. Em geral esses telescópios são usados com pouco aumento (oculares de 30 a 40mm) e para observar aglomerados de estrelas, nebulosas, núcleos de cometas, para planetas recomenda-se refratores.

Efeito de convexão (turbilhamento de ar no telescópio): Isto é muito sério, podendo ser a maior desvantagem em algumas áreas de observação. A convexão dentro do tubo é muito difícil de ser eliminada completamente. Se o telescópio está em um abrigo, recomenda-se a abertura deste abrigo até uma hora antes da observação para o equilíbrio térmico. Com o refletor é mais difícil de ver a imagem ideal de difração da estrela do que com um refrator de igual diâmetro. A observação de planetas é muito mais difícil porque o momento de visibilidade ótima e tranqüila é pouco freqüente, e quanto maior o diâmetro do refletor, maiores serão as imperfeições sentidas nas imagens. Por isso, para a observação de planetas que é acessível a refletores de 20cm, podem ser melhores observados do que com os de 40 ou 60 cm, nessas condições. Contudo, o que pode ser feito é fechar o telescópio hermeticamente, para reduzir este efeito. Há uma série de telescópios no mercado, de 20 a 40cm, que estão sendo confeccionados em tubos fechados com uma lente paralela na boca, são os Schmidt-Cassegrain (Figura 3b). Além disso os seus espelhos terão uma maior durabilidade.

Efeito de distorção dos espelhos: Distorções térmicas e mecânicas podem introduzir a aberração esférica. Mas, isto é mais sensível para telescópios de maior porte. Telescópios de até 25cm isto é quase desprezível.

Aluminização: Se o espelho for prateado e usado sem nenhuma proteção, ele terá que ser reprateado a cada seis meses. Porém, o mais comum e mais barato é a aluminização do espelho, que elimina este inconveniente. Uma aluminização bem feita pode durar até 5 anos, mantendo a alta refletividade em todo este período. No maior observatório do País, o LNA, é feita a aluminização a cada ano em todos os três telescópios (1,60m e dois de 0.60m).

Efeito da Umidade: No decorrer da noite o telescópio fica sucetível ao sereno e ao orvalho da noite. Em geral, os refletores tendem a ficar com os tubos e espelhos molhados, e isto não pode acontecer de jeito nenhum, pois se você deixar o espelho úmido, molhado, este produzirá manchas e prejudicará sua qualidade, e dificilmente você conseguirá remover estas manchas, podendo até estragar a aluminização. No caso dos refratores, estes também ficam úmidos, porém a sua limpeza é muito mais fácil, e com cuidado, você não terá maiores problemas. Às vezes, os amadores usam uma cinta ao redor dos tubos dos refletores, esta cinta tem uma resistência que aquece a boca do instrumental a fim de minimizar o orvalho no tubo e no espelho.

Conclusão Prática: O Telescópio Padrão

Para um estudo geral do céu, como simples curiosidade, o observador não precisará mais do que um refrator de 60mm ou um refletor de 100mm, ambos com o mesmo custo aproximadamente. Tais instrumentos não apresentam o mínimo problema para serem usados, desde que sua óptica seja de boa qualidade. Porém, um refrator um pouco maior digamos, de 100mm, é sem dúvida um belo instrumento, e para a observação planetária e lunar será uma maravilha, contudo um novo refletor de 150mm pode equivaler, guardando as devidas comparações, para um estudo sem muitas pretensões, ao refrator de 100mm, só que a um custo muito menor.

Para certos trabalhos, no entanto, um maior instrumental será necessário, por exemplo, para observação de interessantes detalhes planetários, estudo de fracas estrelas variáveis, resolver estrelas duplas cerradas e desfrutar boas imagens de nebulosas.

Adquirir um belíssimo grande refrator de 20 cm de diâmetro, será muito difícil, para o principiante, e mesmo para o amador experiente. Possivelmente para se medir a separação de estrelas duplas, um grande refrator, é preferido, não porque sua distância focal é mais estável, mas porque a imagem de difração é facilmente vista. Para outros usos poderemos muito bem utilizar um refletor, que é mais fácil de montar é muito mais barato.

Um amador com um refletor de 15cm poderá empregá-lo a diversas áreas da astronomia amadora, onde pode ser montado em uma montagem azimutal bem simples e barata, pesando cerca de uns 10 kg. Já montagens equatoriais são mais pesadas e difíceis de serem construídas. As montagens equatoriais só se justificam se você for acompanhar o objeto por vários minutos, no caso de uma fotografia, porque para observações rápidas, as montagens azimutais servem muito bem e são drasticamente mais baratas. Obviamente estou falando do começo, depois que você pegar o gosto pela Astronomia e quiser ir mais além, uma montagem motorizada e com ajustes finos começa a ser fundamental.

Se considerarmos grandes diâmetros, o amador terá que lembrar que terá limitação da qualidade da imagem imposta pelas condicões atmosféricas no sítio de observação. Por exemplo, não é possível você usar efetivamente um telescópio de 20 cm através da janela de sua casa, ou mesmo na varanda, aí um de 25cm será um limite máximo. Você não poderá deixar seu instrumental para fora ao ar livre, tomando Sol, chuva, vento, e construir um abrigo para ele será , no entanto muito caro. É claro que estou falando de um instrumento para um iniciante que não pretende gastar aí, mais do que uns 500 dólares.

Para instrumentos mais caros e maiores como os Refletores acima de 25 cm ou Schmidt-Cassegrain de 25 - 40 cm, ou refratores de 10 -15 cm, um bom abrigo se justifica, mas o custo disso é muito alto ainda para o iniciante.

Devido a estas considerações, a SAF ( Société Astronomique de France) especificou um perfil para o padrão de um telescópio amador (Figura 4) :

Telescópios
Fig. 4 : Telescópio Amador padrão da SAF, de 20cm F/6

Será um refletor: Muito mais fácil de se construir, e muito menor do que os refratores de igual diâmetro.

Será um Newtoniano: Muito mais fácil para o iniciante e muito mais barato do que o Cassegrain, pois o alinhamento dos espelhos será mais fácil para o Newtoniano.

Será de 15 cm ou 20 cm: É um bom compromisso entre o poder de resolução, magnitude limite e facilidade de construção.

Será de F/6 a F/8: É uma boa relação focal para o iniciante, pois permite observar desde planetas até os aglomerados, além disso o tubo do telescópio fica relativamente pequeno. Para um telescópio de 15 cm de diâmetro e F/6, teremos um tubo de 90cm.

Será uma montagem altazimutal: Aqui eu considerarei que o iniciante não pretenderá fazer astrofotografias, e que para uma observação visual, ele poderá se virar razoavelmente bem, sem precisar do acompanhamento sideral, e a baixo custo. Neste caso ele poderá optar em fazer uma montagem Dobsoniana, Veja Figura 5 abaixo.

Telescópios
Fig. 5 : Telescópio Refletor de 254mm de diâmetro e distância focal de 1130mm (F/4,5)

Apesar de eu achar que um telescópio como o descrito acima é uma boa relação custo benefício, não devemos de forma alguma descartar os refratores, que estimo muito, tenho dois de 60 mm e um de 80 mm e só recentemente estou terminando um Cassegrain de 20 cm e um Newtoniano de 12 cm. Fica as vezes a gosto do Amador e mesmo do que ele pretende pesquisar, a escolha dos instrumentos.

Um refrator de 60 mm pode muitas vezes ter um custo baixo, em torno de 150 dólares, e com isso você poderá observar as crateras da Lua, os satéiltes de júpiter, os anéis de saturno, alguns aglomerados e com o devido cuidado o Sol.

Eu tenho utilizado um refrator de 60mm a mais de 15 anos, na observação solar, e sua imagem é muito boa. Porém, o iniciante terá que tomar cuidado, pois há muita porcaria no mercado.

Por isso acho que as vezes é muito bom o iniciante adquirir um bom refletor feito caseiramente e a custos baixíssimos.

Porém, devido ao preço, às vezes é melhor, mesmo para a observação planetária, adquirir um refletor newtoniano de 150 mm ao invés de um refrator de 60mm (que pode ter o mesmo valor).

Caso você queira gastar um pouco mais e já tenha experiência com telescópios, sugiro um Cassegrain, pois, com um de 200 mm você terá quase uma performace de um refrator de 120mm, para a observação planetária.

Por fim independente do instrumental, ele terá que ter uma boa óptica e uma montagem bem estável, caso contrário você ficará muito decepcionado e não o usará completamente.

Ednilson Oliveira

Fontewww.cosmobrain.com.br

Telescópios

Qual o telescópio mais indicado para um iniciante

O tipo de telescópio mais indicado depende em sua maior parte do tipo de observação que você quer fazer. Muitos astrônomos amadores possuem mais de um telescópio, cada um especializado em um tipo diferente de observação. Mas, se você é um iniciante, talvez queira procurar um telescópio que possa usar em várias atividades.

Lembre-se de que há três tipos básicos de telescópios:

Refratores - o dispositivo principal para captar luz é uma lente;
Refletores - o dispositivo principal para captar luz é um espelho;
Telescópios compostos ou catadióptricos - uma combinação de lentes e espelhos é usada para captar a luz.

Cada tipo tem suas vantagens e desvantagens no que diz respeito à qualidade tica, desempenho mecânico, manutenção, facilidade de uso e preço.

Para ajudar a "casar" o tipo de telescópio com o tipo de observação que você planeja fazer, preparamos uma tabela que relaciona o design e a abertura ao tipo de observação (lua, planetas, espaço profundo, etc).

Geralmente, os refratores são bons para observação lunar e de planetas, ao passo que os refletores se aplicam melhor à observação de objetos no espaço profundo.

Já os telescópios compostos são bons para a observação geral.

Além disso, você também deve refletir sobre onde irá fazer a maior parte de suas observações:

Céus urbanos com poluição luminosa - telescópios compostos e refratores costumam ser melhores do que os refletores;

Céus nas regiões suburbanas com poluição luminosa moderada - todos os tipos costumam trazer os mesmos resultados;

Céus escuros em regiões rurais - telescópios compostos e refletores costumam ser um pouco melhores do que os refratores pelo fato de que são melhores para captar luz.

Fonte: ciencia.hsw.uol.com.br

Telescópios

O TELESCÓPIO ESPACIAL "HUBBLE"

Imaginado nos anos 40, projetado e construído nos anos 70 e 80 e em funcionamento desde 1990, o Telescópio Espacial "Hubble" está revolucionando a Astronomia, representando nos dias de hoje aquilo que a luneta de Galileo representou no século XVII. O Observatório Astronômico da Serra da Piedade vem acompanhando o trabalho do "Hubble" e nos primeiro sábados de cada mês, dia em que o observatório é aberto ao público, vem sistematicamente apresentando as mais significativas descobertas do "Hubble" no mês anterior.

A MAIS ANTIGA DAS CIÊNCIAS

Astronomia e Matemática são as mais antigas das ciências e foram fundamentais na formação e no desenvolvimento das civilizações. Foi observando a repetitividade das posições das estrelas no céu, por exemplo, que as mais antigas civilizações descobriram as épocas certas para efetuarem as plantações necessárias às suas manutenções. Na antiguidade o conhecimento astronômico evoluiu de forma a muitas vezes surpreender o estudioso contemporâneo. Em 273 antes de Cristo, por exemplo, um grego de nome Erastóstenes, com base em conhecimentos astronômicos, não apenas sabia que a Terra é esférica como foi capaz de medir a sua circunferência e errou muito pouco nessa medida. Erastóstenes mediu 39.690 km, enquanto hoje sabemos ser esse 40.057 km.

A LUNETA DE GALILEO

Nunca, entretanto, a Astronomia havia evoluído tanto em tão pouco tempo, quando do advento da luneta de Galileo. Lentes para ajudar idosos ou jovens com problemas nas vistas em suas leituras já eram conhecidas na Europa desde o século XIII. A primeira combinação de lentes em um instrumento "tipo telescópio" foi feita na Holanda, em 1608, destinada à melhor observação de óperas. No ano seguinte Galileo Galilei tendo tomado conhecimento desse invento, modificou-o, tendo para isso de construir ele próprio as suas lentes. Estava assim inventada a sua famosa luneta. Com ela, imediatamente, Galileo descobriu que a Lua tinha montanhas, vales e crateras; que o Sol tinha manchas; que Vênus tinha fases como a Lua; etc. Foi com base em suas descobertas com a sua Luneta que Galileo pode afirmar que os planetas giravam em torno do Sol e não em torno da Terra.

A IMPORTÂNCIA DO HUBBLE

A grande importância do Telescópio Espacial Hubble (nome dado em homenagem ao astrônomo norte-americano Edwin Powell Hubble que viveu de 1889 a 1953) está no fato de ele estar colocado no espaço, fora da atmosfera da Terra. A luz dos astros para chegar a ele não precisa passar por nossa atmosfera. Toda informação que obtemos de um astro está na luz que vem deles. A atmosfera sempre "some" com parte dessa informação e é por isso que os observatórios astronômicos profissionais sempre são construídos em locais bem altos. Mesmo assim um telescópio "de solo" somente conseguirá momentaneamente uma resolução de imagem superior a 1,0 segundo de arco, isso em condições atmosféricas extremamente adequadas à observação. Com essa resolução somos capazes de ver uma bola de futebol a 51,5 km de distância. A resolução do Hubble é cerca de 10 vezes melhor, ou seja, de 0,1 segundo de arco. Com essa resolução e com a ajuda de técnicas de reduções fotográficas feitas por computador, podemos distinguir separadamente objetos suficientemente brilhantes a até menos de dois metros de distância um do outro, como os dois faróis de um carro que estivesse na Lua.

COMO É O HUBBLE

A "potência" de um telescópio está na quantidade de luz que ele pode receber instantaneamente de um objeto. Quanto maior o diâmetro de um telescópio, maior a sua "potência".

O Hubble é um telescópio refletor (seu elemento óptico principal é um espelho) com 2,40 metros de diâmetro. Se fosse um telescópio de solo ele seria considerado de porte médio. (Os 2 maiores telescópios do mundo estão no observatório de Mauna Kea no Havaí e têm 10 metros de diâmetro cada.

Existem 28 telescópios maiores que o Hubble, espalhados pelo mundo, em funcionamento.) Mais que um telescópio, o Hubble é um verdadeiro observatório espacial, contendo instrumentação necessária a vários tipos de observação. (Contém 3 câmeras, 1 detector astrométrico e 2 espectrógrafos). Além de fotografar os objetos e medir com grande precisão suas posições, o Hubble é capaz de "dissecar" em detalhes a luz que vem deles. O Hubble está em uma órbita baixa, a 600 km da superfície da Terra e gasta apenas 95 minutos para dar uma volta completa em torno de nosso planeta. A energia necessária para o seu funcionamento é coletada por 2 painéis solares de 2,4 x 12,1 metros cada. A sua massa é de 11.600 kg.

O HUBBLE TEVE QUE USAR ÓCULOS

Colocado em órbita em abril/90, logo em seguida foi detetado um grave defeito em sua óptica. O Hubble não era capaz de focar os objetos, principalmente os mais fracos, com a precisão planejada e desejada. Esse defeito foi "diagnosticado" como aberração esférica; uma distorção óptica causada por uma forma incorreta de seu espelho principal. Perto das bordas a curvatura desse espelho estava menor que deveria por uma quantidade cerca de 1/50 da espessura de um fio de cabelo humano. Trocar o espelho seria algo caro e difícil. A solução adotada foi a de projetar uma óptica corretiva para seus instrumentos. Essa óptica foi instalada com grande sucesso em dezembro/93.

OBJETIVOS

Os objetivos do Hubble podem ser resumidos como sendo: Investigar corpos celestes pelo estudo de suas composições, características físicas e dinâmica; Observar a estrutura de estrelas e galáxias e estudar suas formação e evolução; Estudar a história e evolução do universo. Para atingir seus objetivos a pesquisa do Hubble é dividida em Galáxias e Aglomerados; Meio Interestelar; Quasares e Núcleos Ativos de Galáxias; Astrofísica Estelar; Populações Estelares e Sistema Solar.

Renato Las Casas

Divina Mourão

Fontewww.observatorio.ufmg.br

Telescópios

Telescópio Espacial Hubble

Desde os tempos de Galileu Galilei (1564-1642), que, em 1609, apontou pela primeira vez uma luneta para o céu, os astrônomos têm sonhado em ver mais e mais distante e com maior nitidez.

Após os grandes desenvolvimentos de telescópios em terra, a evolução natural seria levá-los para fora da atmosfera terrestre.

A atmosfera terrestre causa dois efeitos principais sobre a luz -- a radiação eletromagnética -- que nos atinge vindo das profundezas do cosmos: ela distorce e bloqueia parte desta radiação.

A distorçao atmosférica faz, por exemplo, com que as estrelas "pisquem" quando as olhamos no céu. Para objetos extensos, como nuvens gasosas e galáxias, a distorção diminui a nitidez das imagens. O outro efeito é que a atmosfera bloqueia parte da radiação que vem dos objetos celestes. Este bloqueio é seletivo, isto é, ocorre de forma diferente para cada faixa de comprimento de onda. A luz visível atravessa eficazmente a atmosfera, mas isto ocorre apenas para parte da radiaçao infravermelha e da faixa de ondas de rádio. E, felizmente para os seres vivos que habitam o planeta Terra, ela bloqueia grande parte da radiação ultravioleta, raios gama e raios X provenientes do espaço.

Novas tecnologias foram desenvolvidas para corrigir a distorção atmosférica, e elas têm sido utilizadas nos telescópios modernos localizados na superfície.

A melhor soluçào no entanto para se evitar o bloqueio e as distorções atmosféricas, é colocar um telescópio fora da atmosfera terrestre, um telescópio espacial!

Isto tem sido feito de forma bastante eficiente nas últimas décadas.

Existem inúmeros telescópios espaciais dedicados a observar a radiação ultravioleta, os raios gama e os raios X emitidos pelos objetos cósmicos -- estrelas, galáxias, etc.

E também para captar a luz visível, e neste caso com o principal objetivo de se eliminar as nocivas distorções atmosféricas. Este é o caso do Telescópio Espacial Hubble (daqui por diante referido simplesmente como "HST", sigla para o seu nome em inglês, "Hubble Space Telescope").

O nome do telescópio é uma homenagem ao astrônomo norte-americano Edwin Powell Hubble (1889-1953), que na década de 1920 demonstrou inequívocamente a existência das galáxias, e inaugurou um novo ramo da Astronomia, a Astrofísica Extragaláctica.

O Telescópio Espacial Hubble foi colocado em órbita no dia 24 de abril de 1990 pelo ônibus espacial Discovery da NASA. Trata-se de um projeto científico conjunto das agências espaciais norte-americana (NASA) e européia (ESA), que arcaram com os custos totais de quase 2 bilhões de dólares.

O telescópio foi colocado numa órbita circular a 593 km acima da superfície terrestre, inclinada de 28,5 graus em relação ao equador. O HST completa uma revolução completa em torno da Terra a cada 97 minutos. A sua velocidade é de 8 km por segundo, ou 28.800 km/h.

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Concepção artística mostrando o Telescópio Espacial Hubble logo após ter sido colocado em órbita pelo ônibus espacial Discovery (abaixo à direita). Destacam-se os dois painéis solares, o prato da antena de alto ganho para comunicação com a Terra, ligada ao corpo do telescópio, e a porta do tubo do telescópio, aberta.

Outros dados: a massa do conjunto, telescópio mais instrumentos, era de 11.110 kg quando foi colocado em órbita. O HST possui 15,9 m de comprimento e 4,2 m de diâmetro. O sistema é alimentado de energia elétrica por meio de dois painéis solares retangulares medindo cada um 2,4 por 12,1 metros.

Parte da energia elétrica gerada pelos painéis solares é utilizada para carregar seis baterias de níquel-hidrogênio, que fornecem energia à espaçonave durante os 25 minutos por órbita, em que o HST está na sombra da Terra.

O telescópio é do tipo refletor e seu espelho primário, responsável pela captação da luz, possui 2,4 metros de diâmetro, razão focal f/24.

A estabilidade da espaçonave é garantida por um sistema de giroscópios e a precisão do apontamento do telescópio deve-se a um sistema de sensores de guiagem. O sistema aponta para estrelas-guia, pré-selecionadas, e mantém automáticamente o apontamento do telescópio.

Um conjunto de quatro antenas na espaçonave trocam informação com a "Equipe de Operações de Vôo", localizada no Centro de Vôo Espacial Goddard, em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland. O HST possui dois computadores que se encarregam das tarefas científicas e de comunicação com a Terra. Os dados de relevância científica são passados do Centro Goddard para o Instituto de Ciência do Telescópio Espacial (sigla em inglês, STScI), localizado na cidade de Baltimore, no mesmo estado. Os dados são então repassados aos astrônomos.

Quando colocado em órbita, o HST estava equipado com cinco instrumentos. Eles são os seguintes.

1- "Advanced Camera for Surveys" (ACS), Câmera Avançada para Levantamentos. Ela detecta luz visível e objetiva a observação dos objetos mais distantes do universo, a busca por planetas de grande massa e os estudos da evolução de aglomerados de galáxias.

2- "Near-Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer" (NICMOS), Câmera de Infravermelho Próximo e Espectrômetro Multi-Objeto. É o detector de "calor" do HST, isto é, de radiação infravermelha, a qual é percebida pelos seres humanos como calor. O HST pode com ele ver através da poeira interestelar, os locais onde há formação estelar, por exemplo. Pode ser utilizado também para observações profundas em distância no espaço.

3- "Space Telescope Imaging Spectrograph" (STIS), Espectrógrafo Imageador do Telescópio Espacial. Age como um prisma, separando a luz dos objetos cósmicos em suas cores constituintes. O resultado é um "espectro" do objeto observado, e traz informação sobre a sua temperatura, composição química, densidade e movimento.

4- "Wide Field and Planetary Camera" (WFPC), Câmera Planetária e de Campo Amplo, que foi substituida em 1993, pela WFPC2. Este é o instrumento responsável pelas mais famosas imagens do HST, no que diz respeito ao público em geral. Ele possui 48 filtros, que permitem a investigação científica dos objetos numa ampla faixa de comprimentos de onda (cores).

5- "Fine Guidance Sensors" (FGS), Sensores de Guiagem Fina. São dispositivos que utilizam estrelas guias para manter o telescópio apontado na direção correta. Eles podem ser usados também para medir a distância entre as estrelas e o seu movimento relativo.

Os astrônomos de todo o mundo precisam apresentar propostas de projetos observacionais para o HST, os quais são analisados por um comitê científico. Os projetos aprovados, segundo critérios de relevância científica e uso apropriado do telescópio, recebem o tempo de observação solicitado. A competição por tempo no HST é bastante grande. A cada ano, cerca de 1.000 propostas são recebidas, das quais cerca de 200 são selecionadas.

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Telescópio Espacial Hubble tendo ao fundo a Terra. Cada painél solar mede 2,4 por 12,1 metros e o HST possui 15,9 metros de comprimento. O conjunto tem aproximadamente 11 toneladas

O HST está em operação e deve continuar assim até 2013 ou pouco antes. A espaçonave recebeu várias visitas de manutenção -- troca de baterias, consertos e substituições de instrumentos, manutenção dos sistemas de isolamento térmico, etc. A última missão de reparos -- a quarta -- está programada para 2008, e deverá estender a vida útil do telescópio por mais ou menos 5 anos. Estas missões são todas realizadas por astronautas que abordam a espaçonave a partir de um dos ônibus espaciais da NASA.

Provavelmente, a mais importante missão de reparos e manutenção foi a primeira, realizada em dezembro de 1993. Logo após o lançamento, as primeiras imagens astronômicas obtidas, apesar de muito boas quando comparadas com imagens semelhantes tomadas da superfície, apresentavam-se ligeiramente "borradas"!

O espelho primário do telescópio, a despeito de todos os cuidados, apresentava um defeito óptico bastante conhecido: aberração esférica.

A superfície do espelho não possuia a forma adequada fazendo com que a luz refletida da região central do espelho focalizasse num lugar diferente da luz refletida da região periférica. Isto causava uma imagem fora do foco perfeito, isto é, borrada. A solução do problema seria a colocação de "óculos" corretivos no telescópio. Os óculos desenvolvidos pela equipe técnica do HST, denominado COSTAR, sigla para "Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement", é, portanto, um sistema óptico de correção para a focalização do telescópio. Este sistema foi instalado na primeira missão de reparos, que partiu num ônibus espacial lançado no dia 2 de dezembro de 1993. Os astronautas, durante os cinco dias da missão, removeram o "High Speed Photometer" e substituram-no pelo COSTAR. Além disso, trocaram a câmera de campo amplo, WFPC, por uma outra, a WFPC2. Estas medidas corrigiram com enorme sucesso os defeitos de focalização do espelho primário e as imagens tornaram-se perfeitas!

As realizaçoes científicas do HST são inúmeras e continuam a aparecer, à medida que novas observações são realizadas.

Podem ser destacadas, de maneira geral, as seguintes: determinação precisa das distâncias até as galáxias, demonstração de que os quasares, na sua maioria, residem em galáxias, a prova de que as energéticas explosões de raios gama estão localizadas em galáxias e as observações de longa duração denominadas "Campos Profundos Hubble", que mostraram que o universo contém, pelo menos, 125 bilhões de galáxias. Vários outros estudos relacionados à astrofísica estelar, planetária e do sistema solar foram também realizados.

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Par de galáxias interagentes, NGC 3808, à direita, e NGC 3808A. 
Este par é chamado de Arp 87, e foi catalogado pelo astrônomo norte-americano Halton Arp em meados dos anos 1960.

NGC 3808 é uma galáxia espiral vista quase de topo, e NGC 3808A é também uma espiral, mas vista de perfil. As observações foram realizadas em fevereiro de 2007, com o instrumento "Wide Field Planetary Camera 2". Foram feitas imagens separadas nas cores azul, verde, vermelho e infravermelho, as quais foram compostas para a formação desta imagem colorida.

Domingos Sávio de Lima Soares

Fontewww.fisica.ufmg.br

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Catadióptricos

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Catadióptricos são telescópios que combinam a refração e a reflexão. A refração ocorre quando a luz passa por um componente de vidro colocado na extremidade do tubo do telescópio. A reflexão é feita com os espelhos primário e secundário. Os componentes catadióptricos mais comuns são: o menisco Maksutov, a placa corretora Schmidt e a lamina de faces paralelas. Todos são de difícil construção e exigem micrometros para aferir o grau de paralelismo entre as superfícies, esferômetros para medir a curvatura ( no caso do menisco ) e as faces planas no caso da placa corretora e da lamina de faces paralelas. O tipo de vidro usado é o óptico ( que é mais transparente ), mas é possível usar o vidro comum, aqueles levemente esverdeados. Em literaturas antigas sobre construção de telescópios é comum notar que este tipo de vidro comum não era recomendado. Isso ocorre devido à forma como o vidro era produzido antigamente. Os vidros tinham muitas bolhas, estrias internas e era bem comum encontrar tensão interna. Atualmente o processo de fabricação do vidro é bem diferente e o vidro verde possui uma qualidade muita boa com a ausência de bolhas e estrias. O processo de resfriamento do vidro é feito de tal forma que impede que o vidro tenha tensões internas. O vidro verde também apresenta um índice de refração bem próximo do vidro óptico. Devido a todos esses fatores é possível usar o vidro comum esverdeado na confecção dos componentes catadióptricos. Os fabricantes Celestron e Meade usam o vidro verde comum nas placas corretoras dos telescópios Schmidt Cassegrain. A vantagem do vidro óptico é que este é mais transparente que o vidro comum e com isso a perda de luz por absorção é menor no vidro óptico. É comum também a aplicação da camada anti-reflexo (Coated ) nas superfícies, pois essa camada diminui a perda de luz por reflexão. A superfície polida de um vidro reflete cerca de 4 % de luz. Com a aplicação do anti-reflexo a perda de luz é inferior a 1 %.

Telescópio Schmidt

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O telescópio Schmidt foi criado pelo óptico alemão Bernhard Schmidt em 1932. Este tipo de óptica foi desenvolvida para eliminar aberrações esféricas existentes nos espelhos primários. Espelhos de distâncias focais pequenas devem apresentar uma superfície parabólica para eliminar a aberração esférica. No telescópio Schmidt o espelho principal possui uma superfície esférica e desse modo quem corrige a aberração esférica é um disco de vidro colocado na parte posterior do tubo. Este componente é chamado de placa corretora. Uma das faces da placa apresenta uma "deformação" e é essa superfície a responsável pela correção da aberração esférica. Dependendo da distância focal do espelho, é mais vantajoso confeccionar esta placa corretora do que parabolizar o espelho primário. Assim é possível construir telescópios com distâncias focais pequenas que apresentam ótimas imagens, pouca ampliação, grande luminosidade e grandes campos de visão sendo desta forma um telescópio ideal para a fotografia astronômica ( Câmera Schmidt ).

Telescópio Maksutov

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O telescópio Maksutov surgiu tomando como idéia a óptica desenvolvida por Schmidt. No lugar da placa corretora existe um tipo de lente chamado de menisco divergente. Trata-se de uma lente delgada formada por uma face côncava e outra convexa sendo que esta última superfície é voltada na direção do espelho primário do telescópio. 
Como a superfície interna desse menisco é convexa, podemos metalizar apenas o seu centro tendo desta forma um espelho convexo que funciona como um secundário Cassegrain. Podemos também colocar um espelho secundário independente do menisco e com isso obter fatores de multiplicação diferentes e distâncias focais diferentes. Damos o nome a este instrumento de Maksutov Cassegrain. Essa óptica foi proposta simultaneamente pelo holandês Bouwers e pelo soviético Maksutov e acabou recebendo o nome deste último. Como no telescópio Schmidt, o Maksutov possui um espelho principal de distância focal pequena e a aberração esférica deste espelho é corrigida pelo menisco.

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Esquema óptico do telescópio Schmidt Cassegrain

Esquema óptico do telescópio Maksutov

Esquema óptico do telescópio Maksutov-Cassegrain

O esquema acima mostra o Maksutov-Cassegrain com seu secundário convexo independente. Temos ainda o Maksutov-Newtoniano que possui um secundário plano inclinado em 45 graus como no newtoniano clássico. É possível ainda uma outra combinação usando a óptica gregoriano. Neste caso centro da superfície côncava do menisco é metalizado, fazendo o trabalho do secundário côncavo do telescópio gregoriano.


Esquema óptico do telescópio Maksutov-Newtoniano

Lâmina de Faces Paralelas

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Como vimos antes, as faces da placa corretora Schmidt e do menisco não são planas. O menisco Maksutov é uma lente delgada e as curvaturas de suas superfícies são bem pronunciadas. Na placa corretora Schmidt uma superfície é plana e a outra possui uma deformação. Essa deformação é muito pequena e só visível por meio de testes ópticos. No caso da lamina de faces paralelas ambas as superfícies são planas e paralelas entre si. A principio a sua construção é mais fácil, pois suas faces são planas. Mas esse componente também é de difícil construção, pois é preciso que ambas as superfícies tenham uma precisão óptica grande. As superfícies são testadas usando um padrão óptico, no chamado teste de interferência de onda ( mesmo processo usado para aferir espelhos planos ). Para a construção da lamina de faces paralelas é necessário usar um padrão óptico plano de grande precisão.


Esquema do telescópio cassegrain com lamina de faces paralelas


Esquema do telescópio newtoniano com lamina de faces paralelas

O grau de paralelismo exigido entre as duas superfícies é da ordem de 0,02 mm, o que torna necessário o uso de micrômetros. Uma diferença muito grande no paralelismo faz com que a lâmina funcione como um prisma, decompondo a luz e provocando colorações nas imagens observadas.
A lamina elimina o suporte do espelho secundário ( aranha ), pois o secundário é colocado no vidro através de um suporte que possui apenas os parafusos de ajuste. A lâmina torna o tubo do telescópio totalmente fechado o que dificulta o acúmulo de poeira na superfície do espelho primário e elimina também a turbulência de ar interna que torna as imagens mais nítidas. A lâmina de faces paralelas pode ser colocada em todos os telescópios refletores não importando se o espelho é parabólico ou esférico.

Refletores

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A objetiva de um telescópio refletor é um espelho de superfície côncava e esse espelho é chamado de espelho primário ou espelho principal. Este espelho é feito em blocos de vidro e sobre a superfície côncava é depositada uma camada de alumínio, a metalização. É essa camada a responsável pela reflexão da luz. Alem do espelho primário existe um outro espelho menor chamado de espelho secundário. A grande vantagem dos telescópios refletores é a ausência de aberração cromática. A luz não atravessa o vidro, o como ocorre nos refratores, e sim refletida pela superfície côncava do espelho. Uma outra vantagem é a dimensão desses telescópios. Os refletores apresentam objetivas de maior diâmetro e o comprimento do tubo do telescópio é bem menor de comparado com os refratores. Por outro lado nos refletores ocorre uma maior perda de luz. A metalização não reflete 100 % da luz ( cerca de 5 a 10 % é absorvida ) e o espelho secundário com seu suporte provocam mais uma perda por obstrução. Essa perda varia de acordo com a dimensão do secundário.

Telescópio Newtoniano

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Este telescópio possui como objetiva um espelho côncavo localizado na parte inferior do tubo. O espelho primário capta a luz dos objetos formando a imagem no foco. Pouco antes do foco existe um outro espelho de proporções menores e de superfície plana, chamado de espelho secundário. Localizado na parte posterior do tubo o secundário é sustentado por um suporte de três hastes chamado de aranha.   Este espelho apresenta uma inclinação de 45 graus em relação ao eixo óptico do sistema e reflete os raios luminosos para a lateral do tubo. Nesta posição encontramos a lente ocular com o dispositivo de focalização.   No ano de 1672 o físico inglês Isaac Newton inventou um novo tipo de telescópio que mais tarde ficou conhecido como telescópio Newtoniano. Como os refratores apresentavam o grave problema da aberração cromática, Newton sugeriu a utilização de um espelho côncavo no lugar de uma lente objetiva. Os raios luminosos refletidos pela superfície do espelho não são decompostos, pois não passam por um meio mais denso ( como de uma lente ) eliminando assim aberração cromática. Além de apresentar ótimas imagens o newtoniano possui uma dimensão bem mais reduzida se comparado com os refratores. Um refrator de 150 mm de diâmetro possui uma distância focal em torno de 2000 mm. Já um newtoniano de mesmo diâmetro possui uma distância focal por volta de 1100 mm.   No inicio os construtores de telescópios confeccionavam os espelhos em blocos de metal. Um desses construtores foi o astrônomo Willian Herschel que foi também o descobridor do planeta Urano.

Telescópio Gregoriano

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Por apresentar uma óptica muito mais complexa que o newtoniano, o telescópio Cassegrain é de difícil construção e de preço mais elevado. Este telescópio possui um espelho primário de pequena distância focal, portanto de superfície parabólica. Possui também um orifício central por onde passam os raios luminosos. Seu espelho secundário possui uma superfície convexa e de forma hiperbólica de difícil confecção. Ao captar a luz de um objeto o espelho primário reflete os raios luminosos para o espelho secundário. Este espelho possui a sua superfície voltada para o espelho primário e reflete a luz novamente para o espelho principal passando pelo orifício central. Logo atrás encontramos a ocular e o dispositivo de foco. Portanto no telescópio Cassegrain a observação é feita de modo semelhante a uma luneta e não perpendicular ao tubo como no Newtoniano. O telescópio Cassegrain foi inventado pelo francês Guillaume Cassegrain no ano de 1672 exatamente na mesma época em que Newton apresentava seu telescópio. Isaac Newton declarou que este tipo de óptica não apresentava nenhuma vantagem se comparado com seu telescópio. Entretanto o Cassegrain apresenta muitas vantagens. Uma delas é o pequeno comprimento do tubo, pois enquanto um Newtoniano de 2 metros de distância focal possui de um tubo de aproximadamente 2 metros, um Cassegrain com as mesmas características possui um tubo que não ultrapassa 1 metro de comprimento. Esta característica se deve ao espelho secundário que multiplica em algumas vezes a distância focal do espelho primário.

Telescópios
Telescópio Newtoniano da empresa Celestron.

Telescópios
Telescópio Cassegrain da marca Takahashi.


Esquema óptico do telescópio newtoniano

 


Esquema óptico do telescópio Cassegrian

Variações do Telescópio Cassegrain

Telescópios

O telescópio cassegrain é muito conhecido e utilizado tanto por astrônomos amadores e profissionais. Por este motivo é normal e existência de diversas variações do telescópio. Algumas variações estão nas superfícies dos espelhos primário e secundário. Em alguns sites de astrônomos amadores, listas e fóruns de discussão de astronomia existe a informação errada de que o Cassegrain Dall-Kirkham é uma óptica ruim e que possui uma coma exagerada. A coma só é prejudicial quando o telescópio é feito para visualizar uma grande área do céu e esse problema aparece principalmente em fotografias. Para essa finalidade ( registrar áreas extensas do céu ) existe ópticas apropriadas como é o caso da Câmera Schmidt. Todo telescópio comum ( refrator, newtoniano, cassegrain, gregoriano, catadióptricos e etc ) trabalha com campos de visão pequenos, pois o objetivo é ampliar o objeto para a visualização de detalhes, ou seja, os telescópios de uso comum trabalham com uma área pequena do céu. Neste caso a coma do Dall-Kirkham é inexistente e o resultado é um telescópio de excelente qualidade. 
A óptica Dall-kirkham é abordada em muitas literaturas sobre construção de telescópios e existem alguns fabricantes, de telescópios, que adotam essa óptica como é o caso da empresa Takahashi. 

Mas todas estas variações na óptica Cassegrain são notadas apenas por meio de instrumentos apropriados que permitem analisar as superfícies dos espelhos. Um amador dificilmente saberá distinguir uma óptica da outra, pois a aferição destas superfícies requer experiência e habilidade do construtor. Temos ainda duas outras variações do Cassegrain muito utilizadas, os chamados focos Coudé curto e longo. No Cassegrain de foco Coudé curto temos a adição de um terceiro espelho de superfície plana que é colocado na frente do espelho primário. Este espelho é sustentado por um suporte semelhante ao utilizado para apoiar o secundário do newtoniano, um suporte com uma base de 45 graus. A luz captada pelo espelho primário é refletida para o secundário. O espelho secundário reflete os raios luminosos novamente na direção do espelho primário, encontrando o espelho plano. Este espelho plano reflete a luz na direção do tubo do telescópio passando por um orifício onde é fixado o focalizador e a ocular. Neste telescópio a observação é feita na lateral do tubo como no telescópio Newtoniano. No newtoniano o focalizador é colocado na extremidade superior do tubo enquanto que no Cassegrain de foco Coudé curto este dispositivo é fixado nas proximidades da extremidade inferior do tubo onde fica o espelho primário. Neste tipo de óptica não é necessário furar o centro do espelho principal, pois a luz não precisa passar pelo espelho. Por este motivo esta óptica é a preferida de muitos construtores de telescópios, pois o orifício do espelho principal é uma tarefa difícil que exige habilidade dos construtores. Por outro lado a adição de mais um espelho exige um ótimo alinhamento de todos os componentes ópticos para que o telescópio funcione corretamente.


Esquema óptico do telescópio Cassegrain com foco coudé curto

O Cassegrain de foco Coudé longo é muito semelhante ao Coudé curto. Neste telescópio o espelho primário é furado como no Cassegrain tradicional. Os raios luminosos captados pelo espelho primário são refletidos para o espelho secundário. O secundário reflete estes raios luminosos na direção do espelho principal passando pelo orifício central encontrando o espelho plano. Este último espelho reflete a luz para a lateral do tubo onde temos o focalizador e a ocular. 
O Cassegrain de foco Coudé longo é ainda mais complexo que o Coudé curto, pois o espelho principal possui o orifício central. Assim como o curto, o Coudé longo também exige um excelente alinhamento da óptica.


Esquema óptico do telescópio Cassegrain com foco coudé longo

Como a observação é feita na lateral do tudo estes telescópios apresentam a mesma comodidade de observação do Newtoniano. Essas ópticas eliminam também o prisma zenital um acessório muitas vezes difícil de encontrar.


Esquema óptico do telescópio Gregoriano

O telescópio Gregoriano foi aperfeiçoado pelo escocês James Gregory no ano de 1644 como uma óptica alternativa aos refratores que na época apresentavam desempenhos limitados. Contudo o telescópio Gregoriano não é tão popular como o Newtoniano e o Cassegrain que são os preferidos pelos amadores e construtores de telescópios.

Refratores

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O telescópio refrator trabalha com a refração e a luz passa através uma lente para formar a imagem. Este instrumento possui uma lente objetiva que capta a luz dos objetos e forma a imagem no foco. Logo atrás temos uma segunda lente chamada de ocular. A ocular funciona como uma lupa, aumentando a imagem formada pela objetiva.   O telescópio refrator, também conhecido como luneta, foi aperfeiçoado pelo astrônomo e físico Galileu Galilei no ano de 1610.  O telescópio utilizado por Galileu era um instrumento de pequenas dimensões e constituído por uma objetiva cromática ( objetiva formada por uma única lente convergente ).   Este tipo de objetiva apresenta um grave problema que é  a aberração cromática. As diferentes cores que formam a luz branca são decompostas fazendo com que os diferentes componentes cromáticos interceptem o eixo óptico da objetiva em pontos diferentes. Assim um observador que utiliza este tipo de instrumento percebe algumas manchas coloridas em volta dos astros.


Esquema óptico de um telescópio refrator com objetiva acromática.

A objetiva tipo Clairaut é mais usada nas lunetas e binóculos.

Para diminuir um pouco os efeitos da aberração cromática os construtores de telescópios começaram a produzir objetivas com distâncias focais extremamente grandes, pois à medida que aumentamos a distância focal as diferentes cores que compõem a luz branca encontram o eixo óptico em pontos mais próximos. Um exemplo desse tipo de instrumento foi o telescópio utilizado por Johann Hevelius que apresentava uma objetiva pequena e com uma distância focal próxima de 20 metros. Isso deixava o telescópio muito grande e com imagens de baixa qualidade devido ao aumento  exagerado. Os telescópios refratores só começaram a atingir as dimensões atuais com a invenção da objetiva acromática. Esse tipo de objetiva foi proposta em 1733 por Chester More Hall e a primeira objetiva desse tipo foi feita por John Dollond em 1759.

Fonte: www.telescopiosastronomicos.com.br

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