RIFRATTORE 125 F12

2013 - articolo di MARCO MURELLI - prefazione di Paolo Casarini

PREFAZIONE

Quello che ci presenta MARCO è un progetto di notevole portata poiché tutto, in questo telescopio, è stato fatto in casa, ottiche comprese, con la sola eccezione dei filtri e del focheggiatore. Marco ha voluto condividere con noi la sua esperienza e, oltre a ringraziarlo, gli porgo pubblicamente i miei complimenti.

Paolo Casarini

INTRODUZIONE

Da ragazzo, sbocciato l’amore per l’astronomia, ho sempre ammirato gli strumenti ottici per come ci permettono di raccogliere fotoni che hanno viaggiato per ore, anni, migliaia o milioni d’anni e di inviarli (più o meno perfettamente) al nostro occhio. Inoltre per  miei studi e per inclinazione personale ho sempre avuto un interesse particolare per la fisica. Prima o poi era quasi d’obbligo realizzare qualche strumento ottico, per capire bene le leggi che ne governano il funzionamento e anche per capire le differenze tra uno strumento e l’altro. Dato che principalmente mi interessa il sistema solare e l’osservazione visuale, una delle scelte più logiche per la prima esperienza (anche dal punto di vista della semplicità realizzativa) sarebbe stato fare un Newton di diametro intorno ai 150mm f8, un classico degli autocostruttori anni ‘70.

Realizzare un Newton però richiede una lavorazione asferica (il primario parabolico, facile da fare a f8), l’acquisto di un secondario ellittico piano e l’alluminatura del primario. Volendo fare il tutto in autocostruzione, queste necessità mi lasciavano un po’ perplesso. Come al solito la serendipità ci mette lo zampino; in quei giorni un noto astrofilo veneto svendeva un blank BK7 e un blank F2 da 125mm di diametro e allo stesso tempo era uscito un bellissimo libro1 (ovviamente ora facente parte della mia biblioteca) su come realizzare un doppietto acromatico. Allora perché non fare un doppietto di Fraunhofer che ha solo superfici sferiche (che però sono 4) e non necessità di alluminatura? Guarda caso trovai un tubo in vetroresina ricoperto di gomma (ottimo isolamento termico) lungo 1280mm…”alea iacta est”.

 

1 Norman Remer – Making a refractor telescope - WillmannBell

REALIZZAZIONE DELL' OTTICA

Vi risparmierò tutte le difficoltà incontrate per recuperare i materiali di consumo (abrasivi, pece, dischi di vetro da usare per gli utensili, ossido di cerio…), vi posso solo dire che in Italia è tutto così difficile! Come al solito bisogna trovare l’amico del cognato del fratello che ti può fare un favore…e comunque alcune cose le ho comprate negli USA, celeri e puntuali, peccato che le nostre magnifiche dogane ci mettono del loro. Ma a parte queste peripezie preliminari, posso garantirvi che realizzare superfici sferiche di precisione a mano non è per nulla difficile. Oltre ad un po’ di manualità e ad un bel po’ di pazienza, basta seguire i metodi descritti in molti libri e diffusamente in Rete. Decisamente più difficile è fare tutti i raggi di curvatura con il valore richiesto dal progetto ottico. Allungare e accorciare il ROC (Radius Of Curvature) è un processo delicato e la relativa misura non è così facile (specialmente per le sup. convesse). Realizzare superfici ottiche infatti mi ha costretto a sviluppare anche i sistemi di misura (anch’essi ben descritti in letteratura) e ad usarli con cognizione di causa. Fare un doppietto costringe inoltre a dover lavorare superfici concave e convesse (e relative misure) con ROC lunghi e corti; permette quindi di costruirsi un’esperienza e un’attrezzatura completa. Un discorso a parte merita il test finale in autocollimazione. Questa è la vera parte ostica del progetto perché, sempre volendo lavorare in autarchia (e in economia), si deve realizzare uno specchio piano. E qui sta il difficile. Uno specchio piano per autocollimazione non necessita di un’accuratezza elevata (può infatti benissimo essere concavo, basta che il ROC sia di qualche km), l’importante è che non presenti irregolarità. Devo dire che realizzare questo piano con la tecnica dei quattro dischi mi ha portato via il 25% del tempo complessivo. D’altro canto ho fatto anche qui esperienza e sono contento di non aver acquistato un piano di commercio (che per quel diametro costa dei bei soldini). Ma alla fine, com’è venuto? Direi molto bene per essere la prima realizzazione anche se presenta molti punti migliorabili. Vediamo il dettaglio:

  • Le misurazioni dei singoli raggi di ROC hanno dato misure un po’ discostanti dai valori ottimali ma non avevo più materiale sufficiente, i blank stavano diventando troppo sottili. Questa è stata una delle principali sfortune, i blank di partenza erano troppo sottili e non avevo molto margine di manovra per “aggiustare” i vari ROC. La simulazione con OSLO mi dava una buona correzione nel giallo-verde ma non molto buona nel blu e un po’ meglio nel rosso.
  • Il test di Foucault in autocollimazione presenta un buon null senza tracce evidenti di astigmatismo. Pensando che raddoppia gli errori il risultato è buono. Attenzione però: il test è monocromatico in luce giallo-verde e quindi conferma la simulazione OSLO.

A questo punto il doppietto è finito, bisogna fare l’intubazione. Dato che si trattava di un progetto sperimentale, non ho reputato necessario far trattare le ottiche antiriflesso.

INTUBAZIONE

Per l’intubazione ho usato un tubo in vetroresina con copertura sottile in gomma. Non è leggerissimo ma presenta un ottimo isolamento termico, non deve essere verniciato ed è anche bello da vedere (de gustibus). Il focheggiatore è un canonico Crayford a due velocità taiwanese. Ma visto che avevo ancora un po’ di back-focus, perché non fare una bella ruota portafiltri? Come al solito la serendipità…un astrofilo romano vendeva una serie di 9 filtri in vetro OMAG nuovi (un vecchio costruttore svizzero) da 43mm di diametro a buon prezzo e io avevo sotto mano un bel disco in alluminio sottile…et voilà! Bene, ora bisogna fare la cella collimabile. Niente di difficile qui, non ho voluto fare le viti push-pull, ho solamente messo un o-ring che fa da molla di compressione. Un paio di diaframmi interni ed il gioco è fatto (a parole). Alla fine però è venuto fuori un bel cannone pesantino, dove lo metto? Ci voleva almeno una G11 per osservare in tranquillità…ma perché allora non farsi anche una montatura e relativo osservatorio scorrevole? Ma questa è un’altra storia, ne parleremo (forse) più avanti.

AL VAGLIO DELLE STELLE E CONCLUSIONI

Premetto che, complice ‘sto inverno maledetto, non sono riuscito a testarlo a fondo e in maniera continuativa. Le prime impressioni confermano le simulazioni di OSLO e i vari test a banco. Sulla Luna lo strumento presenta un evidente alone violetto al bordo (è pur sempre un acro 125 f12) ma la visione dei crateri è buona anche se un po’ troppo morbida in luce bianca. Sicuramente una parte del problema è dovuto alla mancanza di un trattamento antiriflesso ma un po’ è anche dovuto al non perfetto rispetto dei ROC di progetto. La simulazione infatti dice che la correzione è migliore verso il rosso e un po’ peggiore verso il blu. Questo è confermato dal fatto che quando si passa alla visione con ruota portafiltri le cose migliorano veramente e col filtro rosso e con quello arancione sono rimasto molto soddisfatto dell’incisione dell’immagine. Sui pianeti non ho fatto ancora prove sistematiche, speriamo si sistemi un po’ il tempo, i fotoni di Saturno aspettano di essere catturati! Da quanto sono riuscito a provare (principalmente sulla Luna) la visione è molto simile a quella del C8 che ho avuto per qualche tempo e un po’ inferiore del SC  Meade 10” che ho avuto per un altro po’ di tempo. Una nota a parte lo merita l’astigmatismo. A banco non sono mai riuscito a vederlo ma in cella qualche volta ha mostrato la sua presenza. Ho quindi modificato un po’ la disposizione degli spaziatori e cercato la miglior posizione angolare relativa crown/flint e la cosa non sembra più essersi mostrata. Penso che un po’ derivi dalla sottigliezza dei blank ma non sono ancora riuscito a dimostrarlo. L’estate spero sia prodiga di test ed osservazioni, se riesco organizzo nel mio giardino un mini star party con un paio di amici con rifrattori simili di commercio, giusto per un confronto diretto (e qui ho un po’ paura).

Come concludere? Partiamo dall’inizio: volevo fare un progetto sperimentale a basso costo su cui imparare e fare un po’ di palestra, non volevo assolutamente fare un progetto perfetto che potesse rivaleggiare con un Taka o un Nikon! Lungi da me tale presunzione. Lo scopo era dimostrare che le realizzazioni ottiche sono alla portata, comprendere come funziona un telescopio dal “dentro” e mettersi alla prova. Con questi presupposti non posso quindi che essere felice di averlo fatto. Consiglio a chiunque di cimentarsi in qualche lavorazione ottica, si fa tanta esperienza, si capiscono tante cose e si apprezzano meglio i pro e i contro dei prodotti commerciali. Sono ovviamente disponibile a dare consigli e aiuti (per quanto posso) a chiunque si voglia cimentare.

Progetti futuri? Troppi e troppo poco tempo per farli!

CONSIDERAZIONI

di Paolo Casarini

Riguardo l'assenza di coating sulle superfici ottiche va detto che, specialmente negli Stati Uniti, alcuni puristi delle immagini planetarie evitano, onde alterare i colori delle immagini con eventuali dominanti dei trattamenti ottici, di farli applicare sui loro strumenti a rifrazione, ed è uno dei motivi per cui, ad esempio, la nota D&G non pone come dotazione standard alcun trattamento sui suoi doppietti di diametro superiore ai 150mm.

Altra considerazione va fatta sul grado di correzione delle lunghezze d'onda dello spettro visibile di cui ci parla l'autore del test.

Marco ci dice che il suo doppietto è tendenzialemnte più corretto nel rosso che non nel blu. In effetti, se ci si limita all'osservazione visuale, questo può non essere un male. Il nostro occhio è infatti più sensibile nel rosso che nel blu (differentemente dai moderni CCD), ed è il motivo per cui gli strumenti professionali o semiprofessionali di un tempo (i vari Zeiss AS 150, Fecher 150, etc..) erano lavorati per essere più corretti nelle righe rosse dello spettro rispetto a quelle blu. Non dimentichiamo che anche le pellicole fotografiche degli anni '60 e '70 avevano grossomodo le caratteristiche di sensibilità dell'occhio umano.

Senza scomodare strumenti inaccessibili ai più, per capire la "logica di fondo" di questa scelta basta confrontare la correzione cromatica alle varie lunghezze d'onda di due best seller dell'astronomia amatoriale: il vecchio Takahashi FS-102 e il novello TSA 102. Il primo, contrariamente a quanto si pensa, è più corretto del secondo nel rosso e meno nel blu, scelta votata ad un utilizzo più spiccatamente fotografico del TSA 102 rispetto al suo predecessore. 

Ritengo quindi che l'obiettivo di Marco, se effettivamente ben corretto nel rosso (e almeno discretamente nel blu), possa rappresentare un ottimo performer visuale.

Una fotografia della Luna ripresa da Marco con il suo 125/1500 al fuoco diretto su una fotocamera Nikon D7000. Si evince una cromatica contenuta ma una messa a fuoco non perfetta che inficia un poco la resa finale dell'ottica. Per un doppietto autocostruito ritengo sia comunque un buon primo risultato.

Paolo Casarini

Ho provato a correggere l'immagine riportando i toni a colori più "naturali" e cercando di non perdere dettaglio. Dopo questa operazione, che ha fondamentalmente ridotto la dominante gialla, emerge in maniera più netta il residuo cromatico dell'ottica che si manifesta con un bordo giallo nella cuspide in basso a sinistra e un alone bluetto in quella in alto a destra. Considerando la genesi "fai da te" dell'obiettivo non posso che plaudire il buon lavoro di Marco sull'ottica. Fossi capace io...

Paolo Casarini

In questi giorni di metà maggio 2013, Marco mi sta informando di essere al lavoro sul suo rifrattore 125/1500 per sistemare alcuni problemi alla cella reggi-obiettivo e agli spaziatori del doppietto. Il tempo meteorologico è inclemente ma confido che presto ci porterà interessanti news...

Paolo Casarini

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