Colimação

Alinhamento da óptica do telescópio

Colimação é o nome que damos ao processo de alinhamento dos componentes ópticos (espelhos) dos telescópios. Para que o telescópio forneça boas imagens, além de uma excelente óptica, seus espelhos devem estar muito bem alinhados.

Os espelhos dos telescópios refletores são sustentados por suportes que apresentam molas e parafusos de ajustes responsáveis pelo alinhamento da óptica.

Um telescópio sem alinhamento óptico fornece imagens deformadas comprometendo e muito a observação. As estrelas não se mostram como pontos de luz e os detalhes dos planetas são totalmente perdidos. Os esquemas abaixo mostram o processo de alinhamento dos espelhos primário e secundário de um telescópio newtoniano.

Alinhando o espelho secundário newtoniano

O primeiro espelho a ser alinhado é o secundário. A colimação é feita através do focalizador do telescópio (sem a lente ocular) e para um alinhamento correto é necessário uma referência para determinar o centro do tubo. Podemos utilizar como referência dois fios ou barbantes esticados em forma de cruz, de modo que o cruzamento destes fios fique bem no centro do tubo do telescópio. Estes fios são fixados na extremidade do tubo onde é colocado o espelho primário e para isso é necessário retirar o espelho para que a extremidade do tubo fique aberta. Use fita adesiva para fixar os fios. Coloque uma das extremidades do fio sobre a superfície externa do tubo e a fita adesiva para a fixação. Repita esta operação para cada extremidade dos fios e tenha o cuidado de manter o cruzamento no centro do tubo. Durante toda a colimação devemos deixar a linha de visão bem no centro do focalizador do telescópio, como mostra a figura 1. Em seguida vemos como a referência (os fios em forma de cruz) está em relação ao focalizador. A figura 2 mostra o espelho secundário (em azul) refletindo a imagem da extremidade do tubo com os dois fios. Vemos que os fios estão deslocados para um dos lados do secundário. Isto representa uma falta de alinhamento e para a sua correção é necessário um pequeno giro até que os fios fiquem no centro do espelho. Na figura 3 temos ainda uma pequena falta de colimação, pois os fios ainda não estão no centro da parte circular. Agora a correção é feita apertando ou soltando um dos três parafusos de ajuste do suporte do espelho secundário. Finalmente vemos na figura 4 o espelho secundário totalmente alinhado com os fios exatamente posicionados no centro.

Secundário com falta de alinhamento (esquerda) e à direita espelho com bom alinhamento óptico.

Alinhando o espelho primário newtoniano

Com o espelho secundário bem alinhado o próximo passo é o alinhamento do espelho principal do telescópio. Colocamos novamente o espelho no tubo do telescópio e através do focalizador vemos como está o alinhamento, como mostra a figura 1 .
Neste caso vemos o espelho primário (representado pela cor azul), uma área quadrada (o secundário) e as três hastes do suporte do secundário.
Nas figuras 2 e 3 temos exemplos de falta de alinhamento do espelho primário. Vemos que o secundário (área quadrada) não está no centro da área circular azul e que as hastes do suporte do secundário apresentam tamanhos diferentes.
O alinhamento do espelho é feito soltando ou apertando um dos três parafusos ou porcas de ajuste do suporte do espelho primário.
Na figura 4 temos o espelho primário e todo o telescópio perfeitamente colimado. Vemos o espelho secundário no centro e as hastes de seu suporte com tamanhos iguais.
Em newtonianos de razão focal pequena, como um F/D=5, é recomendado fazer um ajuste fino do alinhamento na prática, ou seja, observando algum objeto celeste (uma estrela ou planeta) e atuar no ajuste do espelho primário.
Assim é possível obter um alinhamento ainda mais perfeito e o resultado é uma imagem mais precisa.

À esquerda o primário com bom alinhamento e a direita a óptica com falta de alinhamento.

Alinhando o telescópio cassegrain

Apesar de apresentar uma óptica mais complexa que o newtoniano o alinhamento óptico do cassegrain não é tão complicado. Os suportes dos espelhos primário e secundário do cassegrain também apresentam os mesmos parafusos de ajuste existentes no newtoniano.
Ao contrário do telescópio newtoniano, onde é recomendado alinhar primeiramente o espelho secundário e depois o primário, no cassegrain é possível fazer o alinhamento com ambos os espelhos já instalados no tubo.
Para aferir o alinhamento retiramos a ocular do focalizador do telescópio e observamos o aspecto do alinhamento.

A fotografia 1 mostra a óptica cassegrain totalmente alinhada com o espelho secundário situado bem no centro (círculo escuro) e as três hastes do suporte do secundário com comprimentos iguais.

A imagem número 2 mostra o espelho primário com falta de alinhamento óptico. Vemos o espelho secundário deslocado e as hastes de seu suporte com dimensões diferentes.
É possível notar também a parede interna do tubo do telescópio. Para corrigir a falta de colimação basta atuar no ajuste do suporte do espelho principal.

Finalmente a imagem 3 mostra agora a falta de alinhamento no espelho secundário. Vemos também o espelho secundário e as hastes de seu suporte deslocados do centro. O alinhamento é feito por meio dos parafusos de ajuste do suporte do espelho secundário.

Ajuste da posição do foco

Ao montar o telescópio cassegrain pela primeira vez muitas vezes o foco do telescópio não fica na posição correta. O correto é deixar o foco do telescópio dentro da amplitude de deslocamento do focalizador. Quando isso ocorre é possível focalizar as imagens com várias oculares atuando no focalizador. Mas quando o foco não fica na posição correta não é possível focalizar as imagens, pois o deslocamento do focalizador não é o bastante para atingir o foco do telescópio.

Foco posicionado antes do focalizador.

Foco posicionado depois do focalizador.

O esquema ao lado mostra a trajetória da luz refletida pela óptica do telescópio. Neste caso vemos que o foco do telescópio encontra o eixo óptico antes do focalizador, ou seja, o foco do telescópio está deslocado para dentro. Assim não é possível obter imagens focalizadas, pois o foco da ocular não consegue atingir o foco do telescópio. Para resolver o problema basta aproximar um pouco os espelhos. Ao aproximar os espelhos o foco do telescópio vai se formar um pouco mais para trás e assim mais próximo do focalizador. A aproximação dos espelhos pode ser feita nos parafusos de ajuste do suporte do secundário ou do suporte do espelho primário. Este ajuste é da ordem de alguns milímetros. Ao aproximar o secundário, alguns milímetros do espelho primário, a posição do foco do telescópio sofre uma variação da ordem de alguns centímetros. Devido a essa característica não é necessário deslocar todo o suporte do secundário. No outro esquema temos a situação inversa com o foco do telescópio depois do focalizador e neste caso também não é possível obter imagens focalizadas. O problema é facilmente resolvido aumentando um pouco a distância entre os espelhos. À medida que afastamos um espelho do outro, o foco do telescópio se desloca para dentro, ou seja, vai assumir uma posição onde é possível o foco da ocular encontrar o ponto focal do telescópio. Nesse caso o ajuste também é da ordem de alguns milímetros e também é feito atuando nos parafusos de ajuste da aranha ou no suporte do espelho primário.

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