Possui como objetiva (elemento primário ou principal de captura de luz) uma lente ou conjunto de lentes.
Refletor:
O dispositivo principal para captura de luz é um espelho.
Catadióptrico:
Usa combinação de lentes e espelhos para captar a luz.
Como funciona um Telescópio ?
A lente objetiva (em Refratores) ou o espelho primário (nos Refletores) captam muita luz de um objeto distante e trazem (refratam ou refletem) essa luz, ou imagem brilhante, para um ponto focal ou foco;
Uma lente chamada ocular "captura" e amplia a imagem brilhante do foco para que ocupe uma grande porção da retina do observador.
Sobre os REFRATORES:
Hans Lippershey, de Middleburg, na Holanda, inventou o Telescópio Refrator em 1608. Os militares foram os primeiros a utilizá-lo. O cientista Galileu Galilei foi o primeiro a utilizá-lo para astronomia em 1609.
Os Refratores são compostos pelas seguintes partes:
um tubo longo feito de metal, plástico ou madeira;
uma ou mais lentes de vidro na extremidade dianteira (objetiva);
uma segunda lente de vidro (ocular) na extremidade traseira.
Ponto Focal ou Foco: ponto em que a luz de uma lente ou espelho se junta;
Distância Focal da Objetiva ou do Telescópio: distância requerida por uma lente ou espelho para focalizar a luz.
Tipos de Refratores:
Refratores ACROmáticos:
Utilizam lentes que não estão corrigidas para impedir a aberração cromática, que é uma auréola lilás ou roxa que aparece ao redor de imagens brilhantes quando vistas pelo Refrator.
Em vez disso, eles costumam ter lentes "revestidas" (Fully Multi-Coated) para reduzir esse problema.
Refratores APOcromáticos:
Usam projetos com múltiplas lentes, incluindo aquelas feitas de outros tipos de vidro (como fluorita ou FLP-53/ ED – Extra Low Dispersion) para impedir a aberração cromática e melhorar a nitidez.
Os Refratores APOcromáticos são muito mais caros do que Refratores ACROmáticos.
Características dos Refratores:
Os Refratores possuem uma ótima resolução, suficiente para ver detalhes em planetas e estrelas binárias.
No entanto, é difícil criar grandes lentes objetivas (acima de 100 mm) para esses telescópios.
Além disso, eles são mais caros (lentes), se levarmos em consideração o preço por milímetro de abertura, comparado com os Refletores (espelho – mais barato).
Como a abertura é limitada, um Refrator não é tão bom para observar objetos tênues em céu profundo (Deep Sky), quanto outros tipos de telescópios que usam espelho e possuem maior abertura.
O tubo fechado do Refrator mantém as lentes no lugar a uma distância correta uma da outra (sem necessidade de alinhamentos (colimações) executados pelo usuário). O tubo também ajuda a evitar a poeira, umidade e luz, que poderiam interferir na formação de uma boa imagem.
Sobre os REFLETORES:
Isaac Newton desenvolveu o Telescópio Refletor (conhecido como Telescópio Newtoniano) por volta de 1680, como uma maneira de consertar o problema da aberração cromática que atingia os Refratores de sua época.
Em vez de usar uma lente para captar luz, Newton usou um espelho de metal curvo (espelho primário) para captar essa luz e refleti-la para o foco.
Espelhos não têm problemas de aberração cromática como lentes. Então, Newton colocou o espelho primário na parte traseira do tubo.
Telescópios Refletores utilizam um espelho primário côncavo, posicionado na traseira do tubo, para coletar a luz e formar a imagem. No telescópio refletor Newtoniano, a luz é refletida de volta para um pequeno espelho inclinado em 45º (espelho secundário), posicionado na parte frontal do tubo, que desvia a luz para uma abertura lateral do tubo, onde fica a ocular;
O espelho secundário obstrui uma pequena parte da entrada de luz na parte frontal do tubo.
Características dos Refletores:
O refletor é simples e não é caro para ser fabricado. Espelhos primários com grande abertura, maiores do que 250 mm, podem ser fabricados com certa facilidade, o que significa que os refletores têm um custo relativamente baixo por unidade de abertura.
Eles têm grande capacidade de captação de luz e podem produzir imagens brilhantes de objetos tênues no espaço distante, tanto para observação visual como para fotografia de corpos celestes.
Uma desvantagem dos refletores é sua manutenção. De vez em quando você terá que limpar a poeira que entra pela abertura frontal. Também terá que alinhar os dois espelhos (colimação) com certa freqüência.
Outra desvantagem é que, as superfícies dos espelhos, podem sofrer degradação com o tempo.
Além disso, pequenos erros na fabricação dos espelhos podem distorcer a imagem. Nesse caso, estes são alguns dos problemas comuns:
> Aberração esférica: a luz refletida de volta pela extremidade do espelho fica focada em um ponto levemente diferente do que a luz refletida pelo centro do espelho;
> Astigmatismo: o espelho não é posicionado simetricamente sobre seu centro e imagens de estrelas ficam focadas como cruzes em vez de pontos;
> Coma: estrelas próximas à extremidade do campo de visão parecem alongadas, como se fossem cometas e as do centro aparecem como pontos de luz.
Além do mais, todos os refletores estão sujeitos a alguma perda de luz, que acontece por duas razões:
> a primeira é que o espelho secundário obstrui uma parte da luz que chega ao telescópio;
> a segunda é que nenhum revestimento refletivo de um espelho devolve 100% da luz que o atinge. Os espelhos de melhor qualidade devolvem 90% da luz recebida.
Sobre os CATADIÓPTRICOS ou COMPOSTOS:
Os telescópios Catadióptricos são equipamentos híbridos, que têm tanto elementos Refratores quanto Refletores em seu design óptico.
O primeiro desses telescópios foi criado pelo astronômo alemão Bernhard Schmidt, em 1930. O telescópio de Schmidt tinha um espelho primário na parte traseira e uma placa corretora (lente de vidro) na parte frontal para remover a aberração esférica do espelho primário.
Catadióptricos - Schmidt-Cassegrain
Atualmente, o design Schmidt-Cassegrain, inventado nos anos 60, é o tipo mais popular de telescópio. Possui placa corretora (lente) plana e usa um espelho secundário que rebate a luz por um buraco no espelho primário até chegar à ocular.
Catadióptricos - Maksutov-Cassegrain
O segundo tipo de telescópio composto foi inventado por um astrônomo russo chamado D. Maksutov em 1941 (o astrônomo holandês A. Bouwers também tinha criado um design semelhante).
O telescópio de Maksutov, que usa o design óptico Maksutov-Cassegrain é semelhante ao projeto de Schmidt, mas usa uma placa de lente corretora com forma mais esférica (chamada de menisco-divergente).
Maksutov-Cassegrain
Características dos Catadióptricos:
Telescópios Catadióptricos possuem configuração que proporciona equipamentos pequenos, portáteis e com excelente poder de ampliação.
No entanto, requer maior tecnologia para serem fabricados o que os tornam mais caros.
Sobre OCULARES:
Parte importantíssima do conjunto de observação. Oculares são lentes intercambiáveis que influenciam nas características óticas do Telescópio, tais como:
- Aumento (oculares com distâncias focais diferentes, proporcionam aumentos diferentes);
- Qualidade da imagem;
- Largura do campo de visão.
Existem muitos tipos de oculares que vão das mais simples com design óptico do tipo Ramsdem, com apenas dois elementos, até as mais sofisticadas e caras como Nagler e Ethos, com ótica de seis ou mais elementos.
Cada tipo possui características peculiares quanto à largura do campo de visão, correção e eliminação de aberrações.
Abaixo, uma típica ocular de design óptico do tipo Plössl, que é muito popular devido ao bom custo/desempenho que oferece:
Uma ocular é a segunda lente de um Refrator ou a única de um Refletor.
Oculares possuem muitos designs óticos diferentes que consistem na combinação de uma ou mais lentes.
Há muitos tipos de designs para as oculares:
Ramsden
Huygens
Ortoscópica
Kellner e RKE
Erfle
Plössl
Nagler
Ethos
Barlow (em conjunto com outra ocular aumenta a ampliação em duas ou mais vezes).
Alguns exemplos de Oculares:
As ortoscópicas foram inventadas por Ernst Abbe em 1880. Elas têm quatro elementos e um campo de visão aparente (quanto do céu, em graus, é visto de uma extremidade a outra usando a ocular ) de 45º, que é um tanto quanto estreito. O design ótico proporciona uma visão nítida e bom alívio de olho e é considerada excelente para observar planetas.
As oculares Plössl, por sua vez, possuem designs de quatro ou cinco elementos e um campo de visão de 50º. Sua qualidade é boa, especialmente para observar planetas, mas apresentam um pouco de astigmatismo, especialmente na extremidade do campo. As oculares Plössl são bastante populares.
As oculares Nagler foram introduzidas em 1982, anunciadas com a frase: "como se você estivesse passeando pelo espaço". Têm um design de sete elementos e um campo de visão largo, com 82º. Podem pesar até 1 kg e são caras.
PRINCIPAIS PROPRIEDADES DE UM TELESCÓPIO:
Um telescópio tem duas propriedades importantes
sua capacidade de captar a luz (abertura);
sua capacidade de ampliar a imagem (aumento).
Propriedades Importantes:
A capacidade que um telescópio tem de captar a luz está diretamente relacionada ao diâmetro da lente ou do espelho – a abertura – que é usada para captar a luz.
Geralmente, quanto maior a abertura, mais luz o telescópio capta e traz para o foco, deixando a imagem final mais brilhante.
Uma característica importante num telescópio é o seu poder de resolução, o qual é diretamente proporcional ao diâmetro da objetiva e determina a capacidade do telescópio em separar e tornar acessível detalhes muito sutis.
Portanto, em relação à abertura, o aumento é o fator de menor importância na avaliação da qualidade de um telescópio.
O poder de ampliação do telescópio ou sua capacidade de aumentar uma imagem, depende da distância focal do telescópio e da ocular utilizada.
A ocular é que realiza essa ampliação. Ampliações diferentes podem ser obtidas com o uso de oculares diferentes.
A maioria dos objetos astronômicos (principalmente os objetos de céu profundo) é melhor visualizada com baixa ampliação para que possa captar a maior quantidade possível de luz.
Por isso, a abertura acaba sendo a característica mais importante do que a ampliação.
Aumento no Telescópio:
O aumento no telescópio é uma característica variável e depende de dois fatores:
- Comprimento ou distância focal do telescópio;
- Comprimento ou distância focal da ocular.
Para calcular o aumento, é só dividir a Distância Focal do Telescópio pela Distância Focal da Ocular, ou seja:
AUMENTO = Dist. Focal Telescópio / Dist. Focal Ocular;
Exemplo: Um Telescópio com 900mm de Distância Focal usando uma Ocular com 9mm de Distância Focal teria, com essa combinação, o seguinte aumento:
AUMENTO = 900 / 9 = 100 X
Conforme a ampliação de uma imagem aumenta, o campo de visão e o brilho da imagem diminuem.
Uma regra geral que você deve saber sobre a ampliação, é que o aumento útil máximo (aproximado) de um telescópio, é em média = 50X por unidade de polegada de sua abertura (ou 2X a sua abertura em mm).
Exemplo: Um telescópio Refrator com 120mm (4,7 Polegadas) de diâmetro, teria um aumento útil máximo aproximado de:
4,7 polegadas X 50 = 235 vezes de aumento
ou
120 mm X 2 = 240 vezes de aumento.
Razão Focal ou focal ratio à ( f/ ):
Como já mencionado, a abertura é uma característica de grande importância na qualidade de imagem de um telescópio.
A abertura determina o poder de resolução e a quantidade de luz que o instrumento será capaz de capturar e conseqüentemente a capacidade de observar detalhes sutis de objetos de pouca luminosidade (nebulosas, galáxias, etc).
Razão Focal (f/ ) define a claridade e depende da Distância Focal do Telescópio (ou seja, distância focal do espelho ou da lente objetiva) e do Diâmetro (abertura) do Espelho ou Lente objetiva.
Razão Focal =Dist. Focal do Telescópio (mm) / Diâmetro do Espelho ou Lente Objetiva (mm);
Exemplo: Um Telescópio Refrator com 900mm de Distância Focal, que possui objetiva de 120mm de diâmetro, teria a seguinte razão focal:
Razão Focal = 900 /120;
Logo Razão Focal = 7,5 ou f/7,5
Podemos também, classificar os telescópios da seguinte forma:
Raz. Focal Claridade Melhor Aplicação Observacional:
f/4 Muito claro bom p/ visualizar objetos de céu profundo
f/6 Claro bom p/ visualizar objetos de céu profundo
f/8 Claridade média bom p/ todos os tipos de observação
f/10 Pouco claro bom p/ Lua, Planetas e Estrelas Duplas
f/12 Escuro bom p/ Lua, Planetas e Estrelas Duplas
A escolha da razão focal depende da aplicação e do tipo de observação:
Comprimentos focais longos produzem maior aumento mas, diminuem a claridade e estreitam o campo de visão. São mais indicados para observação planetária.Também deixam os telescópios refratores mais longos e difíceis de transportar.
Comprimentos focais curtos produzem menor aumento, porém com maior luminosidade e maior largura do campo de visão e facilita o transporte. São mais indicados para observação de objetos de céu profundo (Deep Sky).
Tripés / Montagens
A Montagem é uma parte importante do conjunto. Deve ser firme e estável, além de permitir movimentos suaves e facilidade de posicionamento em qualquer parte do céu.
Os dois tipos de montagens existentes para astronomia são:
Altitude-Azimute (Alt-Azimutal)
Equatorial.
Tipos de tripés e montagens:
Alt-Azimutal
Tripé equatorial:
Montagem Alt-Azimutal
Montagens Alt-Azimutais são mais simples, leves, fáceis de usar e mais baratas do que as equatoriais.
É um tipo de montagem semelhante ao tripé de uma câmera fotográfica, porém mais sofisticado.
Usa um eixo vertical (altitude) e um horizontal (azimute) para acompanhar um objeto pelo espaço.
Movimenta-se os dois eixos (horizontal e vertical), usando geralmente “flex cables” de ajustes finos (fazendo pequenos zigue-zagues) para acompanhar a trajetória de um objeto no céu, à medida que ele vai saindo do campo de visão da ocular. Os movimentos nos dois eixos compensam o movimento de rotação da Terra.
Montagem Equatorial
A montagem Equatorial utiliza dois eixos (Ascensão Reta e Declinação) para rastrear o movimento de um objeto pelo espaço.
A montagem Equatorial é mais complexa. Precisa ser configurada com o ângulo da latitude do local onde será executada a observação e deve ser alinhada na direção exata do Pólo Sul Celeste (ou Norte no outro hemisfério).
Montagens Equatoriais são mais caras e mais pesadas do que as Alt-Azimutais e, além da necessidade do alinhamento com o Pólo Celeste, costumam ter contrapesos para equilibrar o peso do telescópio.
Após o alinhamento correto com o Polo é possível ajustar as coordenadas do objeto alvo (Ascensão Reta e Declinação) para acompanhar o seu movimento no céu e mantê-lo no campo de visão (na realidade, para compensar ou anular o movimento de rotação da Terra).
Para o acompanhamento, necessita-se reajustar apenas um dos dois eixos (o eixo de Ascensão Reta).
Quando alinhada corretamente, a montagem equatorial permite que o telescópio siga o movimento do objeto celeste suavemente, na forma de arco que uma estrela faz pelo céu.
Montagens Alt-Azimutal e Equatorial
Nos dois tipos de montagem existem versões equipadas com motores, conhecidos como “Clock Drive”, que compensam a rotação da Terra e mantém o telescópio fixo no objeto celeste observado. No caso de astrofotografias de longa exposição o “Clock Drive” numa montagem equatorial é um requisito obrigatório.
Os dois tipos de montagens motorizadas também podem ser computadorizadas, processando softwares específicos com o uso de base de dados de posições e informações sobre objetos celestes. Uma vez que a montagem esteja configurada e alinhada, com um simples toque de tecla, comanda-se a montagem para que o telescópio encontre e acompanhe um objeto no céu, além de mostrar informações sobre o objeto.
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