Telescopio collimatore Takahashi

di Raffaello Braga

La collimazione delle ottiche astronomiche è un argomento affrontato soprattutto in relazione ai riflettori newtoniani, i quali presentano problematiche particolari, e solo in subordine in riferimento alle altre configurazioni ottiche, ad esempio gli Schmidt-Cassegrain, che sono tra i telescopi più diffusi. Recentemente, tuttavia, la crescente diffusione di rifrattori a basso rapporto focale, quindi sensibili anche ai piccoli decentramenti, e di riflettori derivati dallo schema Cassegrain (ad esempio i Dall-Kirkham e i Ritchey-Chrétien) ha portato le riviste e gli astrofili ad occuparsi anche del corretto allineamento delle ottiche di questi strumenti.

Per quanto riguarda i rifrattori, il metodo del cartoncino (spiegato in questo articolo) è sufficiente per quelli di rapporto focale medio e alto, diciamo da f/9 in su, mentre per rifrattori più corti non è abbastanza sensibile e occorre sostituirlo almeno con un Cheshire senza crociera. Ma per i rifrattori cortissimi, a f/4 o f/5, anche il Cheshire non è più sufficiente: in questo caso la collimazione va condotta direttamente sul cielo tramite lo star test oppure, più agevolmente, utilizzando il telescopio collimatore Takahashi.

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Si tratta di un telescopio kepleriano in grado di focalizzare dall’infinito fino a 40 cm di distanza per studiare i riflessi del collimatore medesimo sulle superfici ottiche (specchi o lenti). L’oculare del telescopio è collegato a un tubo fuocheggiatore mobile che viene azionato semplicemente spingendolo o tirandolo. La parte frontale del collimatore reca una filettatura che serve a collegarlo a un raccordo Takahashi (da acquistare a parte) per i portaoculari da 2 pollici, si tratta perciò di un dispositivo che si può impiegare anche con strumenti diversi da quelli della Casa costruttrice.

L'estremità del collimatore si avvita in un raccordo adattabile a qualunque portaoculari da due pollici di diametro.

L’estremità del collimatore si avvita in un raccordo adattabile a qualunque portaoculari da due pollici di diametro.

Il collimatore si può considerare come una versione più avanzata dell’oculare Cheshire, cioé sfrutta la riflessione – sull’obiettivo di un rifrattore o sullo specchio secondario di un Cassegrain – di una superficie ellittica inclinata e fortemente illuminata che una volta riflessa dalle superfici ottiche dello strumento da collimare appare perfettamente circolare. Al centro di questo cerchio luminoso si vede un altro cerchio nero che corrisponde al foro dietro il quale si trova l’obiettivo del telescopio e attraverso cui si effettua il controllo della collimazione. Per rendere l’illuminazione del dispositivo più uniforme e la collimazione più accurata, la superficie riflettente deve essere illuminata lateralmente attraverso un vetro bianco opaco.

La parte frontale del collimatore. La superficie indicata in rosso riflette il vetrino bianco opaco, dietro il foro si trova l'obiettivo del telescopietto.

La parte frontale del collimatore. La superficie indicata in rosso riflette il vetrino bianco opaco, dietro il foro si trova l’obiettivo del telescopietto.

A differenza del Cheshire, il collimatore Takahashi permette dunque di ingrandire i riflessi rendendo la collimazione molto più accurata. La fuocheggiatura avviene traslando il tubo mobile, che verso il fine corsa superiore mostra un certo gioco che può rendere l’operazione meno accurata: coi rifrattori molto corti è bene allora inserire tra collimatore e portaoculari una prolunga ed estrarre completamente il fuocheggiatore (purché non fletta!) in modo che il tubo mobile rimanga in posizione il più possibile rientrata.

Il collimatore inserito nel fuocheggiatore dello Sky-90. La prolunga è necessaria per evitare di dover estrarre eccessivamente il tubo mobile.

Il collimatore inserito nel fuocheggiatore del rifrattore Sky-90. La prolunga è necessaria per evitare di dover estrarre eccessivamente il tubo mobile durante la fuocheggiatura. I vari raccordi devono serrarsi perfettamente, senza giochi.

Ho utilizzato il collimatore con tre strumenti diversi, il Takahashi Sky-90 (doppietto alla fluorite a f/5), il Mewlon 210 (Dall-Kirkham f/11.5, sempre Takahashi) e il TMB Planet Hunter, un acromatico da 80 mm di diametro e 900 di focale.

Inserendo il collimatore nel portaoculari del rifrattore e illuminandolo dal vetrino laterale si osservano i riflessi che si formano alle singole superfici aria/vetro, partendo col tubo mobile completamente rientrato ed estraendolo man mano. I riflessi non avranno tutti la stessa intensità, qualcuno sarà più brillante, qualcuno più debole (la visibilità dipende fortemente dall’efficacia del trattamento antiriflessi) né la stessa dimensione, che dipenderà dalla curvatura delle lenti e dalla loro concavità o convessità verso l’osservatore. In un obiettivo a doppietto spaziato in aria tipo Fraunhofer si osserveranno dunque tre riflessi (non quattro), cioé un riflesso corrispondente alla prima superficie, uno corrispondente alle superfici 2 e 3 (che hanno curvatura simile e sono separate da uno spazio piccolissimo) e uno corrispondente alla superficie 4. Con uno Steinheil, invece, si hanno tre superfici concave verso l’osservatore, la più lontana con la curvatura minore, e l’aspetto dei riflessi sarà corrispondente a questa disposizione.

 

Osservando nel collimatore inserito min un rifrattore a cromatico da 80 mm f/11 (progetto TMB) si osserva un riflesso grande dovuto alla prima superficie del crown, che è concava verso l'osservatore. All'interno, un po' sfocato, c'è un riflesso più piccolo corrispondente alla seconda superficie del crown che è convessa verso l'osservatore e che coincide con il riflesso che si forma sulla prima superficie del flint: il gap tra le due lenti è piccolissimo e i due riflessi non si riescono a separare.

Osservando nel collimatore inserito in un rifrattore acromatico da 80 mm f/11 si osserva per primo un riflesso grande dovuto alla prima superficie del crown, che è concava verso l’osservatore. All’interno, più sfocato, si nota il riflesso generato alla seconda superficie del crown (convessa) e che è praticamente sovrapposto al riflesso formato alla prima superficie del flint, che ha forma simile e che è separata dal crown da un gap piccolissimo (gli spaziatori sono spessi solo 15 centesimi di millimetro).

Estraendo ulteriormente il tubo fuocheggiatore si osserva il riflesso che si forma alla superficie posteriore del flint, leggermente convessa verso l'osservatore. Nelle due fotohgrafie si noti che i riflessi non sono concentrici, ciò che denota una lieve scollimazione che però sia col cartonticino che col Cheshire non si riesce ad apprezzare.

Infine si osserva il riflesso che si forma alla superficie posteriore del flint, leggermente convessa verso l’osservatore. Nelle due fotografie qui sopra si può notare che i riflessi non sono concentrici, ciò che denota una lieve scollimazione che però sia col metodo del cartoncino che col Cheshire non si riesce ad apprezzare adeguatamente.

Per la collimazione si procede (se possibile, ovviamente) nel modo consueto, cioé sulle coppie di viti push-pull finché, andando avanti e indietro col tubo mobile per osservare i vari riflessi, questi non appaiono tutti concentrici. Si tenga presente che i riflessi anche se non sono coincidenti perché l’obiettivo è scollimato, devono però essere comunque allineati, nel caso non lo fossero vuol dire che le due lenti sono inclinate non solo rispetto all’asse del tubo ma anche tra loro. 

Nei rifrattori a tripletto e a quadrupletto il numero dei riflessi dipende dal numero totale di superfici tenendo presente che quelle molto ravvicinate avranno curvatura simile e potranno dar luogo, come abbiamo visto, a un singolo riflesso. In ogni caso vale sempre la regola che tutti i riflessi devono coincidere.

Poiché a differenza del Cheshire i riflessi vengono ingranditi dal telescopio, il metodo risulta molto sensibile e permette di rilevare e correggere anche piccolissimi decentramenti. Ad esempio il mio rifrattore da 80 mm f/11 che mostra una collimazione perfetta al Cheshire, col telescopio Takahashi evidenzia un certo decentramento che passa inosservato allo star test a causa del rapporto focale elevato: questo è un limite della collimazione effettuata sul cielo o su stelle artificiali e a cui il dispositivo permette di ovviare.

Passiamo ora al riflettore Cassegrain e derivati (Dall-Kirkham, R-C). Secondo il manuale il collimatore dovrebbe assolvere a una duplice funzione: permettere di posizionare correttamente il secondario sull’asse del primario traslando tutto il supporto (di solito è una crociera come quelle dei riflettori newtoniani) e collimare il secondario inclinandolo correttamente.

Per la prima operazione il collimatore Takahashi, a mio avviso, non è assolutamente idoneo e può portare anzi a decentramenti importanti del sistema, suggerisco pertanto di saltare del tutto questo step nonostante le dettagliate istruzioni (pag. 3 del manuale). L’unico modo per rendere perfettamente centrale il secondario di un Cassegrain è quello di smontarlo e di traguardare il centro del suo supporto dal portaoculari usando un Cheshire lungo con crocifilo (il collimatore Takahashi ne è sprovvisto) o un laser molto ben collimato. Nel Takahashi Mewlon il centro del supporto possiede una vite che serve a variare la distanza tra il secondario e il primario, occorre quindi rimuoverla e regolare la posizione della crociera finché il raggio laser non esce dal centro del foro, poi si rimette la vite al suo posto e si rimonta il secondario. Quando si effettua questa operazione è bene, già che ci siamo, controllare che il laser esca centrale anche dal paraluce del primario, se così non fosse occorre collimare il fuocheggiatore (supposto il primario perfettamente in asse col tubo). Se non si dispone né di laser né di Cheshire ci si può accontentare del buon vecchio righello con cui misurare la distanza del centro della crociera dal bordo del tubo. 

Guardando all'interno del collimatore inserito nel fuocheggiatore del Mewlon 210 si nota al centro del riflesso la superficie riflettente illuminata (indicata in giallo) e il suo centro attraverso cui si guarda (indicato in rosso). E' quest'ultimo riflesso che va fatto coincidere col centro del secondario.

Guardando all’interno del collimatore inserito nel fuocheggiatore del Mewlon 210 si nota al centro del riflesso la superficie riflettente illuminata (indicata in giallo) e il suo centro attraverso cui si guarda (indicato in rosso). E’ quest’ultimo riflesso che va fatto coincidere col centro del secondario.

Una volta portato il secondario in posizione centrale resta solo da regolarne l’inclinazione col solito sistema di viti comune a tutti questi strumenti. Ciò comporta la necessità di marcare il centro dello specchietto con un cerchio o un dot nero fatto col pennarello. Eseguito ciò basta osservare il secondario attraverso il telescopio collimatore e sovrapporre il centro del secondario col centro del riflesso del collimatore, operazione facile e veloce. Anche in questo caso, come in quello del rifrattore, il fatto di utilizzare un telescopio aumenta di molto la precisione del metodo rispetto a un Cheshire qualsiasi.

Per marcare il centro del secondario occorre smontarlo e costruirsi una maschera da sovrapporre allo specchio.

Per marcare il centro del secondario occorre smontarlo e costruirsi una maschera da sovrapporre allo specchio.

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Il dot nero che segna il centro del secondario (indicato in giallo) e il centro del collimatore (indicato in rosso). I due riferimenti vanno fatti coincidere tenendo conto che richiedono due fuocheggiature diverse.

Il dot nero che segna il centro del secondario (indicato in giallo) e il centro del collimatore (indicato in rosso). I due riferimenti vanno fatti coincidere tenendo conto che richiedono due fuocheggiature diverse.

Occorre tenere conto che dall’oculare del telescopio il centro del collimatore e il dot sul secondario richiedono due fuocheggiature diverse quindi occorre andare avanti e indietro col tubo mobile per controllare che i due riferimenti siano coincidenti.

Nonostante il prezzo di listino non propriamente amichevole (219 euro nel luglio 2015) il telescopio collimatore Takahashi vale, secondo me, i soldi che costa. Nel caso dei Cassegrain questo accessorio rende la collimazione semplice e veloce, in particolare qualora si debba riassemblare le ottiche dopo pulizia o manutenzione, al più resta un piccolissimo ritocco da fare direttamente sul cielo. Per i rifrattori molto aperti con obiettivo (o cella) collimabile rende il controllo e l’eventuale allineamento delle ottiche certamente più immediato rispetto allo star test, anche se effettuato con una stella artificiale. Il rischio che comporta è che a causa della sua sensibilità possa indurre a cercare inutilmente il pelo nell’uovo, essendo che quasi tutti i rifrattori apocromatici nascono come astrografi e dunque possono benissimo tollerare piccoli disallineamenti (e altri difetti…) che sarebbero invece disastrosi in alta risoluzione.

 

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