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Stazionamento del telescopio e utilizzo delle coordinate equatoriali

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Questo articolo vuole spiegarvi, in maniera il più semplice possibile, come effettuare lo stazionamento di un telescopio (con montatura equatoriale alla tedesca o equatoriale a forcella), e come utilizzare le coordinate celesti equatoriali. A questo punto ci si può chiedere a cosa serva lo stazionamento del telescopio; bene, la funzione principale è una sola, dalla quale poi dipendono altri vantaggi. Come saprete la sfera celeste, e gli oggetti che su essa "giacciono", sembra ruotare nel corso della notte intorno ad un punto ben preciso del cielo; con un telescopio ben stazionato è possibile seguire questo lento moto apparente (perchè in realtà è un prodotto della rotazione terrestre) agendo solamente su uno dei due assi intorno ai quali il telescopio può muoversi. Capite subito quindi la comodità che ne deriva. Se poi l'asse in questione risulta opportunamente motorizzato allora il telescopio seguira automaticamente l'oggetto puntato per tutta la durata delle nostre osservazioni.

La possibilità di seguire con precisione un oggetto si rivela molto utile quando osserviamo ad alti ingrandimenti (a 150X giove può uscire dal campo inquadrato anche in meno di 20 secondi), e quando dobbiamo fare dell'astrofotografia a lunga posa. Un altro motivo per il quale un telescopio (se possibile) va stazionato è di poter sfruttare le coordinate equatoriali conosciute di un oggetto per poterlo rintracciare con facilità,più o meno relativa, nella volta celeste. Infine le coordinate equatoriali di ogni corpo celeste sono sempre fisse, e non variano nel corso della rotazione terrestre.
Quindi prima di passare alla parte pratica vera è propria, è necessario introdurre il concetto di coordinate equatoriali. Alla fine dell'articolo, dopo avervi spiegato come stazionare il telescopio, allora potrò dirvi come utilizzarle praticamente nella ricerca di un oggetto celeste.

 

Coordinate equatoriali

Coordinate eqCominciamo ponendo una semplificazione, ovvero considerare tutti gli occetti celesti come "attaccati" ad una immaginaria sfera celeste, concentrica alla terra e di dimensioni molto grandi (ma finite). Le distanze di ogni corpo vengono considerate costanti, ed il moto di ogni oggetto viene proiettato sulla superficie di questa ipotetica sfera. Ora quindi per definire la posizione di ogni oggetto celeste sono necessarie (e sufficienti) due sole coordinate, che variano a seconda dell'asse polare e del piano fondamentali scelti (sempre in base a riferimenti fisici).
Il sistema di coordinate equatoriale utilizza come asse polare l'asse di rotazione terrestre, tale asse incontra l'ipotetica sfera celeste in due punti, chiamati poli celesti Nord e Sud, mentre come semipiano fondamentale utilizza quello che ha origine nell'asse polare e passante per il primo punto d'Ariete (equinozio di primavera).
Il piano sul quale giace l'orbita terrestre viene chiamato piano eclittico. Questo piano intersecando la sfera celeste crea una circonferenza chiamata eclittica. Siccome l'asse di rotazione è inclinato di 23° 27' rispetto alla perpendicolare al piano eclittico allora se ne deduce che l'eclittica e l'equatore celeste siano due circonferenze tra loro inclinate dell'angolo esposto sopra. L'equatore celeste non è nient'altro che la circonferenza risultante dall'intersezione tra il piano equatoriale terrestre (perpendicolare all'asse polare) e la sfera celeste. I due punti di contatto tra l'eclittica e l'equatore celeste vengono chiamati appunto equinozio di primavera ed equinozio d'autunno.
Guardando l'immagine posta qui a lato dovremmo essere in grado di capire meglio quello detto fin d'ora.


Le due coordinate equatoriali che vengono utilizzate sono quindi l'ascensione retta (RA) e la Declinazione (DEC):

- L'Ascensione retta, che si misura in ore minuti e secondi, è L'angolo alfa misurato tra il primo punto d'ariete e l'intersezione del cerchio orario passante per l'astro in questione con l'equatore celeste. Il valore di ascensione retta varia tra 0 ore e 24 ore.

- La Declinazione è invece la distanza angolare tra l'oggetto e l'equatore celeste. Il valore di declinazione può andare da -90° a +90°; un oggetto che si trovi sull'equatore celeste avrà valore di declinazione 0°. Utilizzare il sistema di coordinate equatoriali visto ha come vantaggio il fatto che le coordinate relative delle stelle fisse non risentono della rotazione terrestre, costituendo un costante riferimento per ogni oggetto celeste. Bisogna fare attenzione però al fatto che nel corso della notte, un punto fissato da delle coordinate equatoriali si sposta nella volta celeste ai nostri occhi. Arrivati a questo punto, e capito l'utilizzo di queste coordinate, possiamo passare alla parte pratica.

 

Gli assi del telescopio

Premetto che in questa sede non mi dilungherò esponendovi formule matematiche, o dettagli avanzati per effettuare un allineamento polare di elevatissima precisione, voglio solo farvi capire come si staziona praticamene e velocemente un telescopio.
Se vi servono dati ed informazioni più approfondite, in rete dovreste trovare degli articoli chi vi forniranno le informazioni che cercate. Diamo una prima visione quindi al telescopio, e agli assi intorno ai quali è permesso il movimento:

tedesca   Forcella

(a sinistra vediamo il caso di una montatura equatoriale alla tedesca, mentre a destra è rappresentata una montatura equatoriale a forcella).

Banalmente stazionare un telescopio significa rendere parallelo l'asse di ascensione retta alla direzione dell'asse polare (quindi l'asse di declinazione verrebbe a giacere su un piano parallelo al piano equatoriale). Come fare ?
Iniziamo col dire che la bontà dello stazionamento che andiamo ad effettuare dipende anche dall'utilizzo che dobbiamo fare del telescopio... se vogliamo osservare la luna, magari a ingrandimenti anche non esagerati allora non ha senso perdere molti minuti per ottenere uno stazionamento a regola d'arte; se invece dobbiamo fare fotografia a lunga posa allora il discorso cambia (per questi casi il mio articolo non ha più validità, in quanto non vi da informazioni precise su come verificare la bontà dello stazionamento). Comunque, procediamo:

Prima operazione: Assicurarsi che il telescopio sia in bolla, ovvero che l'asse immaginario che passa verticale tra le gambe del treppiede e attraverso la montatura sia perpendicolare al terreno. Se la vostra montatura non dispone di una bolla potete procurarvene una da utilizzare per regolare opportunamente le gambe estensibili del treppiede da campo. Ora la strada si divide, a seconda che la vostra montatura sia equipaggiata o meno con un cannocchiale polare.

 

Stazionare senza il cannocchiale polare

1) Orientare il telescopio verso nord (come nelle precedenti figure). L'allineamento con il Nord deve essere il più preciso possibile. Per aiutarvi potete utilizzare una bussola oppure la stella polare stessa. Se osservate spesso dalla stessa postazione potrebbe essere una buona idea quella di rintracciare una volta per tutte la direzione del nord in modo molto preciso, e segnarsi sul pavimento i punti dove appoggiare le gambe del treppiede. L'ideale sarebbe tracciare una linea che punta a nord e un altra, esattamente perpendicolare alla prima, dove appoggiare le punte delle restanti due gambe del treppiede.

2) Scala latitudine A questo punto dovete inclinare la montatura di un angolo pari al valore della latitudine del luogo da dove state osservando (Esempio: Milano 45°, quindi l'angolo X° in figura dovrebbe essere appunto di 45 gradi). Non vi resta che attivare il motorino orario, se la vostra montatura ne possiede uno, oppure inseguire manualmente l'oggetto osservato agendo solo sulla manopola del moto in ascensione retta.








Possedendo una montatura equatoriale alla tedesca, l'inclinazione della montatura può essere fatta una sola volta. Se eseguirete l'operazione con sufficiente precisione non ci sarà più bisogno di ritoccare il valore impostato. (A meno di traferimenti a latitudini sensibilmente differenti, di almeno mezzo grado).

Importante: Possedendo una montatura equatoriale alla tedesca, anche se non si è dotati di cannocchiale polare è possibile adottare un metodo che simuli la presenza dello stesso. Tutto sta nel puntare a occhio nudo la stella polare attraverso il foro vuoto che dovrebbe contenere il cannocchiale polare, agendo sui movimenti micrometrici di azimut e altezza della montatura. Inutile dire come l'errore di puntamento commesso sia evidente, ma risulta comunque minore rispetto a quello derivante da una sommaria messa in stazione del telescopio.

 

Stazionare il telescopio mediante cannocchiale polare

Cercatore polareIl cannocchiale polare è quel piccolo cannocchiale posto all'interno della montatura, più precisamente lungo l'asse di ascensione retta. Attualmente solo le montature equatoriali alla tedesca possono disporre di questo utile strumento.

Qui a destra potete vedere dove viene posizionato un cercatore polare, ed un possibile reticolo che viene inciso su un vetrino posto all'interno del cannocchiale polare stesso.





Per allineare la montatura è sufficiente dunque individuare visualmente la stella polare (vi rimando all'ultima figura), puntare la zona interessata mediante il cercatore polare e far coincidere la stella polare e le altre stelle disegnate sul vetrino con gli astri veri e propri che osserverete attraverso il piccolo cannocchiale. Ovviamente il movimento va indotto agendo sulle regolazioni micrometriche di azimut e altezza della montatura stessa.

Attenzione!: In commercio esistono moltissimi diversi cercatori polari e altrettanti diversi reticoli, che vanno utilizzati in maniera differente! Un breve studio del manuale dello strumento sarà sufficiente per comprenderne il corretto funzionamento.

 

Ultime considerazioni

Eseguendo queste semplici operazioni in teoria lo stazionamento sarebbe concluso e perfettamente eseguito. Questo solo in teoria però. Notate che in ogni passo si compie un errore, errori che alla fine si si sommano e fanno si che il vostro oggetto rimarrà inquadrato dal telescopio solo magari per una decina di minuti (molto spesso ampiamente sufficienti). La bontà di uno stazionamento effettuato così rapidamente dipenderà anche dalla dimestichezza acquisita. Come fare però un veloce controllo del risultato?

PolarisPresto detto: la famosa stella polare si trova molto vicina al punto ove l'asse polare interseca la sfera celeste; lo scarto è modesto (0.8°) e per chi non ha particolari esigenze si può considerare praticamente trascurabile (solo se non avete particolari esigenze ricordate). Puntando quindi il telescopio alla stella polare, e muovendo solo lo strumento intorno all'asse di ascensione retta dovete fare attenzione al "comportamento" della suddetta stella: se compirà piccolissimi archi di cerchio allora avete eseguito un buon stazionamento, se invece compirà grandi archi di cerchio significa che dovreste rivedere lo stazionamento del vostro strumento. Attenzione al fatto che ampi cerchi potrebbero essere descritti a causa del fatto che non state mantendo il valore di declinazione sui 90°: provate a muovervi dolcemente in declinazione e vedete se gli archi di cerchio diminuiranno di diametro.

Nota bene
: la stella polare è situata a Nord, ad una declinazione di 90° (altezza in gradi dal suolo pari al valore di latitudine del luogo dove osservate, se ad esempio abitate a Milano allora trovere Polaris guardando a nord ovviamente, ad un'altezza dal suolo di 45° circa. Ricordatevi inoltre che la stella polare non indica esattamente il polo celeste nord, ma si discosta da esso di una piccola quantità. A causa della precessione degli equinozi questa distanza aumenterà sempre di più nel tempo, fino a raggiungere un discostamento davvero molto elevato! (fra 12000 anni circa la stella polare sarà Vega)

E se dal vostro luogo di osservazione non riuscite a puntare la stella polare? Pazienza, con la bussola cercate di rintracciare con molta precisione il Nord, ed usate altrettanta precisione nell'inclinazione iniziale del telescopio. Ovviamente in queste condizioni fare astrofotografia a lunga posa sarà praticamente impossibili, ma per un utilizzo "normale" con un poco di dimestichezza dovreste riuscire ad ottenere lo stesso un decente stazionamento dello strumento.
Se nel corso dell'osservazioni vi accorgete che il solo moto in ascensione retta non è sufficiente a mantenere inquadrato il vostro soggetto, allora dovrete intervenire ogni tanto anche sul moto in declinazione; la frequenza di questo dipende anche da quanto bene avete stazionato. Ora che sapete anche come stazionare il telescopio possiamo passare al prossimo paragrafo, ovvero:

 

Come utilizzare le coordinate equatoriali

L'utilizzo delle coordinate in RA e DEC può rendere più semplice rintracciare nella volta celeste gli innumerevoli oggetti che vogliamo tentare di osservare. Per poter far questo il nostro telescopio (o la testa equatoriale) devono essere forniti di cerchi graduati, per entrambi i moti. Per prima cosa dovete essere a conoscenza delle coordinate Ra e Dec dell'oggetto che volete rintracciare, ed in più anche le coordinate di una stella abbastanza luminosa, da utilizzare come riferimento, che si trovi più o meno nei paraggi del vostro "target". Questi dati potete reperirli da un qualsiasi planetario software.

Una volta che il telescopio è stazionato dovete puntare la stella presa come riferimento, e muovere manualmente il cerchio graduato in RA finchè esso non segnerà il valore di RA della vostra stella di riferimento. A questo punto conoscendo la differenza tra le due coordinate in ascensione retta tra le due stelle (o tra la stella di riferimento e l'oggetto target) potete muovere il telescopio in ascensione retta di un quantità pari alla differenza descritta poco fa, in direzione del vostro oggetto; una volta terminato il movimento in RA vi basterà a questo punto muovere il telescopio in Declinazione fino al valore di Declinazione del vostro target. Oppure detto più semplicemente, dopo aver puntato la stella di riferimento, ed aver settato il suo valore di RA sulla scala dell'ascensione retta, dovete spostarvi in AR fino a che l'indicatore non segnerà il valore di AR dell'oggetto che intendete osservare.
Se tutto è andato per il meglio, nel campo visivo del vostro oculare dovreste vedere proprio il tanto agognato oggetto cercato. Non sempre però le cose sono così facili, sia per gli errori dovuti allo stazionamento, sia all'imprecisione intrinseca dei cerchi graduati. Cercate di fare un po' di pratica e vedete se il metodo può aiutarvi. Molti astrofili per tutti questi motiviconsiderano i cerchi graduati solo alla stregua di simpatiche decorazioni (discorso leggermente diverso per i cerchi graduati digitali).
Ricordatevi infine che dovreste orientare correttamente il crocifilo del vostro cercatore, in modo che un volta il telescopio sia stazionato, le due direzioni della "croce" indichino il movimento in ascensione retta e in declinazione dello strumento.

Dovrebbe essere tutto. Se avete altri dubbi o suggerimenti in merito al suddetto articolo non esitate a scrivermi una e-mail. Saluti.

 

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