schema ottico del 114/1000 "barlowed" - interrogativi

[Andrea75]

Buongiorno a tutti. Una conversazione di questi giorni su Astrofili.org (in particolare da qui in poi: http://forum.astrofili.org/viewtopic.ph ... 6&start=30 e particolarmente da qui: http://forum.astrofili.org/viewtopic.ph ... 6&start=40) mi ha fatto sorgere un po' di domande sulla configurazione e soprattutto sul funzionamento ottico dei 114/1000 di produzione cinese di questi ultimi anni, e sto cercando lumi in proposito.
Sul principio di funzionamento generale non c'è dubbio: configurazione Newton con specchio primario dal rapporto focale veloce ed elemento divergente installato nel tubo di messa a fuoco per allungare la focale ai 1000 mm dichiarati.
Esaminando il mio, complici anche vicende tormentate legate al tubo di messa a fuoco, ho potuto notare quanto segue:

- togliendo dal fuocheggiatore la barlow incorporata e usando lo specchio principale al suo rapporto focale nativo si nota una forte aberrazione sferica (vedi star test allegato, con stella artificiale ricavata da un puntatore laser);

- con la barlow rimane un residuo di sferica ma l'immagine di diffrazione è molto migliore, si vede un netto disco di Airy con un anello regolare, piuttosto spesso per via dell'elevata ostruzione. Aggiungo che in condizioni di buon seeing è abbastanza facile separare gamma Virginis e anche Izar.

- Però le immagini intra- ed extrafocali non sono rigorosamente identiche, denunciando appunto un residuo di sferica: noto che esso sembra peggiorare più ci si allontana dalla posizione di fuoco esatto, in un senso o nell'altro. Noto anche che quest'ultima è comunque univoca, basta pochissimo e il fuori fuoco diviene ben avvertibile (snap test preciso).

- Innestando un tubo di prolunga nel fuocheggiatore che ne raddoppia, più o meno, la lunghezza è possibile - proprio grazie alla barlow incorporata - estrarre il fuoco aumentando la focale risultante: avevo fatto questa prova allo scopo di aumentare l'ingrandimento ottenibile con oculari di media focale come il Super 10 in dotazione. Ma così facendo ho notato un deciso peggioramento della sferica, tanto maggiore quanto più, prolungando il tubo, faccio rientrare il fuocheggiatore.

Tutto questo mi fa pensare che lo schema ottico sia costituito da uno specchio sferico con focale intorno a 500 mm (non ho fatto misure precise, ma è una ragionevole valutazione) la cui aberrazione sferica è compensata in qualche modo dal doppietto divergente montato nel tubo di messa a fuoco, che lavora bene solo alla distanza di progetto dal primario.
Detto questo, però, mi è stato fatto notare giustamente che un doppietto con la duplice funzione di correttore e duplicatore di focale non è così banale da progettare e lavorare: e qui mi si pone un primo interrogativo.
So che nei normali doppietti Fraunhofer spaziati in aria che equipaggiano la stragrande maggioranza dei rifrattori acromatici la lente divergente e la sua distanza da quella convergente controllano, oltre alla cromatica, anche l'aberrazione sferica: così davo per scontato che un doppietto divergente, pur incollato come nel caso di quello del fuocheggiatore del 114, potesse facilmente essere sovracorretto per la sferica andando ad annullare quella dello specchio primario. Però non ne sono più tanto certo, anche perchè ho trovato prove ed esperimenti di chi, semplicemente sostituendo la barlow incorporata con una normale apocromatica ha migliorato la resa ottica del telescopio: che quindi dovrebbe avere specchio parabolico, con una barlow "normalissima" ed anzi di bassa qualità nel fuocheggiatore. Nel post su Astrofili.org ci domandavamo se, vista la filosofia di estrema economicità dei produttori cinesi di queste ottiche su uno strumentino entry level, fosse più plausibile l'accoppiata primario parabolico-barlow così così o piuttosto primario sferico-barlow "aggiustata" per introdurre aberrazione sferica (più o meno) compensativa di quella del primario. A meno che non esistano contemporaneamente entrambe queste linee di produzione, però in effetti sembra strano...

Posta comunque la più che onesta resa del mio piccolo 114 mi resta la curiosità di conoscerne esattamente il progetto ottico: lo star test che posto qui, eseguito con il fuocheggiatore privato della barlow interna e la mia solita webcam privata del proprio obiettivo (quindi con nient'altro che l'aria tra il primario, il secondario e il sensore) evidenzia una robusta sferica, oltre ad un minimo disallineamento dovuto al fatto che dovevo lasciare un po' estratto l'adattatore della camerina, che si è un pelo inclinato. Ma la sferica è davvero evidente, calcolando anche che mettevo a fuoco la stella artificiale da una distanza di sì e no 4 metri (il che dovrebbe diminuirla). Per cui, personalmente, i dati a mia disposizione mi fanno propendere per lo schema primario sferico/barlow sovracorretta: la domanda è: è plausibile otticamente, e conveniente rispetto alla parabolizzazione dello specchio primario?

Scusate il "papiro", ma la cosa mi interessa parecchio perchè se ne sentono in giro un po' di tutti i colori e mi piacerebbe capire come stanno esattamente le cose, compresi i principi ottici alla base di questi schemi...

[Acronauta]

Tutte le lenti di Barlow "semplici" (doppietto incollato di vetri comuni crown/flint) accoppiate a uno specchio molto aperto introducono aberrazione sferica, basta progettarle in modo che la facciano di segno opposto a quella dello specchio (o viceversa) e così possono fungere anche da correttore, non è una cosa tanto sofisticata, ci starebbe anche su uno strumento economico come il tuo. La sferica che hai fotografato è certamente quella nativa dello specchio modificata dal fatto che non hai usato una sorgente all'infinito.

Qual è la distanza tra la lente negativa e la battuta dell'oculare ?

[Dob]

io propendo per lo specchio primario "parabolico" (ma molto poco corretto) e la barlow "ciofeca"...
Se fosse veramente sferico non riusciresti neanche a mettere a fuoco e vedresti palloni circondati da molta luce diffusa. Inoltre il test fotografico che hai fatto è poco indicativo in quanto dovresti mettere la sorgente artificiale a una ventina di metri minimo (circa 44 voltre la focale primaria).
Se hai un reticolo di Ronchi puoi controllare se lo specchio è sferico o parabolico (a grandi linee..).

[Andrea75]

Ciao Raf, la distanza tra lente negativa e battuta dell'oculare è pari alla lunghezza del tubo di messa a fuoco, vale a dire 80 mm quasi esatti... mentre la focale del primario è di circa 500 mm, stimata. Sì, immaginavo che non fosse una cosa così strana usare un doppietto divergente come correttore di sferica - in modo più o meno deliberato e calcolato, sia chiaro. A questo punto sono convinto che sia certamente più economico del lavorare uno specchio parabolico: è ovvio che se vedo tutta quella sferica mettendo a fuoco a soli 4 metri lo specchio non è certo una parabola, nè buona nè cattiva... Molto più economico lavorare uno specchio sferico e appioppargli una barlow che "incidentalmente" corregge almeno in gran parte la sferica...
In queste circostanze sento la precisa necessità di studiarmi un po' di ottica, in giro nei forum se ne sentono di tutti i colori ma è rarissimo trovare chi dica cose sapendo realmente quel che dice... si parla tanto per sentito dire... ma poi capita che si invitino frettolosamente i neofiti a spender soldi per strumentazione più prestazionale senza preoccuparsi di insegnar loro a farsi le ossa con ciò che hanno, a cominciare dall'imparare a capire il funzionamento delle ottiche... Posto un'immagine della figura di diffrazione a fuoco in condizioni normali, ottenuta su un target terrestre a qualche centinaio di metri: il treno ottico, oltre a quello del telescopio in normali condizioni di funzionamento, comprendeva la mia barlow autocostruita 3x e l'oculare Super 10. Immagine ripresa in afocale con la compatta.

[Andrea75]

... aggiungo: la focale del primario, misurata, risulta di 450 mm circa, per un rapporto focale pari a F/4.

[vale75]

il primo telescopio in cui osservai nel 1997 fu proprio un konus 114/1000 di colui che mi instrado' all'astronomia pratica (venuto tragicamente a mancare l'anno sucessivo per una disgrazia accaduta in vacanza).

Io mi comprai il 114 celestron classico F/8 e la resa era nettamente superiore a quello barlowato konus.
E pensavo che non li producessero neanche piu' vista la qualita' scadente del sistema, cosa che col vecchio e classico newton lungo non si verificava.

[Andrea75]

Vale, tu parli di questo: http://digilander.iol.it/photallica/tanzutsu.htm. Che, tra l'altro, non sempre era poi così male, evidentemente...

Io intendo invece questi modelli: http://www.telescopedoctor.com/main.asp ... ron-114SLT piuttosto che http://www.telescopedoctor.com/main.asp ... xstar114gt che hanno qualche differenza con il loro "papà" e che, a quanto pare, hanno anche una qualità ottica mediamente abbastanza valida.

Accettato che si tratta di strumenti entry level, mi fa un po' specie la superficialità che trovo a volte nei confronti dei neofiti, senza preoccuparsi di far comprendere loro che anche strumentini di questo tipo sono un'utile palestra e, perchè no, se trattati con intelligenza possono dire la loro (vedi la discussione sull'opposizione di Marte appena passata...). Credo sia importante informare correttamente specie i neofiti, senza ripetere acriticamente "newton corto=ciofeca=passa ad altro". Anche il mio lo era, non teneva la collimazione manco morto. E allora? Ho smontato il fuocheggiatore, regolato, spessorato, tolto i giochi e l'ho fatto lavorare come deve: e adesso rende, bene e in modo affidabile. Ho imparato, provando, sperimentando e cercando di capire, che lo specchio è sferico e che il doppietto negativo ne corregge l'aberrazione di sfericità, a patto che lavori a certe condizioni; ho imparato che il tubo di fuocheggiatura deve scorrere ben dritto, e ho imparato come fare in modo che lo faccia; insomma, ho imparato a farlo rendere.
Il senso del topic è proprio questo: quasi sempre si passa sopra a questi strumentini con giudizi superficiali, buttandoli via a priori, quando invece diversi neofiti ne sono in possesso e domandano come sfruttarli. Io mi trovo nella condizione di essermici "sporcato le mani", per così dire, e fra l'altro ottenendone buoni risultati: se ce l'ho fatta io, perchè anche altri non dovrebbero avere gli strumenti per riuscirci?

[portos77]

ciao.Lodevole la tua voglia di apprendere.ma devi pensare che non tutti hanno ne capacità o voglia.il principiante "Vuole vedere".ha ragione Dob.Questi strumenti fanno più male che bene.è come quando osservi con "strumenti" mediocri,sia microscopio,tele o binocolo,appena riesci a mettere l'occhio su qualcosa di otticamente"corretto"dici wow!
cordialmente

[Andrea75]

... Capisco. Poi, però, non lamentiamoci se la passione per il cielo langue e gli "astrofili" non sanno nemmeno riconoscere una costellazione, o domandano perchè con"l'obiettivo grande su cui c'è scritto 25 i pianeti si vedono piccoli", o con "cannoni" da 200 e più mm presentano come una scoperta epocale che "... su Giove si vedono due bande!" e via dicendo... il campionario è vastissimo... ma forse va bene così.

Tornando in topic: mi interesserebbe, se ce ne sono, leggere contributi di chi si sia preso la briga di studiarsi un po' come funzionano REALMENTE le barlow o comunque i sistemi divergenti accoppiati ad ottiche primarie, a lenti o a specchio: finora l'unico contributo utile è quello di Raf...

[Angelo Cutolo]

Anche io sto seguendo questo 3D in attesa di conoscere com'è fatto questo bidoncino; al momento l'opinione che mi son fatto dopo i vari esperimenti(*) e la trasformazione in "solare" di un barlowato (nella fattispecie il mio esemplare è un celestron 114GT) ho trovato che il primario è uno specchio (ragionevolmente) parabolico di focale intorno ai 480 mm con una barlow con fattore moltiplicativo 2,1X infatti la focale finale era circa 1.050 mm, ora con la sostituzione della barlow con una Antares "corta" 3 elementi la focale è salita a circa 1.250 mm.
Piu che altro io e Andrea si voleva sapere se è possibile che Synta, avesse due distinte linee per i "barlowati" marchiati skywatcher e celestron, ovvero che i primi siano con specchio sferico con barlow ad hoc ed i secondi con specchio parabolico con barlow "normale" o che siano tutti uguali e solo rimarchiati.



(*): Esperimenti derivati da tali discussioni ► http://forum.astrofili.org/viewtopic.php?f=15&t=36867 e viewtopic.php?f=129&t=677

[Acronauta]

il principiante "Vuole vedere"

vedere non serve a niente, bisogna imparare a "osservare" e per questo va bene anche un 114, come Andrea ha molto ben dimostrato.

[Andrea75]

... Esatto, grazie Angelo.
Oltre al test sullo specchio "nudo e crudo" con stella a distanza ravvicinata che ho postato metto qui il risultato di una costruzione grafica che ho fatto poco fa in Inkscape, riproducendo in scala reale uno specchio sferico di 114 mm e 456 mm di focale esattamente F/4: così sembra essere quello del mio Skywatcher dalle misure fatte ieri sera.
Il software permette una notevole precisione nel fare una sorta di "ray tracing manuale" (ovviamente limitato a 2 coppie di raggi, se no ci vuole una vita... ) da cui si vede bene come la sferica all'infinito sia molto maggiore di quella a 4 metri, e quest'ultima sembri ragionevolmente simile a quella che ho fotografato. Il prossimo "step" è aggiungere alla costruzione grafica l'ostruzione del secondario...
Angelo, non è che riusciresti a fare con il tuo bidoncino un test simile al mio? Credo risolverebbe un po' di dubbi...

[Angelo Cutolo]

Mi verrebbe difficile, primo perché ora ho gli specchi senza alluminatura (mi servirebbe una stella artificiale perticolarmente luminosa per vedere qualcosa), poi per riuscire a portare al fuoco la webcam senza barlow, dovrei praticamente smontare lo strumento (il fuoco è troppo interno senza il doppietto che la estrae).

Sulla questione sferica a giudicare dal disegno hai ragione, quindi visto che tu puoi, prova a fare uno star-test reale oppure mettendo la stella artificiale (o la classica sfera d'acciaio illuminata dal Sole) a circa 20/25 metri dallo strumento, così da confrontarlo con una simulazione di aberrator.

[Andrea75]

... E' una prova che vorrei fare, possibilmente su una stella reale: a questi livelli di aberrazione la turbolenza non dovrebbe nemmeno infastidire troppo. Spero solo che la mia webbina abbia sensibilità sufficiente per le immagini fuori fuoco, ma calcolando il rapporto focale veloce dovrei potercela fare. Tutto ciò mi incuriosisce anzichenò!

... edit: però anche io ho il problema del fuoco troppo interno, dovrei smontare tutto il gruppo di messa a fuoco e fissare la camerina in un altro modo. Ma sarebbe interessante farlo...

[Andrea75]

il principiante "Vuole vedere"

vedere non serve a niente, bisogna imparare a "osservare" e per questo va bene anche un 114, come Andrea ha molto ben dimostrato.

Vedi, Raf, io - a differenza di altri - ho un po' più stima dei principianti e non dubito che tra di essi - pur in un momento dominato dall'idea del "soft and easy" - ci sia chi "vuole imparare per vedere"... Smettiamola di parlare per slogan...

[Angelo Cutolo]

... edit: però anche io ho il problema del fuoco troppo interno, dovrei smontare tutto il gruppo di messa a fuoco e fissare la camerina in un altro modo. Ma sarebbe interessante farlo...

Io invece preferisco evitare, come avrai letto nel 3D riguardante la sua trasformazione in tele solare, ora il Bidoncino ha un suo uso specifico (ho quindi finito con gli esperimenti) in cui da ottime performance, ma soprattutto la sua collimazione con gli specchi disalluminati si è alquanto complicata, pensa solo che ora ritocco la collimazione direttamente sul Sole usando la visibilità della granulazione come metro per la bontà del'operazione; quindi smontarlo per ulteriori prove, mi creerebbe non pochi grattacapi per poi ri-ottimizzare il tutto.

[Andrea75]

... peccato, però capisco la difficoltà, lasciamo stare. Con la prova all'infinito temo di essere messo male io stesso: però credo di poter arrivare ragionevolmente vicino al fuoco fino ad una distanza dell'ordine dei 10 metri, che quindi dovrebbe mostrare già un netto aumento della sferica. Proverò appena ne avrò il tempo... intanto grazie dei contributi, specie i link alle discussioni con i tuoi esperimenti!