Colimar um newtoniano

O que é a colimação?

Colimar um newtoniano é alinhar os dois espelhos com o eixo do focalizador. O primário, no fundo do tubo, leva a luz a um foco; o pequeno espelho plano inclinado, o secundário, a desvia para o lado, até a ocular. Se qualquer um deles se inclina, uma estrela deixa de ser um ponto fino e vira uma pequena mancha em forma de vírgula.

Uma viagem de carro, uma pancada ou uma mudança de temperatura basta para deslocar os espelhos. Verificar antes de observar leva um minuto quando você sabe ler o que o focalizador mostra. Este simulador permite treinar o olho sem tocar num telescópio de verdade.

Por que os newtonianos rápidos são tão exigentes?

Um paraboloide é perfeito no seu eixo, e só ali. Fora dele, uma estrela se espalha em coma, tanto mais depressa quanto menor a razão focal f/D (escrita N). A distância permitida entre o eixo do primário e o centro da ocular varia, portanto, como N³: reduza N à metade e a margem fica oito vezes menor.

Este simulador toma como limite uma perda moderada de nitidez (razão de Strehl de 0,8 em luz verde), o que dá uma tolerância de cerca de 0,0107 × N³ milímetros no foco. A tabela abaixo a aplica aos telescópios predefinidos.

Em que ordem?

1. Centralize o secundário sob o focalizador com o parafuso central: o contorno dele deve parecer redondo e no meio do tubo do focalizador.
2. Oriente o secundário com os três parafusos de inclinação até que o reflexo do primário apareça inteiro e centralizado no secundário, com as três garras.
3. Afrouxe os parafusos de travamento do primário e gire os botões até que a marca central rodeie o reflexo escuro do orifício, ou fique no meio do anel do Cheshire. Aperte os parafusos de travamento sem forçar e verifique de novo.
4. Confirme numa estrela, um pouco fora de foco: a sombra do secundário deve ficar no meio do disco.

Por que essa ordem? Você avalia o primário através do secundário. Mexer no secundário depois desloca a referência e obriga a refazer o primário. Então ajuste primeiro a referência, depois o que depende dela.

O que cada vista mostra

Tampa de colimação

Uma tampa com um pequeno furo no centro. Ela só coloca o seu olho no eixo do focalizador, e isso basta para uma boa colimação visual. Da borda para dentro você vê: o tubo do focalizador, o contorno do secundário, o primário e as garras refletidos nele, a sombra do secundário e da aranha dentro desse reflexo e, por fim, a marca central em volta do ponto preto.

Tubo de visada

Um tubo longo e estreito com uma cruz na outra ponta. O campo pequeno e a cruz facilitam centralizar o secundário e orientá-lo para a marca.

Cheshire

Um tubo com uma face a 45° em volta do orifício, iluminada por uma janela lateral. Vista no primário, essa face vira um anel brilhante: o alvo em que você centraliza a marca girando os botões.

Laser

O feixe segue o eixo do focalizador. O ponto dele no primário diz se o secundário está bem orientado; o retorno no alvo diz se o primário está alinhado. Um laser que está ele mesmo fora do eixo engana: gire-o no focalizador, o ponto não deve desenhar um círculo.

Estrela

Um pouco antes ou depois do foco, uma estrela vira um disco com um furo feito pela sombra do secundário. Este teste final não mente. Aqui o cálculo é puramente geométrico: sem anéis de difração, sem seeing.

Ler o Cheshire

Ilumine a janela lateral com uma lanterna e olhe pelo furo. Três marcas importam: a marca branca colada no meio do primário, o anel brilhante (o reflexo da face do Cheshire) e o ponto preto no meio (o reflexo do furo, portanto do seu olho).

Se a marca não está no meio do anel, o primário está inclinado. Gire um botão e observe o reflexo: a marca, colada no espelho, quase não se move, mas o anel e o ponto preto se movem bem. Um espelho que gira de um certo ângulo desvia a luz do dobro desse ângulo, daí a sensibilidade.

Não tente centralizar a sombra do secundário no reflexo do primário. Com um secundário com offset, como neste modelo, ela parece um pouco descentralizada mesmo quando está tudo certo. O contorno do secundário também pode parecer um pouco descentralizado, mais ainda de longe (Cheshire, tubo de visada).

Colimado, mas o secundário parece torto?

Às vezes a colimação está boa, cada marca bem centralizada no focalizador, e mesmo assim o secundário, olhado diretamente pela boca do tubo, parece claramente torto: muito inclinado e girado em ângulo em relação ao focalizador.

Isso quer dizer que o secundário começou girado sobre o parafuso central: a face dele não estava voltada para o focalizador. Os três parafusos de inclinação compensaram esse giro do único jeito possível, inclinando muito o espelho. O eixo óptico está certo, mas o secundário não oferece mais toda a superfície ao cone de luz: parte da luz da borda do primário pode não atingi-lo, e a imagem perde iluminação, sobretudo na borda do campo.

A solução: afrouxe um pouco o parafuso central, gire o secundário sobre si mesmo até que fique bem de frente para o focalizador (redondo e centralizado no tubo de visada), aperte de novo e recomece a colimação do início: centralização, orientação, depois o primário.

Convenções e limites da simulação

• Botões do primário, vistos por trás do telescópio: no sentido horário, o botão avança e empurra o espelho em direção ao céu no ponto onde ele se apoia. Rosca M6 (1 mm por volta), três botões a 120° num círculo de raio 0,42 × D. O espelho se apoia nas três pontas: o plano delas dá a inclinação.
• Parafusos de inclinação do secundário, vistos pela frente do tubo: no sentido horário, o parafuso avança e empurra aquele lado do suporte em direção ao primário. Rosca M4 (0,7 mm por volta), três parafusos a 120° num círculo de raio 0,32 × eixo menor. O parafuso central (M5, 0,8 mm por volta) desloca o secundário ao longo do tubo: no sentido horário, para a boca do tubo.
• A vista do focalizador tem a boca do tubo em cima. Cada pixel é um raio que sai do orifício, dobrado pelo secundário e depois pelo primário parabólico, nas posições da vista 3D. O secundário tem offset pela fórmula clássica de projeto do newtoniano.
• Limites de sucesso: secundário centralizado a menos de 3 % do eixo menor (pelo menos 1 mm), eixo do focalizador a menos de 2 % de D do centro do primário (pelo menos 2 mm), eixo do primário dentro da tolerância em N³ acima.
• Não simulados: o esquadro do focalizador, a centralização lateral do secundário (ajustada com as hastes da aranha) e o giro dele em volta do parafuso central, raramente necessários num instrumento de fábrica.