Construção de um Observatório Astronômico Compacto - Parte 2

Projeto inicial em 3D.

A previsão de prazo para a publicação da segunda etapa era de uma semana, porém ocorreu um atraso de três semanas devido ao meu envolvimento com outros projetos e também por conta de compromissos profissionais. Peço desculpas aos seguidores do blog e prometo também disponibilizar neste espaço os demais projetos paralelos a este que estou encaminhando e que considero bem interessantes à astrofotografia amadora.

Há algumas semanas relatei aqui a construção do píer no artigo Construção de um Observatório Astronômico Compacto - Parte 1, agora, na parte 2 do mesmo artigo, apresentarei os passos para a construção da casinha que abrigará todo o equipamento. Inicialmente o projeto previa o uso de trilhos de madeira, enquanto que toda a estrutura ficaria apoiada em rolamentos sobre os trilhos, contudo, durante o desenvolvimento do projeto verifiquei que este sistema exigiria muito mais trabalho e que o observatório ficaria limitado ao espaço dos trilhos.

Então resolvi adaptar ao projeto a instalação de quatro rodinhas emborrachadas para movimentar o observatório sobre o gramado, destarte, enquanto o telescópio fica livre ao céu, o operador pode ficar abrigado dentro do próprio observatório protegido contra o frio e o sereno da noite.

Visando otimizar o projeto e diminuir a massa final do observatório (afinal ele deverá ser leve para ser movimentado sem muito esforço), decidi encomendar a 'espinha dorsal' a um serralheiro de minha confiança para que seja feita em metal, o que antes era previsto uma estrutura de madeira maciça. Vejam o resultado:

Espinha dorsal da casinha em aço.

A próxima etapa resume-se na cobertura da estrutura metálica com a madeira (placas de forro paulista), a madeira foi fixada no metal através de rebites e arruelas, o processo, em síntese, é medir, cortar, posicionar, perfurar e rebitar cada peça. As imagens seguintes mostram o processo:

Optei por instalar duas portas (construí-las foi uma das etapas mais trabalhosas da construção).

Após a instalação das portas o próximo passo é colocar o telhado, mas antes dele instalei duas placas de isopor para promover o isolamento térmico no interior do observatório e assim proteger o equipamento do calor do dia e o operador do frio da noite (o resultado na prática foi ótimo!). No detalhe vemos também um dos dutos de ventilação que existem nos dois lados para que haja correntes de ar no interior do observatório ajudando a eliminar a umidade interna.

Apliquei verniz copal na madeira e pintei o telhado na cor branca (acabamento para mim é fundamental!).

Por fim, instalei também uma mesinha retrátil no interior do observatório para colocar o computador, uma pequena plataforma externa para receber a parte de controle da montagem e uma abertura móvel em uma das laterais para passar os cabos.

Mesinha retrátil para o computador (centro) e abertura lateral para passar os cabos (direita).

Plataforma externa para os controles da montagem.

Telescópio abrigado no interior do observatório.

Trava para manter a porta na posição correta ao ser aberta e não esbarrar no telescópio.

Alguns detalhes.

Observatório aberto.

Telescópio guardadinho e bem abrigado.

Enfim, por aqui encerro o artigo sobre a construção do mini observatório. Na próxima semana irei apresentar alguns resultados iniciais obtidos através desta conquista e também as vantagens de um local fixo, principalmente no que se refere ao alinhamento polar da montagem equatorial.

Abraços!

Construção de um Observatório Astronômico Compacto - Parte 1

À medida que adquirimos experiência com o telescópio nos tornamos mais exigentes e mais seletivos com a forma na qual aplicamos o nosso tempo. A montagem, geralmente, deixa de ser aquela azimutal básica, para se tornar uma equatorial; o acompanhamento dos astros deixa de ser feito manualmente para ser motorizado; aquela luneta carregada de aberrações óticas é substituída por outro telescópio de melhor qualidade ótica; passamos a documentar as observações, a fazer imagens e até mesmo pesquisas científicas.

No meu caso em específico, após alguns anos observando o firmamento, passei a registrá-lo também em imagens feitas com uma câmera digital semi-profissional acoplada ao telescópio. Para isso necessito de uma montagem equatorial alinhada com o eixo de rotação da Terra que me permita realizar fotos de longa exposição sem rastros e borrões. Quanto maior a precisão que eu obtiver com o acompanhamento sideral, mais fácil será obter fotos de melhor qualidade.

Para obtermos mais precisão no acompanhamento sideral é necessário refinar o alinhamento entre o eixo polar da montagem equatorial e o eixo de rotação da Terra (linha norte-sul geográfica). O alinhamento preciso exige mais tempo para ser atingido, pois utilizamos o Método da Deriva que calibra os ajustes através de mínimos deslocamentos observados num dado período de tempo. Em média, para um processo com o mínimo de aceitabilidade, eu necessito de duas horas para montar e alinhar o meu telescópio e assim deixá-lo pronto para a sessão de astrofotografia.

Uma maneira de poupar este tempo é deixar o telescópio em uma estação fixa alinhado permanentemente com o pólo sul celeste, para isso faz-se necessário uma estrutura que proteja o equipamento das intempéries naturais (sol, chuva, poeira, ventos). Tal estrutura se materializa na forma de um pequeno observatório astronômico que acomodará o telescópio e permitirá a abertura total ou parcial do teto da instalação.

O primeiro passo para a construção do observatório é o píer (pilar) sobre o qual o telescópio será instalado de forma definitiva. Há quem possua o observatório e que mantenha o telescópio em seu interior sobre o mesmo tripé fornecido no ato da compra, porém, eu, particularmente, defendo a construção de um píer porque ele se apresenta muito mais estável do que os tripés mais comuns fornecidos pelo mercado e ocupam uma área muito menor no interior do observatório, além disso, ele facilita muito a vida de quem vive em regiões de baixas latitudes (<20°) pois não possuem o incômodo do eixo de DEC esbarrando em uma das pernas do tripé.

Inicialmente devemos selecionar o local onde será construído o píer, de preferência que tenha o pólo sul celeste acessível e uma boa área de visibilidade da abóboda celeste. Recomendo que se faça uma pequena sapata de concreto em volta do píer para garantir maior estabilidade também (sou bem detalhista sim), desta forma, selecionei uma área de 0,5 mt quadrado que receberá o píer no centro. 

Área de 0,5 mt quadrado marcada para iniciar os trabalhos.

O próximo passo é furar o solo no centro da área selecionada, no meu caso que uso telescópio refrator cujo foco é feito na parte posterior do tubo, necessito que o píer seja mais alto sendo 1,00 mt de altura e 0,80 mt de profundidade.

Retirada do gramado.

Cavidade com 0,80 mt de profundidade sendo conferida pela minha assistente.

Molde para a sapata de concreto.

Cano PVC de 150mm com 1,80mt de comprimento e armação de ferro (treliça) com o mesmo comprimento.

O uso de um prumo é altamente recomendável para conferir o alinhamento do píer garantindo a sua perpendicularidade.

Gabarito de madeira com 3 barras roscadas (0,5" e 0,50 mt de comprimento) com chumbadores em uma das extremidades.

O gabarito posiciona as barras a 120°.

Estrutura sendo montada e preparada para receber o concreto.

Espaçadores para manter o tubo no local correto.

Interface em tecnil feita especificamente para o cabeçote da montagem EQ5.

Após dois dias curando, retirei o molde de madeira.
A montagem ficou perfeitamente acoplada ao píer.

Píer concluído e perfeitamente estável. O próximo passo será a construção da casinha móvel para abrigar o telescópio.

A segunda e última parte será publicada na próxima semana.

Abraços!

Como colimar o refrator apocromático Orion ED80 e similares

O termo colimação é bem comum aos usuários de telescópios refletores, pois, além destes instrumentos serem bem populares, as suas propriedades mecânicas, em geral, suportam por menos tempo a colimação fazendo desta uma tarefa de rotina na vida do usuário deste tipo de telescópio. Contudo o ato de colimar o telescópio também deve ser observado pelos usuários de telescópios refratores, algo muito negligenciado pela maioria deles.

Mas o que é a colimação? O ato de colimar o telescópio nada mais é do que alinhar os elementos óticos com o eixo principal do aparelho. Um instrumento bem colimado é capaz de fornecer imagens com muito mais qualidade e livre de várias aberrações. Nos refletores encontramos ajustes na célula do espelho primário e no suporte do espelho secundário; já nos refratores estes ajustes podem vir somente na célula da objetiva, no focalizador ou em ambos. Os modelos mais simples possuem nenhum tipo de ajuste.

Eu já montei vários telescópios refratores e em todos eles criei uma célula colimável para a objetiva, cuja finalidade é facilitar a tarefa de colimação conforme mostrado na imagem abaixo:

 

O anel #1 é fixado ao tubo e o #2 contém a objetiva; o parafuso com a mola recebe os ajustes duplos (puxa e empurra).

Hoje veremos como colimar o famoso refrator apocromático Orion ED80, pois aparentemente ele possui nenhum sistema que nos permita colimá-lo. Note que este equipamento não pertence à classe high end de telescópios e, apesar da boa qualidade ótica, é um pouco deficiente na parte mecânica, como exemplo cito a fragilidade do focalizador e a ausência de uma célula colimável para a objetiva.

Refrator apocromático Orion ED80

O material necessário para realizar a tarefa é bem simples, precisaremos apenas de uma colimadora cheshire, uma chave philips e a tampa da objetiva.

Colimadora cheshire

Objetiva tampada

A colimação será realizada através do focalizador porque a objetiva deste telescópio não permite qualquer tipo de ajuste, note que o focalizador é fixado ao tubo através de três parafusos de cabeça philips dispostos a 120 graus um do outro. Antes de começarmos os ajustes, recomendo que verifique a colimação do telescópio porque refratores são muito bons em preservar a colimação por bastante tempo e talvez o seu aparelho não esteja precisando de ajustes neste momento.

O procedimento a ser feito inicia-se tampando a objetiva do tubo com a sua respectiva tampa, depois introduza a colimadora cheshire no porta-ocular (sem a diagonal). Note que a cheshire possui em seu corpo uma abertura lateral que permite a entrada da luz (pode ser luz natural ou artificial), porque esta colimadora necessita de alguma fonte de luz para ser utilizada (eu uso a luz solar direcionando a abertura da cheshire em direção ao Sol).

Após a inserção da colimadora no porta-ocular, observe através do pequeno orifício na posição da ocular e você verá algo semelhante à imagem abaixo:

Se a imagem estiver como a figura do lado direito, o seu refrator não precisará de colimação; se estiver similar a do lado esquerdo, prepare-se para os próximos passos.

Pegue a chave philips e afrouxe os três parafusos que fixam o focalizador ao tubo, não retire os parafusos! Perceba que há uma pequena folga entre o focalizador e o tubo do OTA, se esta folga é intencional ou não, apenas o fabricante poderá dizer, mas o importante é que ela nos será útil para colimar o refrator.

Novamente observe através da cheshire e vá movimentado o focalizador suavemente pelo tubo até que se consiga um padrão similar àquele observado no lado direito da imagem anterior. Quando você atingir a posição correta, mantenha o focalizador nela e aperte os três parafusos de forma a fixar o focalizador nesta posição ou peça para alguém apertá-los para você enquanto segura.

É uma tarefa bem simples, mas muito importante para extrair o máximo do equipamento. Recomendo que verifique periodicamente a colimação do instrumento e, para a nossa felicidade, os refratores são bem legais no que se refere à manutenção do alinhamento ótico.

Abração!

As propriedades naturais e a busca por padrões

Desde os tempos remotos, o ato humano que mais transformou o mundo foi o de questionar o funcionamento das coisas. A busca pelo porquê de tudo nos fez observar os fenômenos, coletar dados, formular hipóteses e, por fim, compreender a razão do mundo ser como é. A assimilação dos fenômenos se faz através da percepção sensorial e do processamento lógico que realizamos.

A mente humana é treinada para buscar padrões, pois através deles ela consegue estabelecer normas que a guiam através dos processos naturais. Essa habilidade de identificar padrões na natureza é a responsável pelo nosso sucesso como espécie evolutiva. Note que os fenômenos naturais obedecem a certas normas comuns: antes que as gotículas de chuva caiam, formam-se as nuvens carregadas; quando o Sol está a pino, sentimos mais calor; os objetos sempre caem na vertical; a água se transforma em gelo nas baixas temperaturas, etc. Esta repetição periódica e imutável dos eventos nos permite reconhecer os padrões.

A obsessão por padrões não se limita à ciência, pois a arte também busca pela ordem e simetria, admiramos um tigre com suas belas listras ao longo do corpo, mas se este mesmo tigre possuir duas cabeças e seis patas, de belo ele se passará por monstro, pois estará fugindo ao padrão e isto nos incomoda. As belas espirais de Fibonacci podem ser encontradas frequentemente em várias formas naturais como: as folhas das cabeças das alfaces, a couve-flor, as camadas das cebolas, os padrões de saliências dos ananases e da pinhas, os caracóis, as tempestades, as galáxias espirais.

O astrônomo, ao vasculhar o céu, faz uma busca por informações, uma coleta sensorial de dados que no futuro irá possibilitá-lo identificar padrões nos movimentos celestes e através deles traçar órbitas e entender ciclos de eventos cósmicos. A busca por evidências é o que nos permite remover a cortina da dúvida e a desvendar as leis naturais. Já ouviram falar das Três Leis de Newton? Do Teorema de Pitágoras? Todas estas leis e equações foram descobertas através do reconhecimento de padrões naturais.

É com esta habilidade que conseguimos prever os acontecimentos celestes, pois descobrimos as leis que regem os fenômenos e a partir delas traçamos rotas futuras para aquilo que desejamos saber. E o melhor de tudo é que conseguimos fazer isto com uma grande chance de acerto! Muitos se impressionam ao ver um astrônomo dizer que em determinada data ocorrerá um eclipse, ou que a Lua estará ao lado de Vênus, ou que Júpiter estará em determinada direção, nada disso é magia, é pura matemática e dedução lógica. Assim como um carro que percorre uma distância de cem quilômetros à velocidade média de cem quilômetros por hora chegará ao seu destino em uma hora, o planeta também possui trajetória e velocidade bem definidas que nos permitem prever a sua posição no futuro.

A descoberta do planeta Netuno é triunfo da matemática astronômica, pois devido às observações de Urano, notou-se que este planeta nunca estava aonde previsto pelos cálculos, surgiu então a hipótese de que haveria um outro planeta em uma órbita mais externa do que a de Urano. A partir dos cálculos orbitais, o astrônomo francês Le Verrier pediu então a Johan Gottfried Galle (1812-1910), um astrônomo alemão, que explorasse uma região específica do céu e ele constatou que a menos de um grau da posição prevista por Le Verrier, havia de fato um outro objeto que ninguém havia observado antes, este objeto era o planeta Netuno.

Para uma grande parcela da sociedade é muito difícil reconhecer as propriedades cósmicas da natureza, pois não há correlação entre boa parte delas e os eventos cotidianos. O tamanho, peso, velocidade e várias outras características dos objetos celestes, em geral, excedem todos os padrões conhecidos na Terra. Ao usarmos os objetos conhecidos aqui para compararmos com os celestes é como se fizéssemos uso de uma régua de trinta centímetros para medir a distância entre duas cidades, ou seja, estaríamos utilizando uma ferramenta com fator de escala inadequado para aquela função. Porém, sabemos que a natureza é a mesma, mas em escalas dimensionais e energéticas completamente diferentes das que presenciamos em nossas vidas cotidianas.

O papel do astrônomo é aprender a falar o idioma das estrelas, não através do horóscopo ou dos mapas astrais, mas através do conhecimento gerado a partir dos dados observacionais. Dessa forma, ele é capaz de descobrir novas estrelas, planetas, asteróides e cometas, o que de fato é feito, bem como o monitoramento destes corpos, pois, caso algum deles ofereça risco à vida na Terra, é necessário que conheçamos os elementos orbitais de tal objeto para traçarmos a sua possível rota de colisão e avaliação de riscos.

O astrônomo amador é de fundamental importância neste aspecto, porque monitora constantemente o céu e envia os seus relatos observacionais aos centros de pesquisa colaborando com as descobertas. Contudo, isto não é uma regra, porque há também quem admira o universo única e puramente por contemplação, sem rigor científico algum e nem por isto é menos importante.

 

Referências:
http://permacoletivo.files.wordpress.com/2007/08/pesquisa-acao-sobre-padroes-visuais.pdf
http://www.apolo11.com/tema_astronomia_netuno.php
http://www.mat.uc.pt/~mat1131/Fibonacci.html

http://misteriosdomundo.com/

                                

O ato de observar o céu

O ato de observar o céu é uma herança que o ser humano carrega desde à Antiguidade, movidos pela curiosidade de entender o que se passa no mundo à sua volta, os homens questionaram o porquê das coisas e com isso romperam as barreiras do conhecimento.

O firmamento sempre se apresentou como um desafio ao intelecto humano pois, apesar dos esforços realizados para diminuir a distância entre o céu e a Terra, tudo parecia em vão ao perceber que mesmo subindo em uma árvore muito alta, ou escalando uma montanha, em nada conseguia-se alterar a distância até as estrelas, porque elas estão muito, muito distantes de nós.

Diferentemente do que ocorria em terra, onde podíamos tocar e alterar praticamente tudo ao nosso alcance, os céus se apresentavam indiferentes à vontade humana e com isso, segundo Aristóteles, da Lua para cima a natureza era perfeita e imutável, algo que se mostrou incorreto à medida que o nosso conhecimento astronômico evoluiu.

A observação do céu faz parte da vida humana desde milhares de anos atrás, nas civilizações antigas guerras eram iniciadas e/ou decididas de acordo com as observações celestes; o momento do cultivo era determinado pelas estrelas; a ascensão e/ou declínio de reis e imperadores eram marcados por eventos astronômicos. Com o tempo a ciência provou que haviam muitos mitos relacionados ao Universo e que guerras, reis, política e relacionamentos nada tinham em comum com os astros celestes.

Entretanto, outros casos, como a agricultura, estão fortemente ligados à observação celeste, graças à Astronomia o homem conseguiu descobrir o momento correto de iniciar o cultivo, pois percebia a mudança das estações do ano através das constelações no céu. A observação da Lua nos indicava a situação das marés e o Sol nos dizia as horas do dia. Hoje temos o calendário e o relógio para nos auxiliar.

Os benefícios acerca do estudo do Universo não se limitam à agricultura, as grandes navegações do século XV só foram possíveis devido ao conhecimento da esfera celeste, pois através das estrelas os navegadores conseguiam encontrar a sua posição no globo terrestre. Vários eventos observados no espaço alavancaram as pesquisas na Terra, o homem descobriu que a mesma física que rege as leis sobre a queda de um alfinete na Terra é a que governa o movimento dos astros no céu. Em proporções diferentes, mas com os mesmos princípios e leis, a Física é a mesma e esta descoberta possibilitou ao homem revelar os segredos dos movimentos celestes e, assim, começar a entender o firmamento.

O conhecimento da mecânica celeste proporcionou ao homem a possibilidade de extrapolar as barreiras do seu próprio planeta, assim alcançamos o espaço, ampliamos as possibilidades e trouxemos mais conforto para a vida na Terra. A tecnologia GPS, a energia solar, a panela de teflon, câmeras digitais, tudo isso foi possível através da exploração espacial realizada pelo homem.

Observar o céu é muito mais do que passar o tempo, na verdade, ao olharmos para cima, estamos buscando entender as nossas origens e, ao mesmo tempo, estamos admirando a beleza da vida e contemplando o Universo que existe dentro de nós mesmos. A Astronomia nos compele a enxergar mais longe e nos ensina a humildade, pois através dela percebemos a imensidão do Cosmos e o quanto somos pequenos diante das escalas cósmicas de tempo e espaço.

Hoje, muito mais do que definir as estações do ano, o homem consegue entender a formação e destruição de outros mundos, prever eventos cataclísmicos, aprimorar tecnologias, viajar ao espaço e, quem sabe, até descobrir uma nova casa para nós, humanos.

Abraços a todos!