Construção e Motorização de um Telescópio Refletor

Com o advento do telescópio astronômico, deu-se o fim da Astronomia Antiga, a qual era realizada por meio de observações a olho nu (como as medidas precisas de Tycho Brahe e Johannes Kepler) capazes de determinar as órbitas dos planetas do Sistema Solar. Posteriormente, os resultados de Kepler aliados às observações astronômicas de Galileu e à teoria heliocêntrica de Copérnico, estabeleceram os alicerces da Astronomia Moderna. Subsequentemente, estas observações astronômicas tomaram um embasamento teórico fundamentadas no desenvolvimento da Mecânica criada por Isaac Newton em meados do século XVII, e explicações físicas para fenômenos astronômicos marcaram o início da Astrofísica. A partir daí uma nova área de estudos se abriu, permitindo o estudo sistemático de corpos celestes e suas propriedades, dando pistas sobre a composição das estrelas (e a descoberta do Hélio, por exemplo), novos planetas (Urano, Netuno e Plutão), origem das estrelas e galáxias, culminando na Cosmologia, a qual nos dá o modelo padrão para o início do Universo (teoria do Big Bang), sendo capaz de estimar com grande precisão a atual idade de 13,8 bilhões de anos para o Universo.

Desde a luneta de Galileu, muitos avanços relacionados à construção dos telescópios foram feitos por diversos cientistas. A montagem básica do telescópio de Galileu, composto por um conjunto de lentes, foi modificada posteriormente para dar lugar a instrumentos com maior capacidade e versatilidade no estudo dos mais diversos objetos celestes. Hoje em dia temos diversos tipos de arranjos ópticos diferentes daquele original.

Luneta de Galileu

Luneta de Galileu

Esboços da Lua feitos por Galileu

Esboços da Lua feitos por Galileu

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cada tipo de arranjo óptico atende a necessidades diferentes, seja o tipo de objeto a ser observado, a faixa do espectro eletromagnético a ser observado, o espaço físico disponível, o modo de obtenção das imagens astronômicas, dentre outras. Entretanto, existe uma caracterísitca fundamental nos telescópios, que diz respeito a aquisição primária de luz, a objetiva. A objetiva é o componente óptico principal do telescópio, e pode ser tanto uma lente (telescópio refrator, também chamado de luneta) ou um espelho (telescópio refletor). Os telescópios refletores possuem uma vantagem em relação às lunetas pela forma que concentram a quantidade total de luz recebida pelo telescópio. Por utilizar a reflexão, menos luz é desperdiçada, enquanto a refração da luz nas lunetas faz com que uma porcentagem maior da luz seja perdida durante a observação.

Outro desafio a ser superado em relação à obtenção de imagens com o uso de telescópios diz respeito à quantidade de luz emitida pelo objeto em questão. Se apontarmos o telescópio para um dado objeto celeste, em questão de segundos este objeto sairá da mira do telescópio devido a rotação da Terra (ou, equivalentemente, devido ao movimento aparente do astro no céu). Assim, para que possamos obter imagens de longa exposição, é necessário um mecanismo que compense a rotação terrestre de modo que o telescópio acompanhe o movimento aparente do alvo no céu, deixando-o sempre centralizado e, portanto, permitindo a longa exposição do mesmo. Para tanto, existem diversas montagens que permitem este processo, desde as mais triviais que simplesmente alinham um dos eixos do telescópio com o eixo de rotação terrestre, de modo que o telescópio completa uma volta em torno deste eixo ao longo de um dia, até montagens mais elaboradas que utilizam dois motores para realizar o ajuste em eixos perpendiculares.

Embora muitos estudos hoje em dia sejam realizados com telescópios em órbita do planeta, o avanço na tecnologia referente aos processos de imageamento e componentes ópticos tem sido tão grande que em fevereiro de 2017 um telescópio terrestre de 60 cm de abertura foi capaz de encontrar evidências de um sistema solar em uma estrela próxima da Terra. Assim, a importância da construção de um telescópio robótico funcional está diretamente ligada ao primeiro contato de alunos (que são futuros engenheiros e cientistas) com o avanço e desenvolvimento destas novas tecnologias necessárias para a nova era de estudos em astronomia e astrofísica.

Propomos aqui a construção de um telescópio refletor em uma montagem equatorial, o qual será capaz de observar tanto objetos próximos (planetas, a Lua, o Sol) quanto objetos distantes (aglomerados de estrelas, nebulosas, galáxias) e acompanhá-los enquanto os mesmos se movimentam pelo céu. Nosso projeto será baseado no Ultrascope, com a principal diferença de que utilizaremos um espelho maior, de 180 mm de diâmetro, para obter melhores imagens. Uma vez construído, poderemos realizar estudos básicos de caráter didático em astrofísica, tais como fotometria e espectrometria de planetas e estrelas.

ultrascope