Catadióptricos




Maksutov, Schmidt e etc


Catadióptricos são telescópios que combinam a refração e a reflexão. A refração ocorre quando a luz passa por um componente de vidro colocado na extremidade do tubo do telescópio. A reflexão é feita com os espelhos primário e secundário. Os componentes catadióptricos mais comuns são: o menisco Maksutov, a placa corretora Schmidt e a lâmina de faces paralelas. Todos são de difícil construção e exigem micrômetros para aferir o grau de paralelismo entre as superfícies, esferômetros para medir a curvatura (no caso do menisco) e as faces planas no caso da placa corretora e da lâmina de faces paralelas. O tipo de vidro usado é o óptico (que é mais transparente), mas é possível usar o vidro comum, aqueles levemente esverdeados. Em literaturas antigas sobre construção de telescópios é comum notar que este tipo de vidro comum não era recomendado. Isso ocorre devido à forma como o vidro era produzido antigamente. Os vidros tinham muitas bolhas, estrias internas e era bem comum encontrar tensão interna. Atualmente o processo de fabricação do vidro é bem diferente e o vidro verde possui uma qualidade muita boa com a ausência de bolhas e estrias. O processo de resfriamento do vidro é feito de tal forma que impede que o vidro tenha tensões internas. O vidro verde também apresenta um índice de refração bem próximo do vidro óptico. Devido a todos esses fatores é possível usar o vidro comum esverdeado na confecção dos componentes catadióptricos. Os fabricantes Celestron e Meade usam o vidro verde comum nas placas corretoras dos telescópios Schmidt Cassegrain. A vantagem do vidro óptico é que este é mais transparente que o vidro comum e com isso a perda de luz por absorção é menor no vidro óptico. É comum também a aplicação da camada anti-reflexo (Coated) nas superfícies, pois essa camada diminui a perda de luz por reflexão. A superfície polida de um vidro reflete cerca de 4 % de luz. Com a aplicação do anti-reflexo a perda de luz é inferior a 1 %.



Telescópio Schmidt


O telescópio Schmidt foi criado pelo óptico alemão Bernhard Schmidt em 1932. Este tipo de óptica foi desenvolvida para eliminar aberrações esféricas existentes nos espelhos primários. Espelhos de distâncias focais pequenas devem apresentar uma superfície parabólica para eliminar a aberração esférica. No telescópio Schmidt o espelho principal possui uma superfície esférica e desse modo quem corrige a aberração esférica é um disco de vidro colocado na parte posterior do tubo. Este componente é chamado de placa corretora. Uma das faces da placa apresenta uma "deformação" e é essa superfície a responsável pela correção da aberração esférica. Dependendo da distância focal do espelho, é mais vantajoso confeccionar esta placa corretora do que parabolizar o espelho primário. Assim é possível construir telescópios com distâncias focais pequenas que apresentam ótimas imagens, pouca ampliação, grande luminosidade e grandes campos de visão sendo desta forma um telescópio ideal para a fotografia astronômica (Câmera Schmidt).




Esquema óptico do telescópio Schmidt Cassegrain.


      Schmidt Cassegrain da empresa Celestron.



Telescópio Maksutov


A óptica Maksutov surgiu primeiramente como uma óptica de câmera astrográfica com o objetivo de ser uma opção às câmeras Schmidts. Ópticos de todo o mundo tentaram projetar uma câmera similar onde a placa corretora Schmidt fosse substituída por um corretor de fabricação mais simples. No início da década de 1940, pesquisadores em todo o mundo trabalharam no problema e a solução que encontraram foi um corretor, na forma de menisco, com superfícies esféricas. Assim como ocorre na placa corretora Schmidt, o menisco elimina (ou reduz parcialmente) a aberração esférica de um espelho primário, pois produz uma aberração esférica inversa àquela existente no espelho primário. A idéia ocorreu aproximadamente ao mesmo tempo por volta de 1940 com: Maksutov na Rússia, Bouwers na Holanda, com Gabor na Inglaterra e Penning na Alemanha. Como a invenção foi publicada primeiro por MaksutOY a óptica é conhecida hoje como Maksutov.
Em seus trabalhos publicados nos anos quarenta, Maksutov e Bouwers sugeriram que a câmera com menisco (câmera Maksutov) podia ser transformada em um telescópio Cassegrain. Mas isso ocorreu apenas em 1957, quando John Gregory publicou seu projeto de um telescópio catadióptrico com menisco. O telescópio Gregory Maksutov Cassegrain possui um espelho primário com orifício central e o espelho secundário é simplesmente a parte central (metalizada) da face convexa do menisco. Nesse caso o raio de curvatura da face convexa é o mesmo raio de curvatura do secundário Cassegrain. Como no Schmidt Cassegrain, o Gregory Maksutov é compacto, possui o tubo fechado e sem interferência da aranha (suporte do secundário). Nos anos seguintes surgiram outras variações do telescópio Maksutov Cassegrain, mas hoje os telescópios mais usados são o Gregory Maksutov (conhecido apenas como Maksutov) e o Rumak Maksutov.



Esquema óptico do telescópio Gregory Maksutov.




Esquema óptico do telescópio Rumak Maksutov Cassegrain.



Esquema óptico do telescópio Maksutov Newtoniano.

Os esquemas ao lado mostram o Maksutov e o Rumak Maksutov  com seu secundário convexo independente. Temos ainda o Maksutov Newtoniano que possui um secundário plano inclinado em 45 graus como no newtoniano clássico.



Telescópio Maksutov Celestron.



Telescópio Maksutov Newtoniano.



Lâmina de Faces Paralelas


Como vimos antes, as faces da placa corretora Schmidt e do menisco não são planas. O menisco Maksutov é uma lente delgada e as curvaturas de suas superfícies são bem pronunciadas. Na placa corretora Schmidt uma superfície é plana e a outra possui uma deformação. Essa deformação é muito pequena e só visível por meio de testes ópticos. No caso da lâmina de faces paralelas ambas as superfícies são planas e paralelas entre si. A princípio a sua construção é mais fácil, pois suas faces são planas. Mas esse componente também é de difícil construção, pois é preciso que ambas as superfícies tenham uma precisão óptica grande. As superfícies são testadas usando um padrão óptico, no chamado teste de interferência de onda ( mesmo processo usado para aferir espelhos planos ). Para a construção da lâmina de faces paralelas é necessário usar um padrão óptico plano de grande precisão.


Esquema do telescópio cassegrain com lâmina de faces paralelas.




Esquema do telescópio newtoniano com lâmina de faces paralelas.

O grau de paralelismo exigido entre as duas superfícies é da ordem de 0,02 mm, o que torna necessário o uso de micrômetros. Uma diferença muito grande no paralelismo faz com que a lâmina funcione como um prisma, decompondo a luz e provocando colorações nas imagens observadas.


Telescópio Newtoniano Catadióptrico.


A lâmina elimina o suporte do espelho secundário (aranha), pois o secundário é colocado no vidro através de um suporte que possui apenas os parafusos de ajuste. A lâmina torna o tubo do telescópio totalmente fechado o que dificulta o acúmulo de poeira na superfície do espelho primário e elimina também a turbulência de ar interna que torna as imagens mais nítidas. A lâmina de faces paralelas pode ser colocada em todos os telescópios refletores não importando se o espelho é parabólico ou esférico.


Telescópios - Site do construtor de telescópios Sebastião Santiago Filho

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