Schmidt Newtoniano

O Schmidt Newtoniano apresentado nessa página é um projeto conjunto realizado pelos construtores de telescópios Pedro F. L. Hidalgo e Sebastião Santiago Filho. O projeto foi iniciado no final 2005 com a construção da lâmina de faces paralelas (superfícies planas). Com o êxito na construção da lâmina de faces paralelas o próximo passo foi a construção da placa corretora Schmidt. O telescópio Schmidt é um aparelho do tipo catadióptrico, ou seja, um telescópio misto que combina a reflexão e a refração. A reflexão é feita normalmente pelos espelhos (primário e secundário) como em um telescópio refletor comum. A refração ocorre quando a luz atravessa a placa corretora que é instalada na extremidade superior do tubo. A placa corretora também sustenta o espelho secundário e o seu suporte, pois nos catadióptricos as hastes da aranha são eliminadas. A placa corretora Schmidt também possui a função de corrigir a aberração esférica do espelho primário, pois neste telescópio o espelho principal possui razão focal pequena e com superfície  esférica. Além de corrigir a aberração esférica a placa corretora também reduz a curvatura de campo diminuindo  o efeito "coma" muito comum em telescópios de distancia focal reduzida. Assim é possível construir Schmidts Newtonianos com razão focal 4.5 ou Schmidts Cassegrains com razão 10.

Testando o Schmidt Newtoniano

Nos testes foram usadas redes de difração de 4 e 6 linhas por milímetro. Foi usado também um plano óptico padrão para aferição do espelho secundário e da face plana da placa corretora Schmidt.

A imagem 1 mostra o espelho primário esférico (com razão focal 5.3) aferido com uma rede de difração de 6 linhas por milímetro. Na imagem 2 temos a face plana da placa corretora aferida com um padrão óptico lambda/10. Vemos as linhas retas e paralelas indicando a grande precisão dessa superfície. O teste definitivo para finalizar a placa corretora  é feito no tubo óptico do telescópio ( veremos o teste mais adiante ), mas uma boa maneira de acompanhar todo o trabalho (na segunda superfície) é colocar a placa corretora na frente do espelho primário. Na condição de lâmina de faces paralelas não ocorre nenhuma mudança na figura do espelho, pois ambas as faces são planas e neste caso temos uma óptica neutra. Mas no caso da placa Schmidt ocorre uma mudança na figura do espelho e as linhas aparecem de modo semelhante a um espelho parabólico como mostram as fotos 3 e 4. A função da placa corretora é corrigir a aberração esférica do primário. A placa corretora produz uma aberração de mesma proporção, mas inversa àquela existente no espelho principal. Podemos dizer que a placa corretora Schmidt é a responsável pela parabolização do espelho primário e isso é claramente visível quando colocamos a placa logo a frente do espelho.

Para finalizar a placa corretora é preciso montar toda a óptica em um tubo e alinhar muito bem todos os componentes. Na imagem 5 temos primeiramente a figura do conjunto espelho primário e secundário, sem a placa corretora instalada no tubo, e nesse caso é preciso usar a aranha para sustentar o secundário. Vemos a forma esferóide indicando a falta de correção do espelho primário. É possível notar também as 3 hastes do suporte do secundário. As imagens 6 e 7 mostram o conjunto óptico com a adição da placa corretora. Vemos claramente uma mudança na óptica com linhas retas e paralelas indicando a total correção do espelho primário. O mesmo ocorre na foto 8, mas dessa vez com uma rede de difração de 6 linhas por milímetro.

Finalmente a última seqüencia de fotos mostrando o teste do telescópio sem a aranha e com o secundário instalado na placa corretora. As imagens 9, 10 e 11 foram obtidas com a rede de difração de 4 linhas por milímetro. A imagem 12 foi obtida com rede de difração de 6 linhas por milímetro.

Schmidt Cassegrain

Dimensões do Schmidt Cassegrain

O Schmidt Cassegrain é um telescópio que possui um espelho primário de pequena razão focal e por isso o aparelho é bem compacto. O telescópio apresentado aqui possui um espelho de 135 mm de diâmetro e razão focal 3 (distância focal de 405 mm). Apesar da pequena distância focal (do espelho primário) o telescópio possui uma distância focal final maior, pois o secundário, de superfície convexa, multiplica em algumas vezes a distância focal do espelho primário. O secundário possui um fator de multiplicação 4 e dessa forma ele multiplica em 4X a distância focal do espelho principal. Assim o foco final resultante é 1620 mm (razão focal final 12). Enquanto um Newtoniano de razão focal 12 possui um tubo com comprimento em torno de 1600 mm, o Schmidt Cassegrain de mesmo diâmetro (e mesma razão focal) possui um tubo com cerca de 440 mm e o comprimento total do telescópio (com o focalizador) é em torno de 560 mm.

Esquema comparando o Schmidt Cassegrain com um Newtoniano. Ambos os telescópios apresentam a mesma razão focal (F/D=12).
O Schmidt Cassegrain é praticamente 3X menor!

Características mais importantes

A placa corretora deixa o tubo do telescópio fechado eliminando totalmente a turbulência de ar interna. O resultado são imagens mais estáveis e nítidas.

A placa corretora elimina as hastes da aranha tornando as imagens mais precisas e sem aqueles raios de luz produzidos principalmente quando observamos as estrelas mais brilhantes.

O Schmidt Cassegrain é um telescópio muito compacto com um tubo com cerca de 500 mm de comprimento. Mas o aparelho possui um desempenho equivalente a um newtoniano de grande distância focal.

A placa Schmidt corrige totalmente a aberração esférica do primário e reduz a curvatura de campo. Isso possibilita a construção de telescópios de pequena razão focal.

Testando o Schmidt Cassegrain

Nos testes foi usada uma rede de difração de 4 linhas por milímetro. Os testes foram feitos usando o banco de Foucault e o tubo óptico com todos os componentes instalados.

As imagens 1 e 2 mostram o espelho primário esférico com razão focal 3 (F= 405 mm). O teste definitivo para finalizar a placa corretora  é feito no tubo óptico do telescópio (veremos o teste mais adiante), mas uma boa maneira de acompanhar todo o trabalho (na segunda superfície) é colocar a placa corretora na frente do espelho primário. Na condição de lâmina de faces paralelas não ocorre nenhuma mudança na figura do espelho, pois ambas as faces são planas e neste caso temos uma óptica neutra. Mas no caso da placa  corretora Schmidt ocorre uma mudança na figura do espelho e as linhas aparecem de modo semelhante a um espelho parabólico como mostram as fotos 3 e 4. A função da placa corretora é corrigir a aberração esférica do primário. A placa corretora produz uma aberração de mesma proporção, mas inversa àquela existente no espelho principal. Podemos dizer que a placa corretora Schmidt é a responsável pela parabolização do espelho primário e isso é claramente visível quando colocamos a placa logo a frente do espelho.

Para finalizar a placa corretora é preciso montar toda a óptica em um tubo e alinhar muito bem todos os componentes. Na imagem 5 (teste no foco newtoniano) temos primeiramente a figura do conjunto espelho primário e secundário plano, sem a placa corretora instalada no tubo, e nesse caso é preciso usar a aranha para sustentar o secundário. Vemos a forma esferóide indicando a falta de correção do espelho primário. Temos também as 3 hastes do suporte do secundário. As imagens 6 e 7 mostram o conjunto óptico, ainda no foco newtoniano, com a adição da placa corretora. Vemos claramente uma mudança na óptica com linhas retas e paralelas indicando a total correção do espelho primário. Finalmente temos a foto  8 mostrando o conjunto óptico (no foco cassegrain) com o secundário cassegrain instalado na placa corretora. Como o secundário possui um fator de multiplicação quatro, o resultado obtido no teste é equivalente a uma rede de difração de 16 linhas por milímetro.