Guida all'Acquisto del Primo Telescopio

Ciò che intendo per “primo telescopio” non è da intendersi solo in senso cronologico, ma soprattutto come primo approccio all'osservazione telescopica del cielo.
A questo stadio, non si ha un'idea precisa di cosa ci piacerà osservare di più e quanto, si ha più la necessità di provare e sperimentare.
Chi approccerà per la prima volta un telescopio, lo farà prevalentemente per osservare visualmente in quanto la fotografia, ovviamente, rappresenterà eventualmente un passo successivo.
Quindi, le valutazioni che seguiranno, terranno conto del solo uso visuale, il modo più semplice di approcciare l'osservazione del cielo.
Credo infatti che il “primo telescopio” non debba essere scelto anche nell'ottica di poter essere “quello definitivo”, perché tanto non lo sarà, non lo è mai, salvo che non finisca in cantina!
Quindi, almeno per il telescopio in se, eviterei di spendere grandi cifre in telescopi super raffinati ma in realtà concepiti per applicazioni specifiche.
Solo dopo aver sperimentato e capito le vostre eventuali preferenze comincerete ad avere un'idea di come dovrà essere il vostro “telescopio definitivo”.
Per cominciare quindi è meglio un telescopio di medie dimensioni, tuttofare, facile da usare ed economico, in grado di farci osservare in maniera soddisfacente dalla Luna alle galassie, dalle stelle doppie ai pianeti, fino ai limiti delle sue capacità ottiche.


IL TELESCOPIO

Lo scopo fondamentale di un telescopio è di creare un'immagine virtuale proiettata del cielo utile ad essere osservata e/o fotografata.
Schematicamente, possiamo rappresentare l'obbiettivo (o il telescopio) con una lente convergente (tipo una lente d'ingrandimento) e l'oculare con una lente dello stesso tipo ma più piccola che permette all'occhio di osservare l'immagine virtuale prodotta dall'obbiettivo.


Un fascio di raggi paralleli entra nell'obbiettivo che li concentra in un punto detto fuoco dove si forma l'immagine virtuale. Da li, l'oculare intercetta il fascio luminoso, rendendo di nuovo i raggi paralleli tra di loro ma contenuti in un fascio più stretto per poter entrare interamente nella pupilla dell'occhio umano.

I vantaggi fondamentali sono essenzialmente due. Il primo vantaggio consiste nella possibilità di espande l'esigua capacità di raccogliere luce dell'occhio umano (la pupilla al buio raggiunge mediamente 5mm di diametro) fino al diametro dell'obbiettivo, definito come “apertura” o pupilla d'entrata del telescopio.
L'apertura di un telescopio è l'elemento di valutazione più importante; infatti, a parità di qualità di realizzazione, tra due telescopi è sempre meglio quello con l'apertura maggiore!
Il secondo vantaggio consiste nel fatto che il rapporto tra la lunghezza focale dell'obbiettivo e quella dell'oculare produce il famoso ingrandimento.

L'ingrandimento determina anche il rapporto tra pupilla d'entrata (o apertura) e pupilla d'uscita, cioè il diametro del fascio luminoso che esce dall'oculare per entrare nel nostro occhio.
Se, per esempio, stiamo osservando a 60 ingrandimenti (X) attraverso un telescopio con un'apertura di 60 mm, la pupilla d'uscita sarà di 1 mm; dividendo l'apertura per l'ingrandimento si ottiene infatti il diametro della pupilla d'uscita.
Quindi per decidere quali ingrandimenti ci saranno utili dobbiamo considerare i limiti dell'occhio umano.
La pupilla umana, debitamente adattata al buio, può raggiungere 5 – 7 mm a seconda dell'età, mentre di giorno difficilmente supera i 2 mm.
Per motivi legati alla natura ondulatoria della luce, esistono anche dei limiti minimi, al di sotto dei quali non ha più senso andare, perché si produrrebbero ingrandimenti esagerati col solo effetto di affaticare la visione senza percepire nuovi dettagli.
Il limite teorico, cioè la pupilla d'uscita che in teoria ci permette di vedere tutti i dettagli che il telescopio è in grado di produrre, corrisponde ad una pupilla d'uscita di 0.67 mm (2/3 mm) anche se nella pratica si considera come limite 0.5 mm per l'osservazione lunare e planetaria, e 0.33 mm (1/3 mm) per alcune stelle doppie particolarmente strette.
Detto questo, per semplificare, considereremo come limite massimo notturno 5 mm (2 mm di giorno) e come limite minimo 0.5 mm.
Basta poi dividere l'apertura per la pupilla d'uscita desiderata, per saper a quale ingrandimento corrisponde.
Per esempio, in un telescopio con un'apertura di 60 mm, si andrà da un minimo notturno di 12X (30X di giorno) ad un massimo di 120X (180X per alcune stelle doppie particolarmente strette).

L'apertura, quindi, determina il range di ingrandimenti che un telescopio può fornirci anche se l'ingrandimento in se sarà determinato dalla sua lunghezza focale.
La lunghezza focale è il secondo parametro più importante da valutare in quanto determina la scala (e quindi l'ingrandimento) dell'immagine virtuale prodotta.
Insieme alla lunghezza focale, spesso si parla di rapporto focale (F), cioè la lunghezza focale diviso l'apertura. Questo rapporto esprime meglio le reali caratteristiche ottiche di un telescopio dandoci immediatamente un'idea delle sue prestazioni....

Sapere che la (lunghezza) focale e 4 volte l'apertura (F4), mi dice anche che la pupilla di uscita sarà ¼ della focale dell'oculare impiegato.
Infatti, la pupilla d'uscita, di un dato oculare, si può anche calcolare dividendo la lunghezza focale dell'oculare per il rapporto focale (F) del telescopio.

Ora, dato che gli oculari in commercio più facilmente reperibili variano da una focale di 4 mm ad un massimo di 40 mm, volendo calcolare qual'è il rapporto focale migliore per sfruttare visualmente tutte le potenzialità dell'obbiettivo la risposta è otto.
Infatti, un telescopio F8, produrrà una pupilla d'uscita da 0.5 mm attraverso un oculare da 4 mm (4 mm/8 = 0.5 mm) e una pupilla d'uscita da 5 mm attraverso un oculare da 40 mm (40 mm/8 = 5 mm).

Un telescopio F8 vi permetterà, tramite gli oculari disponibili in commerci, di spaziare dal minimo al massimo ingrandimento a seconda del soggetto che state osservando: gli ingrandimenti minimi sono gli ideali per gli oggetti deboli tipo galassie e nebulose, mentre soggetti più luminosi come la Luna o i pianeti richiedono spesso ingrandimenti più elevati.

Ovviamente non a tutti interessa spaziare su tutto; esistono così modelli che servono ad un tipo particolare di osservazione e/o fotografia con i rapporti focali più svariati, in generale da F4 fino ad F15.

Per i telescopi con un piccolo rapporto focale (..e non solo loro) esiste comunque la possibilità ricorrere ad un accessorio chiamato “lente di Barlow” che di fatto raddoppia la focale del telescopio, permettendo di raggiungere più agevolmente il massimo ingrandimento praticabile.
In commercio se ne trovano di tre tipi a cui bisogna stare molto attenti.
Il primo tipo, il più economico, è spesso “in regalo”con i telescopi più economici. Essendo costituito da una lente semplice è fortemente soggetto ad aberrazione cromatica che lo rende totalmente inutilizzabile; se la trovate buttatela!
Il secondo tipo è costituito da due lenti (doppietto acromatico), che seppur riducono l'aberrazione cromatica non la eliminano soprattutto con i rapporti focali più bassi (minore di F8), dove sarebbero più utili; credo quindi che siano da evitare.
Il terzo tipo, le più costose, sono formate da tre lenti (tripletto apocromatico spaziato in aria) che elimina ogni problema di cromatismo. Questo tipo di Barlow è molto utile per telescopi F4 – F7, ma in generale è come possedere il doppio degli oculari che possedete realmente; ogni oculare potrà infatti essere usato con o senza Barlow, producendo così due diversi ingrandimenti al posto di uno soltanto!



TELESCOPI A LENTE O RIFRATTORI

Anche qui, come per le Barlow, il peggior nemico è l'aberrazione cromatica, cioè la leggera differenza di messa a fuoco tra i vari colori, tipica delle lenti semplici.


Per fortuna non ci sono più in commercio telescopi rifrattori con l'obbiettivo costituito da una singola lente, se non proprio nei modelli “giocattolo”, che in ogni caso eviterei accuratamente.

I doppietti acromatici possono fornire ottime immagini, a patto di usare rapporti focali maggiori di F12, possibilmente tra F15 e F20.
In questo caso si possono rivelare dei telescopi eccezionali, soprattutto per pianeti e stelle doppie.

A rapporti focali più corti però, i più diffusi sul mercato, possono diventare totalmente inutilizzabili per gli alti ingrandimenti, specialmente con rapporti inferiori a F8. Rimangono tuttavia interessanti come strumenti a basso ingrandimento per nebulose e galassie, specie per la loro trasportabilità, ecco perché trovano spesso applicazione come cercatori o nei binocoli.

I tripletti apocromatici rappresentano lo stato dell'arte dell'ottica per l'astronomia. Peccato che il loro prezzo salga vertiginosamente all'aumentare dell'apertura!
Un telescopio da soli 10 cm di apertura arriva già a costare svariate migliaia di euro, ed è impossibile trovare diametri maggiori di 20 cm.



TELESCOPI A SPECCHIO O RIFLETTORI

Uno specchio concavo a sezione parabolica è la soluzione più semplice per creare immagini prive da aberrazione cromatica.


L'unico problema è che l'immagine si forma proprio davanti allo specchio stesso. Per evitare il problema, si ricorre ad uno specchio secondario più piccolo che rimanda il fascio ottico o lateralmente (schema Newton) o indietro attraverso un foro praticato al centro dello specchio primario (schema Cassegrain). In entrambe i casi, lo specchio secondario impedisce alla parte centrale del fascio ottico entrante di entrare nel telescopio procurando un'ostruzione.


L'ostruzione comporta due conseguenze negative rispetto al normale rifrattore che consistono in una piccola perdita di luce e di micro-contrasto.
In realtà, è facilmente dimostrabile che se il secondario ha un diametro uguale o inferiore ad 1/5 dell'apertura, gli effetti elencati sopra risultano trascurabili.
Purtroppo però, i modelli in commercio difficilmente rispettano questa regola, a tutto svantaggio delle osservazioni di pianeti e stelle doppie. Alcuni Newtoniani (F5 o maggiore) invece sono dotati di un secondario sufficientemente piccolo da fornirvi ottime visioni di pianeti e stelle doppie, perfettamente all'altezza dell'apertura.
Per la loro semplicità ottica, i Newtoniani risultano anche molto economici, è infatti possibile raggiungere ( e superare abbondantemente) i 40 cm di apertura già con poche migliaia di euro.
In ogni caso, Newton o Cassegrain, sappiate che quando il secondario è grande più di 1/4 dell'apertura, la resa sui pianeti può scendere fino al livello di un rifrattore grande la metà dell'apertura reale; attenzione quindi, perché in molti riflettori in commercio i diametri dei secondari superano allegramente 1/3 dell'apertura. In questi casi è meglio evitarli, salvo applicazioni specifiche che esulano da questo contesto.
Per i Cassegrain è meglio evitare rapporti focali inferiori a F13, pagati al prezzo di di un'ostruzione esagerata! Viceversa diventano ottimi strumenti per osservare pianeti e stelle doppie.



TELESCOPI CATADIOTTRICI O SISTEMI MISTI

Ogni combinazione mista di lenti e specchi è tecnicamente un sistema catadiottrico.
Per quanto concerne i telescopi, l'aggiunta di lenti ad un telescopio riflettore avrebbe senso solo per casi particolari abbastanza estranei a questo contesto. Ma vista la loro grande presenza sul mercato, è meglio descriverli brevemente

La parabola è perfettamente simmetrica solo per l'asse principale, motivo per cui le immagini sono perfettamente nitide solo se si trovano sull'asse principale. L'osservazione è quindi limitata a porzioni di cielo non molto ampie ed in particolare per chi fa fotografia questo potrebbe essere limitante.

La sfera invece possiede infiniti assi di simmetria ed è quindi adatta a riprende porzioni di cielo anche molto ampie. L'unico problema è che lo specchio sferico non concentra i raggi paralleli esattamente in un punto (come lo specchio parabolico) ma su di una macchia più o meno grande (aberrazione sferica).


Ecco che l'introduzione di una o più lenti per correggere l'aberrazione sferica può produrre telescopi in grado di fornire immagini perfette anche su ampie porzioni di cielo.


I sistemi più usati a questo scopo sono la lastra Schmidt o il menisco Maksutov posti davanti all'apertura di uno specchio principale sferico, in combinazione indifferentemente Cassegrain o Newton.
Dal punto di vista teorico la lastra di Schmidt fornisce le prestazioni migliori e consente diametri intorno ai 40 cm, mentre di solito le combinazioni Maksutov non superano i 20 cm.
Tuttavia, nella pratica, può essere molto più determinante l'ostruzione piuttosto che la scelta tra lastra o menisco! A voler ben guardare, quasi tutti i modelli in commercio hanno un secondario grande almeno 1/3 dell'apertura, il che sarebbe già sufficiente per escluderli da questo contesto.
Alcuni piccoli produttori, però, producono modelli ben progettati con ostruzioni più contenute; solo in questo caso, come per i semplici riflettori, potrebbe valerne la pena.
I catadiottrici costano comunque di più di un normale riflettore, altro buon motivo per sconsigliarli ad un neofita.


LA NOSTRA ATMOSFERA

Anche la nostra atmosfera ci impone dei limiti nell'osservazione ad alto ingrandimento. Le turbolenze dell'aria provocano delle distorsioni caotiche che al telescopio assomigliano alle distorsioni prodotte dalla visione attraverso uno strato d'acqua in movimento.
Infatti, di solito, si comincia ad osservare con ingrandimenti bassi per poi aumentarli eventualmente in modo progressivo; se però si cominciano a vedere gli effetti della turbolenza, si torna all'oculare precedente e si considera quello come limite della serata. Andare oltre serve solo a produrre un'immagine più scura e confusa senza percezione di nuovi dettagli.
Diciamo che in generale, un'apertura di 6 – 8 cm non risentirà quasi mai di questo problema. Con aperture di 10 – 15 cm la turbolenza comincia ad essere più evidente ma non ancora così determinante; sarà possibile raggiungere il limite strumentale molto di frequente, seppur tra qualche episodio di turbolenza più intenso. Dai 20 cm in su la turbolenza comincerà ad essere un costante più o meno evidente con forti differenze non solo da un giorno all'altro, ma anche da un momento all'altro. Sopra i 30 cm sarà meglio valutare le condizioni locali prima di acquistare un telescopio con un'apertura così ampia senza la certezza di riuscire a sfruttarla effettivamente. Ci sono località che possono soffrire più di altre della turbolenza, come per esempio alle pendici di un monte o in mezzo ad una città.
Per cominciare quindi, è meglio utilizzare un'apertura non superiore ai 20 cm, meglio se tra 10 – 15 cm, proprio per evitare il più possibile il problema della turbolenza atmosferica e poter disporre di un maggior numero di notti buone per osservare.


CONCLUSIONI

Date molta importanza al rapporto costo / apertura scegliendo tranquillamente il più economico a parità di apertura. Infatti, nella stragrande maggioranza dei casi, le differenze di prezzo sono dettate più dalle differenze strutturali dei vari schemi ottici che da effettive differenze ottico-qualitative.
Il fatto che a pari apertura uno Schmidt-Cassegrain costi 4 – 5 volte un Newton, non ha nessuna relazione diretta con la qualità delle ottiche in se. Anzi, spesso i Newtoniani hanno delle ostruzioni nettamente inferiori agli Schmidt-Cassegrain, con tutti i vantaggi che la cosa comporta.
Quindi, trattandosi del primo telescopio, io sceglierei certamente un Newtoniano da 10 – 15 cm di apertura preferibilmente F8. Nel caso in cui, magari per questioni di ingombro, si optasse per uno più compatto, tipo un F5, è meglio prevedere subito l'acquisto di una buona Barlow apocromatica, per raggiungere il limite massimo di ingrandimento.
Sono anche indispensabili almeno 3 o 4 oculari di buona se non ottima qualità per poter sfruttare a pieno tutte le potenzialità ottiche del telescopio.
Accessori come gli oculari o la Barlow, sono tranquillamente utilizzabili su svariati modelli di telescopi, quindi anche se doveste decidere in seguito di passare ad un altro telescopio, oculari e Barlow saranno comunque già li pronti all'uso.

Per quanto riguarda la montatura, direi che per cominciare non sia molto importante disporre subito di qualcosa di mega-tecnologico, anche se una montatura in grado di compensare automaticamente la rotazione terrestre può risultare utile specialmente con gli ingrandimenti più alti.
Per contro, ritengo molto più utile la presenza delle regolazioni micrometriche, poco importa se manuali o elettriche, molto importanti per ottenere e mantenere un comodo puntamento.

Un telescopio così fatto vi darà modo di spaziare tra una vastissima gamma di oggetti celesti, aiutandovi a prendere coscienza e capire l'entità e la qualità della vostra passione per l'astronomia.
In questo modo sarete voi stessi ad orientarvi su ciò che più vi interessa, apprendendo in modo naturale e graduale tutto ciò che vi servirà di volta in volta per migliore la vostra strumentazione e la vostra conoscenza.
Che questo sia per voi un punto di partenza piuttosto che un punto d'arrivo!

Ottima Guida, grazie mille MarcoDeMarco e benvenuto su misteri2012

Grazie Marius, piacere mio!

Veramente ben fatto...