INSTRUMENTAÇÃO
O TELESCÓPIO

    O principal instrumento utilizado pelos astrônomos para estudar o Universo é o telescópio. Existem três tipos de telescópios:

  • refratores, constituídos apenas por lentes;
  • refletores, constituídos apenas por espelhos;
  • catadióptricos, constituídos por lentes e espelhos.

    O telescópio refrator, é também chamado de luneta, principalmente quando é de pequena dimensão.
    A luneta de Galileu é um telescópio refrator, aonde a ocular é uma lente divergente.

A objetiva acromática:

    Quando a luz atravessa a objetiva, ela se decompõe parcialmente, dando origem a imagens multicoloridas. Isto se deve ao fato das radiações luminosas não terem o mesmo comprimento de onda e assim não se concentram todas em um mesmo ponto. Este defeito se chama aberração cromática e foi um grande problema para os astrônomos quando do inicio da utilização do telescópio. Este defeito foi consideravelmente reduzido quando se desenvolveu em 1729 a objetiva acromática, que é formada por dois vidros de natureza diferente, um chamado crow e o outro flint.. A objetiva acromática é chamada de double ou doublete quando possui estes dois elementos e de triplete quando tem três elementos.

  • Aberração cromática
  • Objetiva acromática

continua...
SAIBA MAIS SOBRE OS ESPELHOS ASTRONÔMICOS

Espelho    Até 1851, os espelhos em geral eram fabricados com uma liga metálica chamada "speculum", obtida mediante a fusão de cobre (71%) e estanho (29%). Na fabricação dos espelhos de seus telescópios (1671) Isaac Newton utilizava uma liga semelhante chamada "bell-metal", muito conhecida dos alquimistas da época devido a sua semelhança com a prata, à qual ele adicionava um pouco de arsênico.
    Quando polido, o speculum brilhava com uma reflexão da ordem de 50%. Mas devido a alta concentração de cobre, a liga se oxidava, perdendo grande parte de seu poder de reflexão, necessitando o espelho ser polido novamente. Esta era uma operação trabalhosa, pois os espelhos metálicos, além de difíceis de polir, eram muito pesados.
    O avanço tecnológico na fabricação do vidro no século passado, já permitia a produção de espelhos astronômicos deste material, mais leve e com uma estrutura cristalina que permite grande precisão ótica na superfície trabalhada.O problema era fazer a superfície polida tornar-se refletora. Mas este problema também foi solucionado, em parte devido aos avanços da química no século passado. Em 1851 o químico alemão JUSTUS VON LIEBIEG desenvolveu um processo prático para a precipitação da prata metálica sobre superfícies de vidro, tornando-as refletoras. LIEBIG não aplicou este processo em espelhos astronômicos mas forneceu a técnica a dois grandes construtores de telescópios: STENHEIL na Alemanha e FOCAULT na França.
    Trabalhando independente um do outro, os dois foram os primeiros a fabricar telescópios com espelhos de vidro com prata metálica na superfície. Mesmo se oxidando depois de alguns meses, é mais fácil remover a prata do que polir novamente um pesado espelho metálico. A partir daí, os telescópios de reflexão tiveram um grande impulso, atingindo aberturas impossíveis de se obter com os telescópios de refração. Já no início deste século, os americanos dominaram a tecnologia de produção de grandes espelhos astronômicos, construindo o telescópio de 254 cm de diâmetro do Observatório do Monte Wilson (1917), instalado na Califórnia. Apesar da prata ter sido um avanço considerável, buscava-se uma camada reflexiva mais resistente e durável, que pudesse ser limpa com uma certa frequência.
    Finalmente, em 1934 os físicos Strong e Williams nos Estados Unidos conseguiram simplificar a técnica de deposição do alumínio em alto vácuo sobre a superfície de espelhos astronômicos. Ao contrário da prata, o alumínio tem boa aderência ao vidro e grande resistência a oxidação, podendo um aluminizado durar anos, desde que bem cuidado. Mas nos grandes telescópios profissionais, geralmente de tubo aberto, a realuminização é feita uma vez por ano. A deposição é realizada em câmaras de vácuo aonde a pressão é muito baixa e a espessura da camada de alumínio obtida é da ordem de 1/1000 do mm.
    Por ter um coeficiente de reflexão um pouco maior que o alumínio, a prata continua sendo usada em pequena escala, utilizando-se o mesmo processo de vácuo e protegendo a camada com uma outra película que a isola do ar.
    Desde 1990, mantenho em Belo Horizonte uma câmara de vácuo com capacidade para espelhos até 400 mm de diâmetro e que está a disposição de todos aqueles que necessitarem deste tipo de serviço.
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A MAIOR CÂMARA DE VÁCUO DO BRASIL

    Os espelhos dos grandes telescópios refletores utilizados pelos astrônomos profissionais necessitam ser realuminizado periodicamente por várias razões:
    A estrutura que sustenta a óptica é uma espécie de tubo do tipo engradamento metálico aberto, o que deixa os espelhos muito expostos. Como estes telescópios trabalham continuamente, a umidade, poeira e até insetos voadores caem sobre o espelho, deteriorando a película de alumínio, reduzindo a reflexão e a resolução do instrumento. Para complicar, estes espelhos não recebem a camada protetora de monóxido de silício (SiO). O aluminizado é frágil e vai se danificando a cada limpeza.
    Assim, geralmente são realuminizados uma vez por ano. Espelhos grandes, como o do telescópio de 1,6 m do Laboratório Nacional de Astrofísica (LNA), Brazópolis, sul de Minas, são muito pesados, além de muito caros. Para eliminar riscos com transporte, os observatórios mantem em suas instalações uma câmara de vácuo, o que lhes dá grande liberdade e segurança, permitindo manter sempre impecável os aluminizados.
    O LNA possui uma boa câmara de vácuo, com 1,8 m de diâmetro, fabricada pela firma inglesa EDWARDS. Mas no Observatório Astronômico da Serra da Piedade (Departamento de Física do Instituto de Ciências Exatas da UFMG) não existe uma câmara de vácuo que possa receber o espelho de 0,6 m. Sempre que há necessidade de realuminizar o espelho, este procedimento é realizado no LNA. Alem da difícil tarefa de retirar o espelho do telescópio, há necessidade de encaixota-lo e transporta-lo por rodovia com toda segurança.
    De uma dessas idas, tenho algumas fotos que ilustram esta importante operação, que ajuda a manter os telescópios em boas condições de trabalho.

Câmara de vácuo

. . . Após a remoção da camada velha de alumínio e rigorosamente limpo, o espelho de 600 mm é inspecionado, sustentado por um guincho.
. . . A câmara de vácuo , a direita, ainda está fechada

. . . O guincho desce o espelho na câmara, aonde é fixado firmemente. 
Câmara de vácuo
Câmara de vácuo

. . . A câmara de vácuo está prestes a ser fechada, depois do lado em que o espelho foi fixado girar 90°.

. . . Em seu interior pode ser observada a coroa de eletrodos dos filamentos de tungstênio que irão evaporar o alumínio e o anel de alta tensão para o "glow discharge".

continua...
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