quarta-feira, 17 de junho de 2015

Luneta de 1 metro de tubo - projeto Tycho

                           Luneta caseira mais longa


Projeto da Luneta caseira mais potente ( modelo TYCHO )



Vamos ao projeto da luneta mais potente que desenvolvi até agora usando um tubo maior de cerca de 1.10 metros e que pode mesmo visualizar os anéis de Saturno !
Esta luneta amplia mais de 35 X com imagens bem nítidas, bom campo visual com pouca aberração e terá um custo entre 70 a 80 reais, um pouco acima do custo da Kepler que postei antes.
Esta luneta armada ainda de uma lente de barlow também caseira que criei  pode chegar a 52 X !
Em breve postarei como fazer essa barlow e adaptá-la a luneta, mas o custo total da luneta sobe a quase 100 reais, então acho interessante que se faça primeiro a luneta sem a barlow para experimentar sua qualidade de imagem que cai um pouco com a barlow.




                CONSTRUÇÃO DE UMA LUNETA CASEIRA DE UM METRO
Uma luneta caseira mais longa e potente será para observar a Lua com mais detalhes usando um mapa lunar, os satélites de Júpiter, as fases de Vênus e os anéis de Saturno. O Sol pode ser observado (manchas solares) por projeção numa tela branca presa a um suporte qualquer. Nunca observe diretamente o Sol !
 A luneta astronômica inverte as imagens e nosso projeto faz o mesmo pois se dedica apenas a fins astronômicos.
                                        Um pouco da história  
Até agora havíamos construido lunetas que ampliavam entre 16 X ( Galileu I ) , 22.5 X ( Kepler) e 32 X (Galileu II de tubo de mapa), ou seja seguindo o que o sábio Galileu havia conseguido na sua época  e tendo também resultados semelhantes na observação que ele teve ( com alguma melhora nas imagens devido a lentes mais modernas). Mas todas elas e mesmo os projetos que conhecemos de lunetas caseiras não prometem nada além do que o italiano Galileu podia fazer no século XVI , sendo por exemplo impossível ver os anéis de Saturno como aconteceu também com Galileu e com outros da sua época. As lunetas de Galileu ampliavam 20 X e até 32 X no máximo ( com tubos de até 1.2 m ) e a sua qualidade era sofrível e por isso não teve chance de descobrir os anéis de Saturno,
Tal feito coube a Christiaan Huygens em 1656, com uma luneta de mais de 3 m de comprimento e ocular feita por ele no modelo ainda em uso atualmente.Tal luneta podia ampliar cerca de 50 X e a ocular que ele criou dava melhores imagens que as demais na época além da potência maior desse instrumento. Depois ele também descobriu a lua Titã de Saturno com a mesma luneta que tinha boa luminosidade para essa tarefa. 
Gostaríamos então de alcançar os mesmo feitos de Huygens, um degrau acima da capacidade dos demais na sua época, mas sem precisar construir algo enorme ! Ao mesmo tempo  sem recorrer a lentes acromáticas caras ou oculares de telescópios compradas no mercado. Nosso projeto não podia ultrapassar certo valor entre 70 a 100 reais, e na fase inicial alcançar 35 X ou mais com qualidade o que já permite ver os anéis ( mas com certa dificuldade devido ao tamanho) e na fase seguinte mais de 50 X , e nesse caso já se vê os anéis de Saturno facilmente.

O que fizemos foi aumentar a distância focal (lente de 1 grau ) até um metro ou pouco mais,  ao mesmo tempo melhorar a qualidade da imagem sem mudar muito os custos. Então decidimos reduzir mais a abertura (diafragma de 20 mm ), e ainda colocando outros diafragmas dentro do tubo nas posições indicadas pelo livro do Mourão (veja imagem ). Depois alinhando muito bem os tubos, lentes e diafragmas internos pudemos ter uma visão muito parecida com as lunetas  compradas no comércio (estas de baixo custo mas que ainda passa dos 200 reais), claro com ampliação menor mas que preservava  as cores reais e nitidez. Usamos ainda uma objetiva de óculos com tratamento anti-reflexos que melhora o contraste das imagens.
Tivemos sucesso e pela primeira vez conseguimos visualizar os anéis com uma luneta de construção própria ! O passo seguinte era quebrar a barreira das 50 X com lunetas baratas e caseiras com tubo de até um metro  ( há projetos que fazem isso mas com tubos muito longos entre 1.5 a 2 m ).  Isso foi então conseguido com  uso de uma barlow ( lente negativa ) também caseira que desenvolvemos, mas que falaremos em outra ocasião. (outra forma de se obter isso seria uma ocular mais forte, mas ai o custo sobe muito pois são já oculares de telescópios custando entre 70 a 90 reais). Vamos a construção de nosso projeto :
                                         Construção da luneta 
Toda luneta possui duas lentes, a objetiva  (lente maior) que fica a frente do tubo voltada para o objeto e a ocular ( lente menor) onde se coloca o olho. Estamos propondo a construção de uma luneta de óptica Kepler que usa como ocular uma lente convexa, a objetiva sempre será convexa em todos os tipos de lunetas. Para um projeto caseiro a objetiva terá que encomendar em uma ótica, (usando uma lente de óculos), mas vai pedir ela agora com 1 grau positivo que dará a distância focal de cerca de 1 metro.  Então vai precisar pedir uma lente cortada de forma circular com uns 50 mm de diâmetro e terá que ser uma lente de 1.0  graus positivos .
Diga que vai usar para criar uma luneta, e que tem que ser cortada com 5 cm de diâmetro ou 50 mm. Pode também levar a luva de esgoto branca de 2 polegadas na ótica, e pedir ao profissional ótico que deixe ela pronta para o encaixe dentro da luva, isso facilita tudo
. Geralmente os projetos sugerem uso de lentes incolores que são mais baratas, mas se quiser mais contraste de imagem pode pedir por uma lente com tratamento anti- reflexos de cor levemente esverdeada, que vai custar cerca de  25 reais contra os 12 reais da incolor. No nosso caso assim  fizemos e acredito que valeu a pena pela melhor definição, mas mesmo a lente comum  também dará bons resultados.
Usaremos a mesma ocular retirada de binóculos que custa entre 25 a 40 reais (dependendo do local) e que usamos na outra luneta. Sugiro essa opção, pois essa lente já é do tipo Huyghens corrigida e permite boa qualidade de imagem.  Você terá duas oculares e pode sempre guardar uma, ou se já construiu a luneta menor antes já terá sobrado uma ocular para esse novo projeto.
   
Aqui tem um link destes binóculos :  
 http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-655772290-binoculos-breaker-cobra-20-x-50-com-bussola-promoco-_JM 
Dando buscas encontrará vários vendedores deles, mas pode achar ainda em camelôs ou em lojas de artigos variados.


Existe a opção de se usar uma lupa de relojoeiro como ocular. Neste caso ela precisa ser um modelo de boa qualidade com ampliação de 40 x ( essa ampliação é apenas para uso como lupa), e deve ser adaptada a um pequeno tubo ou conexão de PVC que permita prender as lentes. Pode-se também optar por não desmontá-la e arrumar uma forma de prender essa lupa no tubo de 40 mm. Pelos testes que fiz ela fornece a mesma ampliação das oculares de binóculos que uso, mas tem pupila de saída meio alta que obriga a afastar o olho para ver a imagem e também  dá um certo trabalho para as adaptações. Mas as imagens são boas e por um preço entre 20 a 25 reais se torna uma boa solução alternativa. 
Agora vamos falar dos tubos, que nesse caso tem de ser de PVC e ainda tubos para água e não para esgoto no caso do tubo maior de 50 mm. ( a luneta será mais pesada mas não terá problemas de empenamento). O tubo menor de 40 mm de diâmetro pode ser usado do tipo "esgoto ". Um tubo tem de encaixar e deslizar no outro para poder focalizar a imagem (como nas lunetas de piratas). E num deles tem de prender a lente maior(objetiva) que ficará na frente do tubo mais longo de 50 mm ou 2 polegadas,( com a face convexa dela voltada para fora do tubo) a ocular  tem de prender no tubo menor  de 40 mm com a luva de 40 mm,  ela encaixará facilmente na luva de 40 mm. Vai precisar também de um pedaço (entre 5 a 10 cm ) de tubo de 50 mm de esgoto para fazer o ajuste entre os tubos pois o de água não servirá pra isso. Pode ser que não consiga comprar menos de 1 m de tubo, então vai precisar serrar eles até ter o tamanho certo. 
Use fita adesiva se necessário,  Os procedimentos estão após a lista de material.
 Um detalhe muito importante ! Você vai ter que usar um diafragma na frente ou antes da lente maior(a objetiva), para reduzir a aberração cromática  e esférica dessa lente.  Uma opção é  um circulo de papel cartão preto, mas que agora  deverá ter apenas 20 mm de abertura central com 50 mm de diâmetro externo. Algum tipo de arruela que tenha as medidas 50X20 mm pode servir.
Com essa menor abertura a luneta não será útil para ver estrelas da Via-Láctea pois faltará luz, mas será muito melhor para os planetas e Lua que já são muito brilhantes,  podendo quase competir com as lunetas compradas desse mesmo porte.

 Lista de materiais :  
1 -Uma  luva branca de esgoto de 50 mm ( 2 polegadas) - foto 4
 

2 -Lente de óculos com 1.0  graus positivos com 50 mm de diâmetro – foto 2
 

3 -Lente de binóculo sugerido acima ( a ocular  ) – foto 3 A  e 3 B 
 

4-Disco de papel-cartão preto de 50 mm de diâmetro com furo de 20 mm que será o diafragma junto a lente, ou algum outro tipo de anel ou acessório de PVC que tenha essas medidas e possa ser preso junto a objetiva.
 

5- 75 cm de tubo PVC  de água  com 50 mm (2 pol) - foto 4  +   10 cm de PVC de esgoto de 50 mm para fazer o encaixe pois não dá pra fazer com tubo de água ! ( Um pedaço menor entre 5 a 10 cm serve)             

6- 50 cm de tubo branco de esgoto  de 40 mm  - foto 4
 

7- Luva simples de 40 mm - foto 4                                                                                                                         
8- Lata de tinta spray fosco  e uma fita adesiva isolante ou silvertap, vaselina e esparadrapo (opcional pois o  esparadrapo é para o caso de não se querer cortar os tubos para fazer o encaixe mais rígido entre eles que explicaremos nos procedimentos, nesse caso se quiser pode simplesmente usar o esparadrapo para fazer anéis com ele no tubo de 40 mm para que se ajuste dentro do tubo maior de 50 mm e deslize suavemente.) 

Alguns itens importantes : Lixa para canos , serra para canos de PVC , trena ou fita métrica, papel.
Procedimento :
 -  Antes de tudo serre ao longo de seu comprimento um pedaço de 5 cm do tubo de 40 mm e serre também da mesma forma o pedaço de 5 a 10 cm de tubo branco de esgoto, eles serão usados como peças de encaixe entre os tubos de 50 mm e de 40 mm. Use o papel enrrolado e preso  neles para fazer um corte mais reto ao longo do papel e depois lixe as extremidades. ( Este item acima assim como os itens 6, 7 e 8 não serão precisos se você optou por usar os anéis de esparadrapo para ajustar a folga entre os tubos).  
1 – Pinte os tubos de PVC internamente apenas com spray fosco, a luva de 50 mm pode ser pintada também. 

2-   Encaixe a lente de óculos dentro da luva de 50 mm e em seguida o disco de papel cartão junto a lente.      

3-   Encaixe agora o tubo de PVC de 50 mm na  luva prendendo assim o disco e a lente juntos. Se pintar muito a luva por dentro pode ser difícil o encaixe.                                                                                                   

4- Para retirar as oculares do binóculo, force a célula de plástico até quebrá-la e a ocular sairá inteira, guarde uma lente para outra luneta.                                                                                                                            
5 – Encaixe a ocular na luva de 40 mm , ela se encaixará fácil ( se não use a fita adesiva) e depois encaixe o lado oposto da luva ao tubo de 40 mm.                                                                                                            
6 – Para encaixar agora o tubo de 40 mm no tubo maior de 50 mm, deverá usar os pedaços de tubo cortados anteriormente. Mas precisa antes cortar estes pedaços de tubo ao longo de seu comprimento deixando eles assim cortados apenas de um lado sem separar as partes. (ver foto  1)                                                             
7 – O pedaço assim cortado de 50 mm deverá ser forçado para dentro do tubo maior de 50 mm da luneta e o pedaço de 40 mm deverá envolver o tubo de 40 mm que está a ocular.                                                              
8 – Encaixe agora o tubo menor ao maior, fazendo com que o pedaço que envolve  um entre por dentro do pedaço que está dentro de tubo grande, isso é um pouco difícil mas depois ficará bem leve de deslizar.
Eles deverão deslizar com certa resistência  mas sem travar para fazer o foco .(  Se necessário use vaselina ou silicone como lubrificante).  Tem que alinhar bem os tubos e lentes dentro e se tiver feito tudo isso, com certeza vai poder ver as crateras da Lua. (mas sempre é melhor ver a Lua na fase crescente ). Sua luneta vai apresentar a imagem invertida, que não atrapalha pra ver objetos astronômicos. Apenas seu uso como instrumento terrestre se torna praticamente impossível devido a essa inversão.
A luneta está pronta e se quiser pode usar as tampas das lentes do binóculo para proteção pois elas servem perfeitamente na frente da luva que está a objetiva e a tampa da ocular servirá  pois era dela mesma. Assim o binóculo terá mais peças sendo úteis, a outra ocular poderá ser usada em outra luneta que desejar construir, as objetivas dele e os prismas tem pouca qualidade  mas servem para experiências escolares.
Será preciso construir ou arrumar algum tipo de apoio para esta luneta que ampliando 35 X , terá muita vibração segura com as mãos e será impossível fixar os detalhes da imagem dos objetos. O ideal é usar um tripé fotográfico leve e adaptar um suporte que prenda a luneta nele, ou construir um tripé de madeira ou PVC.  Já existem alguns projetos de tripé caseiro na web que podem ser usados com sucesso, ou o amador pode criar seu próprio projeto. Estou ainda desenvolvendo ideias sobre isso e pretendo fazer um, já que por enquanto prendi a Tycho num tripé que não usava. Mas hoje em dia se pode comprar um tripé de origem chinesa por um preço acessível ( entre 35 a 60 reais) e para a luneta menor que postamos antes qualquer modelo serve, já no caso desta luneta maior é preciso um tripé um pouco mais reforçado.  
Outra medida que melhora o contraste das imagens (além de pintar os tubos por dentro de preto fosco) é colocar mais diafragmas dentro do tubo maior, e uma forma de fazer isso é por  mais um anel  ou disco de cartão preto com furo ou mesmo alguma conexão de tubo que se encaixe no final do tubo menor de 40 mm.. Este diafragma reduzirá os reflexos indesejáveis que penetram no tubo menor, e se desejar pode adicionar outros diafragmas seguindo o esquema abaixo ( Não esqueça que terão de ser de cor negra).
Olhando pela lente objetiva deverá ter certeza que o furo de um não oculte o seguinte até a ocular.
Esquema da luneta com os diversos diafragmas - imagem do livro de Ronaldo Mourão
Manual do Astrônomo : 

 
Funcionamento da luneta mostrando um diafragma também na ocular ( no caso a ocular do binóculo já possui um ) : 
 
Imagens : 
Foto 1 – Pedaços de tubo cortados de 50 mm e 40 mm , mas note que cortei maior que o sugerido e na verdade bastam 5 cm de comprimento cada:
Foto 2 A - A lente de Ótica ( 1.0 grau ) na sua embalagem : 
Foto 2 B - Imagem da lente objetiva de 1.0 graus positivos conseguida na Ótica:
Foto 3 A - Binóculo usado 
Foto 3 B - Imagem da ocular retirada de binóculo 

 
Foto 4 – Tubo de 50 mm, tubo de 40 mm, luva de 50 mm (já pintada de preto) onde ficará a lente objetiva, luva de 40  mm, a objetiva na embalagem e a ocular. Não esquecer que agora são maiores os tubos em comprimento !  


Foto 5 - Lente montada onde se vê o diafragma (disco de cartão negro) atrás da lente


Fotos 6 A , 6 B e 6 C - Encaixe rígido entre os tubos de 40 mm e 50 mm feito com os pedaços destes tubos:







Foto 7 - Luneta pronta montada num tripé com adaptador ( tubo cortado e preso ao suporte)


Foto 8 - Encaixe da ocular na luva de 40 mm ( opcional pois pode também prender com fita adesiva) :


Foto 9 : As várias lunetas montadas nesse projeto, a Kepler é a menor, a maior a Galileu II de tubo de mapa e a negra é a Tycho a melhor de todas.


                                     


  Foto 10 : Imagem da Lua conseguida com simples câmera de celular Samsung segura junto a ocular da luneta Tycho, pode se notar muitas crateras e outros detalhes.  
 
Se seguir isso tudo com cuidado terá uma ótima luneta para se iniciar na Astronomia observacional .
Bom trabalho!   
Prof.  Jr Martini – Observatório Sagitário – Botucatu – SP
 email: btamjr@yahoo.com.br         Facebook : Jr Martini e/ou Observatório Sagitário 

Referências bibliográficas : 
https://periodicos.ufsc.br/index.php/fisica/article/viewFile/7148/6603
MOURÃO, Ronaldo Rogério de Freitas – Manual do Astrônomo, Uma introdução à astronomia observacional e a construção de telescópios – 6.ed. – Rio de Janeiro: Jorge Zahar 2004
NICOLINE, Jean – Manual do Astrônomo Amador – Campinas – Editora Papirus, 1985.
http://www.telescopiosastronomicos.com.br/caracteristicas.html























10 comentários:

  1. Valeu pelas dicas! Agora só tenho que aguardar o tempo melhorar na minha cidade pra testar a luneta.

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    1. Legal colega , espero que tenha sucesso ai. Eu tive uns problemas e não pude voltar aqui por muito tempo .Pretendo atualizar algumas imagens .

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  2. Muito bom, ficamos na espera da barlow caseira!!!

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    1. Obrigado, desculpa a demora em responder, tive uns problemas pessoais . Estou postando o projeto da barlow .

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  3. A ocular do binóculo tem duas lentes, vou usar as duas na montagem?

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  4. ola, boa tarde eu tenho aqui comigo um lente de 2 graus+ dar para fazer com ela usando esse material? ou eu vou ter que aumentar o tamanho do tubo principal?

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    1. pelo contrario amigo. quanto maior o grau, menor o foco da lente. é inversamente proporcional.
      1 grau = f 100cm
      2 graus = f 50 cm
      4 graus = f 25 cm

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    1. Em uma ótica.Procure por óticas com laboratório próprio, pois as vezes já podem até ter a lente pronta em estoque.

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