Astronomia DIY: Criando um Telescópio Newtoniano em Casa
diversos
05/07/2024
Nesta serie, compartilho os detalhes do processo de construção do nosso telescópio newtoniano, desde os cálculos iniciais até a modelagem e impressão 3D dos suportes e peças usadas como os do espelho primário, secundário, bordas, colimador laser e muito mais. Acompanhe nossa jornada prática e informativa, que tem como objetivo proporcionar uma experiência única de observação do céu noturno, especialmente preparada para explorar e fotografar os astros com meu filho.
Construir um telescópio newtoniano é uma jornada empolgante que combina ciência, matemática e um toque de engenharia. No meu blog vou compartilhar cada passo dessa aventura, começando pelo cálculo da distância focal, dimensionamento do tubo, a modelagem e impressão do suporte do espelho primário e secundário, colimação e impressão do colimador laser, a mira, e muito mais.
Começamos com a distancia focal. Assim que os espelhos chegaram, fizemos a observação e o calculo da distancia focal, para que a gente consiga dimensionar nosso tubo. Sem a definição primaria do tubo, não temos noção de tamanho e diâmetro dele, sendo praticamente impossível saber tamanho das peças e outras partes necessárias.
Para calcular a distância focal do telescópio, começamos entendendo que ela é a distância entre o espelho primário e o ponto onde a luz converge para formar uma imagem nítida. A melhor forma que achamos para fazer tal observação, foi colocar um video no celular e por ele encostado na parede. Com o espelho em mãos, fui tentando mirar no celular, e refletir a imagem na parede. Assim que a imagem se formou, de forma nitida, temos a distancia da curvatura.
Agora é só aplicar a fórmula básica para calcular a distância focal (f) que é f=R/2, onde R é o raio de curvatura do espelho primário, ou a medida que você mediu. No meu caso, escolhi um espelho com raio de curvatura de 1800 (1metro e 80cm) mm, resultando em uma distância focal de 900 mm. Apesar de no momento da compra do espelho esse valor é informado, é sempre bom refazer o calculo e o teste, já que esse valor é crucial, pois determina o tamanho e as proporções do tubo do telescópio.
A distancia focal não determina o tamanho do tubo, pois a distancia focal é a distancia do espelho primário, até o seu olho. Logo, precisa ser calculado a distancia da imagem fazendo a curva de 90° no secundário até o final do focalizador também.
O dimensionamento do tubo do telescópio é outro passo vital. O comprimento do tubo deve ser ligeiramente maior que a distância focal para acomodar os suportes dos espelhos e o foco secundário. Decidi por um tubo com 650 mm de comprimento, dando uma margem de segurança para ajustes finos. O diâmetro do tubo também é importante; ele deve ser largo o suficiente para evitar a obstrução da luz, mas não tão grande a ponto de tornar o telescópio volumoso. Para um espelho de 114 mm, um tubo com diâmetro interno de 150 mm foi escolhido.
Modelar o suporte do espelho primário em 3D foi uma tarefa desafiadora, mas gratificante. O suporte precisa ser robusto o suficiente para manter o espelho firmemente no lugar, mas também permitir ajustes precisos. Usei um software de modelagem 3D para criar um suporte que pode ser impresso em uma impressora 3D. A vantagem de usar impressão 3D é a personalização e a capacidade de testar diferentes designs rapidamente. Dei uma boa pesquisada e tentei tirar o que tinha de melhor em cada modelo encontrado, pensando sempre na facilidade de impressão.
Nesse projeto, para fixação da base no tubo PVC, e para fixar o clip do espelho, foi usado parafusos M4, e para as molas, foi usado M6.
O espelho primário é talvez o coração do telescópio, deve ser fixado de maneira segura e ajustável. Para isso, o suporte 3D possui três parafusos de colimação, que permitem ajustar a inclinação do espelho, garantindo que a luz seja refletida corretamente ao longo do eixo do tubo. Estes parafusos são essenciais para a colimação, um processo de alinhamento que é vital para a performance do telescópio.
Além da colimação, a estabilidade do espelho é garantida por um sistema de clips que seguram o espelho pelas bordas, sem obstruir a superfície refletora. Este sistema mantém o espelho no lugar mesmo quando o telescópio é movido para diferentes posições durante a observação.
Para finalizar, o suporte do espelho primário foi desenhado para ser modular, permitindo futuras atualizações e ajustes. Com a modelagem 3D e a impressão em 3D, é possível criar componentes específicos para necessidades futuras sem precisar refazer todo o suporte. Os arquivos para download podem ser encontrados aqui https://www.thingiverse.com/thing:6685847, e caso precise de alguma modificação como tamanho da base, do espelho, clip, tamanho dos parafusos, por favor me informe que terei o prazer de modificar pra você.
Essa etapa inicial de construção do telescópio newtoniano foi crucial e estabeleceu as bases para as próximas fases. Cada detalhe, desde o cálculo da distância focal até o design do suporte do espelho, foi planejado com cuidado para garantir que o telescópio funcione de maneira otimizada, proporcionando imagens incríveis do céu noturno para mim e meu filho.
Construir um telescópio newtoniano é uma jornada empolgante que combina ciência, matemática e um toque de engenharia. No meu blog vou compartilhar cada passo dessa aventura, começando pelo cálculo da distância focal, dimensionamento do tubo, a modelagem e impressão do suporte do espelho primário e secundário, colimação e impressão do colimador laser, a mira, e muito mais.
Começamos com a distancia focal. Assim que os espelhos chegaram, fizemos a observação e o calculo da distancia focal, para que a gente consiga dimensionar nosso tubo. Sem a definição primaria do tubo, não temos noção de tamanho e diâmetro dele, sendo praticamente impossível saber tamanho das peças e outras partes necessárias.
Para calcular a distância focal do telescópio, começamos entendendo que ela é a distância entre o espelho primário e o ponto onde a luz converge para formar uma imagem nítida. A melhor forma que achamos para fazer tal observação, foi colocar um video no celular e por ele encostado na parede. Com o espelho em mãos, fui tentando mirar no celular, e refletir a imagem na parede. Assim que a imagem se formou, de forma nitida, temos a distancia da curvatura.
Agora é só aplicar a fórmula básica para calcular a distância focal (f) que é f=R/2, onde R é o raio de curvatura do espelho primário, ou a medida que você mediu. No meu caso, escolhi um espelho com raio de curvatura de 1800 (1metro e 80cm) mm, resultando em uma distância focal de 900 mm. Apesar de no momento da compra do espelho esse valor é informado, é sempre bom refazer o calculo e o teste, já que esse valor é crucial, pois determina o tamanho e as proporções do tubo do telescópio.
A distancia focal não determina o tamanho do tubo, pois a distancia focal é a distancia do espelho primário, até o seu olho. Logo, precisa ser calculado a distancia da imagem fazendo a curva de 90° no secundário até o final do focalizador também.
O dimensionamento do tubo do telescópio é outro passo vital. O comprimento do tubo deve ser ligeiramente maior que a distância focal para acomodar os suportes dos espelhos e o foco secundário. Decidi por um tubo com 650 mm de comprimento, dando uma margem de segurança para ajustes finos. O diâmetro do tubo também é importante; ele deve ser largo o suficiente para evitar a obstrução da luz, mas não tão grande a ponto de tornar o telescópio volumoso. Para um espelho de 114 mm, um tubo com diâmetro interno de 150 mm foi escolhido.
Modelar o suporte do espelho primário em 3D foi uma tarefa desafiadora, mas gratificante. O suporte precisa ser robusto o suficiente para manter o espelho firmemente no lugar, mas também permitir ajustes precisos. Usei um software de modelagem 3D para criar um suporte que pode ser impresso em uma impressora 3D. A vantagem de usar impressão 3D é a personalização e a capacidade de testar diferentes designs rapidamente. Dei uma boa pesquisada e tentei tirar o que tinha de melhor em cada modelo encontrado, pensando sempre na facilidade de impressão.
Nesse projeto, para fixação da base no tubo PVC, e para fixar o clip do espelho, foi usado parafusos M4, e para as molas, foi usado M6.
O espelho primário é talvez o coração do telescópio, deve ser fixado de maneira segura e ajustável. Para isso, o suporte 3D possui três parafusos de colimação, que permitem ajustar a inclinação do espelho, garantindo que a luz seja refletida corretamente ao longo do eixo do tubo. Estes parafusos são essenciais para a colimação, um processo de alinhamento que é vital para a performance do telescópio.
Além da colimação, a estabilidade do espelho é garantida por um sistema de clips que seguram o espelho pelas bordas, sem obstruir a superfície refletora. Este sistema mantém o espelho no lugar mesmo quando o telescópio é movido para diferentes posições durante a observação.
Para finalizar, o suporte do espelho primário foi desenhado para ser modular, permitindo futuras atualizações e ajustes. Com a modelagem 3D e a impressão em 3D, é possível criar componentes específicos para necessidades futuras sem precisar refazer todo o suporte. Os arquivos para download podem ser encontrados aqui https://www.thingiverse.com/thing:6685847, e caso precise de alguma modificação como tamanho da base, do espelho, clip, tamanho dos parafusos, por favor me informe que terei o prazer de modificar pra você.
Essa etapa inicial de construção do telescópio newtoniano foi crucial e estabeleceu as bases para as próximas fases. Cada detalhe, desde o cálculo da distância focal até o design do suporte do espelho, foi planejado com cuidado para garantir que o telescópio funcione de maneira otimizada, proporcionando imagens incríveis do céu noturno para mim e meu filho.