La montatura equatoriale

Struttura — Funzionamento
Cercatore ed errore di parallasse
Messa in stazione

a cura di Paolo Botton
aggiornato: 23 giugno 2015


La montatura equatoriale è costruita in modo da emulare la rotazione terrestre, pertanto è in grado di ruotare intorno ad un asse, chiamato Asse Orario o Asse Polare, dove si legge il valore dell'Angolo Orario (trattato in seguito) di un oggetto da osservare.
Un altro movimento avviene lungo i cerchi orari (che, dall'articolo sulle Coordinate sappiamo essere i meridiani celesti), in modo da consentire al telescopio di puntare le stelle a qualunque distanza dall'equatore celeste, utilizzando la misura di Declinazione δ.
La montatura equatoriale descrive cerchi sempre paralleli o perpendicolari all'equatore celeste, proprio quello che fanno le stelle nel loro moto apparente, descrivendo ogni 24 ore un parallelo celeste e mantenendosi sempre alla stessa distanza dall'equatore.
Questa caratteristica permette di compensare il moto apparente degli astri, ossia lo spostamento degli oggetti celesti dovuto alla rotazione terrestre, agendo su un solo asse.


Movimento di Ascensione Retta AR


Movimento di Declinazione δ

Vediamo di esplicitare meglio questo concetto.
La terra percorre un angolo giro di 360° in circa 24 ore; questo ci dice che in un'ora percorrerà:
360° ÷ 24 = 15°.
In un minuto percorrerà:
15° ÷ 60 = 0,25° cioè un quarto di grado che corrispondono a 15 minuti d'arco (infatti 1° = 60 minuti e 60 ÷ 4 = 15).
Abbiamo letto, parlando del Telescopio, che il campo realmente inquadrato da un oculare è dato dal rapporto tra il campo apparente dell'oculare (dichiarato dal costruttore) e l'ingrandimento ottenibile con l'uso di quel determinato oculare.
Riprendiamo l'esempio che presupponeva l'uso di un oculare da 25mm di lunghezza focale, il cui campo apparente era di 45°, con un telescopio da 2000mm di lunghezza focale.
L'ingrandimento è dato da: 2000mm ÷ 25mm = 80×.
Il campo reale sarà quindi: 45° ÷ 80× = 0,56°.

Osservando con questo telescopio ad 80 ingrandimenti, il campo inquadrato dall'oculare è di circa mezzo grado, ossia 30 minuti d'arco, ed un astro posto al centro del campo tenderà ad uscire dalla visuale dopo 1 minuto a causa della rotazione che "sposta" un punto di 15 minuti d'arco ogni minuto.
Le montature equatoriali permettono di compensare il movimento angolare agendo sul moto micrometrico dell'asse polare, sia in modo manuale, sia in modo automatico con l'ausilio di un apposito motore.


Fig. 1 - montatura equatoriale; questa è chiamata montatura equatoriale alla tedesca.

Prima di passare alla pratica con la montatura equatoriale, è bene ricordare che ogni buon telescopio possiede il suo cercatore, ossia un piccolo cannocchiale montato in parallelo al tubo principale, con cui traguardare in modo approssimativo gli astri da osservare.
Qualunque manuale allegato al telescopio richiede, prima di avviare qualsiasi attività ossservativa, che il cercatore abbia gli assi del crocicchio paralleli uno all'asse di Ascensione Retta e l'altro a quello di Declinazione e che le ottiche del telescopio e quelle del cannocchiale cercatore siano allineate, in modo da eliminare o ridurre l'errore di parallasse.

Il parallasse è un effetto che risulta dalle differenti proiezioni su uno sfondo lontano dello stesso oggetto, visto da due punti diversi.


Lo stesso oggetto, fisso, risulta spostato se osservato da due punti diversi anche se poco lontani tra loro

Regolare la posizione degli assi del crocicchio è un intervento facile.
Per ridurre o eliminare l'errore di parallasse è necessario inquadrare nel centro dell'oculare, con ingrandimenti medi, una stella luminosa, oppure un oggetto distante una decina di chilometri come un campanile o una torre idrica.
Dopo aver inquadrato l'oggetto lontano, è necessario agire sulle viti di regolazione del cercatore per fare in modo di collimare lo stesso oggetto con il centro del reticolo.
Terminata questa operazione si può essere ragionevolmente certi che qualunque astro inquadrato nel cercatore, sarà visibile nel centro del campo dell'oculare (e quindi l'oggetto, visto da due punti diversi, coincide e non lo si vede spostato).


Perché ci serve questa precisione sarà chiaro tra qualche riga...

Abbiamo visto che questo tipo di montatura permette al telescopio di muoversi lungo i due assi, ma questo non avviene né in verticale, né in orizzontale e la cosa potrebbe risultare poco intuitiva, almeno per chi inizia.
Iniziamo a capire come si posiziona l'Asse Polare (o Orario) della montatura che, risultando solidale con l'asse di rotazione del pianeta, permette di compensare il moto apparente delle stelle e di mantenere il telescopio puntato sull'oggetto da osservare.
Per fare in modo che l'Asse Orario assolva a questo compito, deve essere posto parallelamente all'asse di rotazione della Terra.
Per ottenere questa posizione, è sufficiente mettere in bolla la montatura e spostarla per orientare l'asse polare del telescopio verso Nord (nel nostro emisfero) e fare poi in modo che lo stesso asse polare sia inclinato, rispetto al piano orizzontale, degli stessi gradi della latitudine φ (si legge fi, romanizzata in phi) del luogo di osservazione.
Usando le viti di regolazione dell'altezza della montatura facciamo in modo che la tacca di riferimento si posizioni sulla scala graduata al valore della nostra latitudine (figura 2).


Fig. 2 - messa in stazione del telescopio con montatura equatoriale.

A questo punto, se le operazioni preliminari hanno una precisione sufficiente, da qualche parte nel campo del cercatore del telescopio, se le ottiche sono posizionate come indicato in figura 1 (col tubo ottico perfettamente parallelo all'asse polare), dovrebbe esserci la Stella Polare. Con l'ottica del cercatore allineata a quella del telescopio, la Polare dovrebbe essere presente anche al centro del campo dell'oculare.
Se la Polare non si trova nel centro del reticolo, non abbiamo completato l'opera; in genere, è una condizione normale perché raramente le scale graduate degli strumenti sono precise.
Tenendo in considerazione che non tutti hanno un cannocchiale polare inserito nella montatura equatoriale, per un aggiustamento decente, si dovrebbe traguardare la Stella Polare nel centro del reticolo del cercatore, agendo ancora sul movimento di altezza e/o su quello di azimut presenti sulla base della montatura (NON operare ancora sull'asse di declinazione o su quello orario - non servono per la messa in stazione).
In questo modo il telescopio è messo in polo o messo in stazione in modo approssimativo ma sufficiente per le osservazioni visuali.
L'asse polare risulta parallelo all'asse di rotazione del nostro pianeta e normale al piano dell'equatore celeste con un margine d'errore non troppo grossolano - circa 1 grado, dato che la Polare ha declinazione pari a 89° 15', rispetto ai 90° del Polo Nord celeste.
Il sistema va bene se non si devono fare fotografie; diversamente insorgono problemi: se l'asse polare non punta esattamente verso il Polo Nord celeste, le stelle che osservo tendono a uscire dal campo visivo in direzione Nord o Sud (poli relativi al numero di riflessioni degli elementi ottici - che per il C8 porta, rispetto al campo di vista, il NORD in basso, il SUD in alto, l'OVEST a sinistra e l'EST a destra).
Le due immagini mostrano rispettivamente il time-lapse di 9 minuti della ripresa di un ammasso globulare senza un corretto allineamento polare e il time-lapse delle riprese dello stesso oggetto dopo una corretta messa in stazione.

Per compensare l'effetto, quindi per stazionare correttamente il telescopio, utilizzo il metodo della deriva in declinazione, che richiede pazienza e tempo.
Inserisco nel diagonale un oculare ad alto ingrandimento (un 8mm per il mio C8), faccio coincidere le linee di riferimento del reticolo con i movimenti di AR e Dec ed allineo al meglio l'asse polare del telescopio verso il Polo Nord Celeste.
Punto una stella luminosa situata a SUD, nella zona del meridiano locale, vicina all'equatore celeste; se posso entro 30° dal meridiano e 5° dall'equatore.
Centro la stella nel crocicchio. Se l'oculare non è dotato di reticolo, piazzo la stella sul bordo Nord o Sud del campo di vista e sfuoco leggermente.
Accendo la montatura e ignoro qualunque fenomeno di deriva a Est o a Ovest.
Controllo come si muove la stella per una decina di minuti.
Se la stella si muove verso Sud, allora l'asse polare punta troppo a Est; ruoto l'asse verso Ovest, operando sul controllo di AZIMUT.
Se la stella si muove verso Nord, allora l'asse polare punta troppo a Ovest e ruoto l'asse verso Est, operando sul controllo di AZIMUT.
Ricentro la stella al centro del reticolo agendo sulla pulsantiera.
Effettuo una verifica per altri 5 minuti; se persiste una deriva in declinazione, ripeto la calibrazione fino ad escluderla.


Strumento puntato a SUD, su una stella prossima all'Equatore e al Meridiano Locale

Punto quindi lo strumento ad EST, collimando al centro del reticolo una stella con una declinazione di 45°.
Controllo come si muove la stella in declinazione per una decina di minuti:
Se la stella si muove verso Sud, allora l'asse polare punta troppo in basso e sposto l'asse della regolazione dell'altezza verso l'alto.
Se la stella si muove verso Nord, allora l'asse polare punta troppo in alto e sposto l'asse della regolazione dell'altezza verso il basso.
Ricentro la stella al centro del reticolo agendo sulla pulsantiera.
Se persiste la deriva, ripeto la calibrazione fino ad escluderla.

Se l'orizzonte Est non è visibile, effettuo l'operazione sull'orizzonte Ovest, ma...
Se la stella si muove verso Sud, allora l'asse polare punta troppo in alto e sposto l'asse della regolazione dell'altezza verso il basso.
Se la stella si muove verso Nord, allora l'asse polare punta troppo in basso e sposto l'asse della regolazione dell'altezza verso l'alto.
Ricentro la stella al centro del reticolo agendo sulla pulsantiera.
Se persiste la deriva, ripeto la calibrazione fino ad escluderla.


Strumento puntato a EST, su una stella con declinazione di circa 45°

A questo punto devo ripetere il procedimento dall'inizio, perché ogni aggiustamento introduce un elemento scompensativo a danno del precedente.
Quando non più apprezzo evidenti derive in declinazione, il telescopio è allineato e posso avviare l'osservazione.

Qualunque metodo si utilizzi, alla fine della messa in stazione, l'asse polare dovrà rimanere sempre puntato verso la Stella Polare.
Questo consente di inseguire un oggetto celeste nel suo movimento apparente, che va da est verso ovest, soltanto ruotando il telescopio attorno all'asse polare, alla stessa velocità angolare della Terra ma con verso contrario. Questo tipo di movimento lungo l'asse polare è definito movimento in ascensione retta.
L'altro asse non è importante ai fini dell'inseguimento, ma lo è per il puntamento dell'oggetto da osservare; questi è l'asse di declinazione e il movimento lungo questo asse è detto movimento in declinazione.

Prima di traguardate ed inseguire un astro è propedeutico affrontare un po' di matematica e acquisire le nozioni sulla misura del tempo in astronomia.
È un passo importante perché questo studio permetterà di poter puntare un astro con una montatura equatoriale classica, cioè non dotata di pulsantiera (la pulsantiera è un sistema elettronico che pilota entrambi gli assi di declinazione e ascensione retta e che permette di puntare uno qualsiasi degli oggetti inseriti nel suo database senza conoscere la teoria che ci sta dietro).
Individuare l'equatore celeste è stato facile con la messa in stazione; ora dobbiamo svincolarci dall'individuazione del punto d'Ariete, poiché in qualsiasi momento della giornata la sua posizione rispetto al meridiano e all'orizzonte cambia in continuazione a causa della combinazione dei moti di rotazione della Terra attorno al suo asse e rivoluzione attorno al Sole.
La Misura del Tempo è il prossimo argomento da affrontare.


© Paolo B.
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