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Alinhamento Polar Por Derivação

Telescópios
Todo telescópio é suportado por alguma montagem que pode pertencer a um dos dois tipos: azimutal ou equatorial.  Enquanto uma montagem azimutal possui uma grande simplicidade em sua  construção e um custo de produção bastante baixo, esta precisa ser  movimentada em dois eixos e, em geral, não é adequada para  astrofotografia com grandes tempos de exposição.

Por outro lado, uma montagem equatorial, permite o  acompanhamento dos objetos celestes movimentando-se apenas em um eixo e  se bem dimensionada e posicionada, será possível fazer longas exposições  fotográficas. Entretanto, seu custo de produção é elevado sendo comum,  muitas vezes, ser três a seis vezes o valor do tubo óptico do  telescópio.

Há dois tipos de montagens equatoriais que são  encontradas nos telescópios amadores: a equatorial alemã ou germânica e a  equatorial de forquilha:


Figura 1 - Telescópios Schimidt-Cassegrain monstrados sobre montagem equatoriais de forquilha (A) e alemã (B).

Cada tipo de montagem tem suas qualidades e  limitações e o embate entre entusiastas de cada modelo acaba por não ter  nenhum vencedor.

A montagem equatorial alemã é o desenho clássico  utilizado para suportar os mais variados tubos ópticos ou OTA (Optical  Tube Assembly), permitindo o uso da mesma montagem para diferentes OTA's. Alterando-se simplesmente a posição dos contrapesos, diversos  equipamentos podem ser colocados sobre a montagem. Uma vez que o centro  de massa do tubo óptico esta próximo ao centro de suporte da coluna ou  do pier da montagem, esta pode suporta uma carga maior que uma montagem  em forquilha correspondente.Uma monagem alemã clássica pode facilmente suportar longos tubos de telescópios refratores ou newtonianos.

Uma desvantagem da montagem alemã é a necessidade  de rotacionar o tubo do telescópio quando o objeto que se esta  observando cruza o meridiano celeste (passagem meridiana).
 
Por outro lado, a configuração equatorial em  forquilha é excelente para operação de tubos compactos como os  telescópios Schimidt-Cassegrain. Diferente da montagem alemã clássica, o acompanhamento de um objeto mesmo quando este cruza o meridiano é  contínuo, sem nenhuma limitação. Como a montagem em forquilha não necessita de  contrapesos como na equatorial alemã, esse tipo de montagem é mais  compacta e fácil de ser transportada.

Entretanto, como o telescópio esta suspenso em uma  posição distante do centro da coluna ou pier da montagem, essa  arquitetura suporta menor carga do que uma montagem equatorial alemã equivalente. Outra desvantagem é que a forquilha é confeccionada com uma  largura específica para um tubo óptico e com isso não permite o uso de  diferentes OTA's na mesma montagem. O curto comprimento da forquilha não  comporta o uso de longos telescópios refratores ou newtonianos.

Toda montagem possui uma capacidade de carga, isto  é, quanto de peso em equipamento a mesma poderá suportar sem sobrecarga.  Essa capacidade de carga é conhecida como "Payload" e é um item cujo  conhecimento é de importância capital.



Figura 2 - Montagems equatoriais. Montagem equatorial  HEQ5 Pro, Skywatcher, capacidade de carga de 13.7 kg (A); montagem  equatorial CG4 (EQ3-2), Celestron, capacidade de carga de 9.07 kg (B);  e, montagem equatorial MI 500G, Mathis Instruments, capacidade de carga  82 kg (C).

 
As montagems ilustradas acima são também  denominadas de cabeças da equatorial, uma vez que é muito comum  confundir com a montagem o tripé ou o pier que a sustenta. A montagem em  si é apenas constituída pela cabeça da equatorial, podendo esta ser  atrelada a um tripé de aço inox ou outro material, ou a um pier (tubo)  de ferro ou outro material. Em geral, montagens de alta capacidade de  carga são projetadas para suportes fixos, seja uma coluna ou um pier de  ferro ou aço, devido ao seu peso e tamanho.

Muitos astrofotografos renomadaos tem por norma  utilizar a metade da capacidade de carga de uma montagem equatorial.  Assim, se a capacidade de carga da montagem é de 20 kg, utiliza-se no máximo equipamento que totalizem 10 kg de carga. Alguns operam mesmo com  fatores mais estreitos como, por exemplo, 1/4 da capacidade de carga; o  que, neste exemplo, corresponderia a 5 kg de carga total.

Além desses fatores, há diversos outros que podem  influenciar naobtenção de uma astrofotografia excepcional ou não e,  naturalmente, não é possível considerar todos neste espaço. Entretanto,  não adianta ter uma excepcional montagem equatorial, uma óptica muito  boa, uma capacidade de carga adequada, um excelente sistema de  acompanhamento, se a montagem for mal alinhada com o pólo celeste de  modo preciso e permitir o tempo de exposição que se deseja obter.

A Esfera Celeste



Figura 3 - A esfera celeste mostrando seus principais pontos de orientação (hemisfério sul).


Figura 4 - Cabeça da equatorial mostrando os principais componentes.

Uma equatorial precisa ter seu eixo de Ascenção Reta  (AR)apontando para o pólo celeste (norte ou sul). Para isso, é  necessário que a montagem esteja alinhada perfeitamente com a linha  Norte-Sul geográfica e que a elevação da cabeça da equatorial  corresponda a altitude em que o pólo celeste se encontra no local de  observação. Esta altitude corresponde a latitude do observador; assim,  se o observalor localiza-se no Rio de Janeiro cuja latitude é de 22  graus Sul, este valor deve ser colocado na escala de latitude que  acompanha a maioria das montagens equatoriais (Figura 4). Por mais bem  construída que seja a escala de latitude, dificilmente ela terá precisão  suficiente para posicionar corretamente a altitude do pólo celeste. A  correção será efetuada utilizando-se o método de derivação.

Para se alinhar o eixo de AR com a linha Norte-Sul,  podemos nos utilizar de uma bússola comum considerando-se a declinação  magnética do local de observação ou mais simplificadamente de uma bússola digital a qual já contabiliza a declinação magnética em sua  leitura. Os valores de latitude e longitude podem ser obtidos de  diversos links na Internet e um dos melhores esta localizado em: Latitude e Longitude.

De posse das coordenadas geográficas do local de observação, podemos computar a Declinação Magnética através de: Magnetic Declination Calculator.

Esse procedimento nos permite alinhar  aproximadamente a nossa montagem equatorial com o eixo Norte-Sul e o  pólo celeste, independente de outros fatores como obstrução do campo de  visão necessário no alinhamento pela estrela Polar (no hemisfério norte)  ou através de sigma octantis (no hemisfério sul).

Algumas montagens equatoriais possuem uma pequena  luneta em sua base que permite o alinhamento com o eixo Norte-Sul  utilizando-se a estrela Polar no hemisfério norte ou a estrela sigma  octantis no hemisfério sul (Figura 5). Infelizmente esse procedimento  possui fatores que podem dificultar a sua realização. Enquanto que no  hemisfério norte a estrela Polar apresenta uma magnitude de 1.96, no  hemisfério sul, sigma octantis possui magnitude de 5.43 o que pode ser  bastante difícil de ser observada em regiões com maior nível de poluição  luminosa. Outra barreira é a região do pólo sul celeste ser inacessível  ao telescópio, tornando essa luneta inutil. Assim, é importante  sabermos alinhar nossa montagem independente de referências estelares.



Figura 5 - Simulação no StarryNight Digital da região do céu no  hemisfério norte (acima) e no hemisfério sul (abaixo) mostrando a  estrela Polar (magnitude 1.96) e sigma octantis (magnitude 5.43, ponta  da seta laranja). Latitudes aproximadas de 30 graus Norte (acima) e 22  graus Sul (abaixo).


Descanso para o café
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