Montagens e Rastreamento de Telescópios

As montagens de telescópios e os sistemas de rastreamento apontam um telescópio para um alvo e o seguem suavemente à medida que a rotação da Terra o move pelo céu.

Definition

Uma montagem de telescópio é a estrutura mecânica e o sistema de controle que suporta o tubo óptico, permite que ele seja apontado para qualquer lugar acessível no céu e o aciona para rastrear objetos celestes contra a rotação aparente dos céus.

Scope

Este tópico abrange as geometrias de montagem equatorial e altazimutal, sistemas de acionamento e codificador, modelos de apontamento que corrigem flexão e desalinhamento, rastreamento sideral e rotação de campo, guiagem para manter a estabilidade sub-arco-segundo e o projeto estrutural que mantém a ótica alinhada enquanto o telescópio se move.

Core questions

• Como as montagens equatoriais e altazimutais diferem no rastreamento e na rotação de campo?
• Que precisão é necessária para o apontamento e para o rastreamento, e como cada uma é alcançada?
• Como os erros de flexão e alinhamento são modelados e corrigidos?
• Por que uma montagem altazimutal requer a desrotação do campo?

Key theories

Geometria equatorial versus altazimutal

Uma montagem equatorial alinha um eixo com a rotação da Terra para que um único acionamento de taxa constante rastreie o céu, enquanto uma montagem altazimutal mais barata e rígida deve acionar dois eixos em taxas variáveis e girar o campo para mantê-lo fixo.

Modelos de apontamento

Erros sistemáticos de desalinhamento de eixos, flexão gravitacional e imperfeições de rolamentos são caracterizados pela observação de estrelas de referência e ajustados em um modelo que o sistema de controle aplica para melhorar o apontamento absoluto.

Guiagem e estabilidade de rastreamento

Exposições longas exigem que os erros de rastreamento permaneçam abaixo do limite de seeing ou de difração, o que é alcançado por codificadores precisos e por autoguiadores que se fixam em uma estrela e enviam correções de volta aos acionamentos.

Clinical relevance

O desempenho da montagem e do rastreamento define a exposição utilizável mais longa e a precisão astrométrica e de imagem alcançável; a mudança para montagens altazimutais controladas por computador tornou a geração atual de telescópios muito grandes mecanicamente e financeiramente viável.

History

A montagem equatorial acionada por relógio de Fraunhofer na década de 1820 tornou possíveis longas exposições fotográficas, e os projetos equatoriais dominaram por mais de um século. À medida que os telescópios cresceram, a montagem altazimutal, mais leve e rígida, tornada prática pelo controle computadorizado, tornou-se padrão para grandes instrumentos a partir do BTA-6 soviético.

Key figures

• Joseph von Fraunhofer
• George Ellery Hale

Seminal works

• kitchin2013
• bely2003

Frequently asked questions

Por que os grandes telescópios modernos usam montagens altazimutais, apesar da necessidade de girar o campo?

As montagens altazimutais movem-se apenas nos eixos horizontal e vertical, sendo, portanto, muito mais rígidas, leves e baratas de construir em grandes tamanhos do que as montagens equatoriais. O custo é que ambos os eixos devem ser acionados em taxas variáveis e o campo de visão deve ser desrotacionado, o que o controle computadorizado agora gerencia rotineiramente.

O que é rotação de campo e por que ela é importante?

Em uma montagem altazimutal, a orientação do céu no plano focal muda à medida que o telescópio rastreia um alvo pelo céu. Sem um rotador de instrumento para compensar, as estrelas se arrastariam em exposições longas, então os telescópios altazimutais incluem um desrotador para manter o campo fixo.