Observatii prin lunete din lentile de ochelari

 Minuni mari la observator: am reusit sa finalizez marea luneta de 3 m realizata din lentile de ochelari, cu tub telescopic extensibil de la 3 m pana la 4,6 m lungime, format din doua burlanede 3 m si 2 m. Diametrul exterior al primului tub de 3m este de 90mm iar al doilea de 2m lungime este de 89mm. Un proiect relativ simplu la prima vedere, dar numai atunci cand materialele sunt deja disponibile, succesul este garantat si lucrarile pot incepe. In aceste conditii, totul a decurs foarte bine, iar asamblarea completa a durat o singura zi, avand deja tuburile optice taiate la dimensiune, cat si diafragmele interne gata croiote, vopsite si pregatite de inserare. A fost necesara doar montarea diafragmelor interne pentru reducerea diametrului intern util al tubului si eliminarea reflexiilor parazite. Deoarece este un design telescopic, aceste diafragme trebuie montate la distante precise una fata de alta. Scopul este eliminarea completa a oricarei iluminari interne. Interiorul tubului trebuie sa fie atat de intunecat incat sa fie vizibila doar lumina provenita de la lentila obiectiv din fata, fara alte reflexii. In interior trebuie sa fie un negru profund, asemanator carbunelui.

Observatorium Simpletum Corunca este cel mai mare observator astronomic din Romania si singurul in care se utilizeaza lentile de ochelari premium pentru constructia unor lunete gigant. Exista, desigur, si o limita impusa de optica: lentilele de ochelari cu dioptria de +0,25 cele mai “lente”, avand distante focale cuprinse intre aproximativ 3 m si 4,3 m care variaza in functie de prelucrarea lentilei. Aceasta este, in practica, limita acestor lentile; nu vei intalni astfel de lentile cu o focala reala de 5 m. Aceste lentile au o limita cat de lunga poate ajunge distanta focala deci cu astfel de tipuri de lentile ne oprim undeva la 4m, 4.3m distanta focala propriu-zisa. Dar pentru re-constructia istorico/experimentala a lunetelor din veacul al 17-lea a lui Hevelius, Huygens, Cassini si Campani sunt suficiente pentru publicul larg care uneori nu are acces la lentile de focala atat de lunga pe piata.

Pot mentiona faptul ca m-am inspirat din designul adoptat de Cassini la Observatorul din Paris pntru lunete lungi descris in lucrarea: ,,Johann Gabriel Doppelmayr'“Third Opening of the New Nicolai Bion School of Mathematics unde sunt descrise metodele de fabricatie si manufacturare a lunetelor din veacul al 17-lea.

Iata aspecte din timpul constructiei lunetei de 3m pana la 4.5m extensie din burlane metalice.

Tubulaturile de 3m si 2m

Adaptorul celulelor obiectiv stanga si dreapta adaptorul port-ocular pentru tubul de 3m

Adaptorul port-ocular

Burlanul de 3m

Burlanul de 3m

Suportul celulelor obiectiv al lunetei

Suportul celulelor obiectiv ale lunetei

Adaptorul portocular inserat  in tub

Inserarea diafragmelor este cea mai mare provocare. Acestea sunt realizate din banda izolanta vopsita si introduse in interior la distante precise, simetrice una fata de cealalta, astfel incat, odata ce tuburile sunt extinse, interiorul sa ramana complet negru, fara nicio reflexie. Acest lucru contribuie semnificativ la imbunatatirea contrastului si a calitatii imaginii. Interiorul burlanelor nu este suficient de intunecat pentru a elimina reflexiile de pe peretii interiori.

Interiorul marelui tub de 3m se vede prima diafragma din fata

Interiorul marelui tub de 3m se vede prima diafragma din fata

Interiorul marelui tub de 3m se vede prima diafragma din fata

Al doilea tub de 2m, in fata sistemul de blocare al celor doua tuburi odata extinse

Partea frontala a marelui tub de 3m cu suportul in care se insereaza ceula obiectiv cu sistem push pull

Partea frontala a celui de al doilea tub cu sistemul de blocare

Interiorul marelui tub de 3m se vede prima diafragma din fata

Interiorul celui de al doile tub de 2m se vede prima diafragmele din fata 3 la numar

Interiorul celui de al doile tub de 2m se vede prima diafragmele din fata 3 la numar

Una din diafragme 

Una din diafragmele interne in timpul manufacturari

Diafragma dinaintea vopsiri

Celule suport pentru lentile si adaptoarele portoculare

Celule obiectiv ale lentilelor si una din diafragmele interne

Asamblarea lunetei si testarea pozitei diafragmelor

Tubulatura de 3m e gata

Lentila obiectiv gata montata 

Adaptorul portocular gata instalat

Primele impresi la ocular sunt extraordinare

Totul este gata

Lentila obiectiv de 3m distanta focala

Luneta de 3m gata finalizata

Luneta de 3m

Totul a iesit impecabil la final, dupa finalizarea celui de-al doilea tub de 2 m si adaptarea diafragmelor interne, urmate de pozitionarea acestora in relatie cu diafragmele din tubul mare de 3 m, proces care a durat ceva timp pana la finalizare si testare.
In cele din urma, totul a iesit foarte bine. Toate diafragmele interne isi fac treaba si pot fi repozitionate daca este necesar. Ele stau foarte fixate in locul lor, iar in momentul introducerii trebuie sa intre mai strans in tub, pentru a nu aluneca din pozitia corecta.
Tubul de 3 m are doua diafragme interne si una detasabila. Aceasta din urma se monteaza doar atunci cand folosesc lentila cu focala de 3 m si nu este necesara montarea celui de-al doilea tub. Diafragma detasabila se introduce manual in interior, aluneca mai usor si poate fi scoasa ulterior daca doresc sa montez tubul de 2 m pentru extinderea tubulaturii. La urma voi vopsi tubul pe interior cu spray negru mat cu diafragmele montate in interior.

Iata un video unde testez lentila de 4m

Tubulatura de 4m

Seara de observatii

Miercuri, 1 aprilie, ora 20:10, ora de vară. Seeing bun, cer senin deasupra satului Corunca. Seara aceasta de observații a fost, fără îndoială, una dintre cele mai satisfăcătoare experiențe din întregul proiect al lunetelor simplet cu lentile de ochelari – un proiect care a pornit de la o idee aparent modestă și care s-a transformat treptat într-o serie de experimente optice riguroase, validate atât prin simulare numerică în OSLO, cât și direct pe cer.

Trebuie spus de la bun început că ideea nu este nouă. Flammarion o propunea deja în revistele sale de astronomie populară, iar în spațiul românesc ea a fost reiterată de autori precum Alexescu, Nadolschi, Sângeorzan și Todoran, în deceniile de după Al Doilea Război Mondial. Prezentul experiment nu face altceva decât să readucă această propunere în discuție cu mijloacele secolului al XXI-lea: simulare optică computerizată, experimente optice precise, masuratori sferometrice, re-constructie a lunetelor simplet din veacul al 17-lea, testare pe stea artificială și, în final, validare directă pe obiecte cerești reale.

Lentilele folosite ca obiective sunt semifabricate brute de 70mm diametru din plastic CR-39, fabricate de Rhein Vision România, dotate cu tratament antireflexiv și acoperire HMC de calitate superioară. Avantajul esențial al acestor lentile față de echivalentele din sticlă minerală este omogenitatea lor optică remarcabilă: absența striațiilor, a incluziunilor și a variațiilor locale de indice de refracție, defecte frecvente în sticla suflată sau presată. Un alt avantaj practic, subapreciat la prima vedere, constă în prezența marcajelor laterale de calibrare mici repere gravate pe muchia lentilei, care permit identificarea orientării optime și reproducerea ei cu exactitate la fiecare montare. Odată rotite în poziția în care discul Airy al unei stele artificiale este perfect rotund și simetric, lentilele sunt fixate definitiv în această orientare și reproduc sistematic performanța maximă.

Prima lunetă scoasă la cer a fost cea de 2 metri distanță focală, utilizată la diametrul util de 16mm. Tubul metalic telescopic, vopsit mat la interior și prevăzut cu diafragme intermediare antiparazit, a fost montat pe suportul improvizat și orientat spre cerul sudic. Ocularul Kellner de 25mm oferă la această focală o mărire de 80x, cu un câmp real de aproximativ 0.6 grade și o pupilă de ieșire de 0.2mm.

Luneta de 2m distanta focala folosita la 16mm diametru

Luneta de 2m distanta focala folosita la 16mm diametru

Luneta de 2m distanta focala folosita la 16mm diametru

Luneta de 2m distanta focala folosita la 16mm diametru

Luneta de 2m distanta focala folosita la 16mm diametru

Prima stea testată a fost Sirius, aflat la o înălțime convenabilă deasupra orizontului sudic. Imaginea a fost remarcabilă: discul Airy central mare și luminos, inconjurat de trei inele de difracție concentrice, perfect definite și perfect circulare. Prezența a trei inele vizibile este semnul distinctiv al unui sistem optic care lucrează în regim limitat difracțional cu un Strehl în zona 0.80 - 0.85 exact intervalul prezis de simulările OSLO pentru această configurație. Programul nu minte, iar cerul a confirmat fiecare cifră.

Momentul de vârf al serii cu luneta de 2m a fost observarea lui Castor, steaua dublă din constelația Gemenilor. La 80x mărire, care reprezintă cinci ori diametrul aperturii exprimate în milimetri, Castor a apărut sub forma unui opt clar conturat: două discuri Airy distincte, separate, cu propriile inele de difracție parțial vizibile în jurul fiecăruia. Separarea angulară curentă a celor două componente ale lui Castor se situează în jurul valorii de 5.6 secunde de arc. Limita Rayleigh teoretică pentru o apertura de 16mm este de 8.6 secunde de arc ceea ce înseamnă că această separare se află, tehnic vorbind, sub pragul de rezoluție al instrumentului. Și totuși, forma de opt a fost clară. Explicația rezidă în combinarea mai multor factori favorabili: un seeing excepțional în acea seară, un raport de luminozitate aproape egal al celor două componente care maximizează contrastul la separare minimă, și un Strehl real al lentilei ușor superior valorii simulate, fapt deja sugerat de testele anterioare pe stea artificială. Această observație, mai mult decât oricare alta din seară, a demonstrat că lentila funcționează cu adevărat în regim limitat difracțional, nu doar pe hârtie.

Jupiter a urmat firesc pe lista de ținte. La 80x discul planetar a apărut rotund, curat, fără niciun halou cromatic vizibil la margini o consecință directă a cromatismului longitudinal de doar 100mm al acestei configurații, sub pragul perceptibil la măriri moderate. Sateliții galileeni, Io, Europa, Ganymede și Callisto, au fost ușor de identificat ca puncte luminoase distincte, repartizate pe ambele părți ale discului. Benzile joviiene, NEB și SEB, s-au prezentat cu dificultate la 80x, ceea ce este pe deplin explicabil: la 16mm apertura, rezoluția limită permite abia separarea marginală a celor două benzi principale ca structuri individuale, iar contrastul lor față de zona ecuatorială luminoasă rămâne la pragul percepției vizuale. Reducerea măririi la 62x prin ocularul de 32mm a adus o îmbunătățire imediată: imaginea mai luminoasă și câmpul mai larg au permis perceperea mai clară a structurii cromatice a discului jovian. Este un efect bine cunoscut în observarea vizuală a planetelor: uneori mai puțin înseamnă mai mult. O mască circulară din carton cu diametrul de aproximativ 25cm, montată în jurul ocularului pentru a bloca lumina parazită din ambient, s-a dovedit o îmbunătățire semnificativă și extrem de simplă, crescând contrastul perceput și facilitând identificarea structurilor fine ale discului jovian.

Luna, aflată în faza de Lună Plină, a constituit ultima țintă a serii cu luneta de 2m. La 16mm diametru și 80x mărire, imaginea lunară a fost superbă: clară, bine definită, cu terminatorul și marginile craterelor bine conturate. Absența disconfortului vizual, atât de frecvent la Lunile pline prin telescoape cu aperturi generoase, a constituit o plăcere în sine. La această apertura mică, fluxul luminos intrat în ochi rămâne ușor tolerabil fără niciun filtru, iar imaginea poate fi contemplată relaxat și îndelungat.

A doua parte a serii a aparținut lunetei de 3 metri distanta focală, montată pe un suport în stil Dobson. Tubul metalic extins la lungimea de lucru, a produs câteva trepidații mai accentuate față de luneta mai scurtă, dar acestea au rămas în limite perfect tolerabile pentru observații vizuale la măriri de 120x. Primul test a constat în verificarea limitei aperturii utile prin observarea unui disc stelar strălucitor la diferite diametre ale diafragmei. La 20mm au apărut imediat trei raze de difracție suplimentare ieșind din discul Airy, exact aberația prezisă de OSLO pentru această configurație la această apertura. Reducerea la 18mm a eliminat instantaneu orice artefact, restabilind discul Airy perfect circular și curat. Această concordanță exactă dintre predicția numerică și observația directă rămâne, probabil, cel mai impresionant aspect al întregului proiect.

Jupiter la 120x prin luneta de 3m a constituit revelația serii. La o mărire care reprezintă aproape șapte ori diametrul aperturii exprimate în milimetri, discul jovian s-a prezentat mare, luminos, absolut lipsit de aberații cromatice vizibile și cu benzile ecuatoriale NEB și SEB clar distincte, observabile de la prima privire fără niciun efort de acomodare. Faptul că benzile joviiene sunt vizibile la 18mm apertura și 120x mărire printr-un singlet menisc din plastic CR-39, cu o focală de 3 metri construită artizanal din burlane metalice și lentile de ochelari, este o demonstrație practică și neechivocă că fizica optică funcționează cu o precizie absolută și că calitatea imaginii este determinată de geometria optică și calitatea materialului, nu de complexitatea designului sau de prețul instrumentului.

Rigel și Sirius, observate la 120x, au prezentat discuri Airy mari și bine conturate, cu inelele de difracție clare și concentrice, confirmare suplimentară a comportamentului limitat difracțional al instrumentului la apertura de 18-19mm.

Luneta de 4 metri focală, deocamdată nefuncțională din motive mecanice, constituie următoarea etapă a proiectului. Soluțiile de montare analizate includ varianta cu două puncte de sprijin pe montura Dobson, cu capătul frontal sprijinit pe o scară și capătul ocularului pe un trepied orientabil, sau varianta completă în stil Dobson cu un suport auxiliar mobil la capătul opus, permițând direcționarea instrumentului de la ocular. Aceasta din urmă reproduce soluțiile istorice ale lui Cassini și Huygens, care orientau lunetele lor lungi de zeci de metri cu ajutorul frânghiilor și catargelor din lemn. Fizica a rămas aceeași în trei secole și jumătate. Ingeniozitatea constructivă continuă să fie cheia.

Observatorul improvizat din curtea casei din Corunca - denumit cu umor și afecțiune Observatorium Simpletum Corunca a primit în această seară de 1 aprilie confirmarea că poate rivaliza, ca experiență astronomică autentică, cu instrumente mult mai sofisticate și mai costisitoare. Nu pentru că lentilele de ochelari înlocuiesc apocromatele moderne sau telescoapele cu aperturi mari, ci pentru că ele oferă o legătură directă și tangibilă cu tradiția astronomică a lui Huygens, Cassini și Hevelius, și pentru că demonstrează că lumina stelelor și fizica difracției sunt la îndemâna oricui are curiozitatea, răbdarea și ingeniozitatea de a construi cu propriile mâini un instrument care să le captureze