ll TOTEM: come ho costruito il telescopio - di Ugo Ercolani
35 - I cerchi di ascensione retta
Un grosso problema
Sembrava insormontabile.
La soluzione adottata per il movimento della motorizzazione di ascensione
retta, non permetteva assolutamente di installare, sugli ingranaggi di
accoppiamento, un indicatore per rilevarne i movimenti.
Parafrasando un vecchio detto che parla del rapporto tra Il Profeta e la
montagna, ho pensato: se il cerchio graduato non sta sul movimento, portiamo il
movimento dove sta il cerchio graduato.
Lapalissiano? Forse si. Certo è, che mi ha dato da studiare.
Un movimento o due?
Tante montature di produzione commerciale, dotate di cerchi di A.R.
utilizzano un sistema che non mi piace.
Il valore indicato dai cerchi è valido esclusivamente nel momento in cui si
mette a segno correggendo la posizione del cerchio.
Dopo alcuni minuti, a causa dell'inseguimento, sia con motore sia a mano,
dell'oggetto che si sta osservando, rileviamo che il valore indicato dal cerchio
è cambiato.
Essendo chiaro che l'ascensione retta di una stella ha sempre un identico
valore, dobbiamo dedurre che il cerchio graduato, dopo un po' di tempo, non
indica più il giusto.
Come risolvere il problema?
Semplice: oltre al cerchio graduato deve ruotare anche l'indicatore.
Se chiediamo ad un orologio funzionante di segnare sempre la stessa ora,
dobbiamo far ruotare sia la lancetta sia il quadrante.
Cosi ho fatto.
Un posto privilegiato
Ricordate il motorino del giradischi? Bene: il mio laboratorio, dove tutto
cresce e nulla si distrugge, era fornito anche del piatto del giradischi!
Un piatto bellissimo, tutto in alluminio pressofuso e tornito in ogni sua
parte, che pesava circa un chilo, con un diametro che si avvicinava ai 31cm.
Faccio velocemente due conti e decido: uso questo.
La parte anteriore della base dello strumento era caratterizzata dalla
presenza del tubo in acciaio a sezione rettangolare da 20 x100mm che reggeva il
disco da freni fissato al basamento.
Era una superficie piana, robusta, inclinata a 45° e ben visibile, che era
in grado di accogliere agevolmente il piatto del giradischi.
Il progetto
Come l'orologio indicato in precedenza, dovevo costruire una
"lancetta" coassiale con il piatto stesso, il "quadrante",
ognuno dei quali prelevava il movimento da due posizioni diverse.
Il quadrante riceve il movimento direttamente dal motore di ascensione retta,
naturalmente prelevato dall'ingranaggio piccolo che comanda la rotazione
dell'ingranaggio principale.
La lancetta riceve il movimento dalla rotazione della forcella prelevato dal
tirante centrale, attraversato dai cavi elettrici, appositamente reso solidale
con il disco da freni al quale la forcella era fissata.
Una idonea quantità di pulegge e rinvii avrebbe permesso la trasmissione del
movimento via cavo...
Anzi, via "cavetto", utilizzai infatti quei cavetti in materiale
plastico che si trovano in commercio per comandare l'apertura o chiusura delle
tende per finestre.
Questi cavetti hanno una caratteristica importantissima: con un accendino e
un po' di pratica, si riesce facilmente a congiungerne solidamente i capi.
A questo modo è semplicissimo costruire cinghie di tutte le misure.
La scala graduata
Con un metro misurai la circonferenza del piatto:97cm.
La suddivisione del disco doveva essere legata, in qualche modo, ai valori
con cui gli astronomi hanno suddiviso la sfera celeste.
Questi valori sono: 24 ore = 48 mezzore = 96 quarti d'ora = 288 cinque minuti
= 1440 minuti.
Portando con il tornio la circonferenza al valore di 96cm, potevo, con un
metro fissato al bordo esterno del piatto, rilevare dai trattini lunghi che
indicano i centimetri, i 96 quarti d'ora.
Naturalmente ogni due centimetri troveremo la mezzora e ogni quattro
centimetri si rileva l'ora.
Di conseguenza avremo il quarto d'ora che è suddiviso in 10mm: è facile
dedurre che ogni millimetro indica uno spostamento di un primo e trenta secondi.
Un laboratorio che si rispetti è dotato di metri di ogni tipo.
Ne trovai uno, tra i soliti metri metallici che si arrotolano nella propria
custodia, che aveva i numeri indicati al centro con dimensioni abbastanza
ridotte da essere coperti, da un nastro adesivo per etichettatrici, lasciando
chiaramente a vista le linee più lunghe che indicavano i centimetri.
Evitando la parte iniziale del metro, con gancetti, bollini, linee consumate
dall'usura e deformazioni, ricavai dalla parte centrale, era lungo due metri, un
pezzo lungo un metro.
Dopo aver ridotto con il tornio, in modo rocambolesco, il diametro del disco
sino a portare la circonferenza a 960mm, cosparsi il metro e il disco di colla
per laminati plastici.
Un foro nel disco e due fori nel nastro d'acciaio, mi permisero il fissaggio
della scala graduata con il metro che, naturalmente, si sovrapponeva per quattro
centimetri.
Durante la precedente tornitura preparai, in una parte del piatto non
impegnata dal metro, una gola idonea per accogliere la "cinghia" di
cui ho parlato poco fa.
Dopo varie prove, ritenni conveniente coprire con nastro adesivo per
etichettatrici i numeri indicati nel metro e, con "trasferelli"
gentilmente offerti da Guido, che seguiva con attenzione ogni fase della
lavorazione, segnare i valori di ascensione retta.
La lancetta
Inserito a forza un asse forato, foro interno di 6mm, nel centro del disco
(il tornio mi aiutò ancora una volta per curare la perpendicolarità
dell'asse), mi preoccupai di costruire la lancetta.
Un asse forato da 6mm di diametro, un disco di alluminio dello spessore di
circa un centimetro, un tondino del diametro di 3mm, un anello con diametro
interno di 16mm, un tubetto, un LED ed un pezzo di cavetto flessibile
telefonico.
Tutto questo era necessario per la costruzione della lancetta.
Alcuni grani fissavano la lancetta al disco, il disco all'asse e la puleggia
all'asse stesso.
Il foro nell'asse della lancetta, permette il passaggio del cavo di
alimentazione del LED che illumina la scala graduata.
Il tutto è installato nella base con un'inclinazione di 45°.
Collegamento ai movimenti
Era compito della lancetta indicare gli spostamenti dell'asse di ascensione
retta.
Potevo far funzionare correttamente l'indicatore collegando la puleggia
fissata alla lancetta con una, di identico diametro, fissata al tubo di
assemblaggio del gruppo di ascensione retta.
Questo tubo era stato in precedenza reso solidale con il disco da freni della
forcella.
La puleggia era stata inserita, naturalmente, prima di far attraversare il
tubo dal fascio di conduttori elettrici.
Durante la costruzione ritenni, forse inconsciamente, di preparare l'asse del
piccolo ingranaggio di trasmissione del movimento di ascensione retta in modo
che uscisse anche dalla parte posteriore del riduttore di giri.
Da quest'asse prelevai il movimento che comanda il piatto da giradischi.
Quest'asse, solidale con l'ingranaggio a 12 denti, aveva, con il movimento di
ascensione retta un rapporto di 127/12.
Di conseguenza, l'asse faceva, in un giorno siderale, 127/ 12 = 10,58 giri.
La gola per la cinghia, sul piatto da giradischi, aveva un diametro di 29cm.
La puleggia di comando del piatto, perciò, doveva avere il diametro di cm
29/ 10,58= 2,74cm.
Preparata la puleggia la inserii nell'asse e cominciai gli studi per la
trasmissione dei movimenti.
Lo schema indicato in fig.41, illustra adeguatamente la soluzione adottata.
Una serie di piccole pulegge guidano il movimento delle cinghie dall'origine
fino a destinazione.
Le prove effettuate, permettono di rilevare con buona precisione, spostamenti
di un minuto, (4 minuti in A.R. = un grado) nonostante il materiale usato, la
cordina da tende, che è certamente poco ortodosso.
Le tacche per la messa a punto
Era mio desiderio, per un uso più proficuo dello strumento, rilevare il
momento in cui il telescopio era puntato sul meridiano locale.
Come il solito, aspettai la sera, ed attesi che, secondo i calcoli di
Vittorio, Spica passasse al meridiano.
Mi ero preparato, per quella fase, un indicatore fissato alla base, che
potesse traguardare una tacca posta sulla forcella, onde segnalare il momento in
cui lo strumento incontrava il meridiano locale.
Il secondo indicatore fissato alla base, che puntava sulla parte più alta
del piatto da giradischi, serviva per mettere a segno il meccanismo.
Naturalmente le ottiche dello strumento erano perfettamente allineate, questo
mi garantiva un sicuro legame tra l'oggetto puntato nel cielo e la posizione
della forcella.
Nel momento del passaggio portai l'allineamento della forcella in
corrispondenza della tacca, per avere la certezza di poter mettere lo strumento
sul meridiano locale in qualsiasi momento.
Ruotai il piatto del giradischi fino a portare l'ascensione retta della
stella sull'indicatore fisso posto nella parte alta.
Ruotai la lancetta portandola nella stessa posizione.
Il risultato era previsto: dopo 15 minuti il piatto si era spostato di un
centimetro, la lancetta anche (di conseguenza continuava ad indicare sul piatto
l'ascensione retta della stella, mentre l'indicatore fissato alla base segnava
il nuovo valore, in ascensione retta, degli astri che stavano attraversando il
meridiano locale.
Da quel momento, e per tutta la serata, non fu necessario modificare in alcun
modo la posizione dei due movimenti.
La serata, naturalmente, è stata dedicata alla ricerca e al puntamento di
tantissimi oggetti, senza alcuna necessità di utilizzare il cercatore.
L'uso dei cerchi graduati (che abbiano un funzionamento decente) permette una
semplicità di puntamento di cui, in seguito, non se ne può fare a meno.
Facendo un riepilogo dei risultati ottenuti vediamo che cosa è stato
raggiunto. Sulla base esiste un indicatore che determina il momento in cui
l'ottica dello strumento punta al meridiano locale.
La lancetta deve, in questo momento, trovarsi sulla tacca di riferimento,
pure lei fissata al basamento, che si trova nella parte più alta del disco.
Naturalmente, ruotando la forcella, la lancetta si sposta di conseguenza.
A questo punto posso iniziare puntando una stella di cui conosco l'ascensione
retta e spostare il disco in modo che la lancetta indichi un identico valore.
E
se invece usassi l'orologio siderale...
L'orologio siderale
Era stato preparato da tempo
Circa due anni fa, sostituendo la pila al vecchio orologio di cucina, mi
accorsi che, nonostante la dicitura "electronic", era dotato di un
bilanciere, una vite di regolazione della molla del bilanciere e, come appena
descritto, un'alimentazione a pile.
È un modello di costruzione degli anni '60 e '70 che, nonostante
l'alimentazione elettrica, utilizzava il bilanciere per la misura del tempo.
Ormai da anni gli orologi elettrici utilizzano la frequenza emessa da
cristalli di quarzo (Quartz), certamente più precisi, ma non idonei per
modificarne la velocità.
Comperai, presso i miei abituali fornitori, magazzini dove sono in vendita
oggetti usati d'ogni tipo, cinque orologi di questo modello, al prezzo irrisorio
di 5.000 lire ciascuno.
Sembravo il "cappellaio matto" di una nota favola.
Gli orologi erano seguiti con cura per fare in modo che, dopo 23ore 56minuti
e 4 secondi segnassero il trascorrere di 24 ore.
Dovevano andare avanti per quasi quattro minuti il giorno.
Vinse la gara uno splendido "Junghans", che a due anni di distanza
non sono ancora riuscito a capire se l'eventuale errore è in avanti o indietro.
Certo è che almeno per sei mesi non si discosta oltre un minuto dall'ora
siderale locale.
A cosa serve l'orologio siderale?
Sarebbe giusto ampliare la domanda: perché negli osservatori astronomici,
anche quelli "antichi", erano dotati di, almeno un orologio a pendolo?
Occorre ricordare che, per definizione e per vocazione, l'astronomo doveva
misurare la posizione degli astri, e non come spesso accade a noi appassionati,
rilevare dagli astri dati per la messa a punto del proprio strumento.
Lo spostamento delle stelle fisse, da tutti rilevato nell'arco dei secoli,
non poteva essere scoperto ed accettato se per la messa a punto del proprio
strumento si fosse adottata la posizione di una stella.
L'orologio principale d'ogni osservatorio astronomico aveva il compito di
misurare il tempo siderale locale, grazie al quale si poteva avere i cerchi di
ascensione retta sempre in posizione corretta.
Questo è lo scopo della modifica agli orologi acquistati.
L'orologio siderale mi permette in ogni momento di controllare, ed
eventualmente correggere, la posizione dei cerchi di ascensione retta.
Astronomia in pieno giorno
Il giorno seguente, con Vittorio e Guido piuttosto scettici, volli provare.
Il Sole ci avrebbe dato ancora un paio di ore di luce piena prima di
tramontare ma...
Collegai lo strumento alla rete, alimentai l'impianto elettrico, rilevai
l'ora siderale e corressi il cerchio di ascensione retta.
A Est avrei dovuto trovare Deneb del Cigno, lette le coordinate, orientai lo
strumento in base ai cerchi graduati, guardai nell'oculare
"panoramico" e la vidi, quasi al centro del campo, nettamente
distinguibile.
Grande entusiasmo collettivo, quel tardo pomeriggio trascorse alla ricerca di
stelle da osservare nonostante il sole che continuava ad illuminarci.
E cosi vedemmo Altair, Vega, le due componenti di Albireo, e tante altre
stelle sino alla magnitudine 2,5.
Io puntavo lo strumento e Guido o Vittorio osservavano nell'oculare trovando
sempre la stella prescelta.
Gran soddisfazione anche dai cerchi graduati e dall'orologio siderale.
Un'altra nota positiva fu rilevata collegando il LED di illuminazione del
cerchio di A.R.
Infatti, la posizione del LED (a luce gialla) proiettava sulla scala
graduata, l'ombra dell'indicatore della lancetta.
Questa condizione elimina totalmente l'errore di parallasse dovuto alla
distanza della lancetta dalla scala graduata.
La posizione dell'ombra, perfettamente visibile, segna in modo inequivocabile
il valore dell'ascensione retta.
E le rotelle continuano a girare
Nei giorni seguenti un pensiero fisso mi tormentava: avevo un piatto da
giradischi enorme, liscio, perfettamente in vista che non era utilizzato.
Si, è vero, nel bordo c'era la scala graduata, l'indicatore della forcella e
tante altre cose ma sul davanti... si dico proprio sul piatto, uno spazio così
grande, vuoto.
Il piatto ruotava con la motorizzazione di ascensione retta e sopra di esso
passava il tondino da tre millimetri che tratteneva l'indicatore della lancetta.
Dovevo farlo.
Un programma di astronomia per il computer mi venne in aiuto.
Preparai una cartina del cielo settentrionale con il diametro di circa 30cm
salvata sul dischetto, chiesi a mio figlio di stamparla su carta fotografica con
una stampante a 132colonne e la ritagliai formando un cerchio identico al
diametro del piatto.
Incollai la carta al piatto in modo che le linee della A.R. corrispondano ai
valori indicati nel cerchio graduato al bordo e con il centro, il polo celeste
Nord, perfettamente al centro del piatto.
Installai nuovamente la lancetta, pulegge e cinghie ed il gioco fu fatto.
Avevo, in posizione ben visibile, una cartina del cielo, sulla quale scorreva
la lancetta che indicava con precisione i corpi celesti che potevano essere
osservati dallo strumento.
Un astrolabio per telescopi.