Riflessioni sulla collimazione

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andreaconsole

Posted on 3/2/2023, 12:31

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Stavo ripensando all'osservazione di Marcopie in un altro topic, qualcosa del tipo "un sistema è collimato quando lo sweet spot è al centro del campo visivo", che mi è sembrato avesse molto senso. Ho ritrovato questo mantra anche su Cloudynights.
Mi stavo però chiedendo: è davvero così? O alternativamente, davvero lo star test è la soluzione a tutti i problemi di collimazione?
Con riferimento all'immagine in basso, con un riflettore semplificato rimuovendo il secondario (diciamo che il blocchetto nero è un sensore CCD), vedo due tipi di possibile scollimazione, caso 1 e caso 2, nel senso che le altre configurazioni mi pare possano essere tutte derivate da una combinazione lineare di questi due.
Nel caso 1 mi pare evidente che il problema è che lo sweet spot non cade al centro del campo visivo (cioè i raggi che arrivano paralleli all'asse ottico del primario convergono in un punto diverso dal centro del campo). In questo caso lo star test mostrerà una stella al centro del campo deformata dal coma, e muovere il campo in modo da avere la stella al centro non deformata vorrà dire collimare lo strumento.
Ma vediamo il caso 2. In questo caso lo sweet spot cade già al centro del campo, ma comunque qualcosa non va. In particolare, siccome il piano focale non è parallelo al sensore, immagino che sarà impossibile sfruttare completamente la risoluzione che il primario consentirebbe perché non sarà possibile mettere a fuoco correttamente sull'intero campo. Lo star test è in grado di rilevare questa condizione? Non ne sono certo ma non credo. Eppure mi pare una problematica da affrontare per poter ottenere il massimo dal telescopio. Cosa ne pensate?

Attached Image: Screenshot_20230203_123044

Utente schifato

Posted on 3/2/2023, 16:24

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Ma quindi, scusate, "avere lo sweet spot al centro" significa avere il secondario al centro del focheggiatore? Il secondario al centro del primario? Il primario al centro del secondario? Il salvabuchi al centro di tutto?

andreaconsole

Posted on 3/2/2023, 16:35

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No, vuol dire che, guardando nell'oculare, la zona in cui una stella leggermente sfuocata mostra cerchietti concentrici alla stessa si trova al centro del campo visivo. È riferito all'effetto, non alla causa (posizione reciproca di primario e secondario).

lburti

Posted on 3/2/2023, 19:05

Lorenzo Burti

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Carissimi, non so se abbiate visto questo veramente esauriente e a mio parere definitivo articolo di Olaf Carlin pubblicato su Sky & Telescope riguardo la collimazione. Scaricatelo qui:
https://skyandtelescope.org/astronomy-reso...ctor-telescope/ Notare che Olaf è un perfettino, ma non un ossessivo. Raccomanda l'uso del Chesire, che sottoscrivo in pieno. E' incredibile quanto sia sensibile. Non ne posso veramente più di sentir parlare di cappuccetto forato...Per i supereroi che vogliono che il focheggiatore sia perfettamente in asse vedere la prima parte sulla collimazione nella Bibbia dei dobson di Kriege e Berry e che qui riassumo. Si misura con esattezza la semicirconferenza della gabbia del secondario partendo dal centro del foro del focheggiatore. Poi si misura dal centro del foro del focheggiatore al bordo superiore della gabbia del secondario. Sì è così in grado di tracciare una croce con un pennarello bianco proprio di fronte al centro del focheggiatore. Si smonta il secondario dallo spider, si piazza il Chesire o anche il laser nel focheggiatore e si vede se punta diritto al centro della croce. Sennò si useranno le vitine della base del focheggiatore, quelli che ce le hanno, o si metteranno degli spessori sotto la base fino a centrarlo. Ma, per favore, niente follie ossessive, vi posto una foto da inorridire di come ho ovviato ad una schiacciatura della gabbia del secondario durante il trasporto. Lorenzo
DSCF2223_s

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Utente schifato

Posted on 3/2/2023, 22:02

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CITAZIONE (andreaconsole @ 3/2/2023, 16:35)

Ah ok quindi si torna allo "star test" diciamo. Comincio a capire un po' di più, anche se per il momento rimango dell'idea che la collimazione perfetta sia una chimera

andreaconsole

Posted on 3/2/2023, 22:17

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Grazie per gli interventi, però volevo mettere in chiaro che questa discussione non punta ad imparare a collimare (sono abbastanza soddisfatto della mia collimazione) né a capire come ad ottenere una collimazione perfetta (che mi interessa poco). E' solo per ragionare assieme sulla pura teoria per capire se sia vero o meno che la collimazione sulla stella sia la panacea di tutti i mali, come la frase riportata da Marcopie farebbe supporre.
Io tendo a pensare che "mettere lo sweet spot al centro del campo visivo" sia condizione necessaria ma non sufficiente per tirare fuori il massimo dall'ottica (anche senza tirare in ballo il discorso del CPL, intendo), ma sono pronto a cambiare idea.

Utente schifato

Posted on 3/2/2023, 22:20

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Io non ho le conoscenze per intervenire nella discussione in quel senso e mi spiace di aver deviato il tema con la mia domanda, spero che qualcuno delle molte persone competenti in questo forum possa intervenire per discutere il tema che hai messo sul tavolo. Restiamo in attesa

lburti

Posted on 4/2/2023, 06:56

Lorenzo Burti

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CITAZIONE (andreaconsole @ 3/2/2023, 22:17)

beh se uno si mette davanti al tubo puoi avere una collimazionr perfetta ma non vedi niente...

...se il secondario è troppo in basso/alto è come se avessi in diametro minore

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andreaconsole

Posted on 4/2/2023, 08:57

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Grazie Lorenzo per la tua disponibilità a cimentarti nella discussione, ma temo di dover ribadire che la questione è di natura teorica, non pratica. Non ho voluto mettere in mezzo il secondario per non complicare inutilmente il discorso, perché la domanda è molto precisa. Non a caso ho dunque ipotizzato che il blocchetto nero fosse un ccd. Ho anche espressamente chiesto di evitare di considerare il problema del CPL perché, di nuovo, non è questo il tema del contendere.

Edited by andreaconsole - 4/2/2023, 09:17

Marcopie

Posted on 4/2/2023, 13:08

Mammifero Bipede

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CITAZIONE (Anaximandros @ 3/2/2023, 16:24)

Lo Sweet Spot è il punto centrale del piano di messa a fuoco del telescopio.
In esso, quantomeno nei newton, si realizzano le condizioni ottimali per l'osservazione di dettaglio.
Pubblico un'immagine presa da qui: www.astro-baby.com/astrobaby/help/...nian-reflector/
L'immagine mostra una stella prima a fuoco, poi sfocata, in diverse condizioni.

Come procedo:

Scelgo una stella non troppo brillante

La porto al centro del campo

Sfoco leggermente ed osservo se l'immagine di sfocatura è simmetrica

Agisco sui pomellini del secondario per correggere l'asimmetria

Quando la stella sfocata appare concentrica, metto a fuoco, quindi punto l'oggetto che mi interessa

In alternativa (dipende in genere dal seeing e da quanto tempo prnso di dedicare all'osservazione in alta risoluzione) sposto la stella sfocata nel campo dell'oculare finché non individuo la zona dove appare più regolare, quindi porto l'oggetto da osservare in quella zona del campo visivo (ovvio, purché non sia troppo vicina al bordo...)

CITAZIONE (andreaconsole @ 3/2/2023, 12:31)

...davvero lo star test è la soluzione a tutti i problemi di collimazione?

La risposta breve è no, ma bisogna anche capire quale problema hai necessità di risolvere.
Per dire, il mio 'travel' non tiene la collimazione abbassandosi verso l'orizzonte.
Il problema ha due possibili soluzioni:
1) mi adatto a ricollimare all'altezza alla quale si trova l'oggetto
2) irrobustisco la struttura appesantendo il tutto (e rinunciando a molti dei vantaggi del travel)
Chiaramente ogni soluzione ha un rovescio della medaglia, quindi la scelta dipende da quale 'rovescio' sia preferibile.
Nel primo caso il 'rovescio' comporta la perdita di qualche minuto.
Nel secondo caso avrei la perdita di diverse comodità relative alla movimentazione.
In realtà mi basterebbe modificare gli attacchi delle aste, come ho visto fare negli ultimi modelli... e mi riprometto sempre dei metterci mano...
Altra questione: non sono esattamente un appassionato di altissima definizione, sono un appassionato di deep sky.
Questo comporta che nella mia sessione osservativa media difficilmente trovo le condizioni di seeing ottimali che ho, per dire, a casa.
Se fossi un osservatore casalingo avrei scelto uno strumento diverso.
(segue)

CITAZIONE (andreaconsole @ 3/2/2023, 22:17)

Io tendo a pensare che "mettere lo sweet spot al centro del campo visivo" sia condizione necessaria ma non sufficiente per tirare fuori il massimo dall'ottica...

E "tirare fuori il massimo dall'ottica" è condizione desiderabile, ma non strettamente necessaria ad effettuare delle osservazioni soddisfacenti. Dipende dalle osservazioni. :rolleyes:

Attached Image: Immagine 2023-02-04 124349

Dob45

Posted on 4/2/2023, 15:27

Spiral galaxy

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Ma vediamo il caso 2. In questo caso lo sweet spot cade già al centro del campo, ma comunque qualcosa non va. In particolare, siccome il piano focale non è parallelo al sensore, immagino che sarà impossibile sfruttare completamente la risoluzione che il primario consentirebbe perché non sarà possibile mettere a fuoco correttamente sull'intero campo

E' il famoso FAE=focuser axial error dei vari articoli sulla collimazione. ..

è stato analizzato per la prima volta (forse ) in un altrettanto famoso articolo di Nils Carlin sulla collimazione dal nome " FAQ about collimating a newtonian telescope" che è ancora on line nonostante siano passati più di 20 anni:

www.bbastrodesigns.com/kolli/kolli.html

in esso il FAE è trattato nel paragrafo "Error type 1B - the optical axes are not parallel, but form an angle." in cui ci sono alcune formulette per la stima della tolleranza a questo errore.

Successivamente , in una serie di discussioni chilometriche su Cloudy Nights , il discorso è stato approfondito e si è arrivati alla seguente formula di tolleranza a questo errore: d=0,034D dove d è lo spostamento dell'asse del fuocheggiatore misurato lungo la superficie del primario , D è il diametro (se si vuole l'inclinazione in gradi la formula è 0,034/RF *57,3 con RF =rapporto focale) e qui il pdf con i grafici per vari diametri :

https://catseyecollimation.com/Newtonian%2...0Tolerances.pdf

in cui si vede che tale tolleranza diventa circa 6 volte più piccola se si usa un correttore di coma (anche questo è stato spiegato il perchè e il per come ....(per chi ha tempo googlare e leggersi i relativi chilometrici messaggi su CN)

questa la teoria che c'è sotto (e anche la pratica per chi è super-preciso)

questi discorsi li ho seguiti per un pò, ma poi ho lasciato perdere perchè nel mio caso li ritenevo inutili in quanto il livello di collimazione raggiunto mi soddisfava nelle mie osservazioni hi-res e quanto dico questo non parlo di osservazioni a 200x ma osservazioni di stelle doppie a 700x e passa .

Tradotto: se io a 700/800x vedo, al centro del campo, la mia stellina doppia (sotto il mezzo secondo d'arco) tutta bellina col suo dischettino di Airy e il suo anellino posso ampiamente fregarmene della tolleranza del FAE .

In definitiva credo che il FAE interessi più i fotografi (*) che vanno a vedere nell'angolo del campo (ad es. a 10mm dall'asse ottico) se e quanto le stelle sono deformate. A questa distanza dall'asse , per i visualisti, credo che tra coma, aberrazioni dell'oculare (astigmatismo e curvatura) l'eventuale "macchia" prodotta dal FAE sia praticamente impercettibile (o si confonda con le macchie delle altre aberrazioni)

(*) o a quei visualisti che usano un correttore di coma e passano il tempo a guardare se le stelle all'estremo bordo del campo inquadrato sono dei puntini perfetti oppure no.

Marcopie

Posted on 4/2/2023, 18:03

Mammifero Bipede

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CITAZIONE (Dob45 @ 4/2/2023, 15:27)

In definitiva credo che il FAE interessi più i fotografi (*) che vanno a vedere nell'angolo del campo (ad es. a 10mm dall'asse ottico) se e quanto le stelle sono deformate. A questa distanza dall'asse , per i visualisti, credo che tra coma, aberrazioni dell'oculare (astigmatismo e curvatura) l'eventuale "macchia" prodotta dal FAE sia praticamente impercettibile (o si confonda con le macchie delle altre aberrazioni)

Volevo aggiungere qualcosa anche su questo (poi sono andato a pranzo).
C'è un ulteriore fattore: la capacità dell'occhio di rifocheggiarsi.
In soldoni, mentre il sensore fotografico sta fisso in un punto, e se è basculato rispetto all'asse ottico questo significa guai, l'occhio ha una sua propria capacità di compensare piccole differenze di messa a fuoco, quindi per scarti piccoli nemmeno se ne accorge.
So di obiettivi espressamente fotografici ed ultraluminosi (tipo Officina Stellare) che hanno mandato ai pazzi i loro proprietari proprio per il problema del basculaggio del piano focale, perché lì le tolleranze sono quasi nulle.
Nella mia esperienza di visualista ho notato che, invecchiando, il tempo di messa a fuoco degli occhi si è allungato.
Di conseguenza tendo a trovare più faticosi strumenti con curvatura di campo significativa (p.e. il mio amato binocolo Vixen) perché ho a fuoco solo il centro del campo, e per guardare i bordi devo rifocheggiare, mentre ricordo bene che, anni fa, cercavo una messa a fuoco intermedia e l'occhio compensava istantaneamente la differenza in più o in meno.
Per il resto, collimando col laser, il parallelismo dei piani focali viene da sé.
L'unico altro fattore che devo monitorare, con un sistema diverso, è il centraggio del secondario.

Edited by Marcopie - 4/2/2023, 20:02

andreaconsole

Posted on 4/2/2023, 23:52

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Grazie per gli interessanti contributi, Come detto non mi interessavano le implicazioni pratiche, ma solo capire il problema teoricamente. Mi fa piacere scoprire che le conclusioni alle quali sono arrivato non erano campate in aria. Da quanto leggo, infatti, capisco che "mettere lo sweet spot al centro del campo inquadrato" non è a prescindere la soluzione di tutti i problemi, perché bisogna controllare e correggere, almeno in teoria, anche il problema di non parallelismo degli assi, pena una perdita non risolvibile della capacità di mettere a fuoco correttamente (sempre che non sia, come suggerisce Marco, direttamente compensabile dall'occhio).
Direi che sono pienamente soddisfatto della discussione e ringrazio in particolare Dob45 per aver fornito il materiale necessario ad approfondire la questione.

lburti

Posted on 7/2/2023, 17:43

Lorenzo Burti

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Formidabile concentrato di info che avevo (non tutte) sbirciato in passato. Scaricato e archiviato il materiale. Grazie ai partecipanti

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