Le montature equatoriali: criteri per una scelta consapevole

Ogni telescopio amatoriale è venduto con la propria montatura, quasi sempre di tipo equatoriale. A seconda del peso, della grandezza e del prezzo dello strumento, la montatura equatoriale varia in dimensioni, precisione e robustezza. Una buona montatura equatoriale è molto utile per l'osservazione visuale, ma fondamentale per ogni tipo di applicazione fotografica. Gli strumenti commerciali, soprattutto quelli economici, vengono venduti con montature sufficienti per le applicazioni visuali ma spesso sottodimensionate per la fotografia, soprattutto quella del cielo profondo. fortunatamente è possibile acquistare a parte questo fondamentale accessorio e creare il proprio strumento personalizzato o migliorarlo per accedere alla fotografia astronomica o per effettuare osservazioni più comode.

Ogni montatura ha diversi parametri che ne identificano la sua bontà e "potenza":

• La portata massima: identifica il peso massimo del tubo ottico che è in grado di sorreggere adeguatamente. Questo valore non è univoco, come si può immaginare. Una montatura per le osservazioni visuali supporta una portata massima superiore rispetto alla fotografia, perché le precisioni in gioco sono molto diverse. Inoltre, non conta solamente il peso dello strumento, ma anche la sua lunghezza. Un piccolo Mak di 40 centimetri di lunghezza e dal peso di 5 Kg verrà sorretto molto meglio di un lungo rifrattore da 80 mm di diametro e 1200mm di focale, con una lunghezza del tubo di oltre 1 metro! L'effetto leva diventa estremamente importante nella precisione di una montatura.

• L'errore periodico: l'inseguimento delle stelle nel loro movimento apparente nel cielo avviene muovendo, o facendo muovere da un motore elettrico, l'asse di Ascensione Retta (AR).

  Ecco come viene mosso l'asse di ascensione retta. Una vite senza fine, in alto, trasmette il movimento prodotto dal moto orario, alla ruota dentata, che fa muovere l'asse di AR. I giochi meccanici e le imprecisioni, inevitabili, nella costruzione della vite senza fine provocano degli errori periodici nell'inseguimento, di una decina di secondi d'arco. Tipico errore periodico di una montatura equatoriale amatoriale, di qualità media. L'accoppiata vite senza fine-corona dentate dell'asse di ascensione retta (AR) e le relative imprecisioni di costruzione, provocano degli errori, il cui periodo è uguale al periodo di rotazione della ruota dentata. Occorre correggere questo errore nel caso delle fotografie a lunga esposizione. In tutti gli altri casi esso è quasi invisibile e non disturba affatto

  Il movimento avviene attraverso degli ingranaggi, in particolare attraverso quella che si chiama vite senza fine. Il movimento, soprattutto ad alti ingrandimenti, deve essere assolutamente fluido e regolare. Purtroppo la precisione necessaria per fare ciò è impossibile da raggiungere meccanicamente. L'accoppiamento vite senza fine-asse di ascensione retta, produce sempre delle oscillazioni periodiche che si possono notare in cielo osservando per almeno 5-10 minuti una stella con il motore attivo. L'entità e la forma di questo errore periodico è importantissima per le applicazioni fotografiche. Le montature più semplici ed economiche hanno un errore periodico di circa 30". Questa è quella che si chiama deviazione standard: l'errore varia tra -30" e +30" rispetto al valore di zero. In pratica, il movimento della vite senza fine, produce un errore, periodico perché si ripete ad ogni giro della vite, di circa 1 minuto d'arco: un valore enorme! Per quanto la montatura sia stazionata nel modo corretto, non si potranno MAI avere precisioni di inseguimento migliori di questo valore, a meno che non si effettuano pose molto brevi. Generalmente, infatti, questo errore ha un periodo di circa 8 minuti per le montature commerciali (dipende da quanto tempo impiega l'accoppiata vite senza fine-ruota dentata in AR a fare un giro completo); se si fanno pose corte, di circa 1 minuto, è possibile che l'errore visibile sia solamente di pochi secondi d'arco. Oltre all'entità globale dell'errore periodico, conta molto anche il suo andamento. Se il valore di picco +30" si ottiene dolcemente in circa 4 minuti, allora può andare bene, ma se il picco si raggiunge in un punto specifico, in circa 5 secondi, allora abbiamo un problema serio, perché questi picchi improvvisi non possono essere corretti adeguatamente dai sistemi di autoguida. Alcune montature, con un'elettronica di controllo avanzata, permettono di correggere, previo opportuna calibrazione, l'errore periodico, riducendolo anche del 50%: utile, ma certo non sufficiente per le lunghe esposizioni fotografiche degli oggetti del cielo profondo.

• La motorizzazione e la possibilità di fare autoguida: Le montature commerciali, in dipendenza dal prezzo e dalle applicazioni scelte (fotografia o osservazione) presentano delle caratteristiche che aiutano l'astrofilo nella disciplina astronomica scelta. La possibilità di porre un motore elettrico nell'asse di AR è molto comoda perché permette di compensare il moto terrestre senza dover stare ogni volta ad agire manualmente sui movimenti micrometrici.

  Schema di come avviene l'autoguida. Una camera appositamente progettata (o adattata allo scopo, come una webcam) viene collegata, attraverso un cavo, alla montatura del telescopio e, contemporaneamente ad un computer in grado di controllare la guida ed inviare gli impulsi, attraverso la camera di ripresa, alla montatura. Alcune camere di guida possono essere usate anche senza l'ausilio di un computer.

  Se la motorizzazione per le osservazioni visuali può essere una bella comodità, diventa indispensabile per ogni applicazione fotografica e bisogna tenere presente questo punto quando si sceglie una montatura equatoriale. Per le osservazioni visuali la motorizzazione è comoda ma non indispensabile. Per la fotografia in parallelo e per quella webcam in alta risoluzione dei pianeti è indispensabile, anche se ci si può accontentare del semplice motorino sull'asse di ascensione retta. Per la fotografia degli oggetti del cielo profondo a lunga esposizione, attraverso teleobiettivi o il telescopio stesso, diventa indispensabile disporre di una motorizzazione molto più complessa. Durante la durata delle pose, generalmente di 5-10 o anche 30 minuti, la montatura deve inseguire in modo assolutamente perfetto, con precisioni spesso inferiori a 2-3 secondi d'arco! Prima di tutto occorrono i motori su entrambi gli assi per le correzioni, inevitabili anche sull'asse di declinazione, ma ciò non basta, a causa dell'errore periodico, sempre maggiore della precisione richiesta per questo tipo di fotografie. A questo punto occorre disporre di un sistema di controllo dell'inseguimento, detto sistema di guida, da fare manualmente o da far eseguire ad un computer di controllo (autoguida). Il controllo della guida della montatura richiede la presenza di un altro strumento, montato in parallelo a quello che riprende; il telescopio di guida, generalmente più piccolo e leggero, deve inquadrare una stella nei pressi del campo fotografato dallo strumento principale e controllare i suoi movimenti e correggerli prima che diventino visibili nell'immagine fotografica. Il controllo e la correzione dei movimenti si può fare manualmente, utilizzando un oculare a forte ingrandimento con un reticolo illuminato. Si pone la stella al centro del campo e si agisce, con piccolissime correzioni, sui motori della montatura, regolando la velocità si inseguimento e correggendo eventualmente anche in declinazione. Questa operazione è molto stancante e faticosa, per questo ora il controllo della guida avviene in automatico, inserendo, al posto dell'oculare, una camera di ripresa economica, anche una webcam, collegata ad un computer, al quale è collegata la montatura del telescopio. Il computer analizza l'immagine della stella prodotta dalla camera di guida e provvede ad agire direttamente sui motori attraverso piccolissime correzioni. Questo metodo è il più comodo e preciso. Alcune camere di ripresa, come le SBIG, possiedono al loro interno due sensori, l'uno adibito alla fotografia e l'altro al controllo della guida. Il doppio sensore è molto comodo perché evita la presenza del telescopio di guida in parallelo. In questo caso bisogna collegare la camera CCD anche alla montatura del telescopio. Alcune camere di guida, adibite a questo scopo, possono fare a meno di un computer, collegandosi direttamente alla montatura.  I collegamenti tra telescopio e camera di guida avvengono generalmente attraverso il cosiddetto standard ST-4, sviluppato negli anni 80 dall'azienda SBIG. Una montatura adatta alle applicazioni fotografiche del cielo profondo deve quindi avere necessariamente una motorizzazione molto più avanzata, sui due assi, con pulsantiera di controllo e con ingresso di tipo ST-4 (o altro) per l'autoguida. Non tutte le montature commerciali possiedono questi requisiti, soprattutto quelle economiche, ma è altresì vero che alcune sono predisposte per accettare motorizzazioni e sistemi di controllo di terze parti.

Il panorama commerciale è ricco ma non troppo. Esistono 2 fasce di montature equatoriali: quelle di fattura cinese, prodotte dall'azienda Synta e, analogamente ai tubi ottici, rimarchiate con i nomi Skywatcher, Konus, Celestrom, Meade e così via, e quelle non prodotte in Cina, generalmente negli Stati Uniti e in Giappone (ma anche i Italia) dalla precisione e qualità molto alte, ma dal prezzo proibitivo, simile a quello di un'automobile economica! E' chiaro che una spesa del genere va giustificata da uno strumento di grandi dimensioni e ottima qualità e da progetti di osservazione e studio che generalmente vanno oltre le esigenze dell'astrofilo medio, soprattutto alle prime armi.

Nell'acquistare uno strumento avete due strade da seguire: 1) comprate il pacchetto completo, cioè il tubo ottico compreso di montatura, oppure: 2) vi assemblate lo strumento da soli, comprando, separatamente, il tubo ottico, la montatura ed eventualmente la motorizzazione. Generalmente questo secondo punto, sebbene offra scelte e combinazioni elevate, è un po' più costoso dell'acquisto dello strumento completo. Qualche volta, come nel caso della fotografia, non si ha molta scelta, poiché gli strumenti completi, in combinazioni tubo ottico-montatura limitate, molto raramente consentono di affrontare questa branca dell'astronomia con profitto. In ogni caso, a seconda di quello che volete fare e della qualità che volete raggiungere, dovete sempre fare molta attenzione alla montatura e alla motorizzazione, sia se la scelta è di comprare uno strumento già assemblato o di assemblarlo voi stessi. Quasi mai, la scelta di un telescopio ricade esclusivamente sulle prestazioni ottiche. Se il supporto non è adatto le prestazioni ottiche rimangono solamente potenziali e non verranno mai sfruttate in pieno.

Le motorizzazioni, oltre alla montatura, sono molto importanti, soprattutto per strumenti di medio diametro o per chi vuole dedicarsi a qualsiasi forma di fotografia astronomica, da quella in parallelo con gli obiettivi della macchina fotografica, a quella a lunga posa attraverso il proprio strumento.

Le motorizzazioni possono essere di diversi tipi: c'è il semplice motorino nell'asse di ascensione retta che si limita a compensare il movimento della sfera celeste, causato dalla rotazione della Terra. Generalmente questi motorini sono montati sulle piccole ed economiche montature di tipo EQ1-2. Montature più robuste possiedono motori su entrambi gli assi ed una semplice pulsantiera per effettuare le correzioni, come le cinesi EQ4-5. Le montature più solide, precise, quindi costose, possiedono di serie un sistema di motori e pulsantiera che prevede una porta autoguida, per interfacciare una camera di ripresa adibita al controllo della guida, indispensabile per le fotografie con focali telescopiche a lunga esposizione. Alcune di esse, con un sovrapprezzo, possiedono il cosiddetto sistema GOTO o, in italiano, di puntamento automatico. I loro motori, controllati da una pulsantiera che funziona come un piccolo computer, riescono a puntare, dopo un opportuno allineamento, tutti gli oggetti celesti senza toccare la montatura! Una bella comodità, ma non certo indispensabile, che se da una parte facilita moltissimo la ricerca degli oggetti da osservare (pianeti compresi) da un lato priva l'astrofilo, soprattutto se principiante, della possibilità di imparare e migliorare la conoscenza del cielo andando egli stesso alla ricerca degli oggetti da osservare. Il sistema GOTO è una comodità ma non è MAI indispensabile per qualsiasi applicazione, dall'osservazione alla fotografia a lunga esposizione. Indispensabile, invece, si rivela la porta autoguida, la quale permette di interfacciare un dispositivo per controllare l'inseguimento, mai preciso, durante le lunghe esposizioni, a cominciare da focali oltre i 200 mm. La ripresa degli oggetti del sistema solare, a causa delle brevi esposizioni, non necessita della porta autoguida, ma solamente del motore in ascensione retta, magari anche quello in declinazione.

La scelta della montatura: se volete fare solo osservazioni potete trascurare la parte meccanica e di precisione, andando verso le montature altazimutali o dobson, che comunque devono essere robuste abbastanza da supportare il peso dello strumento. E' impensabile porre un telescopio newton da 25 centimetri su un treppiede fotografico! Se volete fare osservazioni, soprattutto in alta risoluzione, con una certa comodità, allora vi serve un'equatoriale, magari con motorizzazione semplice solo sull'asse di AR, con una precisione non troppo elevata ed una portata nominale almeno pari al peso dello strumento. Se volete fare fotografia a lunga esposizione, allora vi serve una montatura precisa, con controllo dei movimenti attraverso pulsantiera, con ingresso per l'autoguida, con una portata massima superiore di almeno il 30-50% rispetto al peso della strumentazione (telescopio, camera di ripresa...). Per la fotografia dei pianeti vi serve un supporto molto robusto e stabile ma non necessariamente ultra-preciso, senza la porta autoguida.

3 montature equatoriali di diversa fascia qualità, precisione, portata e prezzo. A sinistra, una montatura di tipo EQ3 che equipaggia telescopi riflettori da 13-15 centimetri e mak da 127mm. Al centro la montatura HEQ5, molto più robusta e precisa. I suoi motori, venduti di serie con e senza sistema GOTO, permettono l'interfaccia con una camera di guida. A destra un'ottima montatura, una Losmandy GM-8, con portata di circa 25 Kg; precisione e meccanica sono nettamente superiori alle serie cinesi EQ, ma anche il prezzo è superiore. Le montature e le relative motorizzazioni, se ben fatte, sono come gli oculari: cambiano i telescopi ma esse restano. Ogni strumento è adattabile, più o meno naturalmente, ad ogni tipo di montatura.

Tutte le montature sono adatte alla fotografia dei pianeti, se sono motorizzate e con i telescopi adatti per il visuale. Per le foto a lunga esposizione le cose cambiano radicalmente.

Tutti gli strumenti, con relativi ed eventuali raccordi, facilmente reperibili, sono adattabili a qualsiasi tipo di montatura.

Ecco una tabella che vuole dare delle indicazioni di massima sulle montature commerciali, le caratteristiche e gli strumenti che vi si possono montare ed utilizzare con soddisfazione. Naturalmente questo elenco è personale e deriva dell'esperienza; da prendere, quindi, con le dovute precauzioni.