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Ecco degli appunti su uno degli accessori del nostro telescopio più utili per gli astrofili e peggio documentato in assoluto: il cannocchiale polare. Il cannocchiale polare, se ben allineato, è uno strumento formidabile per stazionare rapidamente la nostra montatura equatoriale alla tedesca. Chiaramente bisogna saperlo allineare e usare, ma purtroppo su questo punto la documentazione fornita è spesso mediocre. Anche se la montatura del mio telescopio è una Celestron CG5, quanto segue è applicabile quasi senza modifiche a qualsiasi altra montatura equatoriale alla tedesca, come ad esempio la Meade LXD75, la Synta HEQ5 o EQ6 (vendute sotto vari marchi, come Skywatcher e Orion).

Non c'è bisogno di ricordare l'importanza che ha un corretto stazionamento del telescopio per l'astrofotografo. Ma è indubbio anche che una montatura ben stazionata è anche comoda per l'osservatore visuale, visto che consente di inseguire in modo più semplice gli oggetti che osserviamo. Anche per i telescopi computerizzati è utile, perché facilita le fasi iniziali di allineamento alle stelle di riferimento e migliora la precisione di puntamento.

Il vantaggio del cercatore polare è che ci permette di ottenere molto rapidamente uno stazionamento molto preciso della nostra montatura, con la minor fatica possibile, aiutandoci ad allineare l'asse polare del telescopio con l'asse terrestre.
L'unico altro modo con cui si può ottenere uno stazionamento altrettanto preciso (e anche di più) è per mezzo del Metodo Bigourdan, che però è un metodo iterativo per approssimazioni successive, che per sua natura richiede parecchio tempo per essere utilizzato. Da questo punto di vista, il cercatore polare ci aiuta anche se intendiamo usare il Metodo Bigourdan, in quanto ci porta già molto vicini allo stazionamento ideale, rendendo più spedite le varie fasi di allineamento preciso.

Che precisione di stazionamento fornisce il cannocchiale polare? Personalmente non ho mai fatto una stima (anzi, se avete suggerimenti su come procedere per stimare l'errore di allineamento, aggiungete un commento!), ma varie fonti sembrano concordare che nelle migliori condizioni (componenti perfettamente allineati) la precisione che si può ottenere sia intorno ai 3 primi d'arco.

Come funziona

Il principio di funzionamento del cannocchiale polare è simile a quello del Notturnale: sappiamo che la Stella Polare dista poco meno di 1° (per la precisione, 44') dal Polo Nord Celeste, e che con il passare delle ore gli gira intorno, descrivendo una rotazione completa in un giorno siderale. Così, in modo simile a quanto accade con il Notturnale, possiamo stabilire una corrispondenza tra la data e l'ora correnti e la posizione della Stella Polare rispetto al Polo Nord Celeste.

La Stella Polare infatti culmina il 10 Ottobre alle 1:18:20 circa (oppure a mezzanotte il 29 ottobre), e noi useremo questa data per "calibrare" il nostro strumento (notiamo però che a causa della precessione degli equinozi, questi orari variano un po' di anno in anno, ma comunque molto lentamente).

In pratica nel cannocchiale polare c'è un reticolo come quello in figura, con un crocicchio, un cerchio grande e un cerchio più piccolo. Il reticolo va orientato in relazione alla data e all'ora dell'osservazione, in modo da riprodurre tra il centro del reticolo e il cerchio piccolo le posizioni relative della Stella Polare e del Polo Nord Celeste. Successivamente spostiamo l'asse polare del telescopio, in modo da portare la Stella Polare sul cerchio piccolo, ed ecco fatto: il centro del crocicchio punta il Polo Nord Celeste, e la nostra montatura equatoriale è stazionata!

Com'è fatto

Mentre le altre montature concorrenti sono fornite di fabbrica con un cannocchiale polare, la Celestron fornisce la sua CG5 sprovvista del cannocchiale polare, che va comprato a parte, e sicuramente è un acquisto che vale la pena di fare. Prima di parlare di come allinearlo e usarlo, vediamo di familiarizzare con le varie parti.

Nella prima fotografia vedete il cannocchiale polare Celestron, prima dell'installazione sulla montatura. È semplicemente un piccolo cannocchiale con obiettivo da 1 cm circa, senza trattamento antiriflesso, con un oculare che si può mettere a fuoco avvitandolo o svitandolo dal resto del cannocchiale. Guardando nell'oculare si può vedere il reticolo di cui parlavamo prima, rappresentato nella prima figura. Il campo visivo è di circa 3-4°, e guardandovi attraverso è facile identificare la Stella Polare ed eventuali altre stelle vicine.

Ora guardiamo la montatura (clicca sull'immagine per ingrandire): togliamo il coperchio che protegge le varie scale graduate dal lato della montatura che va rivolto a Sud, e identifichiamo le varie parti indicate nella seconda figura (sembra complicato, ma non lo è):

• Il nonio della scala di Ascensione Retta (A. R.), che serve per fare letture precise di A. R., ma che per gli scopi di questa pagina non ci interessa
• Il fermo del Cerchio Orario, è una manopolina che blocca la rotazione del Cerchio Orario; svitandolo si libera il cerchio orario, mentre avvitandolo lo si blocca in posizione. La vite può bloccare totalmente il cerchio orario solo se questo è in posizione "0". Per usare il cannocchiale polare è importante che questa vite blocchi il cerchio orario nella posizione "0".
• Il Cerchio Orario, su cui ci sono due scale orarie su cui sono indicate le 24 ore. La scala più interna, i cui numeri crescono in senso antiorario è il cerchio orario che dovremo leggere per usare il cannocchiale polare, mentre l'altra scala, i cui numeri crescono in senso orario è la scala di A. R., che per ora non ci interessa.
• Il Cerchio Datario, su cui sono indicati i mesi e i giorni dell'anno ogni 2. Le tacche più lunghe indicano l'ultimo giorno del mese indicato alla sinistra della tacca, e i mesi crescono in senso orario.
• La Scala per impostare la Differenza di Longitudine rispetto al Meridiano di Riferimento del fuso orario, le cui tacche indicano i gradi di distanza a Est o ad Ovest del nostro sito osservativo rispetto al meridiano del nostro fuso orario.
• L'indice su cui leggiamo le differenze di longitudine.
• Le tre viti a 120° per l'allineamento del cannocchiale polare
• L'alloggiamento del cannocchiale polare, dove inseriremo il cannocchiale.

Dall'altra parte dell'asse di A. R., che è cavo, c'è un tappo che dovremo rimuovere quando usiamo il cannocchiale polare, ma per poter vedere attraverso l'asse sarà anche necessario ruotare l'asse di declinazione di 90° (la scala dovrebbe indicare circa 0°). Inoltre, tutte le operazioni con il cannocchiale polare vanno fatte prima di montare il telescopio e la barra dei contrappesi, per non ostacolare le operazioni.

Come si monta e come si allinea

Le operazioni che seguono vanno fatte di giorno, da un sito con un orizzonte abbastanza libero per poter vedere oggetti distanti 1-2 km.

Per montare correttamente il cannocchiale polare, ne dovremo orientare correttamente il reticolo rispetto alla montatura. Per questo, consideriamo che la Stella Polare culmina alle ore 1:20 del 10 Ottobre (un errore di 2 miunti è trascurabile), e che in questa circostanza di troverà esattamente sopra il Polo Nord Celeste. Poiché il nostro cannocchiale polare ci restituisce immagini capovolte, in questa circostanza il cerchietto dovrà trovarsi in basso.

Vediamo ora, passo passo, tutte le operazioni da svolgere per installare il cannocchiale polare:

1. Prima di montare il cannocchiale, puntare un oggetto lontano (almeno 2 km) e mettere a fuoco ruotando l'oculare, fino ad ottenere una visione nitida.
2. Togliere il coperchio dell'alloggiamento del cannocchiale, e ruotiamo la Scala di Differenza di Longitudine impostando il valore zero.
3. Sbloccare e ruotare l'asse di A. R. in modo da portare a corrispondenza la data del 10 Ottobre sul cerchio datario con le ore 1:20 sul cerchio orario.
4. Aprire l'asse di A. R., togliendo il tappo e ruotando l'asse di Declinazione. Allentare le 3 viti di regolazione del cannocchiale polare.
5. Guardando dentro il cannocchiale polare, identificare il cerchio piccolo, disegnato all'incrocio del cerchio grande con la croce. Ruotare il cannocchiale polare in modo che il cerchio piccolo sia in basso, e la croce perfettamente allineata su-giù e destra-sinistra.
6. Inserire il cannocchiale polare mantenendo questa orientazione: il cerchio piccolo deve essere in basso, e il crocicchio perfettamente verticale. Non farlo entrare tutto nel suo alloggiamento, ma lasciare fuori qualche millimetro che servirà per lasciare un margine per l'allineamento.
7. Serrare un poco le viti di regolazione, in modo da fermare al suo posto il cannocchiale polare.

Dopo aver installato il cannocchiale polare, lo dobbiamo allineare con l'asse di A. R. Identifichiamo un oggetto terrestre distante (almeno 2km) e orientiamo la montatura in quella direzione.

1. Puntare nel cannocchiale polare l'oggetto terrestre scelto. Per far questo, inclinare l'asse polare in modo da portarlo quasi orizzontale al suolo. Olte alle viti di regolazione dell'altezza dell'asse polare, potrebbe servire allungare molto la gamba del treppiede che di solito è rivolta a Sud, e accorciare in modo simile le altre due gambe. Attenzione, in questa posizione il treppiedi potrebbe essere instabile. In tal caso appesantire adeguatamente il piede che abbiamo allungato di più.
2. Ruotare l'asse di A. R. in modo da portare la culla del telescopio a destra. Portare l'oggetto al centro usando le viti di regolazione fine di altezza e di azimut.
3. Ruotare l'asse di A. R. di 180°, portando la culla a sinistra, e notare il punto attorno a cui sembra ruotare il campo. L'asse di A. R. punta in quella direzione, ed è in quella direzione che deve puntare anche il cannocchiale.
4. Regolare l'orientamento del cannocchiale usando le tre viti di regolazione, portando al centro del crocicchio il punto notato prima. Per facilitare questa operazione procedere per approssimazioni successive così:
   1. Dopo aver ruotato di 180° l'asse di AR, usare le viti di regolazione per portare il cannocchiale a metà strada tra il centro del crocicchio e l'oggetto di riferimento.
   2. Portare l'oggetto di nuovo al centro usando i movimenti di altezza e azimut.
   3. Ruotare di nuovo l'asse di 180°, e tornare al punto 1 fino a quando l'oggetto non si muove più dal centro del campo visivo.
5. A questo punto il cannocchiale polare è allineato e le tre viti di regolazione non andrebbero più toccate. Per evitare di spostarlo accidentalmente, coprirlo con il coperchio quando non si usa.

Spesso il coperchio che dovrebbe proteggere il cannocchiale polare è molto lento e tende a cadere e perdersi facilmente. Una soluzione al problema è trovare un modo di trattenerlo al suo posto. Io ad esempio ho usato del mastice per incollare alla montatura un magnete e al coperchio una placchetta metallica, così che il coperchio resta saldamente al suo posto, pur essendo ancora facilmente rimovibile. Nell'immagine si vede la mia soluzione (clicca per ingrandire).

Come si usa

Lo stazionamento con i cannocchiale polare va fatto prima di montare telescopio e contrappesi.

Per fare uno stazionamento grossolano (si fa per dire: l'errore di stazionamento è inferiore a 1°) ma rapido, orientare la montatura a Nord, cercare nel cannocchiale la Stella Polare, e muovere la montatura, o spostando il treppiede, o usando le viti di altezza e azimut, fino a quando la Stella Polare non è da qualche parte all'interno del cerchio grande. A questo punto possiamo accontentarci, e montare tubo ottico, contrappesi e accessori, e cominciare le nostre osservazioni, visto che lo stazionamento dovrebbe essere sufficientemente preciso per qualsiasi osservazione visuale.

Se invece vogliamo fare uno stazionamento preciso, prima dobbiamo fare alcune operazioni preliminari (basta farle la prima volta):

1. Procuriamoci le coordinate del nostro sito osservativo (latitudine e longitudine). Per esempio, le coordinate di un osservatore a Palermo sono 38° Nord e 13° Est.
2. Usando le viti di regolazione dell'altezza della montatura regoliamo la scala di altezza al valore della nostra latitudine (a Palermo imposterò 38°).
3. Calcoliamo la differenza tra la nostra longitudine e la longitudine del meridiano di riferimento per il nostro fuso orario (15° Est per l'Italia) e ruotiamo la scala di differenza dal meridiano di questa quantità. Ad esempio, io osservo da Palermo (13° Est), che si trova a 2° a Ovest dal meridiano di riferimento per l'Italia, e dunque sposto la scala, che nel mio strumento ha una tacca ogni 5°, di mezza tacca verso destra (direzione W).

Fatte queste regolazioni, dovrebbero essere definitive (ogni tanto però controlliamole...), a meno che non cambiamo sito osservativo, spostandoci più di 2-3° di latitudine o di longitudine dal nostro sito abituale.

Ogni volta che vorremo stazionare la montatura in modo preciso dovremo poi:

1. Orientare la montatura grossolanamente verso Nord, spostando l'intero treppiedi. Mettere in bolla la montatura.
2. Ruotare l'asse di declinazione sui 0° e togliere il tappo dell'asse polare e il coperchio del cannocchiale polare, in modo da poter usare il cannocchiale.
3. Ruotare l'asse di A. R. in modo da far corrispondere la data odierna con l'orario corrente e bloccarlo in questa posizione. Fare attenzione all'ora legale: quando è in vigore bisogna sottrarre un'ora a quella indicata dall'orologio.
4. Cercare la Stella Polare nel campo visivo del cannocchiale polare, e agire sulle viti di altezza e azimut della montatura fino a portarla in corrispondenza del cerchietto piccolo.
5. Abbiamo finito lo stazionamento e possiamo ora montare tubo ottico, contrappesi e tutti gli accessori per le nostre osservazioni.

In questo modo l'allineamento dovrebbe essere ottimale, e dovrebbe permetterci di inseguire (ed eventualmente fare riprese fotografiche) con la migliore precisione possibile con la nostra montatura. Dopo le prime prove, la procedura è facile e veloce.

Una nota: se abbiamo un cannocchiale polare privo di illuminatore per il reticolo (come quello della Celestron CG5), il reticolo di riferimento del cannocchiale polare non dovesse essere distinguibile dal fondo cielo, ma basta illuminare l'apertura dell'asse polare con una torcia a luce rossa: i riflessi all'interno del tubo renderanno visibile il reticolo e il cerchio piccolo.