Refrator

Do clássico telescópio de lentes ao apocromático: aqui encontrará uma rápida visão geral de todos os tipos importantes.

Um tubo fino e comprido que nos mostra o céu e, na extremidade inferior, o ângulo de visão. Os telescópios são todos assim, certo? Mais ou menos. É assim que a maioria das pessoas pensa que os telescópios são. Aqui poderá descobrir todas as funcionalidades do telescópio.

Existem estes dois tipos de telescópios de lentes:

• O telescópio Galileu
• O telescópio Kepler

Estes dois sistemas possuem uma construção simples. O sistema Galileu é composto por uma lente convergente, à frente, e uma lente de dispersão, atrás. Estes sistemas são principalmente utilizados em binóculos de ópera. Uma vez que a pupila de saída se encontra no interior do tubo (portanto, à frente da lente de distribuição), este tem apenas um campo de visão pequeno e difuso na margem. Estes sistemas são pensados apenas para ampliações reduzidas. A vantagem é oferecer uma imagem vertical.

Os telescópios Kepler também são designados por “telescópios astronómicos”. Tal como o sistema Galileu, estes possuem uma lente convergente na frente. No entanto, também possuem uma lente convergente na extremidade traseira. Esta é utilizada como ocular. Os binóculos Kepler produzem uma imagem invertida. No ponto focal, produzem uma imagem intermédia. O ponto focal da ocular coincide com o ponto focal da objetiva. A ocular, que, neste caso, é a lente convergente individual, fornece uma imagem ampliada da imagem intermédia.

Os refratores “normais”, que existiam especialmente no passado, têm uma desvantagem determinante: sofrem de defeitos de cor, conhecidos como “aberração ótica” ou “aberração cromática”. Isto significa que para vários comprimentos de onda, a luz é fortemente refratada. A luz azul, por exemplo, é mais fortemente refratada pela lente do que a luz vermelha.

Devido a este facto, surgem franjas de cor desagradáveis em torno dos objetos que se pretende observar através de um telescópio. Este efeito torna-se mais evidente, especialmente quando se pretende aumentar a ampliação. Além disso: devido a esta aberração cromática, o contraste de um refrator pode ser extremamente reduzido.

Atualmente está encontrada uma forma de minimizar este efeito, que passou pela construção de um novo telescópio, o qual designaram de “acromático”. Um acromático é composto não por uma, mas por duas lentes na objetiva, geralmente em vidro crown e flint, que devido ao seu efeito representam uma lente “mais” e uma lente “menos”. Assim, uma destas lentes é convexa (para o exterior) e a outra côncava (para o interior).

O índice de refração (a densidade) e a dispersão das duas lentes divergem. Desta forma, a maior parte da aberração cromática é eliminada. Contudo, ainda podem ser identificadas pequenas franjas de cor, as quais também designamos “espetro secundário”. Como resultado, os designer óticos desenvolveram o chamado “apocromático”, que consegue fazer desaparecer o espetro secundário ao combiná-lo com uma terceira lente. Isto significa que a ótica é agora de cor pura.

Os acromáticos são o tipo clássico e muito utilizado de telescópios de lentes dos dias atuais. Um acromático não consiste de uma, mas de duas lentes na objetiva, que são geralmente feitas de vidro Crown e Flint sendo uma lente positiva e a outra negativa.

Atualmente, para adquirir um apocromático, encontrará sobretudo dois tipos diferentes

• Um apocromático ED doblete.
• Um apocromático ED triplete.

Os apocromáticos ED são oferecidos como um sistema com duas ou três lentes. Um elemento de lente é sempre composto por um vidro ED, que no sistema completo assegura uma aberração cromática corrigida. Os apocromáticos ED de duas lentes reduzem ainda mais a aberração cromática, mas não a conseguem eliminar por completo. Por este motivo, alguns astrónomos amadores também designam estes telescópios de “semiapocromáticos”.

Este sistema é um apocromático completo, enquanto que os dois anteriores são designados por “semiapocromáticos”. Este é geralmente composto por três lentes. A aberração cromática é totalmente corrigida neste caso.

Há já algum tempo existem no mercado os chamados sistemas “super apocromáticos”. Estes refratores são compostos por cinco elementos de lente diferentes, geralmente dispostos em dois grupos. O primeiro grupo, composto por três lentes, assume a mesma função de um apocromático triplete. A outra combinação, composta por duas lentes, assegura uma correção da curvatura do campo, com o objetivo de conseguir a astrofotografia perfeita.

Os telescópios designados por apocromáticos com objetiva dupla possuem um design de objetiva de duas lentes. Até agora, não é feita nenhuma distinção na designação entre semi-apocromático e apocromático de duas lentes.

Como segundo elemento é, normalmente, utilizado um vidro ED (ED significa "Extra low Dispersion"). Ainda assim, são visíveis pequenos defeitos de cor, dado que estes apenas podem ser corrigidos por um apocromático completo com design de três lentes.

Apocromáticos com três elementos de lente também são frequentemente designados por apocromáticos completos, pois apenas este design de telescópio consegue corrigir suficientemente os defeitos de cor indesejados. São utilizados diferentes tipos de vidro e índices de refração para corrigir o espetro secundário e a aberração cromática residual. Os apocromáticos ED de três lentes reduzem quase por completo os defeitos de cor. A imagem não só é clara e neutra, como também tem um contraste particularmente elevado.

Este Apo consiste em duas lentes coladas, uma das quais é composta por vidro fluorite. Efeito semelhante ao de um ED.

Um outro método para diminuir a aberração cromática nos refratores é escolher refratores que possuam a menor razão focal possível. Isto significa que a distância focal tem de ser comprida nestes telescópios. Isto reduz também a aberração cromática residual. Contudo, existe uma regra geral que aponta que a distância focal de um acromático deve ser quinze vezes o seu diâmetro da objetiva, de modo a obter uma imagem adequada e de cor pura. No entanto, com um refrator de 100 mm, esta seria uma distância focal de 1500 mm f=1:15. Com um refrator ainda maior, a distância focal deve ser ainda mais longa.

Contudo, uma vez que isto resultaria em refratores muito longos — ou seja, pesados — tais comprimentos são frequentemente dispensados. A fórmula ‘distância focal = abertura²’ oferece um equilíbrio aceitável. O refrator de 100 mm teria assim uma distância focal de 1000 mm ou o instrumento de 120 mm, uma distância focal ligeiramente inferior a 1500 mm.

O que se deve fazer quando um telescópio de lentes possui uma aberração cromática? Desfazer-se dele e comprar um novo? Não, felizmente não tem de ser tão drástico, pois existem alternativas.

Se pequenas franjas de cor o incomodarem, pode usar um filtro menos violeta, por exemplo. Este suprime a franja de cor azul, aumentando simultaneamente o contraste. No entanto, a imagem não é totalmente neutra, aparecendo ligeiramente amarelada. Contudo, é possível detetar melhor os detalhes.

O filtro menos violeta é uma variante clássica, mas existem agora outros filtros que também desempenham esta tarefa.

Um filtro especialmente desenvolvido é o Baader Fringe-Killer. Este bloqueia cerca de 50% da luz azul, permitindo apenas a passagem da luz vermelha e verde. Graças a uma construção inteligente, a perda de luz é de apenas 12%. Assim, estes filtros podem também ser fiavelmente utilizados com refratores pequenos.

Um outro filtro designa-se “filtro Semi-Apo”. Sim, este é um nome de produto fantástico, mas será que o filtro funciona mesmo assim? Pegue num refrator com uma distância focal curta, de talvez 500 mm. Através do mesmo, é possível ver um espesso halo azul à volta de objetos brilhantes. O que é que acontece ao halo quando enrosca um filtro Semi-APO na ocular? O halo em torno de objetos brilhantes desaparece. Globalmente, a imagem aparece ainda mais neutra do que no Fringe-Killer. No entanto, com o filtro Semi-APO, a perda de luz é superior, cerca de 30%. Vantagem: com este filtro, a imagem parece particularmente neutra. Com um refrator mais pequeno, o melhor é usar o filtro Fringe-Killer, mas com refratores de 100–120 mm, um filtro Semi APO é mais do que suficiente.

O refrator é um belo instrumento, quando corrige a cor adequadamente. No entanto, um refrator grande, que também deve proporcionar muita luz, é relativamente caro e também volumoso. Vejamos, portanto, os telescópios de reflexão.