Altazimutal X Equatorial

Observatório Phoenix
Dúvidas e Perguntas?

Introdução
Esta é uma discussão comum entre astrônomos amadores e temos recebido um grande número de consultas sobre esta questão. Afinal de contas, qual a melhor montagem para seu telescópio? 
Muitos amadores pagam caro por uma montagem com círculos graduados, recursos de ajustagens e sistemas de iluminação dos indicadores que provavelmente nunca serão usados, simplesmente porque nunca serão devidamente orientados, por deficiência dos tripés, falta de instruções ou falta de um local para uma instalação fixa.

A construção de uma estrutura para suportar um telescópio deve ter algumas características básicas que, além de permitir que o telescópio seja apontado para qualquer ponto acima do horizonte, seja estável, robusta, equilibrada, deve permitir ajuste e bloqueio preciso e no caso das portáteis, ainda deve ser leve.

Chamamos a este mecanismo de montagem. Basicamente é um sistema que gira em torno de um eixo principal, o qual suporta um segundo, o eixo secundário, montado ortogonalmente ao primeiro, para permitir a necessária liberdade de movimentos.

Vários trabalhos do astrônomo podem ser feitos sem que a montagem esteja orientada, desde que o conhecimento do observador possa suprir esta falta e ele consiga localizar no céu o fenômeno em questão. Quantas vezes temos de nos deslocar para o campo, em busca de locais mais escuros ou mais favoráveis para uma observação e não temos tempo de fazer a orientação do instrumento? Na maior parte das vezes é melhor usar um sistema sem orientação do que um mal orientado, que nos induziria a erros.

Mas quando precisamos localizar um objeto ou marcar a posição de um objeto observado, a orientação do telescópio se torna imprescindível. Para definir estas posições usamos círculos graduados nos eixos, mas que para funcionar precisam ter seus eixos orientados segundo um referencial. Neste ponto é que precisamos fazer a nossa escolha: um alinhamento altazimutal ou equatorial?

As montagens
O que define se uma montagem é equatorial ou altazimutal, não é a sua construção, e sim a orientação de seus eixos.

Numa montagem altazimutal o eixo principal permite movimentação no sentido do azimute, que é o ângulo horizontal, partindo do Norte no sentido do Este, Sul, Oeste e chegando novamente ao Norte. Para fazer este movimento este eixo é montado na vertical, perfeitamente a prumo, e a origem deve estar posicionada rigorosamente no Norte Verdadeiro, enquanto o eixo secundário permite movimentos no sentido da altura, verticalmente entre o horizonte e o zênite.

Na montagem equatorial, o eixo primário é montado precisamente paralelo ao eixo terrestre. Deste modo ele aponta para o pólo celeste, e por isso recebe o nome de Eixo Polar. O eixo secundário permite a movimentação no sentido da declinação, de 0º no equador até +90º no pólo Norte, e -90º no pólo Sul.

Uma mesma montagem pode ser orientada altazimutal ou equatorialmente, bastando para isso alinhar adequadamente seu eixo principal.

Mas, qual é a melhor?

Em primeiro lugar esta montagem deve ser instalada em uma base fixa, permanente, ou deve possuir recursos que permitam sua remoção e reinstalação sem perder sua orientação inicial. Este é o motivo que leva muitos amadores a construírem seus observatórios em prédios isolados, com cúpulas ou telhados móveis. Se você usa eventualmente uma varanda ou terraço, terá de construir uma base ou dispositivos no piso que permitam o encaixe de uma montagem rigidamente construída para não perder o trabalho de alinhamento.

A montagem equatorial tem algumas vantagens imbatíveis.

Ela permite a utilização de um motor simples, para compensar a rotação da Terra. Chamamos a este movimento de acompanhamento, que se torna obrigatório no caso de grandes telescópios. Com o acompanhamento, observações longas podem ser feitas já que o astro permanecerá centrado na objetiva, permitindo a cronometragem, a fotografia, a fotometria e a análise espectrográfica. Diferentes velocidades podem permitir o acompanhamento de estrelas, da Lua, do Sol, de cometas e de asteróides. A graduação dos círculos horário e de declinação coincidem com as cartas celestes, facilitando a localização e a marcação de posições.

As montagens equatoriais são usadas em vários arranjos, cada um com seus pontos fortes e seus inconvenientes. Nas ilustrações o eixo primário sempre aparece em vermelho e o secundário em azul:

§ montagem germânica - usa contrapesos, o que as torna mais pesadas e com a freqüência natural de vibração mais baixa, exigindo mancais maiores e mais pesados. Pode ocorrer interferência do instrumento com as bases durante a observação, exigindo uma "virada" do aparelho.
(ex: Zeiss - Observatório da Piedade UFMG)

§ montagem inglesa simples - Também usa contrapesos. É mais estável que a germânica e não tem o risco de interferência mas é muito mais volumosa, exigindo cúpulas maiores.
(ex: Perkins - Ohio University)

§ montagem inglesa ao berço - Muito usada nas baixas latitudes, pela boa estabilidade mas pode impedir a observação da região do pólo e limita o uso de instrumentos. Ocupa muito espaço na cúpula.
(ex: Hooker - Monte Wilson)

§ montagem ao berço descentralizada - É uma alternativa para evitar o problema de obstrução da montagem ao berço, mas fica muito pesada devido ao uso de contrapesos. Em alguns casos o berço limita o uso de instrumentos. Muito volumosa.

§ montagem ao berço com ferradura - A mais volumosa, pesada e cara devido ao tamanho e ao custo de fabricação do grande mancal. Exige o uso de uma cúpula enorme.
(ex: Hale - Monte Palomar)

§ montagem em forquilha - exige mancais maiores e mais pesados, devido à descentralização da carga e à flexão da própria forquilha, mas pode ser usada em cúpulas pequenas, já que libera muito espaço. Dificulta a observação de alguns pontos, como a região do pólo e às vezes limita o movimento de declinação no sentido do pólo oposto.
(ex: Perkin Elmer - Laboratório de Astrofísica - ON)

A montagem altazimutal é a mais simples.

Mas algumas características são de difícil equacionamento. Seu sistema de acompanhamento é muito mais complexo: exige a ação simultânea e coordenada de dois motores, um em cada eixo. Este acompanhamento só pode ser obtido pela ação de um servo equatorial ou através de computadores que calculem constantemente sua posição em função de uma base de tempo. Outro problema, também de solução complexa é a rotação da imagem durante o acompanhamento, dificultando a fotografia que deve ser corrigida por um terceiro mecanismo. Para a localização de um objeto, suas coordenadas devem ser calculadas a cada instante, a partir dos dados de uma carta, da latitude do observador e da hora local. Este item é um dos maiores complicadores para um astrônomo amador, que acaba preso ao teclado de um computador ou uma calculadora.

Os grandes observatórios investiram na área de processamento e nos servo-motores, e com a utilização das montagens altazimutais, conseguiram reduzir drasticamente o custo dos novos telescópios gigantes.

Com o desenvolvimento dos micro-processadores e dos motores a passo (step-motors) muitos destes problemas foram equacionados e alguns fabricantes de telescópios para amadores já fornecem montagens altazimutais automatizadas, que além de fazer as funções básicas de acompanhamento, ainda trazem em sua memória as coordenadas de milhares de objetos celestes. Mas estas características podem mais que dobrar o preço final do instrumento. Os mais modernos têm até um GPS (sistema de posicionamento global) que recebe de satélites bases de tempo e posição que permitem sua orientação, localizando suas coordenadas sobre a Terra e auto-posicionando o telescópio, compensando eventuais erros de alinhamento.

Estes fatores, de difícil solução e alto custo para um amador, além de roubar um pouco do romantismo dos procedimentos do astrônomo, levam a grande maioria a optar pela velha e confiável montagem equatorial.

Dica: Os círculos graduados para as duas montagens são quase iguais. O círculo que mede a declinação e a altura são idênticos, divididos em graus, minutos e segundos e instalados da mesma maneira. O segundo círculo tem características diferentes: no sistema altazimutal é graduado em graus minutos e segundos, no sentido horário. Mas numa montagem equatorial usamos círculos graduados em horas minutos e segundos, ou Ascensão Reta, como usada nos mapas celestes. Este círculo tem que ser numerado no sentido horário para os telescópios usados no hemisfério Sul e anti-horário para os do hemisfério Norte. Se você tem um telescópio com o círculo horário para o hemisfério Norte (grande maioria dos importados), verifique se existe a possibilidade de virar o círculo graduado ou inverter sua posição com o indicador. Isso pode resolver seu problema.