Os sistemas de acompanhamento

Os sistemas de acompanhamento

Quando escolhemos um astro, apontamos um telescópio e decidimos mostrá-lo a alguém, é comum escutarmos a reclamação: não estou vendo nada! A estrela andou e saiu campo! Será verdade?

Não, o movimento observado não é do astro, e sim da Terra que está girando em torno de seu eixo no movimento de rotação diário. Este movimento é nosso velho conhecido! Mas como estamos deslocando junto com a Terra, nos parece que os astros é que se movem. Desde que o sistema geocêntrico de Cláudio Ptolomeu foi derrubado e Nicolau Copérnico instituiu o sistema heliocêntrico, em 1444, sabemos que a Terra é que se move no espaço. Todos já vimos o movimento diário do Sol, mas normalmente não o ligamos aos outros astros. Como é um movimento muito lento, não damos a devida importância ao fato, mas quando usamos um telescópio este movimento se torna muito mais evidente e chega a impedir alguns tipos de observação e a astrofotografia. Trabalhando com grandes aumentos vemos claramente os objetos se deslocando pelo campo e temos de corrigir continuamente a posição do aparelho.

Temos como neutralizar este movimento? Claro! Basta fazer girar nosso telescópio em torno do mesmo eixo, com a mesma velocidade de rotação, no sentido oposto ao da rotação da Terra.

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Para isso precisamos conhecer duas coisas: a posição do eixo da Terra e sua velocidade de rotação. Conhecida a direção Norte-Sul sobre o horizonte (Nh-Sh) e a declinação (d) do local (O) do observador, podemos orientar facilmente este eixo. Como os astros estão muito distantes de nós o eixo não precisa ser exatamente coincidente com o eixo da Terra. Um eixo paralelo a ele nos serve perfeitamente.

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Nosso eixo polar ficará assim perfeitamente alinhado com o pólo Sul celeste. Em seguida temos que girar este eixo através de um dispositivo acoplado a ele. Existem hoje no mercado vários sistemas computadorizados que conseguem tracionar um telescópio em uma montagem altazimutal, mas esta montagem não se presta à astrofotografia, devido à rotação da imagem durante o acompanhamento.

A velocidade de rotação da Terra também é fácil de ser obtida. Neste caso não podemos usar o tamanho do dia solar, que tem 24 horas, e sim do dia sideral (Veja na seção Astronomia – O tempo). Feitas as correções devidas ao movimento orbital chegaremos a um dia de 23 horas 54 minutos e 4 segundos. Na prática, 23 horas e 54 minutos. Isto significa que a Terra faz uma rotação a cada 1.434 minutos, ou seja, 0, 00069735 RPM (6,9735E-4 rotações por minuto).

Note que todos os telescópios do mundo devem girar no mesmo sentido, mas como os eixos polares dos dois hemisférios estão apontados em sentidos opostos, os motores de acionamento devem ter o sentido de rotação próprio para cada hemisfério. Muitos dos telescópios importados para o Brasil giram no sentido errado, o que impede o uso do sistema.

Para conseguir uma rotação baixa temos de usar diversas reduções em série. Com uma relação de redução tão grande, o motor de acionamento pode ser pequeno e com uma potência mínima. Agora basta construir um mecanismo com estas características:

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Os melhores sistemas de acompanhamento usam conjuntos de engrenagens tipo "sem-fim/coroa" com coroas de grande diâmetro. Este sistema mecânico tem a característica de conseguir grandes reduções com um número reduzido de peças, boa precisão de acompanhamento, possibilidade de eliminação de folgas e tracionamento durante períodos longos, no entanto a construção das coroas é complicada e cara. Vários telescópios japoneses vêm com engrenagens deste tipo em suas montagens equatoriais, mas as coroas têm um diâmetro muito pequeno e não conseguem boa qualidade no tracionamento.

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Alguns fabricantes usam engrenagens comuns, de dentes retos, mas este sistema não consegue eliminar completamente as folgas e gera erros periódicos no acompanhamento a cada mudança de dente. Apesar destas deficiências, é um arranjo muito utilizado devido ao custo mais baixo.

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Uma alternativa adotada pelos astrônomos amadores é o uso um sistema de acompanhamento tipo setor circular. Apesar de conseguir períodos relativamente curtos de acompanhamento, pode usar setores de grande raio, que permitem um tracionamento preciso e suave com mecanismos de construção mais simples e baratos. Ele consiste em um setor circular com cerca de 30 graus (duas horas de acompanhamento), normalmente feito de madeira, que é tracionado por um fio. Outro fio, do lado oposto, é mantido esticado por uma massa P que elimina as folgas. A tração T pode ser de vários tipos.

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O mais usado é um parafuso com passo conhecido que puxa uma porca. O tracionamento é bastante preciso, mas chegando ao fim do curso, o sistema tem de ser desligado e a porca retornada. Este parafuso pode ser acionado por um motor ou um mecanismo de relógio e até manualmente.

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Alguns amadores usam o tracionador tipo "sarilho", que enrola ou traciona o fio por atrito. Este sistema tem a vantagem de permitir um retorno mais rápido ao chegar no fim do curso.

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Uma terceira alternativa é a adoção de um rolo de tração que fricciona diretamente sobre o setor circular sob a carga de uma mola ou o próprio peso do equipamento, para evitar o patinamento.

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Outra alternativa é usar um revestimento pré-formado sobre a borda, que simula o setor de uma coroa gigante. Neste caso o tracionamento se faz através da rotação de um parafuso tangente ao setor, como um pinhão sem-fim. O material do revestimento é nylon ou PVC onde foi estampada uma imagem da rosca através da prensagem de uma barra roscada aquecida. Para retornar quando atingido o final de curso, o mancal é afastado permitindo o movimento isolado do setor.

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Um sistema similar, baseado no mesmo princípio, usa uma barra roscada com o formato do arco de cincunferência ancorada à estrutura. Neste caso somente um braço é ligado ao eixo polar. Na sua extremidade uma porca acionada pelo mecanismo é encaixada e ao girar arrasta o braço que suporta também o mecanismo de acionamento.

Qualquer destas alternativas pode solucionar o problema, mas é bom lembrar que para usá-los, o telescópio deve estar orientado em uma base fixa, ou ter um tripé com dispositivos que permitam sua remoção/instalação sem perder as referências de alinhamento.

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