"Moddare" il Lunt 35

[antonello]

TOPIC SOLO PER ASTROFILI ESPERTI NELLA STRUMENTAZIONE SOLARE (POICHE' LA VISTA E' UNO DEI NOSTRI BENI PIU' PREZIOSI E NON VA MESSA A RISCHIO PER ALCUNA RAGIONE).
QUALSIASI MODIFICA DI STRUMENTAZIONE SOLARE RICHIEDE ESPERIENZA E COMPETENZA. SE POSSEDETE ENTRAMBE PROCEDETE NELLA LETTURA, ALTRIMENTI NON LEGGETE O RIVOLGETEVI A CHI LE POSSIEDE.

PREMESSA

Nonostante il neologismo “moddare” non mi ispiri grande simpatia, ho finito per usarlo nel titolo di questo topic, non avendo trovando un analogo sostituto nella nostra lingua…
In inglese, invece, esso è veramente efficace per descrivere una trasformazione di un hardware (ma non solo) che permetta di superare i limiti del prodotto originale, fino a permettergli il raggiungimento di performance altrimenti impossibili.
Nell’ambito della strumentazione solare, un modding particolarmente diffuso è quello di utilizzare il gruppo etalon di un PST per applicarlo a telescopi di diametro ben più grande di quello da 40 mm del telescopio originale. Questa trasformazione, sebbene alteri completamente le finalità originali del PST (osservazione dell’intero disco solare in H-alpha), permette un notevole aumento di risoluzione dei particolari osservati in funzione del diametro del nuovo obiettivo.
Con questa modifica molti hanno realizzato straordinarie immagini. Molto note sono quelle di Brahic (http://jp-brahic.chez-alice.fr/lunette_230mm.htm), considerate tra le migliori immagini del sole in H-alpha mai fatte.
L’uso del gruppo PST, piuttosto che di altri etalon (anche più grandi e quindi con possibilità di sweet-spot maggiore) è stato determinato dal fatto che il PST ha etalon interno al telescopio e quindi già dotato del sistema di collimazione con lente negativa in entrata (dell’etalon) e lente positiva in uscita (dell’etalon), necessario per fa sì che i raggi che incidono sull’etalon siano pressoché paralleli. Questo fa sì che utilizzando il gruppo del PST con un diametro dell’obiettivo maggiore dell’originale (un’ottica almeno acromatica di rapporto focale pari a quello dell’obiettivo originale: f:10) si ottiene nel fuoco (almeno nella piccola area di sweet-spot) un’immagine della stessa qualità dell’immagine del nuovo obiettivo (dal momento che le due lenti del PST non alterano la qualità del nuovo obiettivo).
L’etalon del PST è tuttavia molto piccolo e ha due lenti da 200 mm di focale (una negativa e una positiva) e questo genera, già nel piccolo telescopio originale, una vignettatura anche appena fuori asse. La cosa è ovviamente amplificata nel nuovo e più grande obiettivo utilizzato, ma il difetto passa in secondo piano quando lo scopo è quello di vedere dettagli al centro del campo.
L’uso di un etalon di maggior diametro sarebbe in questo caso un vantaggio, ma il PST non ha rivali nel rapporto prezzo/prestazione (tra i telescopi con etalon interno, cioè dotati di collimazione) e la sua scelta per un modding “immediato” non ha rivali, anche perché il concorrente più diretto, il Lunt 35 (con ben 35 mm di apertura), non ha l’etalon dentro il telescopio (con annesso gruppo di collimazione), ma etalon frontale, cosa che ha fatto desistere chiunque dall’utilizzarlo al pari dell’etalon del PST.
Proprio per questa ragione il possessore di un Lunt 35 non ha avuto la stessa opportunità di modding del possessore di un PST.

USO DELL’ETALON DEL LUNT 35 CON OBIETTIVI DI MAGGIOR DIAMETRO.

Segnalo dunque al possessore di un Lunt 35 interessato alla questione che è possibile utilizzare il proprio etalon al pari di quello del PST semplicemente acquistando e dotando quindi l’etalon del Lunt di un sistema di collimazione.
La cosa si può definire facilmente in questi termini: occorre metter una lente negativa davanti all’etalon del Lunt (piano-concava) ed una lente positiva in uscita (piano-convessa).
La distanza tra queste lenti non è importante (basta che siano adiacenti all’etalon). E’ invece consigliabile che la focale di queste due lenti sia di 300 mm (-300 mm per la lente negativa e +300 per quella positiva e ciò per sfruttare al massimo il diametro da 35 mm dell’etalon (cosa che porta al maggior diametro del sweet-spot, rispetto al PST, nel rapporto 35/20). Affinché il sistema funzioni le due lenti devono essere messe esattamente come illustrato nell’immagine allegata, con la faccia piana della lente negativa verso l’obiettivo e la faccia piana della lente positiva verso l’oculare, solo così (con un’ottica f:10) si avrà sul fuoco la stessa identica qualità dell’originale. Con l’uso di queste focali occorrerà mettere la lente negativa 300 mm prima del fuoco del nuovo telescopio (obbligatoriamente f:10), cosa che porterà il piano focale a 300 mm dalla lente positiva. Per questa realizzazione occorrerà naturalmente una meccanica per ospitare le due lenti e permettere la libertà di rotazione dell’etalon (tilting) per la sintonizzazione dell’H-alpha.
Due lenti siffatte (del diametro consigliato di 38/40 mm) sono facilmente reperibile tra i produttori di lenti da catalogo, come Eksma, preferibile per i prezzi, o Optosigma, per esempio.
Nel nuovo telescopio (al pari che nel modding del PST) si dovrà prevedere un ERF in entrata e un BF in uscita, che con il nuovo maggior diametro sarà bene sia più grande di quello del Lunt 35 originale.
Ottimo al riguardo è il BF Omega Optical di cui ho scritto qui
https://www.astronomia.com/forum/showthread.php?17579-Un-BF-economico-da-23-mm-per-osservazioni-in-H-alpha-PRIMA-PARTE
Ovviamente, come già detto, con questa soluzione non sarà più possibile ammirare l’intero sole in H-alpha (visto che si vedrà in H-alpha solo un cerchio in primi pari all’incirca a: 60x DiametroEtalon/DiametroNuovoObiettivo). Ovviamente, nessuno impedisce di ripristinare, allo scopo, l’etalon nel Lunt 35 originale, oppure di valutare un modding più contenuto, adatto a chi (non interessato a diametri elevati) volesse mantenere le stesse specificità del Lunt 35 (o del PST) originale (ovvero, la possibilità di vedere l’intero sole in H-alpha), ma con una qualità maggiore di quella permessa dall’obiettivo originale. In questo caso, sarà necessario utilizzare un’ottica sempre f:10, ma con diametro obiettivo non superiore a circa 50 mm. Ottimo allo scopo è il noto “Teleminor” Zeiss 50/540 o l’analogo russo 50/480 (facilmente disponibile nelle bancarelle dei venditori di materiale russo). In un futuro messaggio illustrerò la soluzione con “Teleminor”.
Nell’immagine allegata, il nuovo adattamento del Lunt 35, con e senza il sistema di collimazione.

[antonello]

Modding del mio Lunt 35

Per questa realizzazione ho usato per lo più cose che già avevo. Ho dovuto acquistare giusto il filtro UV-IR Cut da mettere anteriormente (che in combinazione con il filtro H-alpha interno costituisce l’indispensabile ERF) e alcuni anellini di raccordo presi su Ebay per pochi euro (il filtro B+W UV-IR Cut da 58 mm è arrivato da Hong Kon per circa 30 euro, contro i 250 euro di un erf commerciale!). Ovviamente, il resto ha richiesto un po’ di tempo per le lavorazioni con tornio e fresa, che ho la fortuna di poter fare. Chi non ha questa fortuna potrà comunque realizzare il tutto infischiandosene dell’estetica.

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Il cuore del sistema è un obiettivo “teleminor” Zeiss 50 mm di diametro e 560 mm di focale, reperibile occasionalmente a circa 100 euro nell’usato. Chi volesse risparmiare potrebbe optare per l’obiettivo dell’economico cannocchiale russo KOMZ ZRT 3PT-460 20x che ha una qualità notevole, praticamente uguale a quella del Teleminor e che può essere spesso trovato a basso prezzo nelle bancarelle di commercianti dell’est. L’alta qualità di queste ottiche è testimoniata dal fatto che con entrambi è persino possibile vedere sul sole (meglio con visione distorta e con il necessario Astrosolar, ovviamente) i grani di riso! E si tratta di due 50 mm !!! Si tenga presente che la stessa cosa non mi è possibile con un acromatico 70 mm f:12 Celestron...
Per il resto, tutti gli altri elementi per questa modifica sono ben illustrati nell' immagine e quindi chiunque può procedere nell’upgrade del suo Lunt 35 con la certezza che otterrà uno strumento ben superiore all’originale. Chi poi possedesse un telescopio rifrattore intorno a f:10 e di diametro maggiore può semplicemente applicargli la parte illustrata in questa immagine

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togliendo dunque filtro e obiettivo, e mettendo un ERF davanti al nuovo obiettivo, con la certezza che potrà osservare le singole protuberanze nell’alta risoluzione permessa dal nuovo e più grande obiettivo.

Ribadisco che chi si accinge a queste sperimentazione deve essere a conoscenza degli elementi che costituiscono un telescopio per H-alpha e della loro corretta posizione, elementi INDISPENSABILI che sono L’ERF, l’ETALON e il BF. Sconsiglio CATEGORICAMENTE qualsiasi esperimento sulla questione che non preveda questi elementi, nella corretta successione.

[antonello]

Ecco un esempio di applicazione dell'etalon del Lunt 35 ad un telescopio Tal 100/1000. In questo caso non è stato accorciato il tubo del Tal (per non complicarne il suo uso nelle osservazioni notturne), ma si è staccato semplicemente il gruppo obiettivo dal tubo originale e lo si è inserito in tubo più corto (circa 600 mm) costruito ad hoc.
Il Sweet Spot di questa configurazione è di 18', assolutamente uniformi. Al confronto, lo stesso telescopio con l'etalon del PST fornisce un Sweet Spot di 12' vignettati.

Seguendo lo stesso schema, chi possedesse un Etalon da 50 mm, per esempio l'etalon Lunt venduto per essere posto frontalmente ai telescopi Lunt di simile diametro (ed ottenere così il double stack), potrà costruirsi un eccellente telescopio da 100 mm di diametro per H-alpha con un sweet spot di 30' e ottenere così una completa visione in H-alpha del disco solare. Allo scopo sarà necessario utilizzare lenti di collimazione da -500 mm e da +500 mm.
Si possono trovare a partire da circa 30 euro cadauna...

[Fazio]

Magari potessi avere le tue conoscenze e la tua perizia...
Il Sole mi attira molto e credo se avessi uno strumento adeguato ad un costo ragionevole tralascerei quasi del tutto il cielo notturno.
Per ora mi accontento di guardarlo in luce bianca con un plebeo Astrosolar. Non che mi dispiaccia, mi sono pure tolto qualche soddisfazione, ma guardarlo in H-alpha mi metterebbe i brividi!

[antonello]

Ciao Fazio
credo di aver dato informazioni per il massimo risparmio in questo campo :-)
Per il resto condivido le tue considerazioni. Resto rapito nell'osservare il Sole in H-alpha. I fenomeni che vi si osservano non sono mai esattamente uguali e la meraviglia è tale che si desidera osservarli con sempre maggiore dettaglio.
Questo è il motivo che ha portato uno come me, che ha iniziato con un Lunt 35 preso su Astrosell, a "finire" con un "Lunt 150 (autocostruito)"...

[antonello]

Un po’ di (elementare) teoria.

Nella realizzazione illustrata il sistema di collimazione è stato ideato per “tubi” con ottiche a f:10.
Per questi è conveniente una focale della prima lente del collimatore pari a -300 mm (che è quella che io utilizzo), con un diametro “sfruttato” della lente pari a 30 mm, così da utilizzare quasi tutti i 35 mm dell’etalon Lunt. Mettendo, in un f:10, una lente di focale minore, per esempio -200 mm, il diametro del fascio che attraversa l’etalon diminuisce e diminuisce di conseguenza anche il diametro del sweet-spot. Aumentando la focale della lente, per esempio -400 mm, si avrebbe vignettatura, con uno sfruttamento di un diametro inferiore dell’obiettivo.
Per queste ragioni, la focale della prima lente del condensatore, in rapporto al diametro conveniente di utilizzo del fascio parallelo che entra nell’etalon (uguale al diametro libero della prima lente), deve essere pari al rapporto focale del telescopio.

Chi volesse sperimentare la cosa in strumenti con rapporti focali più spinti di f:10, a prescindere da problemi di qualità dell’immagine legati alla semplicità dello schema delle lenti utilizzate (da catalogo), dovrebbe necessariamente scegliere una prima lente con focale più corta. Per esempio, in un rifrattore 150/900 mm, il classico telescopio “individual”, che si è rivelato particolarmente buono per applicazioni in H-alpha, sarebbe conveniente usare una focale di -200 mm. Infatti, 900/150 è uguale a 200/33,3…
In questo modo, nell’”individual”, si otterrebbero circa 33 mm dell’etalon per il fascio centrale, lasciando un po’ di “riserva” del diametro dell’etalon per il fascio marginale (giusto i 35 mm del suo diametro).
Detto questo, resterebbe da appurare se un rifrattore così "spinto come l'"Individual" mantenesse la stessa qualità anche in associazione ad un collimatore così semplice.
Ebbene, per curiosità (ma anche per permettere a chi fosse interessato di valutare la convenienza di una simile applicazione), ho fatto una simulazione con un programma di ray tracing e posso dire con certezza che lo stesso collimatore suggerito, ma con focali 200 mm, mantiene in un 150/900 la stessa qualità dell’obiettivo e rende quindi conveniente questa soluzione.
Il campo di H-alpha così ottenibile (con il Lunt 35 sul 150/900) sarebbe di circa 13’ (che non sono pochi, visto che con il POST se ne ottengono solo 8, usando peraltro solo 90 dei 150 mm disponibili).

E ora, un po' di pratica.

Finalmente, ieri, il sole si è fatto vedere, sia pure a tratti, per via di velature (da me non lo vedevo da almeno 2 settimane). Non solo, ma era un bel po' che non vedevo tante protuberanze sull'intera circonferenza.
E' stata l'occasione per trovare conferma di tutto quanto sinora teorizzato è sperimentato. Il piccolo Lunt35/Zeiss si è rivelato un gioiello e, anche a causa del seeing modesto, ha tenuto testa al Lunt35/Tal (che ha mostrato differenza, in rari momenti, solo alzando gli ingrandimenti).
Ho avuto anche occasione di testare il Lunt60/Tal e il Lunt60/TS-apo-90/600, in attesa del Lunt60/Istar-150/1500, e ancora mi brillano gli occhi per alcuni dettagli colti in momenti di calma (in particolare nel Lunt60/TS-apo-90/600, per il quale è stato studiato il collimatore), ma ci sarà altra occasione di parlarne.