Cassegrain

Trajetória da luz em um telescópio na configuração Cassegrain.

Cassegrain é uma configuração usada na montagem de telescópios refletores e radiotelescópios que consiste em um refletor primário parabólico e um refletor secundário hiperbólico. Nessa montagem, a radiação eletromagnética é refletida pelo espelho primário e interceptada pelo secundário antes de atingir o foco principal. Após ser refletida pelo secundário, a radiação converge para o foco localizado após o espelho primário.[1]

É a configuração mais utilizada por telescópios profissionais. O foco pode ser ajustado de diversas maneiras dependendo do que se pretende fazer apenas modificando-se brevemente as posições dos espelhos primário e secundário.[2]

Conforme a necessidade e praticidade, surgiram os tipos de montagens alternativas para telescópios baseadas no Cassegrain, como o design de Ritchey–Chrétien, Dall–Kirkham (popular em telescópios amadores devido a facilidade em se obter a curvatura necessária do espelho) ou o sistema Coudé.[2]

História

Por volta de 1689, Isaac Newton inventou o primeiro telescópio refletor utilizando um espelho primário parabólico e um secundário plano.[3]

Este design popular pelo nome de telescópio dobsoniano foi muito utilizado durante a década de 1960 devido ao baixo custo para confecção ou compra.[4][5] Mas a maioria dos telescópios modernos possui a configuração refletora chamada de Cassegrain inventada em 1672[6] pelo francês Laurent Giovani Cassegrain, que combinava um espelho primário côncavo e um espelho secundário convexo ambos alinhados simetricamente no eixo axial. O primário possui um furo no centro que permitia a passagem da onda eletromagnética para a ocular do telescópio. Atualmente, pode-se acoplar uma câmera CCD, um espectrógrafo, enfim, qualquer tipo de detetor.[3]

Tipos de Montagem de Telescópios Cassegrain

O Cassegrain "Clássico"

Radiotelescópio que utiliza foco Cassegrain situado em Sondrestrom, Groenlândia

No Cassegrain "Clássico" a onda eletromagnética é captada pelo espelho primário parabólico, reflete para o secundário hiperbólico que a reflete novamente e esta passa pelo buraco central do espelho primário onde é captada pelo equipamento instalado no telescópio ou radiotelescópio.

O raio de curvatura dos espelhos primários e secundários nesta configuração são, respectivamente:

R 1 = − 2 D F F − B {\displaystyle R_{1}=-{\frac {2DF}{F-B}}}

e

R 2 = − 2 D B F − B − D {\displaystyle R_{2}=-{\frac {2DB}{F-B-D}}}

onde

  • F {\displaystyle F} é a efetividade do sistema focal
  • B {\displaystyle B} é a distância do secundário para o foco
  • D {\displaystyle D} é a distância entre os dois espelhos

Se B {\displaystyle B} e D {\displaystyle D} são conhecidos, o foco do espelho primário f 1 {\displaystyle f_{1}} , e a distância para o foco de trás do espelho primário b {\displaystyle b} , temos D = f 1 ( F − b ) / ( F + f 1 ) {\displaystyle D=f_{1}(F-b)/(F+f_{1})} e B = D + b {\displaystyle B=D+b} .

A constante cônica do espelho primário é o mesmo que o da parábola K 1 = − 1 {\displaystyle K_{1}=-1} , e a do espelho secundário K 2 {\displaystyle K_{2}} é escolhida substituindo o foco no local desejado:

K 2 = − 1 − α − α ( α + 2 ) {\displaystyle K_{2}=-1-\alpha -{\sqrt {\alpha (\alpha +2)}}} ,

onde

α = 1 2 [ 4 D B M ( F + B M − D M ) ( F − B − D ) ] 2 {\displaystyle \alpha ={\frac {1}{2}}\left[{\frac {4DBM}{(F+BM-DM)(F-B-D)}}\right]^{2}} ,

e M = ( F − B ) / D {\displaystyle M=(F-B)/D} é o aumento secundário.

Cassegrain tipo catadióptrico

Quando um telescópio tipo Cassegrain envolve a combinação de componentes refletores e refratores são chamados de telescópios Cassegrain tipo catadióptrico.

Ver também

Referências

  1. ↑ Illingworth, Valerie (1994). The facts on file dictionary of astronomy (em inglês) 3rd ed. New York: Facts on File. p. 62-63. ISBN 0-8160-3184-3 
  2. ↑ a b Kitchin, C.R. (2003). Astrophysical Tecniques. [S.l.]: Institute of Physics Publishing 
  3. ↑ a b «A BRIEF HISTORY OF TELESCOPES» (PDF). Consultado em 22 de setembro de 2015 
  4. ↑ Jack Newton, Philip Teece - "The Guide to Amateur Astronomy" - Page 287
  5. ↑ «Seeing in the Dark». Consultado em 22 de setembro de 2015 
  6. ↑ «Os primeiros telescópios». UFMG. Consultado em 22 de setembro de 2015 
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