Construção de um telescópio refletor de 180mm

Conseguir o cano não é fácil. Em todas as lojas que eu ia, só vendiam a barra inteira que tem 6 metros de comprimento.

Eu já estava até visitando alguns daqueles locais que revendem material de demolição, quando resolvi parar num depósito próximo a minha casa e finalmente consegui o que queria: Dois metros de um cano de PVC de 200mm de diâmetro.

Para o telescópio eu ia precisar de mais ou menos 1,40m, mas eles só vendiam de metro em metro. Ou comprava um metro ou comprava dois metros.

Isso até que foi bom porque posteriormente o excedente foi usado para construir a braçadeira para suporte do tubo principal e uma tampa para fechar o telescópio quando não está em uso.

Importante: Recentemente, um amigo do Cosmobrain, reportou que depois de comprar o tubo e começar a trabalhar nele notou que o ele era oval e não circular. Isso pode resultar em problema de vinhetagem, já que dependendo de quão oval seja o tubo, ele poderá ser estreito demais para o espelho de 180 mm. Uma dica então é conferir o tubo na hora da compra e recusar caso ele esteja ovalado. Pra evitar problemas com o balconista é bom fazer isso antes dele cortar o tubo.

A quantidade de tubo que eu precisava, citada mais acima, é baseada na distância focal do espelho.

No meu caso, a distância entre o espelho primário e o secundário era de 1040mm. Essa é a medida do centro do espelho principal até o centro do espelho primário.

À essa distância eu tinha somar a “altura” do suporte do espelho primário contando também a altura do espelho (18mm mais 1mm de altura da cola de silicone), a altura da aranha (a distância entre o espelho secundário e as varetas de fixação da aranha), e mais 10 cm de tubo que deve sobrar para cima do suporte da aranha para evitar interferência de fontes de luz próximo ao telescópio.

Somando tudo isso, eu cheguei a 1,28 m de cano, porém, como eu tenho duas crianças pequenas em casa, decidi fazer uma tampa para cobrir a extremidade inferior do tubo (explicada na sessão do suporte do espelho primário) e evitar que eles desalinhassem o telescópio ou soltasse totalmente o parafuso. Por causa disso aumentei mais cerca de 6 cm ao cano.

Definido o tamanho do cano, o primeiro passo será serrá-lo.
Pra isso é só riscar o tubo e mandar ver na serra, certo? Errado!

Conseguir o corte reto, sem “chanfrar” o tubo é mais complicado do que parece. Veja na sessão “preliminares” e “Tampa para o tubo principal” como obter um corte correto, sem dentes e sem chanfros.

A regra de ouro é “Meça e marque duas, três ou quatro vezes. Corte uma vez”. Depois de cortado não tem como remediar.

Quanto aos furos, enumero abaixo todos os furos a serem feitos no tubo principal:

3 furos distribuídos à 120º graus um do outro para fixar a tampa inferior (Opcional)
3 furos distribuídos à 120º graus um do outro para fixar o suporte do primário
1 furo com serra copo de 38 mm para fixar o focalizador
2 furos ao lado do furo do focalizador para fixar os parafusos de sustentação do focalizador
4 furos para fixação do suporte da buscadora
3 furos a 120º graus de distância um do outro para fixar a aranha.

Antes de furar, meça cuidadosamente, para não estragar o pedaço de cano e precisar comprar outro. Comece a furar de baixo para cima, pelos furos para parafusar o suporte do espelho primário, ou se for fazer uma tampa inferior como a minha, comece pelos furos dela.

No meu caso, como eu ia colocar uma tampa de madeira para cobrir o acesso às porcas de ajuste do espelho eu fiz os furos para essa tampa e depois, cerca de 4cm distante desses fiz os furos para o suporte do primário em paralelo a eles. Se for colocar essa tampa, que ajuda também a evitar que poeira entre por baixo do telescópio quando guardado lembre-se de deixar entre ela e o suporte do primário espaço suficiente para apertar ao máximo as porcas-borboletas dos parafusos de colimação do espelho (quando se aperta essas porcas, os parafusos avançam em direção ao fundo do cano).
Sempre que for usar o telescópio, se notar turbulência na atmosfera, desparafuse essa tampa e retire-a para melhorar a condição de visibilidade.

Para fazer os furos para os parafusos do suporte do primário, coloque o tubo em pé numa superfície plana. Certifique-se de que ele e faz um ângulo reto com o chão usando um nível ou um pêndulo (prumo).

Coloque os parafusos no suporte e apoie-o centralizado sobre a boca inferior do cano. Certifique-se de deixá-lo perfeitamente centralizado com o tubo.

Use um barbante com um peso na ponta como pêndulo. Pendure esse pêndulo num dos parafusos e meça com a régua a distância entre a borda do cano e o lugar que você vai furar. No meu caso deixei cerca de 1,5 cm de cano. Se essa distância for muito curta, sempre existe a possibilidade de alguma batida no futuro arrancar uma lasca do cano e você precisar fazer uma gambiarra para consertar o problema.

Repita o processo para os outros dois parafusos e você terá a os locais para fazer os furos marcados. Lembre-se de não fazer uma marca muito grande ou você vai se perder na hora de furar. Confira o alinhamento dos furos usando aquele gabarito de PVC feito para a tampa superior, descrito na sessão “preliminares”.

Dica: Faça um dos furos próximo à marcação do fabricante do tubo. Por exemplo, o meu tubo de PVC é da marca Majestic e tem em todo o corpo a inscrições “MAJESTIC PVC RIGIDO 200mm”. Essa inscrição pode ser usada para orientar o barbante para que ele não fique em diagonal com o tubo, complementando a aferição do prumo.

Você pode furar usando uma furadeira elétrica, mas nesse caso, cuidado para não patinar e sair da posição marcada.
É muito fácil furar o PVC simplesmente rodando uma chave pequena ou qualquer outro objeto pontiagudo. Basta apoiar firmemente e fazer movimentos de giro para um lado e para o outro que em pouco tempo o cano é atravessado. O furo pode ser alargado usando uma chave Philips ou de fenda na largura do parafuso. Esse método tem a vantagem de não ocorrer o patinamento da broca e furar fora do local desejado

Para fazer o furo para o focalizador, primeiro regule o suporte do espelho primário à “meio parafuso”; Para isso, aperte ou solte as porcas-borboletas de forma que você tenha mais ou menos metade do parafuso para subir ou baixar. Isso cria uma boa margem de manobra no caso de algum erro.

Meça a altura do suporte do primário, isso é, a distância do furo feito para os parafusos que o fixarão no tubo até o alto do disco de madeira de 180mm mais a cabeça do parafuso onde será colado o espelho primário e anote essa medida.

Acrescente a essa medida mais 19mm (18mm da altura do espelho mais cerca de 1 mm, já que a cola de silicone deverá levantar o espelho mais ou menos 1 mm).

Acrescente a essa medida a distância ideal entre o espelho primário e o secundário e terá o local exato para o centro do furo do focalizador.

Importante: A DISTÂNCIA IDEAL entre o espelho primário e o espelho secundário NÃO É A DISTÂNCIA FOCAL DO ESPELHO!!

Corte um pedaço de barbante com essa medida e cole uma de suas pontas com uma fita adesiva no furo para prender o suporte do primário.

Com o tubo em pé num local perfeitamente plano (use um nível para conferir), pendure o um prumo na lateral do cano.

Estique o barbante usado para medir em paralelo com o barbante do prumo e marque o ponto onde ele termina. Nesse ponto será o centro do furo para o focalizador.

Use um objeto pontiagudo e fino para fazer um furo nesse local. Esse furo servirá de guia para a serra copo.

A serra copo deverá ter o diâmetro EXTERNO de 40mm, pois essa é a largura do focalizado, por isso citei na lista de ferramentas necessárias uma serra copo de diâmetro de 38 mm, pois com essa medida, ela costuma ter o diâmetro EXTERNO de 40mm.

Antes de usar a serra copo no tubo convêm fazer um furo com ela em alguma outra coisa, um pedaço de madeira ou um refugo do PVC, e testar se o cano de 40 mm encaixa-se no furo sem folgas.

Nota: NÃO USE A SERRA COPO AINDA! Esse furo de guia também será usado como referência para marcar os locais dos furos para o suporte da aranha.

Se você não tiver uma serra copo nesse diametro, use uma menor e depois alargue o furo com o auxilio de lixas ou lima. Embora o PVC seja fácil de desbastar, sem a serra copo é mais difícil conseguir um furo bem redondo e no diâmetro exato desejado. Recomendo comprar um jogo de serras copos, afinal, serras copos são usadas várias vezes nesse projeto.

Definido que NÃO É PARA USAR A SERRA COPO AINDA, vamos passar para os furos do suporte da aranha.

Use o mesmo método usado para marcar o local dos furos do suporte do primário.

Coloque o tubo em pé, em ângulo reto com o chão. Use um pêndulo ou um prumo para se certificar disso.

Se você construiu uma aranha conforme eu especifiquei, ela permitirá que gire um parafuso para levantar ou abaixar o espelho e outros três parafusos que permitem acertar a inclinação do espelho e ainda girar o espelho em até 360º graus.

Se esse é o caso, solte os três parafusos de inclinação ao máximo, deixando apenas cerca de 1cm para fora (Ou seja, faça subir o espelho secundário).

Aperte o parafuso central da aranha para subir o espelho até sentir que a pressão da mola é satisfatória. Só não aperte demais porque se você contrair a totalmente mola e depois precisar de algum ajuste levantando o espelho secundário, vai ter dificuldade.

Meça a distância entre as varetas de sustentação e o lugar onde ficará centro do espelho secundário. Recorte um barbante nesse tamanho.

Importante: Espero que você não tenha colado o espelho secundário ainda, pois nessa fase rústica do projeto sempre existe a possibilidade de arranhá-lo. Deixe para colar o espelho depois da que já tiver feito tudo, inclusive a pintura.

Coloque uma ponta desse barbante no furo, ainda não alargado, do focalizador e marque o local da outra ponta dele. Para assegurar que o barbante está retíssimo em relação o tubo, baseie-se, mais uma vez na inscrição do fabricante do tubo e usando um pêndulo preso à parte de cima no tubo.

Outra alternativa é usar o compasso tendo como abertura o tamanho do barbante e com a ponta seca no furo (nesse caso, é bom que o furo seja o mais fino possível... por exemplo, que tenha sido feito usando uma agulha ou a própria ponta seca do compasso). Feita essa marcação trace uma circunferência em volta do tubo (usando o gabarito descrito na sessão preliminares).

Sobre ele você terá que fazer três furos distantes 120º um do outro que serão usados para fixar a aranha.

Para determinar a posição dos furos, coloque a aranha sobre o tubo e centralize-a.

Tome o cuidado de marcar um dos furos exatamente acima do centro do focalizador. Isso vai facilitar a aproximação do espelho secundário (Como já foi dito, o espelho secundário não fica exatamente no centro do tubo, mas deslocado para o lado do focalizador. Esse ajuste será feito depois; Por enquanto a aranha deve ficar centralizada).

Use o pêndulo preso às varetas de fixação da aranha para garantir que todos os pontos de apoio estão em paralelos com o tubo.

Trace um risco com lápis ou caneta em paralelo com o barbante do pêndulo sobre o círculo que você marcou anteriormente.

Confira se está tudo certo e se estiver Ok faça os furos para suportar a aranha.

Veja abaixo uma foto do tubo já furado para receber o focalizador, mas ainda sem os furos do parafuso:

Coloque o focalizador montado no furo, com o tubo de 40mm passando para dentro do cano de 200mm e marque o local para os furos dos parafusos de suporte. Use um objeto fino, introduzido pelos buracos do parafuso para essa marcação.

Confira e muito cuidado para não fazer um furo largo demais para o parafuso que pretende usar. Se isso acontecer você seria obrigado a usar porcas nos parafusos e sempre existe o risco delas se soltarem com o tempo, caindo sobre o espelho primário.

Escolha agora uma área a cerca de 30 graus do focalizador para fazer os furos para a buscadora. Pode ser à direta ou à esquerda. O critério é o seu conforto.

O ideal é que ocular da buscadora fique mais ou menos à mesma altura do focalizador, ou um pouco acima dela, para que durante o uso possa-se alternar confortavelmente entre o focalizador e buscadora.

Para fazer os 4 furos da buscadora, posicione o pêndulo feito com o barbante na posição que você escolheu e trace um risco; Paralelo a esse risco, trace outro a 5 cm de distância (a largura da base da buscadora). Confira se os traços estão aprumados corretamente.

Coloque a base de madeira no lugar e use um objeto pontiagudo para marcar o lugar dos furos.

Agora já pode retirar o excesso de cano, se houver, acima do suporte da aranha.

Se tudo estiver certo, deixe uns 10 cm de cano acima dos parafusos de suporte da aranha e corte o excedente. Muito cuidado nesse corte, pois depois de tanto trabalho, seria uma pena fazer um corte torto e enfeiar o cano.
Na verdade, bastaria deixar uns 10 cm acima do limite superior do do espelho, mas eu sou mais conservador e prefiro deixar 10 cm acima do suporte.

Detalhe: 10 centímetros não é um número cabalístico. É a metade do diâmetro do cano e com essa medida acima das varetas da aranha, a influência de luzes parasitas na hora da observação diminui bastante.
“Luzes Parasitas” são luzes de casas, postes, enfeites de natal, etc, que entram de lado no cano e provocam reflexos no interior do tubo. Talvez você se pergunte porque então alguns telescópios comerciais têm a vareta de sustentação da aranha rente ao final do tubo...Eu não sei... Provavelmente para que o cano seja mais curto e caiba no banco de trás de um carro ou talvez para economizar tubo.

Por último, só falta fazer as marcas para ajudar no alinhamento dos espelhos.
Sempre que for alinhar o espelho secundário, será necessário ter uma referência do centro do tubo.
Para isso, seria necessário prender com fita adesiva um barbante fazendo uma cruz no fundo do telescópio e usá-los com referência. Só que é meio difícil colocar a “cruz” bem no meio do cano, e pode ser que não tenha fita adesiva à mão na hora de alinhar, então, tenha esse trabalho uma vez só.

Vire o cano de boca pra baixo e marque quatro pontos eqüidistantes. Veja na sessão Preliminares a dica de como fazer um disco de cartolina e dividir em partes iguais

Marcados os pontos e conferindo, como sempre, se está correto, use uma serra em arco para fazer um corte nessas marcas com cerca meio centímetro de profundidade. É só isso.

Sempre que você precisar alinhar o secundário, é só afundar uma ponta do barbante num dos cortes, esticá-lo até o outro corte e afundá-lo. Faça a mesma coisa nos outros dois cortes e você terá um uma cruz bem no meio do cano servindo como alvo para o alinhamento.

Se você não quiser ter esse trabalho agora, vai perder alguns minutos e precisar de fita adesiva para prender o barbante ou usar um disco de cartolina com o centro marcado toda vez que precisar alinhar o telescópio.

Lixe o cano por dentro e por fora com lixa 150 para retirar um verniz que vem de fábrica e que atrapalha a aderência da tinta.

Para lixar, tenha um balde de água por perto, molhe o cano e vá lixando e molhando a lixa de tempos em tempo.

Depois que terminar esse processo, use uma lixa mais fina, por exemplo lixa 320, também molhada para alisar o cano. Da sua perícia nesse processo vai depender muito da aparência final do telescópio.

Felizmente eu tenho um amigo pintor de autos, o Jorge Raimundo, que fez essa parte para mim. A pintura do meu telescópio foi feita com pistola de pintura e compressor, mas tenho visto que a maioria dos construtores amadores usam tinta spray por não serem tão felizardos em ter um camarada pintor :-)

No meu tubo o interior também foi pintado com a pistola, mas descobrí mais tarde que é mais vantajoso pintar o interior com pincel ou com um rolo de pintura, pois isso aumenta a imperfeição da pintura, criando relevos, e reduz a reflexão de luz interna, assim aconselho a pintar dessa forma.
Dá um certo trabalho porque dependendo do tamanho do tubo o braço não alcança o meio do dele para pintar.

Depois de pintado o interior e ter tido tempo para secagem, cubra os furos e a boca do cano com fita crepe e jornal e aplique a seladora de plástico.

A seladora é uma tinta acinzentada e muito fina que ajuda a esconder imperfeições no cano, como riscos da lixa ou ondulações da fabricação.

Depois da secagem da seladora, use lixa 1200 ou maior, também com água, para lixar novamente. Pode ser necessário mais uma ou duas demãos de seladora, seguida pelo lixamento.

Embora a parte exterior possa ser de qualquer cor, é aconselhável usar uma cor escura, para evitar reflexos que vão “fechar” a suas pupilas na hora de observar. No meu caso usei uma tinta cinza ligeiramente metalizada com referência “cinza urano” que deu um aspecto muito bom.

Depois da pintura, que pode requerer mais de uma demão e umas 24 horas para secar, foi aplicado um verniz protetor, necessário no caso de pintura metálica, para assegurar brilho e proteção da pintura.

Cuidado! Não deixe o tubo exposto diretamente ao sol por longos períodos, pois o PVC é sensível ao calor e pode amolecer e empenar.

Contenha sua ansiedade e não monte os espelhos imediatamente após a secagem da tinta. Deixe o tubo num local arejado (à sombra!!) e espere alguns dias até passar o forte cheiro de tinta. Desconfio que esse cheiro químico possa reagir com a aluminização e provocar algum efeito indesejável no espelho.
Mas é só desconfiômetro porque não apostei pra ver :-)

A montagem do tubo principal

Comece a montagem pelo focalizador, parafusando a base, encaixando o tubo deslizante de dentro para fora do tubo e colocando o porta ocular na ponta do tubo deslizante.

Muito cuidado se precisar remover o focalizador com os espelhos instalados. Sempre existe o risco do tubo deslizante escapar da sua mão e bater num dos espelhos.

Verifique se o parafuso do focalizador sobra muito para dentro do tubo.
O ideal é que ele fique no máximo uns 2 milímetros para dentro. Se tiver mais que isso, remova o focalizador e serre o excedente de parafuso. É saudável também pintar a ponta desses parafusos de preto fosco.

Instale agora o suporte da buscadora. Verifique se sobra parafuso para dentro do tubo; Se tiver mais que 2 mm, serre o excedente. De novo, é saudável pintar a ponta deles de preto fosco.

Certifique-se de primeiramente centralizá-la e depois deslocar o espelho secundário para perto do focalizador, puxando umas varetas e soltando outras.

Para saber quanto deve “descentrar” o espelho secundário em direção ao focalizador, dê uma olhada na calculadora que tem na página de astronomia do Zeca:

Lembre-se de NUNCA usar ferramentas dentro do tubo se os espelhos estiverem instalados.
Depois de alinhado, teste o focalizador, conforme instruções no final da sessão “focalizador”.

Encontre agora o centro de gravidade do telescópio. Coloque um cabo de vassoura deitado no chão e coloque o tubo atravessado sobre ele. Experimente mover o tubo sobre o cabo de vasoura até achar a posição em que ele fique em equlibrio. Faça uma marca nesse ponto e trace um círculo de lado a lado. Cole uma fita de feltro nessa posição, dando a volta no tubo para servir de orientação na hora de colocar a braçadeira.

Cuidado: Nunca olhe para o sol com o telescópio. Você pode ficar cego instantaneamente.
Não deixe o telescópio sendo usado por crianças sem estar por perto porque elas podem não levar a sério a recomendação acima.
Muito cuidado ao usá-lo durante o dia, porque antes de ganhar prática no manuseio dele, você pode, sem querer, apontá-lo para o sol.
De preferência, escolha um alvo para alinhar a mira que esteja do lado oposto ao lado que está o sol.

Para alinhar a mira, escolha um objeto fácil de distinguir que esteja a uns 400 ou 500 metros de distância, como uma antena ou a janela de uma casa.

Centralize o telescópio nesse objeto em seguida, ajuste a luneta buscadora no mesmo objeto.

Com isso, sempre que um objeto for visto no centro da buscadora, ele estará também no centro do telescópio.