Molti astrofili lamentano varie imperfezioni nel funzionamento della propria strumentazione. In particolare gli astrofotografi sono molto sensibili ai problemi sia delle ottiche, sia della meccanica. Ho dedicato una uscita il 26 luglio 2008 proprio alla misura dei suddetti problemi che affliggono la mia strumentazione. Io stesso mi sono reso conto che noi astrofili tendiamo a descrivere come enormi, inaccettabili, mostruosi, questi problemi ma non ci curiamo di darne una misura oggettiva.
Le modalità con cui ho realizzato le misure sono specifici della mia strumentazione, ma il metodo credo possa essere universalmente applicabile. Cominciamo con la misura del backlash.
Cos'è il backlash.
Il backlash è il gioco che esiste fra due ingranaggi qualunque per il semplice fatto che le tolleranze meccaniche non permettono di avere un accoppiamento perfetto. Quindi è un fenomeno che non si può eliminare e col quale dobbiamo convivere. In parole povere il backlash si traduce in un ritardo nell'inversione del moto su un asse rispetto al comando steso di inversione.
Ma il backlash si può minimizzare con interventi più o meno radicali agendo sulla catena che trasmette il movimento all'asse del telescopio; tale catena, tipicamente è formata da: motore, riduttore, giunto cardanico, vite senza fine, corona dentata.
La presenza del backlash non è sempre un problema gravissimo.
In AR il backlash, anche di moderata entità, non è un problema in quanto il motore di AR è sempre in presa a velocità siderale e le correzioni per l'inseguimento avvengono aumentando o diminuendo la velocità del motore. In pratica non si inverte mai il moto del motore di AR per cui il backlash non viene mai generato.
In DEC la presenza di un backlash di moderata entità può facilmente essere neutralizzato con due trucchetti:
1 - un leggerissimo errore nello stazionamento polare
2 - un leggerissimo sbilanciamento del carico sull'asse di DEC
In tal modo le correzioni nell'inseguimento verranno sempre effettuate nella medesima direzione in DEC, e quindi il motore non dovrà mai invertire il moto; lo sbilanciamento serve a far lavorare i denti della vite senza fine e della corona dentata sempre a contatto dallo stesso lato.
Metodo fotografico per la misura del backlash
Alcuni dei passi che seguono sono strettamente legati alla focale utilizzata (nel mio caso 2000mm), alla grandezza del sensore utilizzato (nel mo caso canon 350D) e all'entità del backlash da misurare.
1 - orientare la macchina fotografica in modo che il lato lungo dell'immagine sia in direzione Est-Ovest.
2 - mettere a fuoco e inquadrare un ammasso aperto (è preferibile un ammasso non concentrato).
3 - impostare la velocità di correzione a 1x
4 - porre l'ammasso sul bordo est dell'inquadratura
5 - fermare il motore in AR
6 - azionare in DEC+ per 15 secondi
7 - azionare in DEC- per 15 secondi
8 - ripetere i passi 6 e 7 per sei volte
E' essenziale che il tempo di azionamento dei comandi sia rigidamente costante (fatevi aiutare da un amico con un cronometro), e che il passaggio fra DEC+ e DEC- e viceversa sia immediato.
La procedura descritta è valida per l'asse di DEC, ma con i dovuti aggiustamenti si testa anche l'asse di AR.
Cambiando focale e/o sensore devono essere calcolati diversamente i valori ai paasi 6, 7 e 8.
Se il backlash è particolarmente severo potrebbe essere necessario aumentare la velocità al passo 3
se il backlash da misurare è minimo si può diminuire tale velocità, ottenendo una misura più precisa.
Questo è il risultato che ho ottenuto:
Si tratta della traccia stellare più nitida registrata dalla mia Canon 350D.
Per effettuare la misura ho ritagliato il particolare e ho ridimensionato l'immagine in modo che l'intervallo T0-T0 (30 secondi) fosse di 3000 pixel.
Così facendo ogni pixel equivale a 1/100 di secondo, il che consente di misurare i vari intervalli con precisione sovrabbondante, per poi arrotondare al decimo di secondo.
Esaminiamo qualitativamente l'mmagine.
Essa purtroppo mi ha confermato che non solo il backlash è presente ma che è presente anche un fenomeno di rilascio elastico on trascurabile.
Se il backlash non esistesse avrei avuto una traccia del tipo:
Il solo backlash mi avrebbe dato un risultato del tipo:
Gli intervalli T0-T1 e T3-T4 nella prima immagine mostrano la presenza inequivocabile di rilascio elastico, cioè:
mentre il motore è istruito a invertire direzione,
l'asse si muove nella direzione inversa rispetto al motore, poi rallenta e si ferma.
Questo è un pessimo indizio perchè può significare diverse cose:
a) il riduttore accumula forza elastica: cambiare il riduttore;
b) il giunto cardanico è compresso nel senso della vite senza fine: allentare il giunto e/o sostituire il giunto;
c) l'asse della vite senza fine non è perfettamente tangente alla corona dentata: regolare la vite senza fine.
L'intervento a) è il più drastico e il più costoso, quindi va preso in considerazione solo a valle degli interventi b) e c).
L'intervento b) è semplice ed economico, ma raramente è la causa principale del backlash e/o di accumulo elastico.
L'intervento c) è quello che non costa nulla ma può essere facile o difficile a seconda del tipo di regolazione meccanica che il costruttore ha previsto per la vite senza fine. Per esempio nella mia vecchia Vixen SP la regolazione della vite senza fine è estremamente facile; la Losmandy G11 prevede invece una regolazione molto difficoltosa per cui bisogna procedere per tentativi.
Una ulteriore avvertenza: la corona dentata può essere affetta da due tipi di asimmetria:
1) la corona non è perfettamente circolare (ovalizzazione);
2) il centro della corona non cade sull'asse di rotazione (disassamento meccanico)
In entrambi i casi la distanza fra vite senza fine e corona dentata varia al ruotare della corona dentata, per cui è consigliabile verificare che una buona regolazione sia in realtà accettabile per un intero giro della corona dentata.
Se non si fa questo controllo si possono verificare le condizioni per cui vite senza fine e corona dentata si avvicinano troppo, col risultato di mandare in stallo il motore per l'eccessivo attrito fra le parti.
Infine: la misura in se non è fondamentale, ma serve a stabilire, per confronto, se un intervento sulla montatura ha avuto o non ha avuto un esito positivo.
