L'ostruzione centrale dei filtri Coronado
  Ecco spiegato il fondamentale motivo per cui i filtri Coronado SolarMax hanno una piccola ostruzione centrale
   
 

Una caratteristica importante dei filtri Coronado SolarMax è che essi sono dotati di una ostruzione centrale. Si tratta di una parte estremamente importante del disegno di questi filtri ed è, di fatto, il principio su cui si basa il brevetto che è stato rilasciato alla Coronado.

I filtri a banda strettissima sono basati su un etalon di Fabry-Perot. Questo può essere disegnato in due modi: spaziato in solido o spaziato in aria. Siccome gli etalon spaziati in solido sono costruiti con un materiale ottico, come il vetro o il quarzo fuso, il coefficiente di temperatura del materiale è correlato al coefficiente di temperatura dell'indice di rifrazione proprio di quel materiale.

Questo significa che l'etalon è sensibile alla temperatura e deve essere tenuto a temperatura costante per mantenere sintonizzata la lunghezza d'onda richiesta. Gli etalon spaziati in aria sono stati costruiti per molti anni come alternativa a quelli spaziati in solido, confidando nella loro stabilità termica. Tuttavia, a questo proposito, è necessario definire cosa si intende per "stabilità termica". Per esempio, se un etalon spaziato in aria viene sintonizzato alla temperatura di 20 °C, se la sua temperatura viene portata a 30°C, esso risulterà sempre sintonizzato correttamente, ed avrà le medesime caratteristiche MA SOLO QUANDO L'INTERO ETALON AVRA' RAGGIUNTO L'EQUILIBRIO TERMICO alla nuova temperatura. Tuttavia, esso NON risulterà sintonizzato mentre la temperatura sta cambiando e la sua larghezza di banda sarà, nel frattempo, notevolmente PIU' LARGA, a causa dei gradienti di temperatura all'interno dei suoi componenti che causeranno la distorsione dello strato d'aria.

Questo tipo di etalon, quando viene usato come filtro Solare, dovrebbe assolutamente venire controllato in temperatura (tramite un termostato).

E' stato questo dilemma a sconsigliare l'uso di etalon spaziati in aria come filtri solari, fino a quando l'innovativo disegno della Coronado non ha provocato un cambiamento nel modo di affrontare e risolvere questo problema. La ragione di tutto questo, naturalmente, è che, quando si usa un filtro solare, che viene rivolto verso il Sole, e il filtro non è mai in equilibrio termico a causa della continua radiazione incidente che lo colpisce. Nei filtri disegnati dalla Coronado, un distanziatore aggiuntivo inserito nell'etalon controlla la forma dei componenti dell'etalon durante i cambiamenti di temperatura, mantenendo inalterate tutte le caratteristiche dell'etalon. Pertanto il filtro viene mantenuto sintonizzato alla lunghezza d'onda corretta e mantiene la larghezza di banda che gli è caratteristica a tutte le temperature e anche DURANTE IL CAMBIAMENTO DELLE CONDIZIONI IN CUI IL FILTRO STA LAVORANDO. Tutto questo NON PUO' AVVENIRE in un etalon che non possiede questo distanziatore centrale.

A causa della presenza di questo distanziatore centrale, è necessario posizionare una maschera al centro del filtro per impedire che la luce solare diretta giunga sul piano dell'immagine. Questa è la stessa situazione che si ha nel caso dell'ostruzione centrale di un telescopio di tipo Cassegrain (o SCT o Newton o Maksutov-Cassegrain). Tuttavia, laddove un tipico Cassegrain possiede una ostruzione centrale pari al 35% del diametro e di circa il 12% in superficie, quella dei filtri SolarMax varia da circa il 2.5% al 5.5%, a seconda del modello. Si tratta di un livello di ostruzione che generalmente viene considerato come totalmente ininfluente sulla qualità delle immagini.

David Lunt (progettista ottico Coronado Instruments)

 
 

Ulteriori commenti a proposito dell'influenza dell'ostruzione centrale

 
 

Nella pubblicità di alcune ditte concorrenti si legge che l'ostruzione dei filtri Coronado influenzerebbe in modo significativo il contrasto e la risoluzione.

Desideriamo confutare queste affermazioni perché prive di ogni fondamento tecnico. Come si può leggere qui sopra, l'ostruzione dei filtri Coronado SolarMax varia, a seconda dei modelli, dal 2.5% al 5.5% della superficie, corrispondente ad una ostruzione sul diametro variabile tra 0.16 e 0.23.

Prendendo il modello SolarMax 60 che ha una ostruzione di circa 13.8 mm, pari a 0.23, la riduzione di superficie del filtro (e quindi dell'obiettivo) rivolta verso il Sole è pari al 5.5%, e quindi il filtro risulterà avere una superficie effettiva pari a quella di un obiettivo da 56.87mm. I concorrenti dicono che la sua superficie effettiva è inferiore a quella di un filtro non ostruito da 50mm di apertura, ma abbiamo appena constatato che questo non è vero.

Quanto alla risoluzione, qualunque libro di ottica ci informa che essa dipende esclusivamente dal diametro dell'obiettivo (o, per meglio dire, dell'apertura). Se ne deduce che l'ostruzione non ha alcuna influenza sulla risoluzione.

Infine, le pubblicità dei concorrenti dicono che l'ostruzione "degli altri filtri H-alfa" produce un significativo abbassamento del contrasto. L'esperienza osservativa diretta smentisce categoricamente queste affermazioni. Anche le fonti della letteratura ottica supportano questa constatazione. E' infatti noto che "se l'ostruzione centrale ha un valore inferiore al 20% dell'apertura essa risulta essere in pratica ininfluente sulla resa dell'ottica, e se ha un valore al di sotto del 25% la resa resta comunque molto buona" (*). Se ne deduce che l'ostruzione dei filtri Coronado SolarMax, che non è mai superiore al 23%, non ne influenza la resa ottica in modo percettibile.

E' necessario dire che, per esperienza, il contrasto offerto da un telescopio, e in particolare da un telescopio o da un filtro solare, dipende da molti altri fattori cruciali:

  • la qualità della lavorazione ottica (nel caso dei filtri Coronado, lo standard di qualità è di 1/100 della lunghezza d'onda della riga H-Alfa)
  • la qualità dei trattamenti ottici (nel caso della Coronado, viene utilizzata la stessa tecnologia impiegata dai telescopi solari delle sonde NASA
  • l'efficienza del controllo della luce diffusa
  • l'assoluta stabilità della sintonizzazione della banda e della sua ampiezza

Tirando le somme, l'ostruzione centrale dei filtri H-Alfa Coronado rappresenta un netto vantaggio per l'osservatore perché permette di avere la banda h-alfa sempre perfettamente sintonizzata e con l'ampiezza prevista in tutte le condizioni di utilizzo.

Del resto, la qualità delle immagini Coronado è facile da constatare per chiunque: una breve osservazione del Sole con i filtri e i telescopi solari Coronado.vi farà immediatamente rendere conto della straordinaria nitidezza e contrasto delle immagini. In qualunque condizione di osservazione (sempre che il cielo sia sereno!)

E, come è noto a tutti coloro che hanno avuto la possibilità di osservare il Sole con un filtro Coronado, un'immagine dei finissimi dettagli della cromosfera del Sole visti attraverso questi eccellenti filtri contano più di 1000 parole.
   
  Il servizio tecnico Unitron Italia
 

 

(*) Harold R. Suiter - Star Testing Astronomical Telescopes (pagg. 153 - 155) - W. Bell