L'Osservatorio didattico del Sole

Celostata

Fu George E. Hale, agli inizi del 1900, ad accorgersi che il seeing ad una certa distanza dal suolo è migliore che non in prossimità del suolo. Fu a partire da questa osservazione che s'incominciarono a costruire le torri solari, alti tralicci di circa 20 - 50 m di altezza sormontati da una cupola al cui interno c'è uno specchio piano che, grazie ad un secondo specchio piano, invia i raggi solari verticalmente in un laboratorio sottostante la torre.

Lo specchio piano mobile che tiene costantemente puntato il Sole (consentendo così di avere un'immagine fissa su di uno schermo, si chiama celostata (lett.: cielo fermo, per la sua caratteristica di neutralizzare il movimento apparente della sfera celeste).

Lo specchio piano è montato su un supporto in modo che l'asse polare passi per il centro dello specchio. Un motorino impone allo specchio una rotazione completa attorno all'asse polare ogni 48 ore, nel senso della rotazione diurna delle stelle. Un raggio luminoso proveniente dal Sole ruota con una velocità due volte maggiore, perchè l'angolo d'incidenza è uguale all'angolo di riflessione, cioè compie un giro ogni 24 ore. Poichè il Sole ruota già di per sè a questa velocità, la rotazione apparente del Sole è compensata ed il raggio è riflesso in una direzione fissa.

Il secondo specchio (fisso) serve a verticalizzare i raggi solari provenienti dal celostata.

Per tener conto della variazione di declinazione si sposta di volta in volta il celostata lungo la direzione N - S e si varia l'inclinazione del secondo specchio.

La luce solare è incanalata verso il basso all'interno di un tubo termicamente isolato. Per la formazione dell'immagine si ricorre ad un obiettivo di 30 cm di diametro.

Il CELOSTATA (fig. 1 - schema) del Planetario di Modena è costituito dal:

- Celostata propriamente detto (fig. 2) con specchio piano di diametro di 300 mm, montato in montatura equatoriale con motorizzazione in ascensione retta per l'inseguimento solare e in declinazione per il puntamento e la correzione dello spostamento N-S del Sole nel corso dell'anno.

- Specchio obiettivo (fig. 3 ): diametro di 250 mm con focale di 37,95 m

- Primo specchio piano di rinvio : diametro 250 mm

- Secondo specchio piano di rinvio a 45° ( fig. 4 ) : diametro di 500 mm

- Gli specchi sono in zerodur della Ditta Shott con coefficiente di dilatazione minore del pyrex.

- La luce solare riflessa dal secondo specchio piano di rinvio attraversa un tubo inserito nella finestra dell'aula (non visibile nel disegno), verniciato internamento di nero, in modo da ottenere un fascio di luce collimato che si riflette sullo schermo.

Fig. 1 - Disegno schematico del Celostata

Fig. 2 - Il celostata con, in secondo piano, il primo specchio di rinvio

Fig. 3 - Lo specchio obiettivo

Fig. 4 - Il 2° specchio di rinvio

RINGRAZIAMENTI

Si ringrazia la Fondazione Cassa di Risparmio per il contributo concesso alla realizzazione dello strumento costruito dalla Ditta Gambato s.a.s.

LO SPETTROSCOPIO

Lo spettroscopio è costituito da:

- Una lente collimatrice del diametro di 60 mm e focale di 350 mm

- Una fenditura ad apertura variabile

- Una lente collimatrice del diametro di 50 mm e 350 mm di focale

- Reticolo a riflessione da 50x50 mm a 1200 righe | mm della Edmund Industrie Optik

- Specchio piano di rinvio da 30x250 mm

- Schermo curvo da (2.000 * 350) mm

Tutte le parti ottiche e meccaniche sono posizionate su di un’ apposita struttura montata su ruote per lo spostamento rapido di tutto il "banco ottico" in modo da alternare la visione dell'immagine solare a quella dello spettro solare, con estensione di mm ( 1.000 x 150 ) circa e visione delle righe di assorbimento con una risoluzione di circa 2,17 A / mm.

Con tale strumento si svolgono, a studenti della scuola superiore e/o dell'Università, lezioni sul significato degli spettri stellari e sulla loro importanza per la costruzione di modelli di atmosfere stellari.

Struttura dello spettroscopio: da sinistra i a destra : prima lente collimatrice; fenditura variabile; seconda lente collimatrice; reticolo che può essere ruotato attorno ad un asse verticale per poter osservare parti differenti dello spettro. Lo schermo non è visibile nell'immagine.