Modifiche Celestron C11 Fastar

Ho acquistato questo splendido telescopio astronomico nell'aprile del 2011 e l'ho utilizzato inizialmente su una montatura SW EQ6 Pro Skyscan, anche questa modificata e visualizzabile sul seguente link. Ultimamente utilizzo lo strumento su una nuova montatura Celestron CGE Pro che sto pure migliorando. Sono molto soddisfatto di questo strumento che grazie alla generosa apertura di 280mm e la lunga focale di 2800mm (f/10) è uno strumento davvero tuttofare, forse più propenso per l'osservazione di Luna, pianeti e ammassi globulari, ma che non disdegna affatto gli oggetti più deboli quali le nebulose planetarie e altri oggetti del profondo cielo. Dopo diverse sessioni osservative e dopo avere studiato in rete le esperienze di altri astrofili, letto recensioni e discussioni sui vari forum, ho deciso di apportare allo strumento alcune modifiche al fine di ottimizzarne le prestazioni sia meccaniche che ottiche.

In questo post elencherò, in ordine cronologico, le parti sostituite e gli accessori aggiunti, elencando molto brevemente i pregi,  difetti, i risultati ottenuti o le descrizioni fornite dai produttori stessi. Il post verrà aggiornato ogni qualvolta apporterò nuove modifiche, pertanto... stay tuned! 

Il mio bel C11 aggiornato con le ultime modifiche!

• Blocco dello specchio primario e risoluzione dei problemi legati all'image shift, mirror flop e acclimatamento

Questa laboriosa modifica, resa possibile grazie all'aiuto dell'amico Antonio Guarneri per la parte delle lavorazioni su fresa CNC e Gianluca Giuliano per le lavorazioni al tornio, anche se ultima in ordine cronologico tra le altre eseguite su questo strumento, è sicuramente la più importante e quella che ha reso lo strumento molto più preciso e sfruttabile sia per le riprese Hi-Res, che in quelle del profondo cielo. 

Infatti è noto a tutti i possessori di questa tipologia di strumento che, questo schema ottico soffre di due problemi meccanici congeniti, il mirror flop e l'image shift. Entrambi i problemi nascono poichè lo strumento utilizza per la messa a fuoco lo spostamento dello specchio primario che, come si può agevolmente capire dal seguente schema, scorre esclusivamente su una patina di grasso ad alta viscosità sul paraluce centrale.

Il difetto dell'image shift si verifica durante la messa a fuoco, dove il movimento dello specchio genera uno spostamento dell’immagine. Chi fa riprese in alta risoluzione (Hi-Res) capisce bene che con focali lunghissime e sensori con pixel piccolissimi questo problema fa si che il pianeta ripreso si sposti e addirittura esca dall'inquadratura durante la fase di messa a fuoco rendendo difficoltosa questa delicata operazione.

Per quanto riguarda invece il difetto del mirror flop, questo consiste in uno spostamento, cedimento dello specchio durante le lunghe pose. In sostanza le cause sono le stesse che generano l'image shift, ma non si verificano durante la messa a fuoco. Se l'image shift è risolvibile installando un fuocheggiatore esterno, non è così invece per il mirror flop, tranne che usiate una guida fuori asse per eseguire riprese a lunga posa, tant'è vero che i nuovi Celestron HD hanno integrato un blocco dello specchio primario per risolvere il succitato problema.

Personalmente ho cercato di risolvere al meglio entrambi i problemi. Per risolvere il problema dell'image shift, che è stato ridotto e non eliminato del tutto, ho installato delle flange con guide lineari a ricircolo di sfere nelle quali scorrono delle barre in acciaio inox da 10mm di diametro filettate da un'estremità per essere avvitate (con frenafiletti medio), insieme ad un controdado M10 autobloccante, una rondella in acciaio ed una in teflon, al telaio in alluminio presente sullo specchio originale. Proprio grazie a questo telaio, che possiede già altri due bracci disposti a 120° rispetto a quello dove è montato l'asse filettato del focheggiatore, il lavoro di fissaggio delle barre è risultato meno problematico, in pratica è lo stesso specchio utilizzato nel C11 HD. La guida lineare a ricircolo, è a sua volta supportata da una controflangia in resina ad alta resistenza che permette di adattare il diametro della guida al foro già presente con in più il vantaggio di autocentrare il complesso guida/flangia. La stessa guida lineare a ricircolo di sfere flangia è stata riforata al fine di far coincidere i fori con la parte piena della sede in alluminio dove alloggia.

Le guide lineari a ricircolo di sfere flangia da 10mm scelte per la modifica.

La guida lineare a ricircolo inserita nel suo alloggiamento ricavato sul telescopio.
Si noti la parte bianca che  consiste nella boccola di centraggio in resina realizzata con  una fresa CNC.

La guida lineare a ricircolo montata sul telescopio vista dal lato esterno.

Parte posteriore dello specchio primario che mostra le due barre in acciaio inox fissate al telaio in alluminio preesistente.

Particolare del fissaggio della barra in acciaio inox da 10mm.

Disegno tecnico del blocco dello specchio, vista frontale e in sezione.

Questa prima parte della modifica permette allo specchio di scorrere ed essere sostenuto, oltre che dal cilindro centrale, che ha pure la funzione di paraluce interno, anche dai cuscinetti lineari. Quindi, da un lato il cuscinetto permette alle barre di scorrere perfettamente, con un attrito ridotto ma al contempo lo specchio è vincolato da altri due punti riducendo notevolmente i rischi che questo si sposti. E' inoltre importantissimo notare che le guide rendono il movimento dello specchio fluido e ortogonale all'asse ottico a tutto vantaggio della collimazione fine che è mantenuta durante la messa a fuoco, cosa che prima era alquanto discutibile...

Boccola in alluminio anticorodal durante la lavorazione su fresa CNC.

La boccola in alluminio prima di effettuare la raccordatura dei bordi.

Boccola d'alluminio rifinita e montata sopra la guida a ricircolo di sfere.
Si noti la manopola del blocco dello specchio.

Vista d'insieme posteriore di tutte le modifiche.

Altro particolare delle guide e dei blocchi dello specchio.

Per eliminare il problema del mirror flop, le guide lineari a ricircolo di sfere sicuramente sono un primo passo per rendere più stabile, ortogonale, fluido e preciso il movimento. Ma per essere più sicuri che lo specchio rimanga fermo durante le lunghe pose, ho installato delle flange in alluminio anticorodal autocostruite utilizzando una fresa a controllo numerico. Le flange sono montate in serie alle guide lineari e permettono grazie a delle manopoline, di bloccare lo scorrimento delle barre d'acciaio inox rendendo di fatto lo specchio solidale all'intera struttura!

Il terzo e importante problema congenito del C11 è l'acclimamento dovuto principalmente al fatto che si tratta di un tubo chiuso e di una discreta massa. Ho pensato di risolvere il problema utilizzando 3 ventole di tipo con cuscinetti a sfera (molto più longeve) aventi le dimensioni di 40x40x28mm rotanti alla velocità massima di 13000 rpm!  Le ventole sono state installate a 120° l'una dall'altra, avvitate utilizzando sempre bulloneria in acciaio onde evitare problemi di ossidazione dovuti alla condensa notturna. All'esterno è stata installata anche una protezione con filtro antipolvere estraibile e lavabile.

Le tre ottime ventole utilizzate

Vista interna di una delle tre ventole montate. 

Vista esterna di una delle tre ventole montate.
Si noti la protezione che funge da supporto per il porta filtro.

Una delle tre ventole con filtro anti polvere estraibile montato.

Le ventole sono controllate tramite un apparato da me ideato e realizzato su piattaforma Arduino. In questo modo l'accensione/spegnimento delle ventole avviene automaticamente in base al valore delta T impostato tramite dei pulsanti. E' possibile impostare la velocità delle ventole su una scala che va da 0 a 10, così facendo,  il telescopio riesce a raggiungere velocemente l'equilibrio termico.  Ho implementato, grazie ai sensori integrati d'umidità, un allarme che in caso di avvicinamento al punto di rugiada (Dew Point), attiva/disattiva automaticamente la fascia anti condensa. Il controller è dotato anche di un'uscita ausiliaria utilizzabile in caso di future applicazioni ed è in grado di gestire anche l'accensione / spegnimento del laser che uso per lo stazionamento della montatura.
Il display a 4 righe 20 colonne, visualizza tutti e 4 i valori rilevati dai sensori interni/esterni con precisione del decimo di grado, il valore calcolato del Dew Point e naturalmente quello del Delta T impostato e della velocità delle ventole. E' possibile inoltre, tramite un commutatore, passare da un'illuminazione bianco/blu visibile di giorno, ad una più comoda rosso/nera utilizzabile per non dare disturbo durante la sessione visuale o fotografica. I dati rilevati dai sensori possono essere inviati tramite porta USB ad un qualsiasi PC/iMac ed essere quindi elaborati a piacimento dall'utente.

Veduta d'insieme del controller. Il display è impostato con illuminazione bianco/blu. 

Particolare del display con illuminazione "notturna" attivata.

I due sensori di temperatura / umidità DHT22

Il sensore di temperatira umidità DHT22 montato all'interno del telescopio

Particolare del connettore delle alimentazioni e trasferimento dati della temperatura/umidità al controller.

• Sostituzione Focheggiatore originale

Come è noto a tutti i possessori di telescopi con configurazione ottica di tipo Schmidt-Cassegrain, tali ottiche hanno una messa a fuoco basata sullo spostamento dello specchio primario che comporta, in particolari condizioni, lo spostamento delle immagini (image shift) soprattutto quando si inverte la direzione del movimento di rotazione della manopola stessa. Il mio Celestron C11 ha un image shift  modesto e avvertibile solo ad altissimi ingrandimenti che utilizzo tra l'altro molto raramente.

Al fine di ridurre l'image shift e migliorare l'accuratezza della messa a fuoco, ho quindi installato un focheggiatore Feather Touch della Starlight Instruments, modello FTM-CPC11, meccanicamente ineccepibile. Il montaggio per me è stato veramente di una semplicità disarmante. Per i meno "smanettoni", il prodotto è comunque accompagnato da un DVD che contiene diversi files PDF con chiarissime spiegazioni in linga inglese corredate da immagini molto chiare. Il nuovo focheggiatore possiede, oltre la classica manopola a velocità normale, una seconda manopola ridotta ad 1:10 la quale consente un movimento fine che permette di ridurre sensibilmente l'image shift senza tuttavia eliminarlo del tutto. Utilizzando tale manopola si ottengono messe a fuoco molto accurate considerando anche il fatto che si riesce a trasmettere meno vibrazioni al telescopio. Dopo averlo provato ho capito subito che non riuscirei più a tornare indietro! Consigliatissimo!

Feather Touch della Starlight Instruments, modello FTM-CPC11

• Barra superiore ed inferiore tipo Losmandy

Le piastre dedicate Celestron della FarPoint sono costruite in acciaio anodizzato e hanno dei fori predisposti e tarati per il Celestron C11, con propria filettatura e finiture smussate per venire incontro anche ad esigenze di buona esteriorità. Le porzioni terminali sono sagomate in modo da facilitare l'inserimento sulla flangia. Per contenere il peso complessivo e preservare la rigidità dell'intera staffa, la parte inferiore è lavorata a tralicci. Il piano della barra e i sostegni curvi sono di colore nero anodizzato e includono punti di attacco in acciaio. La piastra si adatta senza fuoriuscire o arretrare dai bordi del tubo ed è calibrata per il Celestron C11.
Per installare le piastra, ho dovuto però rifilettare i fori presenti sul tubo ottico, in quanto il passo era di tipo whitworth  (British Standard Whitworth BSW) mentre le viti fornite nel kit hanno passo metrico. Una volta installate le piastre sia nella parte superiore che quella inferiore che va a sostituire l'originale color arancio, il telescopio ha assunto un aspetto più imponente, l'altezza da terra è aumentata così come anche il peso è. Adesso, utilizzando il morsetto universale visibile in foto, posso montare un tubo ottico oppure una DSLR in parallelo, un contrappesi sulla parte inferiore o altri accessori vari in modo semplice, veloce ed affidabile.
Ho piacevolmente notato che la struttura stessa del telescopio si è notevolmente irrigidita a beneficio della collimazione che rimane praticamente invariata. I pomelli in alluminio visibili sulle parti terminali della barra hanno lo scopo di evitare che, in caso di allentamento del morsetto che regge la DSLR o il telescopio in parallelo, possa scorrere e cadere rovinosamente a terra.

 

•  Bob's Knobs per Celestron C11 

Queste piccole manopoline di collimazione sono indispensabili per un facile, veloce e corretto allineamento delle ottiche. Le Bob's Knobs permettono di eseguire la collimazione senza l'utilizzo di cacciaviti, sempre pericolosi da manovrare vicino alla lastra correttrice, ma solo grazie all'uso delle proprie mani. Ciò permette di guardare nell'oculare mentre si collima raggiungendo un perfetto risultato in un brevissimo tempo. Sono inoltre di particolare aiuto a chi non ha molta esperienza nella collimazione delle ottiche che troverà le Bob's Knobs uno dei migliori, seppur semplici, accessori mai prodotti.

L'unico problema riscontrato con tale prodotto è il fatto che si deve necessariamente smontare almeno una vite originale prima dell'ordine per verificarne il passo e il diametro della filettatura, parametri molto variabili da strumento a strumento. Infine è bene notare che una volta installate le Bob's Knobs, non sarà più possibile ruotare la manopola sul secondario che andava a proteggere le viti originali.

Bob's Knobs installate sul Celestron C11 Fastar

• Visual Back  Baader da 3 pollici a 2 pollici

Questo adattatore si collega al C11 al posto del visual back originale da 1.25 e consente di ospitare oculari e accessori con barilottolo da 2 " o con filetto tipo M68. Ha un percorso ottico molto breve, solo 35 mm! Il meccanismo di bloccaggio è costituito da due viti zigrinate molto solide e ben dimensionate che, agendo su un anello di compressione in ottone, permette un bloccaggio molto solido degli accessori. I pomelli zigrinati sono abbastanza grandi da essere gestiti comodamente anche quando si indossano i guanti.
Il visual back da 2" montato su un SC, consente di disporre di un campo completamente illuminato. E' possibile utilizzare adesso diagonali dielettrici di qualità al posto dell'originale da 1.25" che causava una perdita di luminosità. Finalmente potrò utilizzare tutta l'apertura del telescopio che ho pagato, senza contare l'enormità di accessori da 2" che esistono sul mercato oggi come ad esempio un buon oculare a largo campo con focale da 40mm.

• Diagonale dielettrico Baader ClickLock da 2''

Il diagonale visibile nelle foto del paragrafo precedente e alla fine di questo, è realizzato con uno specchio piano in vetro ottico sovradimensionato, lavorato con una precisione ottica di 1/10 di lambda certificati. E' dotato dell'esclusivo sistema di bloccaggio Click-Lock da 50,75mm, che garantisce una perfetta centratura ed il blocco in sicurezza dell'oculare con una semplice rotazione ed inoltre non rovina i barilottoli degli oculari. Era ora che qualcuno pensasse a quest'aspetto!
Realizzato in un nuovo scafo in metallo di precisione, colore avorio, con angoli smussati. Viene fornito con barilotto da 2'' svitabile e filettato per alloggiare i filtri diametro 48mm. La superficie riflettente dello specchio è ottenuta con strati simili a quelli usati nei trattamenti anti-riflettenti, depositati con tecnologia e-beam, che garantiscono un'alta resistenza ai graffi anche dopo molteplici pulizie. Questo speciale trattamento esalta in modo visibile la tramissione ed il contrasto rispetto ai diagonali alluminati ed ai più economici diagonali dielettrici; infatti ha un'elevata trasmissione a tutte le lunghezze d'onda nello spettro visibile comprese tra 4000 & 7000 angstrom.
Nulla di assolutamente paragonabile rispetto al diagonale in dotazione, un must!

Baader 2" ClickLock dielecltrically coated diagonal mirror

• Tappo anticondensa da 2"

Il tappo FarPoint da 2" è un semplicissimo sistema di de-umidificazione per telescopi a tubo chiuso con fuocheggiatore da 2 pollici. Si pensa spesso ad eliminare la condensa con le fasce anti condensa durante la sessione osservativa, ma sfugge che durante l'osservazione, cambiando accessori sul portaoculari si permette all'umidità presente di entrare nel tubo.
Un telescopio schimdt-cassegrain, in una notte tipicamente umida (>60%), al termine della sessione osservativa potrebbe accumulare una buona quantità di umidità che resterà intrappolata all'interno del tubo. In questo caso o nei casi in cui si lascia lo strumento chiuso con rischio di umidità che si accumula internamente, il tappo anticondensa è la miglior soluzione. E' fornito di un contro-tappo di gomma morbida che aderisce perfettamente e che va usato per preservare lo stato del silica gel contenuto nel tappo, durante la sessione osservativa.
Il tappo funziona bene anche nella riduzione dei moti convettivi d'aria all'interno dei tubi chiusi. Se si ha l'accortezza di assicurare delle ricariche nuove 24 ore prima della sessione, si avrà una riduzione del 80% dei moti convettivi, senza dover utilizzare estrattori d'aria.

 

• Supporto per cercatore  laser

Ho installato questo pratico supporto universale per il fissaggio al telescopio di una comunissima laser pen . Il supporto per telescopio, realizzato da Adriano Lolli, consente di utilizzare le laser pen come puntatore o cercatori astronomici.  Si compone di base  fresata per il fissaggio su tutti i telescopi aventi superficie curva. Il pomello di aggangio/sgancio rapido rende possibile togliere o inserire rapidamente il cercatore. Il pomello on/off permette l'accensione o lo spegnimento del laser deve essere posto in corrispondenza del  pulsante di accensione del laser.  Realizzato interamente in metallo massiccio da lavorazione a macchina, la parte nera è in alluminio anticorodal anodizzato ed elettrocolorato. Le viti sono in acciao inox. Non si scolora e non si altera negli anni. Le foto sotto mostrano  la corretta applicazione del laser. Davvero un ottimo aiuto durante la fase di puntamento a 3 stelle o da usare in generale in affiancamento al cercatore ottico tradizionale. Non saprei più farne a meno!

Col tempo ho dotato questo laser di un alimentatore tipo DC DC Converter 12V -> 3.3V che mi evita di cambiare ed acquistare le batterie che, specialmente d'inverno, si scaricano molto rapidamente. Sul retro del telescopio ho predisposto un connettore BNC a cui collegare sia il laser che qualsiasi altro dispositivo funzionante a 12V.

Il Laser con sopra il DC DC Converter. Si noti il laser ricoperto con un autorestringente per proteggerlo dal gelo.

Vista del connettore BNC a cui collego il Laser

• Machera di Bahtinov

La maschera di Bahtinov è un eccellente ausilio per la messa a fuoco durante l'osservazione astronomica in generale e più in particolare per l'astrofotografia. È costituita da un disco in materiale sintetico opaco e va posizionato dinanzi la lastra correttrice del telescopio. Le fessure così posizionate sono state ideate dall'astrofilo russo Pavel Bahtinov.

Ho provveduto ad autocostruirmi quest'accessorio partendo da un eccellente sito che provvede a generare gratuitamente un file di grafica vettoriale (*.svg) ovvero http://astrojargon.net. Una volta generata la maschera, inserendo tutti i parametri richiesti, ho convertito il file svg in dxf poichè il software che mi permette di generare il percorso utensile per il mio pantografo a controllo numerico autocostruito richiede tale formato. Il risultato alla fine della lavorazione è quello che potete visualizzare nella foto qui sotto.

Maschera di Bahtinov autocostruita con macchina CNC

• Paraluce in alluminio Astrozap 

 Il paraluce che ho scelto per il mio Celestron C11, è prodotto dalla Astrozap, ed è costruito in leggero alluminio rivestito internamente con feltro nero che consente di attenuare i riflessi ed esternamente è verniciato a polvere nera. Lungo poco più di 380mm, il paraluce si incastona perfettamente su questo modello di C11 poichè è provvisto di tagli sulla parte superiore ed inferiore dove sono posizionate le barre losmandy ed inoltre ha una fessura dove far passare eventualmente i cavi se si utilizzano sistemi di ripresa hyperstar. Possiede 4 viti a testa zigrinata in nylon che oltre a consentire di bloccare saldamente il paraluce sul tubo ottico non rigano la parte su cui insistono.

Sembrerà strano a molti ma il solo paraluce è riuscito, la stragrande maggioranza delle serate, ad evitare la fascia anticondensa! La qualità costruttiva è davvero eccellente proporzionata al prezzo elevato del prodotto.

Astrozap Aluminum Dew Shield - Celestron 11" HyperStar