ALTRI ESPERIMENTI CON LO SPECCHIO A TASSELLI

ALTRI ESPERIMENTI CON LO SPECCHIO A TASSELLI

Pubblicazioni dell’Osservatorio astronomico della R. Università di Bologna, vol. V, 11, 1950

 

 


Bibliografia di Guido Horn d'Arturo
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ABSTRACT: The author states the difficulties connected with the construction of very large reflectors and describes a mirror, composed by nineteen exagonal elements. This instrument has been built and tested by the author at the Bologna University Observatory, with the mirror fixed in zenithal direction. Here the method followed in the adjustement of the elements is explained together with the description of the movements of the photographic plate. With this instrument photographs of the sky had been taken since 1935.

STORIA - La difficoltà di costruire specchi di grandi dimensioni consiste essenzialmente nel fatto che lo spessore deve essere proporzionato al loro diametro1 perchè se il disco è troppo sottile, il vetro si flette e non conserva la figura conferitagli dalla levigazione: si arriva così a masse pesantissime, che si maneggiano male durante la lavorazione, e quando questa è compiuta e si adagia lo specchio nel suo letto definitivo, il sostenerlo a tergo con uguale pressione in ogni punto, è un’impresa assai ardua. Infine grandi masse di vetro, per quanto la materia sia viscosissima, s’insaccano2 a lungo andare, con deformazione della superficie riflettente. Resta ancora il problema della mobilità dello specchio; fino alla dimensione di cinque metri e la distanza focale di 18 metri gli espertissimi tecnici del M. Palomar sono riusciti brillantemente a dotare quell’equatoriale del moto uniforme richiesto, ma se si trattasse, poniamo, di uno specchio di dieci metri di diametro, applicato all’estremità d’una canna mobile, di cinquanta e più metri di lunghezza, questa sarebbe probabilmente una fatica trascendente le forze umane, allo stato attuale della tecnica, mentre specchi a tasselli immobili col diametro di dieci metri non saranno contati fra i maggiori. È prevedibile pertanto un’epoca, in cui si penserà seriamente di usare specchi costantemente rivolti verso lo zenit; e si dominerà tutto il cielo con tanti telescopi di questo tipo scaglionati in latitudine. Gli esperimenti di cui parlo in questo fascicolo sono stati eseguiti appunto con uno specchio immobile ed orizzontale, che ha anche la particolarità di essere formato da tanti pezzi o tasselli, misuranti complessivamente un’area di circa 80 decimetri quadrati.

Già alla fine dell’anno 1935 avevo pubblicato un resoconto3 di quel poco che allora ero riuscito a fare con dieci tasselli di forma trapezoidale, fornitimi dalla Filotecnica-Salmoiraghi; la piccola superficie riflettente (complessivamente poco più di dieci decimetri quadrati) mi permise soltanto di convincermi che la concentrazione dei dieci fasci convergenti in un unico vertice, era cosa fattibile.

Nell’anno 1936 la Ditta Zeiss mi fornì altri dieci tasselli; così che ne ebbi in tutto venti, mentre lo specchio intero col diametro di 1,05 metri doveva essere formato da 80 pezzi4. Così dopo lunghe prove e riprove, nell’estate del 1938, coi venti tasselli disposti in circolo lungo il quarto girone, ottenni dei risultati che, se pur inferiori assai agli attuali, erano tuttavia incoraggianti; nell’autunno di quell’anno la persecuzione antisemita mi tolse la possibilità di continuare il mio lavoro, che ripresi soltanto dopo la liberazione, nella primavera dell’anno 1945.

Dopo sette anni d’interruzione l’unico materiale ottico a mia disposizione erano ancora quei venti tasselli di cui ho detto; ad essi vennero ad aggiungersi nell’estate del 1946, altri 60, lavorati in poco più d’un anno dal nostro tecnico Aldo GALAZZI che si andava addestrando alla levigazione; ma questo lavoro affrettato non diede i risultati che si attendevano e ricominciammo da capo, affrontando questa volta la difficoltà d’un’area maggiore da levigare: difatti mentre i primi tasselli di forma trapezoidale misuravano appena un decimetro quadrato, i nuovi di forma esagonale ne misurano quattro circa (il circolo iscritto all’esagono ha il diametro di mm 198); la loro sagomatura laterale eseguita accuratamente dalla S.A.I.V.O. di Firenze che fornì i blocchi di vetro grezzi, permise di ridurre la distanza fra due tasselli contigui a 2 mm, mentre prima era di dieci; lo spessore dei blocchi è di tre cm. I diciannove tasselli accostati, con l’intervallo che ho detto, formano un’area grossolanamente circolare col diametro di un metro, come lo mostra prospetticamente la fig. 4.

PRECISIONE DELLE CURVATURE. - I tasselli sono dotati tutti di curvatura sferica col raggio di metri 20,82, ossia con la distanza focale di m 10,41; lo scarto da questo valore medio è per ogni tassello come segue:

I

+0,1 cm

XI

-1,9 cm

II

-1,9

XII

+0,1

III

-0,9

XIII

+1,1

IV

+1,1

XIV

+0,1

V

+1,1

XV

+0,1

VI

+0,1

XVI

+0,1

VII

+0,1

XVII

-1,9

VIII

+1,1

XVIII

+0,1

IX

+2,1

XIX

-1,9

X

+0,1

 

Vuol dire che, presi due tasselli a caso, la differenza delle loro distanze focali può ammontare al massimo a centimetri quattro, ossia 1/250 della distanza focale media. Debbo dire che la Ditta Zeiss, prima di accingersi alla lavorazione dei dieci pezzi di cui ho parlato prima, e che ora non uso più, dichiarò che poteva garantire la distanza focale di m 10,50 per ciascuno, soltanto dentro la tolleranza di ±5 cm; in realtà si tenne molto al di qua del limite garantito, e gli scarti non eccedettero ±3,5 cm, ossia al massimo sette centimetri, fra due tasselli comunque scelti.

Qui, come si vede, si presenta una difficoltà, che non ha luogo nello specchio monojalico, ove non si bada se la distanza focale prefissata, poniamo di 10,50 m, risulta dopo la confezione di 10,45 m, oppure di 10,55; lo specchio si accetta ugualmente purchè la superficie sia perfetta ed ogni suo punto non si scosti dal paraboloide geometrico per più che una piccola frazione di micron; nel caso nostro invece oltre alla perfezione delle superficie si richiederebbe che le distanze focali di ciascun tassello fossero identiche, mentre ciò non si può raggiungere agevolmente, non dico dentro alla frazione di micron, ma neanche alla frazione di millimetro; e sebbene la cosa possa sembrare inverosimile, i risultati che si ottennero dall’insieme di questi tasselli dimostrano, che le differenze riscontrate nelle distanze focali non impedirono alle immagini stellari di essere paragonabili a quelle generate dalle superficie continue degli specchi comuni.

Certamente spingendo la lavorazione al di là del consueto e non badando al tempo impiegato, come ora stiamo facendo, si arriverà ad avvicinare alla media i valori di maggior escursione, e saremo già contenti se gli scarti si ridurranno per tutti ad una frazione di centimetro, ciò che equivarrebbe alla millesima parte della distanza focale.

Non m’indugio qui sopra un tentativo, non riuscito, di ottenere una distanza focale identica per tutti i tasselli, usando un apparecchio in cui il moto di va e vieni della patina era guidato da due sagome combacianti, l’una concava e l’altra convessa, dotate del raggio di curvatura voluto. Fallito il tentativo, si tornò al metodo classico che consiste nel passare e ripassare innumerevoli volte per giorni e giorni sulla superficie vitrea, prima con la patina di ghisa e poi con la focaccia picea, usando abrasivi sempre più minuti. Le Officine Ducati di Borgo Panigale mi prestarono gentilmente una macchina lucidatrice, con cui il già ricordato GALAZZI condusse l’opera a compimento nel febbraio del 1949.

COLLOCAZIONE DEI TASSELLI. - Sono posati ciascuno su tre viti che passano per i buchi d’una tavola di marmo opportunamente traforata, e solidali con essa mediante le madreviti; il tergo dei tasselli porta tre rondelle metalliche, in corrispondenza delle viti: una rondella è liscia, l’altra porta un’incavatura conica, e la terza un solco rettilineo. Il peso stesso del tassello assicura la sua immobilità e l’operatore stando sotto alla tavola gli dà l’inclinazione voluta, girando le viti come dirò più innanzi. I tasselli sostenuti dalle viti si vedono schematicamente nella parte inferiore delle fig. 1a ed 1b.

CORREZIONE DELL’ABERRAZIONE SFERICA. - Uno dei tanti vantaggi, che si ricavano dalla frammentazione in tasselli dell’area riflettente, consiste nella possibilità di correggere l’effetto dell’aberrazione di sfericità, che le immagini presenterebbero se l’aggiustamento conducesse ad una superficie sferica unica, ossia quando i centri di curvatura di tutti i tasselli coincidessero in un unico punto: le immagini saranno invece esenti dalla detta aberrazione se ciascun girone per sè formerà una superficie sferica unica, ma i centri di curvatura dei gironi più esterni saranno convenientemente più alti, rispetto ai centri dei più interni, nel quale caso, non coincidendo più i centri di curvatura, coincideranno invece i fuochi, come nello specchio parabolico. Il salto fra il tassello centrale ed il primo girone è rappresentato nella fig. 2.

Nel caso nostro (essendo la distanza focale di m 10,41 e la larghezza dei tasselli di cm 20), si calcola facilmente che basterà elevare i sei tasselli del secondo girone di mm 0,48, rispetto al tassello centrale, ed i dodici tasselli del secondo girone di mm 1,44 rispetto al secondo, per far coincidere i fuochi dei diciannove tasselli in un punto, che sarà anche il fuoco di tutto lo specchio. Questa collocazione in gradini sempre più elevati si fa col soccorso d’un braccio metallico, lungo quanto il raggio dello specchio, e girante intorno all’asse del medesimo; il braccio è munito inferiormente di piuoli di lunghezza calcolata, ed i tasselli vengono spinti mediante le viti contro i piuoli, raggiungendo così la loro giacitura approssimata, che più tardi sarà rettificata con l’aggiustamento ottico. Il braccio va tenuto rigorosamente orizzontale mediante una livella.

Fig. 1a Fig. 1b

In entrambe le figure è C il collimatore, T il tassello, M la tavola di marmo con le viti V. P è il fascio di

raggi paralleli e verticali; AA' il piano focale dell’obbiettivo O, contenente una croce di fili di ragno. Nella

fig. 1 a si vede l'orizzonte artificiale B, che vien tolto quando sia raggiunta la verticalità del fascio P;

nella fig. 1 b si vede il piano S dove durante l’aggiustamento giace una croce di fili di ragno, col centro in

F, e più tardi la lastra sensibile. In F' si trova l’immagine reale della croce AA', che si fa coincidere con F,

girando opportunamente le viti V.

Se un giorno si riuscirà, prefissato un certo raggio di curvatura, a conferire alla superficie levigata esattamente il detto raggio dentro la frazione di millimetro sarà più pratico assegnare ai tasselli dei gironi più esterni raggi di curvatura sempre più lunghi, come ha luogo nel paraboloide, e si eviterà così il salto fra girone e girone, che ora serve a correggere l’aberrazione di cui parliamo.

Si obbietterà che, essendo le differenze delle distanze focali dell’ordine del centimetro, sarebbe stato inutile correggere l’aberrazione longitudinale, che è dell’ordine del millimetro: tuttavia la correzione d’un errore pur piccolo non è mai sprecata e porterà tutti i suoi frutti quando, con un lavoro prolungato, si riuscirà a conferire a tutti i tasselli una distanza focale praticamente identica.

Fig. 2. - Correzione dell’aberrazione di sfericità. CB rappresenta il tassello centrale che occupa la posizione più bassa; AB e CD i tasselli del 1° girone, che vengono elevati di 0,48 mm fino alla posizione A'B', C'D', così che il fuoco F venga a coincidere con F'.

 

AGGIUSTAMENTO OTTICO DEI TASSELLI. - Come già scrivevo nel 1935, se l’osservatore avesse a sua disposizione una stella immobile allo zenit, l’operazione dell’aggiustamento sarebbe molto semplificata; in mancanza di tale sorgente naturale, infinitamente lontana, si ricorre ad una sorgente artificiale, da cui si richiede che emani, come la stella zenitale, raggi paralleli e rigorosamente verticali, da far incidere successivamente su ciascun tassello, ad arbitrio dell’osservatore; a tale scopo un cannocchiale collimatore C (fig. 1) porta in AA', ossia nel piano focale dell’obbiettivo O una croce di fili, illuminata indirettamente da una lampadina 1, la cui luce viene riflessa lungo il tubo di C mediante lo specchietto semitrasparente s: i raggi investenti i fili escono pertanto paralleli da O e formano il fascio P; soddisfatta la prima esigenza, occorre soddisfare anche alla seconda, cioè che i raggi formanti il fascio P sieno rigorosamente verticali. Per ottenere ciò con tutta l’esattezza possibile si fa uso d’un orizzonte artificiale B che prima di cominciare l’aggiustamento del tassello si colloca sopra di esso (fig.1a). Diretto il collimatore C verso la superficie del liquido, la perfetta verticalità s’intende raggiunta quando, ponendo l’occhio in o si vede in AA' la croce di fili sovrapporsi esattamente alla sua immagine, riflessa dalla superficie del liquido; con un dispositivo laterale, che manca nel disegno, si può variare in tutti i sensi l’inclinazione di C finchè la detta sovrapposizione sia effettuata.

Levato allora il bacino B (fig. 1b) il fascio P batte sul tassello T che nel rifletterlo genera in un punto F' l’immagine reale della croce giacente in AA'; se F' non coincide col punto F (preventivamente designato come fuoco dell’intero specchio, e giacente sull’incontro di un’altra coppia di fili incrociati) agendo alle viti V si considererà aggiustato il tassello, quando si sarà fatto coincidere F' con F; l’operazione si ripete successivamente sugli altri tasselli dopodichè l’intero specchio sarà capace di far convergere in un punto unico e non deformato, non solamente il fascio verticale or ora considerato, ma fasci comunque inclinati rispetto alla verticale fino all’angolo limite sperimentato di 49' 30". L’avvicinarsi degli F' ad F, per opera delle viti, si osserva con l’oculare L: il punto F giace esattamente nel piano focale S, gli F' con grandissima approssimazione (vedi la tabella). Questo metodo d’aggiustamento non presenta difficoltà quando si usino certi accorgimenti dettati dall’esperienza.

Due persone affiatate, operanti l’una alle viti V, l’altra all’oculare L, riescono in pochi minuti ad

aggiustare un tassello. L’operatore inferiore non ha da fare altro che applicare successivamente alla

testa delle viti una chiave, comandata elettricamente dall’operatore superiore, che ha l’occhio in L e fa

girare a suo talento le viti, finchè il punto F' sia da lui giudicato coincidente con F.

La situazione attuale del nostro specchio è molto sfavorevole all’aggiustamento, per il fatto che l’acqua colorata dell’orizzonte artificiale, collocata com’è a 40 m d’altezza sul pavimento stradale, risente delle oscillazioni della Torre, specialmente nelle ore diurne preferiamo pertanto l’aggiustamento eseguito nella seconda metà della notte. Tutti i diciannove tasselli si aggiustano, da persone allenate, in poco più di due ore e dura inalterato per una settimana almeno. Nel nuovo impianto, che spero di condurre a termine, lo specchio ed il bacino dell’acqua si troveranno a qualche metro sotto il piano stradale, ed al riparo da ogni scotimento proveniente dal traffico cittadino.

Prima dell’aggiustamento definitivo di cui ho parlato se ne fa un altro con l’aiuto del calibro convesso: questo è un disco rotondo di 23 cm di diametro dotato con molta approssimazione della stessa curvatura dei tasselli, ma di segno opposto. Sovrapponendolo alla superficie concava del tassello si formano le frange il cui numero deve essere identico per ogni tassello esaminato. Ora, coprendo due tasselli contigui dello stesso girone questi, si considerano convenientemente a posto, quando le mezze frange dell’uno sono la continuazione delle mezze frange dell’altro, e si procede così, coppia per coppia, fino all’esaurimento del girone; naturalmente il salto del gradino dall’uno all’altro girone permette questa specie di aggiustamento, soltanto dentro uno stesso girone, e non fra tasselli contigui di gironi diversi.

Molto più preciso e più spedito sarebbe l’aggiustamento collocando i fili illuminati nel centro di curvatura dello specchio anzichè nel fuoco; ossia per essere più esatti nei centri di curvatura dei vari gironi, che nel caso nostro distanno fra loro come abbiamo veduto di mm 0,48 ed 1,44; con ciò si eliminerebbe l’inconveniente della mobilità dell’orizzonte artificiale, e si avrebbe da curare solamente la sovrapposizione del reticolo illuminato e della sua immagine reale, riverberata da un tassello dopo l’altro. Con ciò per altro s’ingigantirebbe l’opera muraria, perchè occorrerebbe una torre due volte più alta della distanza focale, ed invece di due piani se ne avrebbero tre: il superiore per l’aggiustamento; il medio per la lastra sensibile, l’infimo per lo specchio. Nel nuovo impianto mi propongo di sperimentare anche questo metodo di aggiustamento.

Fig. 3 - Imboccatura del pozzo sulla sommità della torre. Nel centro la slitta su cui corre il portalastra e l’albero snodato che fa girare la vite perpetua. Sul dinanzi l’apparato motore solidale con l’albero ed il dispositivo per il controllo automatico, illustrato nelle fig. 6 e 7.

Fig. 4 Tavola di marmo coi diciannove tasselli, posati sulle viti; diametro dei tasselli cm. 20; diametro dell’insieme metri uno. Nei sottili margini bianchi dentro la superficie dello specchio è visibile il salto di mm. 0,48 fra il tassello centrale e quelli del 1° girone, ed il salto di mm. 1,44 fra il secondo ed il terzo girone. L’immagine ritta e capovolta rappresenta il levigatore dei tasselli di cui si parlava sopra.

Distanza fra il piano della lastra sensibile (fig.3) ed il vertice dello specchio (fig.4) metri 10,41.

COMA. – L’immagine stellare deformata dalla coma è simmetrica rispetto ad una retta congiungente l’immagine stessa col centro della lastra (o più precisamente col punto della lastra intersecato dall’asse dello specchio); la lunghezza di tale immagine nel senso della congiungente è data dall’espressione5:

Ly= (a/p2) y (3a+4y)

dove y è la distanza dell’immagine dall’asse, a il raggio dello specchio (qui 500 mm); p la doppia

distanza focale (qui 20,82 m). Riporto nella Tabella che segue i valori di Ly per le diverse y:

y Ly

10 cm 0,018 mm

30 0,056

50 0,098

70 0,144

90 0,193

110 0,246

130 0,303

150 0,363

e da qui si vede che, tracciato sulla lastra un circolo col centro sull’asse dello specchio e col raggio di

centimetri 10, tutte le immagini stellari ivi comprese presentano una deformazione, dipendente dalla

coma, minore di due decimi di mm; e pur portando il detto raggio fino a 15 centimetri la

deformazione eccede appena il terzo di millimetro, e si perde nel disco di diffusione.

Per avere un’idea della qualità delle immagini si guardi la riproduzione fotografica su carta sensibile (fig. 5): essa fu stampata per contatto con la lastra originale N. 650, esposta per 6m 15s, la sera del 4 agosto 1949.

Fig. 5 - Riproduzione per contatto della lastra originale N. 650 fotografata la sera del 24 aprile 1949. Durata della posa 6m 15s. La stella più

grossa al margine inferiore della carta è la BD 43° 3581, di nona grandezza, che culmina 28’ a sud dello zenit della Specola. Le stelle più

deboli visibili sulla lastra sono comprese fra la 15a e la 16a grandezza. Scala: 1' = 3 mm.

La stella grossa visibile al margine inferiore della carta è la BD 43° 3581 di nona grandezza. Con una lente d’ingrandimento si constaterà facilmente che tutte le immagini fino ai bordi e negli angoli sono ugualmente rotonde, e si pensi che le stelle laterali (lungo il lato maggiore del rettangolo) furono fotografate mentre si trovavano, le une al principio e le altre alla fine della posa, alla distanza di quasi 15 centimetri dall’asse dello specchio; difatti poichè la durata della posa fu come si è detto di 6m 15s, pari ad una traiettoria di 203 mm, si deve sommare alla metà di questo valore i 45 mm corrispondenti alla metà del lato breve della lastra, ossia in totale 146,5 mm. Così che si può dire che il campo utile di questo specchio coprirebbe una lastra di nove per trenta centimetri, essendo orientato il suo lato lungo nel senso del meridiano.

Poichè trenta centimetri nel piano focale equivalgono ad 1°40' di declinazione, con una serie di sei specchi uguali a questo, distanziati di 185 km, da contare nel senso della latitudine, si dominerebbero tutti i dieci gradi del cielo zenitale d’Italia.

Un’altra prova del grado di concentrazione delle 19 immagini sovrapposte si ha dalla separazione delle stelle doppie; per es. la stella tripla ADS 4765 che nel 1908 presentava una distanza fra le maggiori componenti di 6" 85 appare separata chiaramente sulla lastra N. 838 da uno spazio lucido, vale a dire, nell’angustia di un terzo di millimetro (poichè un millimetro equivale a 20") trovano luogo i due dischi e lo spazio chiaro che li divide. Così nella lastra N. 805 la doppia ADS 4057 fra le cui componenti è interposto uno spazio di soli 5" 6, presenta, ancorchè un intervallo chiaro non sia visibile, i due dischi appena sovrapposti ai lembi, mentre i loro centri distanno fra loro poco più di un quarto di millimetro.

MOTO DELLA LASTRA NEL PIANO FOCALE.L’immobilità dello specchio ci obbliga a seguire la rotazione del cielo con una lastra mobile nel piano focale; lo châssis deve perciò attraversare il detto piano con la velocità del moto stellare; a ciò provvede un motore elettrico a corrente continua, alimentato da una batteria di 12 v. Dirò più innanzi come si raggiunga l’uniformità del moto. La traiettoria delle stelle, proiettata nel piano focale, è in generale una conica: un circolo, se lo specchio orizzontale abbia allo zenit uno dei poli della rotazione diurna; una retta, se lo specchio giace all’Equatore, un’ellisse, fra le latitudini 90° e 45°; un’iperbole fra 45° e 0°; e per j = 45° una parabola, che è praticamente il caso di Bologna (j =44° 29' 52" 77). Si trattava quindi di far descrivere allo châssis la detta parabola, il cui parametro, come si vede facilmente è f, se è f la distanza focale dello specchio; quindi il raggio di curvatura nel vertice = f. Considerata la notevole lunghezza di f = 10,41 metri, è lecito confondere la curvatura della parabola con quella del circolo osculatore, non solo nel vertice, ma anche in un intorno di circa ±10 cm. Costruito dunque un pendolo di traliccio di ferro lungo 10,41 metri ed assicurata alla sua estremità libera una mola di carborundum, questa, descrivente con l’oscillazione del pendolo la curva voluta, servì a tagliare due sagome metalliche, l’una concava e l’altra convessa. Fissata nel piano focale con l’orientamento opportuno la sagoma concava, l’altra portante lo châssis si muove lungo la prima, senza mai scostarsene, per virtù d’una molla che le mantiene combacianti; così l’immagine stellare non abbandona mai il punto della lastra occupato fin dall’inizio dell’esposizione, e l’uno e l’altra percorrono uniti la stessa via per oltre sei minuti che dura la posa, com’è provato dalle immagini uniche e perfettamente rotonde.

Questa immutata aderenza dell’immagine stellare allo stesso punto della lastra si raggiunge soltanto quando la corda del segmento circolare metallico, costituente la sagoma, sia orientata rigorosamente nella direzione est-ovest; diversamente l’immagine diventa un piccolo segmento rettilineo parallelo od obliquo rispetto alla direzione del meridiano, a seconda che la velocità impressa dal motore sia uguale alla calcolata, o no. L’orientamento rigoroso in direzione est-ovest si ottiene per via fotografica, scoprendo in un primo tempo la lastra ferma, finchè la stella vi abbia impresso una breve traccia; poi si fa camminare la lastra, in modo che essa accompagni la stella nel tempo più lungo possibile, e la stella vi imprima un’immagine puntiforme; infine si ferma la lastra ancora scoperta, per ottenere una seconda traccia della stella: se l’una delle tracce è la continuazione esatta dell’altra l’orientamento è perfetto.

Si calcola facilmente che per j = 44° 29' 52" 77 e per f = 10,41 metri la velocità d’una stella di questa declinazione nel piano focale è di un millimetro ogni 1s,852 secondi di tempo siderale. Questa velocità è mantenuta dal motore facente capo ad un meccanismo di ruote dentate, l’ultima delle quali è solidale con una vite perpetua, avente il passo di due millimetri, e la fa rotare su se stessa di un giro ogni 3s,704.

Così la madrevite che l’abbraccia procede nel piano focale e con essa il portachâssis, alla velocità calcolata. È vero che la stella, e lo châssis forzato dalla sagoma, descrivono un segmento circolare mentre la madrevite procede di moto rettilineo, ma la differenza fra l’arco e la corda è appena di 0,003 mm nel tratto di 20 cm, percorsi in 6m 15s. Porta-châssis e motore sono rappresentati nella fig. 3, e di quest’ultimo si discorre anche nel prossimo capitolo.

CORREZIONE AUTOMATICA DEL MOTO. - Per quanto uniforme sia la corrente somministrata dagli accumulatori, essa non riesce a far girare senz’altro l’albero del motore di quel numero invariabile di giri che si richiedono, perchè la stella e la lastra procedano d’assoluta conserva. Nè, d’altro canto, si potè pensare a seguire una stella di guida e fare all’occorrenza i richiami nel modo ordinario, perchè, movendosi la lastra nel centro del campo, il corpo dell’osservatore, intento a seguire la stella, avrebbe sottratto troppa luce; e volendo operare nel fuoco newtoniano si sarebbe complicato troppo questo strumento, che non è se non un modello, costruito coi pochi mezzi di cui dispone la Specola. Qui venne in soccorso il talento del meccanico Irio GRASSI, già tecnico della Stazione astronomica di Loiano, il quale ideò il dispositivo di correzione automatica che rispose perfettamento allo scopo, e che mi accingo a descrivere sommariamente. I due dischi A e B (figg. 6 e 7) si guardano senza toccarsi, e sono idealmente coassiali; però un conduttore c, solidale con A, tocca le spire d’una resistenza r, solidale con B: il disco A (sollecitato dal motore attraverso il meccanismo riduttore R) compirebbe un giro in un minuto primo di tempo siderale, se fosse assicurata la velocità assolutamente uniforme da parte del motore; il disco B è mosso da un orologio e compie anch’esso un giro in un minuto di tempo siderale. Del moto di B siamo sicuri, durante il breve tempo che dura la posa cioè 6m 15s; si tratta allora di obbligare A a conservare immutata la sua posizione rispetto a B durante tutti i sei giri, ciò che si ottiene mediante la correzione automatica: se A avanza rispetto al tempo esatto, il conduttore c spostandosi sopra la resistenza r (fig. 6 e 7) esclude una o più spire; così il motore ritarda e l’accelerazione di A cessa; viceversa, se A ritarda, c spostandosi nel senso contrario aumenta il numero delle spire, ed il motore accelera, e così via. La fig. 6 mostra lo schema del circuito e la fig. 7 i due dischi in prospettiva.

Un dispositivo analogo fu montato anche a Loiano in sostituzione del regolatore di Zeiss, che non si salvò dalla distruzione, nel transito della guerra; colà però l’osservatore segue la stella di guida e fa coi comandi elettrici le correzioni del caso; tuttavia la correzione automatica dispensa l’osservatore dalla schiavitù dell’attenzione continua.

La rotondità delle immagini stellari è un segno infallibile dell’uniformità del moto: un ritardo od un avanzo di un secondo nei sei minuti che dura la posa allungherebbe intollerabilmente l’immagine di mezzo millimetro, nel senso del parallelo.

AVVENIRE DELLO SPECCHIO A TASSELLI. S’intende che sarà sempre più pratico confezionare specchi di un metro, come il nostro, in un solo pezzo; ma, volendo spingersi a diametri grandissimi, è evidente la necessità del frazionamento in tasselli, e la fantasia può trasferirci in un futuro, forse non molto lontano, in cui si scaveranno pozzi di centinaia di metri di profondità, per collocarvi specchi a tasselli di centinaia di metri quadrati. Per non uscire d’Italia, vi sono qui degli strapiombi già pronti ed adatti a tali impianti, e voglio ricordarne due: uno artificiale, ed uno naturale, cioè il pozzo di S.Patrizio in Orvieto, e la Grotta di Castellana (Bari). Già la Sovrintendenza dei monumenti dell’Umbria aveva preso in considerazione la mia richiesta la quale non ebbe seguito, soprattutto per ragioni finanziarie: colà ci sarebbe però da lottare contro l’eccessiva umidità del fondo, perpetuamente coperto dall’acqua, che danneggerebbe l’argentatura dei tasselli: minor danno ne risentirebbero le superficie alluminate e del resto non mancano provvidenze per combattere l’inconveniente dell’umidità, nel quale caso il pozzo, coi suoi sessantatre metri di profondità e sette metri d’apertura libera, rappresenterebbe l’ossatura ideale per uno specchio di cinque metri di diametro, e sessanta di fuoco. Al fondo si accede, come è noto, per la scala gemella scavata nella roccia, che è uno dei capolavori del Sangallo.

Altrettanto adatto allo scopo sarebbe l’antro principale delle Grotte di Castellana6, che misura 45

metri di profondità, e riceve lume dal sommo della volta, attraverso un orifizio naturale ellittico, con

l’asse maggiore di metri 14 ed il minore di 11. Qui, per la più abbondante circolazione dell’aria, ed il

libero accesso ai raggi solari non c’è l'inconveniente dell'umidità. Volendo poi rimuovere i detriti del

fondo, composti da rifiuti versati nella voragine ed accumulatisi da tempi immemorabili, si potrebbe

arrivare al pavimento primordiale della caverna, aumentandone l’altezza di 15 e più metri. Così

lo specchio adagiato sul fondo potrebbe misurare nove metri di diametro ed una settantina di distanza

focale, sopraelevandosi un poco all’esterno. Il degnissimo direttore di quelle grotte prof. Franco

ANELLI ha sistemato l’accesso sotterraneo, facendo scavare una galleria laterale obliqua, che si

attraversa per una comodissima scala, ed è allo studio l’impianto di una funicolare, che dispenserà il

visitatore dal superare a piedi il non lieve dislivello.

Però il telescopio a tasselli, come ogni altro strumento di precisione, avrebbe bisogno di materiali sceltissimi come non sono quelli che servirono alla costruzione di questo primo esemplare, ad incominciare dal vetro, per finire alle viti di sostegno, ed alla tavola di marmo, che avrebbero dovuto essere rispettivamente di pyrex, di invar e di porcellana, con profitto della precisione e risparmio di tempo e fatica così si potranno scoprire gli eventuali difetti del metodo, quando sieno stati eliminati quelli dipendenti dal materiale.

Infine voglio qui accennare ad un pregio di questo strumento di cui si profitterebbe se in luogo della lastra, da cambiare ogni sei minuti a posa finita, si sostituisse una pellicola perpetua, svolgentesi ed avvolgentesi su due rulli opposti, ed animata dalla velocità prescritta. Così si otterrebbe sopra un unico nastro la fotografia di tanta parte di cielo zenitale, quant’è lunga la notte, e non è chi non veda l’utilità di questa ininterrotta documentazione della storia del cielo, che richiederà d’altro canto da parte dell’operatore non più che una saltuaria sorveglianza.

Io non chiuderò il mio discorso senza aver ricordato il valido aiuto che mi venne in quest’impresa non solo dal personale della Specola, ma anche da estranei, come l’astronomo LACCHINI dell’Osservatorio di Trieste, il geom. FERRI dell’Istituto di Geodesia, ed il meccanico GRASSI dell’Istituto di Fisica, che furono i miei pazienti collaboratori della prima ora, fin dall’anno 1934; una menzione particolare merita il tecnico della Specola Aldo GALAZZI, alla cui intelligente fatica in grandissima parte si deve se l’idea dello specchio a tasselli ha potuto essere tradotta in realtà; egli ha levigato tutti i tasselli dallo stato grezzo alla compiuta rifinitura, ha eseguito quasi tutti i congegni meccanici ed elettrici e si è mostrato infine un maestro d’aggiustamento, pur essendo privo della mano destra.

 

 

 

 

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