Il rapporto focale di un telescopio

Questo articolo vuole essere un ulteriore approfondimento generale sulla conoscenza del nostro strumento e sui parametri basilari che dovremmo sapere per utilizzare e sfruttare al meglio il nostro telescopio.

Troppo spesso i neofiti si fanno trarre in inganno dal RAPPORTO FOCALE di un telescopio e dalla funzione di “luminosità” che esso comporta, per cui questa discussione è destinata proprio a loro, sperando che porti uno spiraglio di chiarezza su un problema che in un certo senso non esiste, se non nel caso di usi specifici dello strumento come, ad esempio, l’astrofotografia.

Iniziamo a dire cos’è il rapporto focale (f/): il rapporto focale di uno strumento è il rapporto che lega la focale di uno strumento, quindi il percorso che il fascio di luce in entrata deve percorrere per arrivare sul piano focale, con il diametro di apertura di un telescopio.

Portiamo alcuni semplici esempi di telescopi tra i più venduti attualmente:

• un telescopio newtoniano di 200mm di apertura e una lunghezza focale di 1000mm avrà una f/ (rapporto focale) di 5 (1000/200 = 5)
• un catadiottrico, sempre da 200mm di apertura ma di una lunghezza focale di 2032mm, avrà un f/10 (2000/200 =10)

Quindi, per ricapitolare, il calcolo per ricavare il rapporto focale di un telescopio è dato dalla funzione:

f = F/D

Dove f sta per rapporto focale – F sarà la lunghezza focale dello strumento – e D è il diametro di apertura dello stesso.

Ma, in termini pratici, cosa ci dice questo parametro?

Credo sia bene dividere sin da subito la discussione tra l’uso che se ne fa del telescopio a livello visuale e l’uso che se ne fa in ambito fotografico.

Cominciamo col dire che la luminosità di uno strumento o meglio, la capacità di catturare più luce e quindi di far osservare oggetti deep sky deboli lo farà SOLO E SOLTANTO il diametro di apertura e NON la focale dello strumento (e di conseguenza il f/). Ciò che varia nella focale sarà il piano focale dove convergerà l’immagine catturata dall’obiettivo del telescopio, cosicché si osserveranno oggetti “spalmati” in un Campo Reale maggiore in una focale bassa (tipo f/5) o in un Campo Reale minore ma con ingrandimenti superiori in focale alta (tipo f/10 o superiori).

In ambito visuale il rapporto focale non incide minimamente sulle prestazioni dello strumento, ma esso sarà un “valore” che ci indicherà il potere di ingrandimento raggiungibile a scapito, però, come detto prima, del Campo Reale inquadrato.

Portando un’esempio, un telescopio a f/10 farà vedere un Saturno a 100x nella stessa identica visione di un telescopio a f/5 di pari diametro di apertura e a pari ingrandimenti (100x); ciò che cambia è che in uno strumento a f/5, a differenza di uno a f/10, per raggiungere gli stessi ingrandimenti si avrà bisogno di un’oculare della metà della focale o di una Barlow 2x.

Ma allora per la scelta di uno strumento di un neofita solo per l’osservazione visuale non conta proprio nulla il rapporto focale?

In realtà ciò che incide sono i pesi e gli ingombri degli strumenti stessi! Potremmo semplificare la questione dicendo che in rapporti inferiori a f/6 o a f/5 la distorsione delle immagini (le famose Aberrazioni Ottiche) è maggiormente percettibile in prossimità dei bordi del campo visuale e l’intero sistema ottico è molto più sensibile a disallineamenti e a imperfezioni della costruzione degli specchi. Sarà quindi necessario dotarsi di accessori come lo spianatore di campo (solo a titolo di esempio) per correggere tali imperfezioni.

D’altra parte un telescopio con un rapporto focale minore sarà più leggero e trasportabile (nei telescopi a schema Newton), mentre, per avere un f/ spinto, esistono alcune varianti di schemi ottici, come lo Schimdt Cassegrain o la variante Maksutov Cassegrain, che, per il loro percorso focale a schema ibrido, possono avere dei lunghi rapporti focali contenendo le dimensioni (ma non i pesi).

Le cose invece cambiano, e sostanzialmente, se parliamo di rapporto focale in ambito astrofotografico.

In questo caso il telescopio stesso fungerà da obiettivo della macchina fotografica (o di qualsiasi altro sensore) e il rapporto focale ci dirà sostanzialmente, oltre al Campo Reale inquadrato (e di conseguenza le dimensioni degli oggetti inquadrati), la velocità fotografica dello strumento.

Strumenti con un rapporto focale corto, ad esempio un f/5 o f/4, avranno necessità di esposizioni fotografiche più brevi rispetto ad un f/10 (un f/5 avrà bisogno di un ¼ di esposizione rispetto ad un f/10), ma di conseguenza avrà un Campo Reale inquadrato nettamente maggiore. Quindi queste focali saranno particolarmente idonee per la ripresa dei grandi campi nebulari o stellari, mentre un f/10 sarà principalmente usato per le riprese planetarie hi res.

Riassumiamo di seguito i concetti esposti: