EQUATORIALE

EQUATORIALE

. Con questo nome s'indica il complesso costituito da un cannocchiale astronomico e da un supporto, costruito in m, odo da poter non solo dirigere il cannocchiale verso un punto qualsiasi del cielo (ciò che si ottiene facilmente facendolo girevole intorno a due assi normali fra loro), ma da fargli descrivere o i meridiani o i cerchi di declinazione, quando lo si faccia rotare solamente intorno all'uno o all'altro dei due assi. Si ottiene ciò quando uno dei due assi - detto asse polare - è disposto parallelamente all'asse di rotazione della Terra, e quindi si trova nel piano del meridiano locale, e inclinato sull'orizzonte d'un angolo eguale alla latitudine locale e con l'estremità elevata diretta verso il polo celeste. Il secondo asse di rotazione - detto asse di declinazione - essendo normale al polare, descrive un piano parallelo a quello dell'equatore celeste, e il cannocchiale, fissato all'asse di declinazione, descrivendo col proprio asse ottico un piano normale all'asse di declinazione, viene a soddisfare alle condizioni volute. È ovvio allora che, se il cannocchiale, senza spostarsi rispetto all'asse di declinazione, viene fatto rotare intorno all'asse polare, la visuale descrive sulla vòlta celeste un cerchio di declinazione; mentre invece descrive un cerchio orario, se viene fatto rotare intorno all'asse di declinazione, e lo si tiene fisso rispetto all'asse polare. Se s'immagina allora che il sistema sia dotato di cerchi graduati i quali permettano di misurare gli angoli di cui risulta spostato il cannocchiale a partire da due piani fondamentali - quello dell'equatore e quello del meridiano -, è ben chiaro che si potranno avere immediatamente da tali letture le coordinate equatoriali celesti - declinazione e angolo orario - del punto del cielo verso il quale sarà diretto in ciascun istante il cannocchiale, e di conseguenza come in tal guisa si renderà immediata l'identificazione degli astri, e al caso potrà essere fatta anche la determinazione delle loro coordinate celesti. Questo spiega perché si è adottato universalmente questo tipo di montatura per tutti i cannocchiali astronomici, che non siano destinati a scopi speciali. Molte però furono le difficoltà, che dovettero essere sormontate in conseguenza delle esigenze costruttive e particolarmente nei casi in cui le dimensioni degli strumenti divennero notevoli.

Il primo e più antico esempio di tale montatura lo si trova nella "machina aequatorea" di O. Römer del 1690, e più tardi nella machine parallactique di J. Cassini (1721), e nei veri e proprî equatoriali di E. Nairne (1771), di E. Troughton (1785), ecc. Ma è solo fra il 1830 e il 1840, che s'inizia la costruzione di strumenti di questo tipo, di dimensioni notevoli, e muniti degli accessorî atti a rendere veramente pratico il loro uso. Vennero adottati due tipi essenzialmente diversi di disposizione: quello inglese, in cui l'asse polare è sospeso alle due estremità su 2 pilastri, essendo quello di declinazione fissato circa al centro di quello polare (fig.1); e quello tedesco, avente l'asse polare relativamente corto e portato direttamente da un unico pilastro o colonna, e che regge alla sua estremità superiore l'asse di declinazione (figura 2). Nella montatura a tipo inglese il cannocchiale è collocato o all'esterno dell'asse polare stesso, come si vede nella fig.1, o in una specie di forcella ricavata nel centro dell'asse polare. In generale però se essa presenta il notevole vantaggio di permettere una continuità indisturbata d' osservazione, che va dal sorgere al tramontare degli astri, richiede un maggiore ingombro in conseguenza dei due pilastri, e impedisce le osservazioni di stelle in culminazione inferiore e talvolta anche al Polo; di più, quando si tratta di cannocchiali lunghi, esige assi polari lunghissimi e quindi assai difficili da costruire. Questa montatura, che già era stata quasi abbandonata, risorse quando, per i bisogni della fotografia celeste e delle conseguenti pose lunghissime, si ebbe necessità di cannocchiali, che potessero seguire le stelle nei loro moti apparenti per lunghe ore di seguito. Esempî tipici sono i cannocchiali costruiti in Francia per il servizio della carta fotografica celeste, e più recentemente i riflettori di Merate (fig. 7) e di Victoria (Canada), costruiti rispettivamente da Zeiss e Warner e Swasey (v. anche X tav. L). Nella montatura tedesca invece il cannocchiale è libero di dirigersi verso tutti i punti del cielo, ma non può seguire le stelle indefinitamente, ché trova l'impedimento nella colonna o pilastro quando l'astro, dopo aver culminato, declina verso l'orizzonte. Da ciò un grave inconveniente soprattutto per gli strumenti destinati alla fotografia. Cercarono di ovviare a questo inconveniente dando appropriate forme alle colonne di sostegno prima i fratelli Repsold di Amburgo (fig. 3), poi la casa Zeiss (fig. 4). Tentarono di eliminare questo inconveniente, e ancora l'altro della necessità in cui si trova l'osservatore di dover cambiare spesso posizione e giacitura, prima M. Löwy, direttore dell'Osservatorio di Parigi, col suo equatoriale coudé, e recentemente l'ing. Mayer della casa Zeiss. Nel primo caso si convertì l'asse polare d' una montatura inglese nella sezione oculare del cannocchiale, mentre un tubo, ad esso normale e fissato rigidamente, divenne la seconda metà del cannocchiale stesso; nell'incrocio un prisma o specchio Sp. 2 serve a trasmettere le immagini. All'estremità del tubo (fig. 5) si trova un secondo prisma o specchio Sp. 1 portato dal cubo C₁, che regge l'obiettivo O, ed è girevole intorno all'asse del tubo T₁. Le difficoltà costruttive, e le perdite di luminosità dovute alla doppia riflessione impedirono a questo tipo di strumento una notevole diffusione, tanto che quasi non uscì dalla Francia. La montatura ideata dall'ingegnere Mayer è caratterizzata invece dal fatto, che l'asse polare d'una comune montatura tedesca porta all'estremità superiore una forcella, la quale regge l'asse di declinazione e il cannocchiale, sospeso in modo molto asimmetrico nel senso della lunghezza (fig. 6). Questo sistema presenta notevoli vantaggi, ma richiede cupole di dimensioni molto maggiori, e perciò fu usato solo nei cannocchiali a corto foco e nei riflettori della casa Zeiss.

Gli equatoriali sono in generale muniti di speciali apparecchi d'orologeria, che mantengono in movimento il cannocchiale in guisa da fargli descrivere il movimento apparente delle stelle. Ma mentre in passato, per le esigenze limitate di esattezza nei movimenti e per le masse piccole che dovevano essere mosse, era facile ideare apparecchi di tal genere, oggi con i telescopî giganteschi, che pesano molte tonnellate, e con le esigenze d'un movimento molto preciso per la fotografia, si è costretti a ricorrere a meccanismi complicati e costruiti col massimo grado di precisione. Nei telescopî più moderni si usa come forza motrice quella generata da motorini elettrici, ai quali sono congiunti dispositivi speciali non solo di controllo, ma anche per potere ottenere l'aumento o diminuzione della velocità sia in modo automatico sia a mano.

Data la costruzione relativamente complicata di questi strumenti, e le cause molteplici che possono far sì che le posizioni degli assi non si conservino rigorosamente rettificate, è facile comprendere che dalle indicazioni rilevate sui cerchi non si può contare di ricavare direttamente coordinate rigorose degli astri, e che bisogna di conseguenza servirsi dei cerchi solo per ottenere indicazioni approssimate. Inoltre al momento della sistemazione dello strumento, e più tardi, di tempo in tempo, è necessario procedere a rettificarlo, ossia controllare se gli assi sono ancora orientati, come s'è detto in principio, e principalmente se l'asse polare si trova nel piano del meridiano e all'altezza voluta, e nel caso che esso si scosti, se gli errori di azimut e di altezza sono contenuti entro limiti sufficientemente bassi. Questa operazione viene fatta esclusivamente servendosi di stelle di posizione ben nota, che si osservano in angoli orarî sensibilmente diversi, scegliendole fra quelle di diversa declinazione. Dal confronto delle letture fatte sui cerchi graduati, tenendo conto delle diverse cause d'errore (flessione, errori d' indice, di rifrazione atmosferica, ecc.), si deduce facilmente lo scostamento del polo strumentale dal polo celeste, e quindi l'errore di postazione dello strumento.

Bibl.: J. A. Repsold, Zur Geschichte der astronomischen Messwerkzeuge, I e II, Lipsia 1908, 1914; R. Wolf, Handbuch der Astronomie, Zurigo 1892; L. Ambronn, Handbuch der astronomischen Instrumentenkunde, Berlino 1899; A. G. Winterhalter, The International Astrophotographic Congress and a visit to certain European Observatories, Washington 1889; W. Struve, Description de l'Observatoire de Poulkova, Pietroburgo 1845.