4 Conclusões Gerais

A eficiência do espelho principal é diretamente ligada ao processo de aluminização (Figura 3.2), como já era esperado e havia sido demonstrado em outros trabalhos, e.g., Dominici e Campos (2009). Portanto, fica novamente demonstrado o quão imprescindível é manter ou mesmo aumentar a frequência de renovação da camada reflexiva (aluminização) dos espelhos, principalmente dos que sofrem maiores degradações, provavelmente devido à maior exposição aos fatores climáticos.

Os espelhos dos conjuntos A, B e C, que não tiveram suas coberturas renovadas, sofreram maior perda de refletividade ao longo do tempo e também de maneiras diferentes. Os conjuntos de espelhos especiais, que não puderam ser limpos com os jatos de CO2

sofreram maior degradação com o tempo. Os espelhos do conjunto 3 e provavelmente também os espelhos do conjunto 4, apesar destes estarem mais protegidos, são exemplos desse processo. Os espelhos mais protegidos (conjuntos 3 e 4) das intempéries realmente sofreram menos perda de eficiência (Figura 4.1).

Figura 4.1 – Curvas de eficiência dos espelhos com cobertura especial; as curvas contínuas referem-se ao conjunto de espelhos secundários e as tracejadas referem-se ao conjunto de espelhos 3. Nota-se que a eficiência

A degradação também foi diferente para os diversos comprimentos de onda nos diferentes espelhos. Sendo assim, alguns espelhos sofreram maior perda de eficiência em determinadas bandas do espectro do que em outras, por vezes, justamente na região do espectro para a qual são otimizados. Este foi o caso dos espelhos de coating do tipo do C, mostrado na Figura 4.2. Pode-se notar que houve uma mudança no comportamento da refletividade neste espelho. Em comprimentos de onda próximos ao azul e amarelo (4.000 a 5.500 Å), a refletividade aumentou e para os comprimentos próximos ao vermelho (6.500 Å), houve um decréscimo.

Figura 4.2 – Curvas de eficiência do espelho secundário C. Nota-se a sensível mudança no comportamento da curva dos valores atuais comparados com os valores do fabricante.

Provavelmente isso ocorreu porque o coating especial é uma camada aplicada sobre uma cobertura simples de alumínio. Assim, com a perda desta cobertura reflexiva a camada inferior de alumínio começa a ficar exposta e o espelho passa a se comportar como um espelho de coating de alumínio. Portanto, é fortemente recomendável que se renovem as coberturas especiais desses espelhos, não unicamente por aumentar a eficiência, mas também

para que estes não percam a finalidade para qual foram desenvolvidos – maximizar a eficiência em determinas regiões do espectro – interferindo assim diretamente na qualidade das observações. Tal fato é muito importante porque as observações realizadas nesse instrumento, com as configurações voltadas para objetos que irradiem em comprimentos de onda próximos ao vermelho e infravermelho, podem não atingir seus objetivos, devido a essa mudança na eficiência espectral dos espelhos.

Também ficou evidente que as limpezas periódicas com jatos de CO2 são essenciais

para a melhoria e manutenção das eficiências de todos os espelhos, o que pode ser facilmente notado na Figura 4.3. Segundo Wilson (2009), em média, esse procedimento traz um ganho de 0,83% à refletividade e para alguns comprimentos de onda, como no vermelho, até 7,5%, em certos casos. Entretanto, no Coudé, o aumento foi consideravelmente maior em certos espelhos de coatings especiais (e.g. Figura 4.3b) para algumas regiões do espectro.

(a) (b)

(c) (d)

Figura 4.3 – Aumento das eficiências dos espelhos com a limpeza deCO2: (a) espelho colimador de coating

(a) (b)

Figura 4.4 – Curvas da eficiência do espectrógrafo Coudé para os diferentes tipos de espelhos A, B e C. Nota-se em (a) que a curva para a configuração do espelho C está

muito semelhante à configuração do espelho A. Em (b) têm-se as curvas da sensibilidade do espectrógrafo, com valores tomados em 1996 (Quast G., 1996), como parâmetro de comparação da mudança no comportamento da sensibilidade das diferentes configurações do Coudé através destes anos em operação.

Após deliberações com alguns usuários e técnicos do OPD, conclui-se que usualmente o seeing no OPD gira em torno de 1,5 segundos de arco e o valor de abertura da fenda usada com maior frequência é de 1,0 segundo de arco. Portanto, levaram-se em consideração estes valores no cálculo da eficiência total do espectrógrafo (colunas destacadas na Tabela 3.3). Com essa configuração, a eficiência da fenda é menor que 50%.

Como se verificou que a perda de luz nos componente refrativos desse instrumento é pequena para as lentes que compõe o Coudé (lente de conversão e lente corretora), utilizou-se de valores teóricos, descritos na seção 2.2.2, para se encontrar a eficiência global do instrumento mostrada na Tabela 4.1 abaixo, juntamente com os outros valores das eficiências dos outros componentes do espectrógrafo.

λ

4000 0,525 0,075 0,005 0,978 0,885 0,449 0,885 0,075 0,978 0,870 0,870 0,415 4700 0,393 0,714 0,016 0,985 0,884 0,449 0,884 0,199 0,985 0,869 0,869 0,595 5000 0,555 0,711 0,028 0,987 0,882 0,449 0,882 0,368 0,987 0,867 0,867 0,693 5300 0,547 0,707 0,108 0,988 0,882 0,449 0,882 0,435 0,988 0,867 0,867 0,750 6000 0,537 0,559 0,347 0,987 0,878 0,449 0,878 0,598 0,987 0,863 0,863 0,752 6500 0,524 0,127 0,372 0,985 0,872 0,449 0,872 0,687 0,985 0,857 0,857 0,717 7000 0,512 0,000 0,368 0,981 0,864 0,449 0,864 0,658 0,981 0,849 0,849 0,648 7500 0,495 0,000 0,341 0,978 0,852 0,449 0,852 0,666 0,978 0,837 0,837 0,558 8000 0,477 0,000 0,312 0,978 0,834 0,449 0,834 0,682 0,978 0,819 0,819 0,453 8800 0,471 0,000 0,214 0,978 0,834 0,449 0,834 0,561 0,978 0,819 0,819 0,349 9000 0,478 0,000 0,210 0,978 0,857 0,449 0,857 0,198 0,978 0,842 0,842 0,235 9500 0,491 0,000 0,215 0,977 0,890 0,449 0,890 0,612 0,977 0,875 0,875 0,126 10000 0,495 0,000 0,212 0,977 0,906 0,449 0,906 0,509 0,977 0,891 0,891 0,470

Tabela 4.1 - As eficiências dos componentes do espectrógrafo Coudé, utilizando a rede de difração de 600 l/mm, com as três configurações possíveis de espelhos com coberturas especiais (A, B e C).

λ

4.000 0,561 0,294 0,120 4.700 1,957 2,386 0,675 5.000 4,693 5,096 1,735 5.300 5,985 6,522 3,489 6.000 8,016 8,127 6,930 6.500 8,388 5,221 7,480 7.000 6,840 0,328 6,127 7.500 5,484 0,260 4,844 8.000 4,067 0,198 3,528 8.800 2,565 0,094 1,974 9.000 0,697 0,026 0,530 9.500 1,395 0,052 1,059 10.000 4,721 0,181 3,556

Tabelas 4.2 – Eficiência total do espectrógrafo Coudé do OPD, utilizando a rede de difração de 600 l/mm, com as três configurações possíveis de espelhos especiais A, B e C.

Com o intuito de tornar o espectrógrafo Coudé do OPD um instrumento mais competitivo, fazem-se necessárias algumas mudanças e melhorias. Após estudo e análises dos componentes do instrumento e comparação dos dados atuais com dados padrões ou de fabricante, ficou claro que a eficiência deste está relativamente baixa e que algumas melhorias e atualizações devem ser feitas no sentido de melhorar sua eficiência. A manutenção permanente das coberturas reflexivas dos espelhos é imprescindível para manter a boa eficiência não só desse instrumento, mas de todos os outros que também se utilizam dos conjuntos de espelhos do telescópio Perkin-Elmer. Ou ainda a troca dos coatings especiais por coatings banda larga de nova geração, que possuem alta eficiência numa faixa espectral mais abrangente (Wilson, 1999).

Um fator de destaque é a baixa eficiência da fenda. As simulações indicaram que provavelmente cerca da metade da luz dos objetos estudados perde-se na fenda. É indicado que se instale um dispositivo do tipo image slicer (Figura 4.4) no lugar da fenda tradicional como recurso para diminuição de perdas de luz. Também é recomendável que se instale algum dispositivo que utiliza a técnica de óptica adaptativa – e.g. espelho tip-tilt – (Santos, 2010) ou faça uso de arranjos de fibras ópticas como uma Unidade de Campo Integral (IFU), substituindo a fenda. Esses processos melhorariam a eficiência do instrumento através da diminuição do tempo de exposição necessário para realizar as medidas dos objetos estudados e, consequentemente, otimização do tempo de observação (tempo de telescópio) concedido aos usuários.

(a) (b)

Figura 4.4 – (a) Um image slicer do tipo Richardson. Um deste pode substituir a fenda tradicional, aumentando a luz enviada para o espectrográfo (eficiência), capitando grande parte da luz do disco do seeing (Gray, 2005).

(b) Image slicer do tipo Bowen-Walraven. Esse dispositivo tem dimensões bastante reduzidas, tendo no máximo 15 mm em sua secção mais extensa.

Figura 4.5 – Curvas das eficiências do espectrógrafo Coudé para a rede de difração de 600 l/mm, com as três configurações possíveis de espelhos com