PARABOLIZZAZIONE
Dopo aver portato lo specchio alla sfera, è arrivato il momento della parabolizzazione, che per molti è forse la fase più delicata di tutto il processo.
Nel caso specifico è stata adottata una configurazione della macchina pensata per preservare il più possibile il bordo dello specchio, che nella superficie sferica iniziale risultava già pulito e privo di difetti significativi. Per questo motivo si è scelto di procedere con un metodo che privilegia la gradualità, anche a costo di tempi di lavorazione più lunghi.
Il nuovo settaggio della macchina:
Per iniziare ho montato l’utensile al 50% del diametro dello specchio.
Le corse sono centro su centro, e Il debordo dell’utensile è stato impostato in modo che sporgesse mediamente del 18% del diametro dell’utensile, oltre il bordo dello specchio. Dico “mediamente” perché il debordo non è identico da entrambi i lati: da un lato è un po’ maggiore dell’altro. Questa piccola asimmetria serve a evitare che la macchina ripeta sempre lo stesso identico percorso, e aiuta a sfumare meglio lo scavo nella zona vicino al bordo dello specchio.
Figura 22. Settaggi della macchina per la fase di parabolizzazione
Ogni 10–15 minuti di lavoro facevo due cose:
– ruotavo leggermente lo specchio rispetto al piano rotante.
– spostavo l’attacco dell’utensile lungo il braccio della macchina, variando la distanza tra 0 e 50 mm. A 0 mm l’utensile lavorava più a lungo, mentre a 50 mm il tempo della sessione di lavoro era minore (esempio 10 min a 0mm, 3 min a 50mm). In pratica, è un modo per sfumare l’azione del bordo dell’utensile nella zona centrale, evitando scavi troppo netti.
Rispetto alla tecnica classica che mantiene costante la curvatura a 0,707 D, qui si rimuove più materiale nella parte centrale e ci vuole più pazienza. Però il vantaggio è di controllare meglio l’avanzamento del lavoro e soprattutto si riduce al minimo il rischio di rovinare il bordo.
E chi ha già avuto a che fare con un bordo ribattuto o rialzato sa bene quanto sia difficile poi riportare tutto in tolleranza.
Tutti gli utensili utilizzati durante la fase di parabolizzazione avevano una forma a “stella” ovvero avevo impresso una specie di bordo seghettato, di estensione pari al 15% del diametro dell’utensile per avere en effetto ancora più sfumato della zona lavorata e minimizzare i solchi lasciati dal bordo utensile. Per realizzare la forma a “stella” ho semplicemente pressato l’utensile in pece sopra ad un cartoncino bello spesso, riportante appunto la sagoma delle zone da rimuovere. Sotto un esempio
Figura 23. Sequenza operazioni per imprimere la forma a stella sull’utensile in pece
PROGRESSIONE SESSIONI DI LAVORO
La progressione della parabolizzazione mostra un’evoluzione regolare verso la figura ottimale. Sessione dopo sessione, l’analisi delle mappe d’errore evidenzia una chiara riduzione dell’aberrazione sferica, che rappresenta l’obiettivo principale di questa fase di lavorazione. La curva di convergenza appare stabile, segno che i parametri di lavorazione sono stati impostati correttamente.
Le altre aberrazioni come coma, astigmatismo e irregolarità locali, rimangono costantemente prossime allo zero, un comportamento che testimonia un ottimo adattamento della pece e un contatto uniforme durante la sessione di lavoro. L’appoggio dello specchio sul piano rotante si conferma efficace, evitando microflessioni che avrebbero potuto introdurre difetti indesiderati.
Figura 24. Grafico dell’ andamento delle aberrazioni durante le sessioni di parabolizzazione
La valutazione dei profili di errore privati della componente sferica permette di osservare con maggiore sensibilità l’insorgere di difetti secondari, spesso troppo deboli per emergere chiaramente nelle mappe complete, ma comunque potenzialmente pericolosi se lasciati accumulare. L’andamento evidenzia uno scavo che procede in modo regolare dal bordo verso il centro, confermando la buona direzione del lavoro. Tuttavia, la zona centrale tendeva a rimanere leggermente piatta, generando una piccola collinetta che, sessione dopo sessione, diventava più marcata.
Figura 25. Profili di errore privati della componente sferica
Un altro elemento ricorrente era la comparsa di un anello rialzato a circa 0,5D, di entità modesta ma comunque monitorato con attenzione. Questi due difetti, pur contenuti richiedono interventi mirati per evitare che si amplifichino nel tempo.
Per mantenere la superficie sotto controllo, ogni 5–6 sessioni è stato necessario intervenire sulla collinetta centrale utilizzando un utensile pari al 30% del diametro e corse corte CoC, per pochi minuti, generalmente non oltre 8–10. Questa correzione periodica ha impedito alla zona centrale di innalzarsi troppo e ha mantenuto la progressione dello scavo coerente con la forma parabolica desiderata.
L’anello rialzato, invece, veniva corretto occasionalmente con corse tangenziali localizzate in corrispondenza della gobba. La sua entità comunque non mostrava tendenza a crescere restando sempre e comunque ben contenuta.
Nel complesso, l’analisi dei profili di errore ha confermato che la lavorazione procedeva in modo controllato e prevedibile, con difetti minori facilmente gestibili e nessuna deriva significativa rispetto alla geometria ottica attesa.
ULTIMI RITOCCHI E MISURE FINALI
La fase conclusiva della parabolizzazione dello specchio ha richiesto un lavoro più controllato, con sessioni di lavoro più brevi e misure più frequenti. Anche le ultime sessioni sono state svolte interamente con utensile al 50% e corse CoC, fino a raggiungere una costante conica prossima al valore ideale. Le ultime misurazioni hanno infatti indicato una costante di −0.993, praticamente coincidente con la parabola teorica.
Raggiunto questo obiettivo, è iniziata una campagna di misurazioni approfondita per verificare la qualità reale della superficie. Sono stati eseguiti test di Ronchi e una serie di misurazioni interferometriche, acquisendo una ventina di interferogrammi per ciascuna delle quattro orientazioni dello specchio (0°, 90°, 180° e 270°). Questa strategia ha permesso di mediare i risultati e ridurre al minimo gli errori sistematici.
Di seguito un paio di immagini del test di Ronchi in intrafocale con un reticolo a 4 l/mm.
Figura 26. Test di Ronchi in intrafocale della superfice parabolica
Qui sotto invece due esempi di interferogrammi, uno preso con specchio a 0° e uno con specchio ruotato di 90°.
Figura 27. Interferogrammi (0° e 90°) della supericie parabolica
L’analisi risultante ha evidenziato uno specchio di ottima qualità, con 21 nm RMS di SFE e uno Strehl ratio pari a 0.93, quindi ben oltre il limite di diffrazione. Qui sotto la mappa della misura finale.
Figura 28. Mappa delle aberrazioni della superfice parabolica ottenuta
E qui di seguito anche il grafico dell’ MTF, PSF e la simulazione dello star test.
Figura 29. MTF, PSF e simulazione dello star test della superfice parabolica ottenuta
Per validare il risultato, la misura è stata poi ripetuta utilizzando la Nanomefos 1000, ovvero una macchina interferometrica professionale, la quale ha confermato la bontà delle misure. Sotto la comparazione delle mappe ottenute con l’interferometro di Bath e la Nanomefos 1000. E’ sorprendente la somiglianza delle due mappe e la stima quantitativa dell’aberrazione totale, 21-22 nm con il Bath e 21,75nm con la Nanomefos 1000 (davvero incredibile!!!)
Figura 30. Comparazione tra risultati ottenuti con l’interferometro di Bath e la Nanomefos 1000
Un ulteriore miglioramento sarebbe teoricamente possibile, ma non giustificato né necessario, soprattutto considerando l’uso visuale previsto. In oltre la collinetta centrale è completamente oscurata dallo specchio secondario. Per questo motivo posso considerare il lavoro concluso con piena soddisfazione, e lo specchio è pronto per la fase finale: l’alluminatura, che lo renderà operativo e pronto per il cielo.