A Astronomia, presente no currículo escolar brasileiro como um tema interdisciplinar, possui um papel fundamental no despertar do interesse, da curiosidade científica dos estudantes e grande potencial para o letramento científico na educação básica. Apesar do crescente interesse por conteúdos astronômicos em mídias digitais, observa-se nas escolas públicas uma limitação no acesso a instrumentos astronômicos. Este relato de experiência apresenta uma ação desenvolvida no âmbito do Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência (PIBID), realizada em uma escola estadual de São Paulo, na disciplina eletiva de Astronomia. Tem como objetivo refletir sobre o uso da instrumentação astronômica para a promoção do protagonismo discente em seu letramento científico enquanto prática social, direcionada aos alunos da educação básica e a comunidade local. Durante o projeto, os alunos foram introduzidos ao funcionamento de telescópios refletores e montagem equatorial, compreendendo a captação de luz, os procedimentos de alinhamento e a lógica da observação astronômica. O software Stellarium foi utilizado como ferramenta de simulação do céu noturno, facilitando a identificação de constelações, objetos celestes e o planejamento das observações. Foram trabalhados também fases da Lua, movimentos aparentes, localização de astros, fontes confiáveis de pesquisa, portais e periódicos, além de leitura, interpretação e fichamento de artigos acadêmicos. A culminância da ação foi uma atividade de extensão em um local público, na qual os estudantes conduziram sessões de observação da Lua aberta ao público. Para avaliar o impacto da atividade, foram aplicados questionários anônimos com enfoque quantitativo e qualitativo. Um deles, direcionado aos estudantes participantes, buscou identificar avanços no letramento científico. O outro, aplicado ao público visitante, investigou experiências prévias com Astronomia, compreensão das explicações e interesse despertado pela observação celeste. Os resultados prévios, como manuseio do telescópio e interesse dos estudantes, se mostraram promissores e indicaram a potencialidade dessa ação para uma aprendizagem significativa.