El mundo de los Telescopios y la observación del espacio

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galaxia irregular

Tipos de telescopios

Existen multitud de configuraciones ópticas en los telescopios, pero todos pueden englobarse en estos tres tipos: los refractores, los reflectores y los catadióptricos, que son una combinación de los otros dos.

Refractor

Telescopios refractores

En este tipo de telescopios la luz atraviesa un conjunto de lentes que la focaliza hacia un punto, o foco. Posee una rueda de enfoque, que varia la distancia entre el ocular y el objetivo con el objeto de encontrar el punto de enfoque de la imagen.

Ventajas
  • No se ven afectados por las turbulencias internas de aire. Al estar ambas terminaciones del tubo totalmente cerradas, no se crean corrientes internas que deformen la imagen.
  • La luz no se encuentra con ningún obstáculo desde que atraviesa el objetivo hasta que llega al ocular.
Inconvenientes
  • No suelen construirse lentes más grandes de unos 150mm en telescopios de aficionado porque empiezan a deformarse debido a su propio peso.
  • Los lentes reflejan parte de la luz que reciben, por lo tanto las imágenes son muy oscuras.

Reflector

Telescopios reflectores

Los telescopios reflectores presentan dos espejos conocidos como Primario y Secundario.
En el espejo Primario la luz que ha entrado en el tubo se refleja y concentra hacia el espejo Secundario. El espejo Primario es cóncavo, de esa forma puede concentrar la luz.
El espejo Secundario es un espejo plano y mucho más pequeño que desvía la luz hacia un lado del tubo o hacia una abertura realizada en el centro del espejo Primario, según el tipo de telescopio.

Tipo de reflectores

Newton

En los telescopios tipo Newton la luz entra a través del tubo, parte queda bloqueada por el secundario y la araña que la sustenta, pero el resto sigue su trayectoria dentro del tubo. En el fondo de este rebota sobre un espejo cóncavo que concentraría toda esa luz y la enviara a un espejo secundario para sacarla por la parte lateral.

La longitud del tubo es igual a la distancia focal del espejo, menos el diámetro del tubo.
Aquellos telescopios Newton, en los cuales la longitud del tubo es considerablemente mayor a la distancia focal, son modificados colocando una lente en el espejo secundario que alarga artificialmente la distancia focal deteriorando la calidad de la imagen.

Cassegrain

Es muy parecido al sistema Newton, pero la luz, en vez de ser desviada por el secundario hacia un lado del tubo, se desvía hacia el primario, que está perforado. La luz viaja a través de él hasta que esa luz llega al ocular. Esta configuración permite acortar muchísimo el tubo ya que la distancia focal de la luz se considera como la suma del recorrido de la luz desde el primario al secundario y desde el secundario hasta el ocular, por lo que es más del doble de la longitud del tubo, con las ventajas que eso conlleva en espacio.

A diferencia de los telescopios Newton o los refractores, a la hora de enfocar el ocular no movemos el porta oculares, sino que se mueve el espejo primario.

Ventajas
  • La luz reflejada no se dispersa en sus colores al reflejarse en el espejo.
  • El límite en su abertura prácticamente viene determinada por la disponibilidad económica.
  • Son más cortos que los refractores.
Inconvenientes
  • La calidad de la imagen suele ser peor a las que ofrece el refractor, ya sea debido a la turbulencia del aire dentro del tubo, o a las deformaciones del espejo debido a diferencias de temperatura entre la parte interna y externa del espejo
  • Al cabo de los años es necesario aluminizar el espejo ya que quedan expuestos a la acción del aire, los contaminantes, etc. Si se cuida correctamente, quizás sea necesario aluminizarlo pasados unos 15 años.
  • Esa obstrucción también hace que el contraste de las imágenes no sea tan alto, además se pierde entre un 25 y un 30% de la luz que entra por el tubo.
  • Son sensibles a los golpes y a los movimientos bruscos y los espejos pueden desalinearse, aunque pueden volverse a alinear antes de la observación.

Catadióptrico

Telescopios mixtos o catadióptricos

Es decir, aquellos que presentan tanto lentes como espejos.
En ellos la luz tiene que atravesar una placa de vidrio especialmente diseñada que desvía ligeramente la luz que entra a través del tubo, luego el recorrido de la luz es idéntico al que se produce en un telescopio de reflexión.

En los años 40 del siglo pasado encontraron la forma de evitar la aberración esférica. Se usa una lámina de vidrio de forma cóncava que contrarrestaba esa deformación.

Esa lámina o menisco (conocida como lámina Maksutov) apenas si presenta aberración cromática y permite acortar mucho la longitud del tubo, ya que se comporta como una lente. La luz atraviesa el menisco y su trayectoria se desvía, se refleja sobre el espejo primario concentrando esa luz hacia el espejo secundario, que la vuelve a reflejar hacia el primario, pero éste está perforado y la observación se realiza por detrás del tubo.

En este caso el espejo secundario es convexo.

Maksutov-Cassegrain

Ventajas
  • Una de las ventajas que presenta esa configuración es que los elementos que la forman pueden fabricarse fácilmente. Pero no permite aberturas muy grandes, con unas relaciones focales próximas a f/20, aunque la longitud del tubo es muchísimo más corta que la que presentaría un refractor con la misma abertura.
  • Son ideales para la contemplación de los planetas y la Luna.
Inconvenientes
  • Uno de los inconvenientes es que la superficie aluminizada sobre el menisco equivale a un 40% de la superficie de la abertura, lo que supone una pérdida de luz apreciable (es luz que no puede entrar a través del tubo), de ahí que básicamente se recomienden para la observación de los planetas, ya que se tratan de objetos muy brillantes.

Schmidt-Cassegrain

La configuración es idéntica a la del Cassegrain, pero el espejo secundario está dentro de la placa correctora o lámina llamada Schmidt. A diferencia del Maksutov, la placa no es cóncava, sino plano paralela.

Ventajas
  • Se trata de telescopios que pueden ofrecer grandes aberturas con la ventaja de ofrecer tubos muy cortos. Son recomendables para aquellos en los que su lugar de observación sea muy reducido.
  • Se recomiendan tanto para la observación de los planetas como los objetos del cielo profundo.
Inconvenientes
  • Son significativamente más caros que los de tipo Newton
  • La obstrucción de luz por parte del espejo secundario suele ser bastante importante por lo que es recomendable que la abertura del telescopio sea lo más grande posible para la proporción de luz obstruida sea la menor
  • Las imágenes pueden presentar un ligero cromatismo debido a la placa correctora.

Tipos de Oculares

Los oculares, son sistemas ópticos de varias lentes que permiten modificar el aumento. La focal (distancia media entre el objetivo y el foco) del ocular es el factor que nos permite conocer el aumento del sistema óptico. A mayor longitud focal del ocular, menor aumento se conseguirá y viceversa. La escala de los oculares va desde los 4 hasta los 40mm.

Huygens

Este es uno de los oculares más sencillos, y por ende, baratos. El mayor defecto de este sistema, es una fuerte aberración esférica. Suele producir “penachos” desagradables al menor desplazamiento del ojo respecto del eje

CARACTERISTICAS OPTICAS DE LOS OCULARES

CAMPO APARENTE

El campo aparente, indica cuánto cielo se abarcará con el ocular. Cada ocular tiene su propio campo aparente, el cual puede alcanzar los 85°

PUPILA DE SALIDA

Es el diámetro del cono de sombra que forma el ocular. Entre mayor distancia focal tenga el ocular mayor pupila de salida.
Esto se nota cuando colocamos un ocular de poca distancia focal, y tenemos que posicionar el ojo en un punto muy pequeño para poder observar.

TIPOS DE OCULARES

Ramsden

Este ocular es bastante parecido al Huygens, uno de los más sencillos.
El campo de este ocular es de unos 30° a 35°. No está corregido totalmente el cromatismo lateral.

Ocular ortoscópico

Este es uno de los oculares mejor corregidos en astronomía. la lente de campo es simple y la ocular es una lente de varios elementos encolados.
El campo de 40° a 45°
Algunos muestran coma y cromatismo.

Ocular monocéntrico

Este ocular tiene una combinación de tres lentes cimentadas entre sí, cuyas superficies son concéntricas.
Tiene muy buena corrección cromática.
La curvatura de campo apenas excede los 25°.
No es un ocular común, difícil de conseguir.

Ocular de lente única

Este, es el ocular más simple, de una lente única. Este tipo de ocular, presenta varios inconvenientes. Está presente la aberración cromática y tiene un muy reducido campo de visión.

Kellner (K)

Compuesto por tres lentes, y un campo aparente de 40°, es como el Huygens, la lente de campo es simple y la otra, es un doblete encolado.
Tiene un campo amplio y también una imagen mejor corregida que el Huygens.
Tiene una buena corrección cromática, pero posee un notable astigmatismo y curvatura de campo.

Barlow

No es un ocular, pero su uso combinado con ellos es de gran difusión. La lente de Barlow, es precisamente eso, una lente de aumento que se utiliza en combinación con los oculares. Esta lente, dobla y a veces triplica la longitud focal del objetivo, y por ello también el aumento del ocular utilizado. Las hay de varios tipos, de focal corta también, y suelen traer un factor de aumento de 2x, 2,5x, o 3x.

TIPOS DE MONTURAS

GIBRALTAR

La montura típica de un telescopio pequeño, pongamos de hasta 70mm de diámetro, con el diseño conocido como de Gibraltar, con un montaje similar a un trípode fotográfico. Este tipo de montura incluye normalmente mandos de ajuste fino.

DOBSON

La montura tipo Dobson que consiste en una plataforma preparada para mover telescopios reflectores de gran tamaño, generalmente de forma manual.

LA MONTURA ALEMANA

La montura alemana está compuesta por un trípode o columna que en la parte superior posee un sistema orientable en dos ejes, ascensión recta y declinación, y otro ajustable que orienta ambos ejes en función de la latitud del observador. Presenta la ventaja de evitar el uso de contrapeso, siendo necesario el uso de rodamientos de gran calidad en el soporte de la horquilla. Es ideal para astrofotografía.