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TELESCOPIOS

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TELESCOPIOS

Las imágenes ópticas que producen los espejos o lentes presentan imperfecciones. Estas imperfecciones se conocen astronómicamente como aberraciones, y entre ellas destacan :

Aberración cromática o de color.
Si suponemos que los rayos de luz de una estrella lejana inciden sobre una lente, a causa de las diferentes longitudes de onda de la luz incidente, éstas no enfocan todas en el mismo punto. Por ejemplo, las longitudes de onda más cortas (luz violeta y azul) se enfocan más cerca de la lente, mientras que las longitudes de onda más largas, se enfocan cada vez más lejos de la lente. Este efecto produce unas coloraciones muy falsas en la imagen estelar. La aberración cromática es menor en las lentes de número f: elevado.
Esta aberración cromática es corregida construyendo lentes con dos piezas ópticas de diferentes tipos de vidrio, y con diferentes índices de refracción. Una de las piezas es cóncava, y otra convexa. (por lo general el vidrio usado es calidad flint y crown).

– Coma
Es una aberración que distorsiona las imágenes formadas por los rayos de luz que están fuera de eje (esto es, la producida por aquellos rayos de luz que no están situados justo en el centro del campo de visión). En las fotografías astronómicas de los grandes telescopios, es bien visible esta aberración, ya que las imágenes estelares en el centro de la fotografía aparecen como puntos redondeados perfectamente definidos, mientras que las situadas cerca de los bordes, presentan una imagen difusa, en forma de “coma”.

Hay otros tipos de aberraciones, aunque estas dos son los más importantes.

La luz que recoge un telescopio, se del tipo que sea, siempre va en función de la abertura del espejo ó lente principal. Asi, cuánto mayor es la abertura del telescopio, mayor cantidad de luz “recoge” y objetos más débiles se pueden observar.

El poder de resolución de un telescopio viene expresado por medio de la fórmula conocida como Criterio de Dawes, que es igual a :

Alfa = 11,6 / d

Alfa = poder de separación
d = abertura del telescopio en cm.

El ojo humano tiene un límite en su percepción del brillo de los objetos celestes. Desde tiempos inmemoriales, el hombre viene realizando observaciones de los cuerpos celestes a simple vista. El estudio del movimiento planetario, la deducción de sus leyes ( las 3 famosas leyes de Kepler) y la cartografía de las primitivas constelaciones celestes, fue realizada por astrónomos visuales que realizaron sus observaciones sin ningún tipo de ayuda óptica. Desde el año 1610, cuando Galileo mejoró el diseño de los primitivos anteojos desarrollados por ópticos holandeses, la percepción del Universo ha cambiado profundamente para el ser humano, porque el uso de instrumentos ópticos, cada vez más sofisticados ha abierto una nueva manera de contemplar el Universo y las maravillas que contiene.

Bajo las mejores condiciones atmosféricas posibles (lejos de las luces contaminantes de las ciudades, en medio del campo) los objetos estelares ( da igual que sean planetas, estrellas o galaxias) que el ojo humano es capaz de distinguir sin ayuda de unos prismáticos o un pequeño telescopio, son magnitud 6. La escala de magnitudes aparentes se estableció en la época de Herschel, cuando este astrónomo y otros contemporáneos suyos(Pogson, etc) estudiaron empíricamente la cantidad de luz que nos llega de los objetos celestes. Establecieron una secuencia de magnitudes aparentes, en la cual la estrella más brillante de la bóveda celeste, Sirio ( Alfa del Can Mayor) tenía magnitud -1,43; otra estrella brillante (Canopus, mg -0,7) tiene también magnitudes negativas. Todos los planetas, tienen magnitudes negativas, y los dos objetos celestes más brillantes, Sol y Luna, tiene respectivamente mg. -24,5 y -15,0. Estrellas brillantes como Vega y Arturo tienen magnitud cero.

Por tanto, si queremos observar objetos celestes, cuya magnitud sea inferior a 6, debemos usar obligatoriamente, o bien unos prismáticos o un telescopio. Cuando empezamos a usar este tipo de instrumental astronómico conviene saber que cuánto mayor es la abertura, diámetro físico del espejo o lente del instrumento, objetos más débiles vamos a poder observar. También, la abertura del telescopio nos va a limitar el poder de resolución (separador) de objetos muy cercanos (como por ejemplo las componentes de sistemas binarios). Por tanto cuándo planifiquemos la compra o construcción de un telescopio, conviene intentar comprar el de mayor abertura posible, porque este parámetro es el que nos va a marcar toda la “vida útil” y el rendimiento que podamos obtener con el telescopio.
A continuación se refleja la magnitud límite que podemos alcanzar (no importa que tipo de objeto estemos observando, estas son magnitudes visuales) en función de la abertura del telescopio, y teniendo en cuenta noches con buena transparencia, sin luna, condiciones atmosféricas aceptables y lógicamente en cielos oscuros y sin contaminación lumínica:

ABERTURA TELESCOPIO (mms.)          MAGNITUD VISUAL LÍMITE
30                                                                9,5
50                                                              10,6
60                                                              11,0
80                                                              11,6
110                                                            12,3
150                                                            13.0
200                                                            13,6
250                                                            14,1
320                                                             14,6
400                                                             15,2

Hay tres tipos bien diferenciados de telescopios : refractores, reflectores y catadióptricos.
Los refractores utilizan lentes para producir las imágenes. Estas lentes convexas son más anchas en su centro que en sus bordes. Si la curvatura de la superficie es correcta, la luz que pasa a través de la lente, converge en un punto, que llamamos foco. A la distancia entre la lente y el foco, la llamamos distancia focal.
Los reflectores usan espejos cóncavos. Los rayos paralelos de luz se reflejan en la superficie del espejo, que tiene una fina capa de plata ó aluminio para aumentar el poder reflectante. Si la superficie cóncava del espejo es correcta, todos los rayos son reflejados hacia un mismo punto, que es el foco del espejo. En este foco se sitúa, un espejo plano a 45º de inclinación, que es el que nos desvía la luz del objeto lateralmente.
Los telescopios de tipo catadióptrico, Cassegrain ó Maksutov, son una modalidad de telescopio reflector, en el cual colocamos un pequeño espejo convexo situado delante del espejo principal. Este espejo principal tiene un agujero en su centro, por el cual sale el foco de la imagen. La comodidad de estos telescopios es grande, ya que nos ahorra unos tubos muy largos y engorrosos, pudiendo tener una distancia focal efectiva, que no real, muy grande.
Las ventajas y desventajas de los diferentes tipos de telescopios, son las siguientes :

Refractores
En Contra
Largos tubos muy engorrosos de manejo. Construcción de lentes grandes muy difícil. Precio Elevado.
A Favor
No tienen casi ninguna aberración. Ideales para astrometria, es decir la medición fiel de las posiciones y ángulos de los objetos estelares.

Reflectores
En Contra
En telescopios de gran abertura , la coma es una aberración a tener en cuenta
A Favor
Precio muy asequible. Manejables. Mayor poder luminoso, al poder construir más fácilmente espejos grandes que lentes. Al estar libres de aberración cromática, son ideales para el estudio de los espectros estelares.

El término f:, es la proporción existentes entre la distancia focal del telescopio y la abertura del mismo. Así, por ejemplo, un telescopio de 250 mm. de abertura, con una distancia focal de 1.500 mm., tiene un f. igual a :

f = 1.500 / 250 mms = 6 ; f/6

Los aumentos máximos teóricos que se pueden conseguir, van en proporción directa a la abertura del espejo o lente principal. En efecto, este limite teórico se sitúa entre 40 50 aumentos por pulgada (2,54 cm.) de abertura. Incluso el limite máximo teórico es muy díficil de alcanzar, a no ser que observemos en una noche clara y con una transparencia muy buena. Por ejemplo, con un telescopio de 15 cm. (6″) de abertura, el aumento máximo teórico que podremos obtener será de 300 aumentos.

Para calcular el aumento con que observamos un objeto astronómico, basta con dividir la distancia focal del telescopio, por la longitud focal del ocular ( por lo general, viene impresa directamente en el ocular). Así, por ejemplo, con un ocular Erfle de 20 mms., y si estamos observando con un telescopio de 1.500 mms. de distancia focal, obtendríamos 75 aumentos.

Los oculares son la pieza astronómica más importante, después del espejo o lente principal. Hay actualmente en el mercado varios tipos de oculares, siendo interesante tener en cuenta que lo mejor es disponer de varios oculares, que nos den diferentes aumentos. Este hecho se explica debido a que según sea la naturaleza del objeto astronómico a observar, deberemos usar aumentos diferentes. En efecto, para observar objetos de cielo profundo (cúmulos abiertos y globulares, n. difusas, galaxias, etc.) es conveniente usar aumentos pequeños; en cambio, para la observación planetaria es conveniente usar aumentos grandes para observar detalles concretos,

El ocular astronómico más sencillo y de calidad mínima que podemos usar es el de tipo Kellner (diseñado por Kellner en 1849) que usa una lente individual de campo más dos lentes acromáticas. Los Kellners de buena calidad tienen generalmente 45º de campo aparente.

Otros tipos de mejor calidad son :
– Ortoscópico
Diseñado en 1880 por Abbe, tiene una lente triple, siendo uno de los mejores oculares de precio asequible, de los que podemos disponer ya que el contraste y el color son buenos e ideales para su uso en astronomía planetaria.

– Plossl
Diseñado en 1860 por Plossl, se ha convertido en uno de los oculares más apreciados entre los amateurs porque con su pareja de lentes dobles se combinan las ventajas de un ortoscópico, más un mejor enfoque y mayor campo aparente de visión. Los mejores oculares de este tipo suelen tener unos 50-52º de campo aparente.

– Erfles
Es el primer ocular de la familia de los “Super-Oculares” que se caracterizan por tener campos aparente muy grandes, diseños ópticos avanzados e imágenes y aberraciones casi completamente corregidas.
Los oculares del tipo Erfle fueron diseñados para aplicaciones militares durante la I Guerra Mundial, aunque tienen un problema de curvatura esférica cerca del borde del campo; por esta motivo fueron sustituidos por otros dos tipos de oculares.

– Oculares de Gran Campo
Suelen llevar de 5 a 8 lentes, variando sus campos en un rango de 60 a 70º , con muy buena definición y contraste de imagen.
Se incluyen los oculares Super Wide Angle y los Panoptics.

– Oculares de Campo Extremo
Oculares prácticamente libres de aberraciones, con campos aparentes de 100 y 80º !
Entre ellos encontramos los Ethos y Nagler tipo I, II y 4 ( Tele Vue ) y los oculares de campo extremo de Meade.

Los tipos más recomendables son, sin lugar a dudas, los Ethos y Nagler para usar a grandes aumentos (en observaciones planetarias o estrellas dobles) y Erfles-Nagler para observaciones a bajos aumentos. Estos tipos de oculares son ideales para toda clase de observaciones de Cielo Profundo.

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Oculares – Diseños ópticos

Finalmente, sobre este tema es conveniente saber que hay dos tipos diferentes de diámetros exteriores en los oculares astronómicos. El standard americano que tiene 1 1/4″ (30 mm.) y  el diámetro de 2″ (48,6 mm.) utilizable generalmente en los oculares de superior calidad ( Ethos, Nagler, Plossl, Super Wide Angle, etc.). En los portaoculares hay que tener muy en cuenta que tipo de oculares vamos a usar, para así tener el adaptador necesario,  aunque ya muchos oculares traen incorporada los dos tipos de diámetro externo.
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Con referencia a los filtros, depende de la calidad del cielo y de los problemas de contaminación lumínica del observador. En efecto, si sufre contaminación lumínica severa, deberá usar el filtro UHC (popularmente conocido como antifarolas) y si sus condiciones de observación son aceptables, con el Deep Sky , sería suficiente para contrastar más los objetos. Luego, si quiere obtener imágenes impactantes de nebulosas planetarias, restos de supernovas, etc. debería usar el filtro O III.

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Filtros – Anchos de banda espectral donde son efectivos

En cuanto a monturas, hay tres tipos principalmente :

a) Azimutales
Son monturas en las cuales no hay posibilidad de seguir los movimientos de los objetos astronómicos, ya que no disponen de movimientos lentos ni círculos graduados. Son bastante incómodas de manejar, aunque tienen la ventaja de ser baratas. Sin embargo, es preferible gastarse un poco más de dinero, y adquirir una buena montura ecuatorial.

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Telescopio refractor con montura altazimutal

b) Dobsonianas
Son monturas de diseño azimutal, es decir sin movimientos lentos ni círculos graduados, aunque su manejo es mucho más fácil que las azimutales. Son ideales para telescopios de gran abertura, 30 cm. ó superior ya que son muy fáciles de hacer (generalmente se hacen de madera). Es aconsejable que con monturas de este tipo se usen siempre oculares Ethos, Nagler o Erfles para obviar la incomodidad de no disponer de movimientos lentos.

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Telescopio reflector de 25 cms. de abertura con montura dobsoniana

Hay varias casas comerciales (Orión, Sky Watcher, Obsession) que tienen telescopios dobsonianos de gran abertura (30-75 cm.) de nueva generación totalmente motorizados con mandos electrónicos para la búsqueda de objetos de Cielo Profundo.

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Telescopio Dobsoniano, 75 cms. abertura, que tiemblen los profesionales, je

c) Ecuatoriales
Monturas que generalmente poseen dos ejes, uno de los cuales (el eje polar) debe estar siempre apuntando en dirección de la Estrella Polar. Disponen de mandos electrónicos tanto para búsquedas de objetos de Cielo Profundo como para seguimiento de los objetos, por tanto ideales para fotografía astronómica.
Dentro de las monturas ecuatoriales hay diversos tipos, como son las de horquilla (tipo Celestron), alemanas, inglesas, etc.
Hay que tener muy en cuenta en las monturas ecuatoriales, el peso total de la misma, ya que nos podemos encontrar con la paradoja de que por ser muy resistentes y estables, luego no las podamos casi mover …

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Telescopio reflector con montura ecuatorial alemana

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Telescopio Schmidt-Cassegrain, con montura ecuatorial en horquilla

A continuación se citan los precios orientativos, para la construcción de un telescopio por nuestra cuenta, comprando los componentes del mismo, bien en España o en USA. El coste del telescopio se abarata bastante, aunque habrá que montarlo personalmente o con la ayuda de algún amigo “manitas”. En una opción muy válida para poder tener la mayor abertura posible por el dinero que queramos invertir en nuestro telescopio.

COSTE DE ACCESORIOS BÁSICOS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE UN
TELESCOPIO DE 25-30 CMS. DE ABERTURA
MÁS EQUIPO DE OCULARES

Kit espejo primario 10” (25 cm.)   –  $ 400
Kit espejo primario 12” (30 cm.)   –   600
Araña espejo secundario   –   40
Enfocador Crayford (1 ¼ – 2”)   –   225
Buscador 9 X 50 (Ángulo Recto)  –   95
Ocular Wide Field 15 mms.  –  100
Ocular Nagler 9 mms.  –   280
Lente de Barlow x2  –   100
Adaptador cámara opcional  –   75

Precios en mercado USA. Septiembre 2015. ( 1 Dólar equivalente a  0,89 € )

Los precios de telescopios motorizados Meade y/o Celestron de 8” (20 cms) andan por los 2.500€. Si optamos por una abertura superior, 10” (25 cm.) el coste total puede andar cercano a los 3.500 €.

Y ya para finalizar se citan una serie de consejos prácticos, a la hora de elegir un buscador y un equipo mínimo de oculares.
Con un buen par de oculares, uno para aumentos bajos (Cielo Profundo) y otro de aumentos medios-altos para planetas y Luna es suficiente para empezar; si es posible, en este equipo básico de oculares es aconsejable tener una buena lente de Barlow x2. El equipo ideal a conseguir posteriormente sería un ocular de 25 a 30 mm. de focal, para aumentos muy bajos, otro ocular de 12-15 mm. (aumentos medios) y un ocular de 7-9 mm. para grandes aumentos. Si disponemos de un telescopio de f. bajo ( menor de f/8) podemos también disponer de un ocular de 40-55 mm. para obtener espectaculares vistas, por la amplitud del campo observado, de objetos de cielo profundo.

Cuánto mayor sea el número de oculares que dispongamos, mayores serán nuestras dudas a la hora de elegir el ocular indicado. Una vez que nos hemos acostumbrado, siempre usaremos el mismo, con un aumento medio entre 75-125 aumentos, y salvo raras excepciones no estaremos cambiando continuamente de ocular. El autor de este libro, usa generalmente un ocular Ethos de 13 mm. (que con las características de mi telescopio de 35 cm. de abertura, f/4.5 me da unos aumentos de x115). Con este aumento observo toda clase de objetos de cielo profundo (estrellas variables y dobles, cúmulos, nebulosas y galaxias) así como realizo observación planetaria y lunar.

Otro aspecto muy importante a la hora de usar nuestro telescopio es asegurarnos de que este disponga de un buen buscador, como mínimo con una abertura de 8×50, que nos facilitará mucho la tarea de localización de objetos celestes. Por lo general, aunque últimamente van mejorando, los telescopios que podemos comprar en las casas comerciales disponen de buscadores de poca abertura y calidad, que hacen que las primeras búsquedas con nuestros flamantes telescopios recién estrenados se conviertan en unas sesiones “sado-masoquistas” en las que placer lo que se dice placer, poco. Nos perdemos, no encontramos nada, únicamente podemos pillar la Luna, y quizás alguno planeta brillante, pero esos objetos que hemos visto en los libros, cúmulos, nebulosas y galaxias, somos incapaces de poderlos “meter” en el campo del ocular. Cunde la desesperanza, queremos cambiar de afición, somos unos inútiles integrales, etc. . Tranquilos, que quizás con cambiar de buscador podamos solucionar el conflicto y por fin poder discernir esos objetos en “vivo” que nos recuerdan vagamente a las grandes y hermosas fotografías que todos tenemos en nuestro cerebro, eso si obtenidas por un telescopio que normalmente multiplica por un factor de varios centenares de veces la abertura de ese telescopio que estamos manejando, y que tanto sinsabores y/o ahorros nos ha costado comprarnos y/o construirnos.

De todas formas, y aunque supongo que habrá opiniones discordantes, la imagen en vivo de Saturno o la nebulosa de Orión, no la cambio en mi caso, por ninguna imagen de los observatorios del ESO de Chile o del fantástico telescopio espacial HST (Hubble Space Telescope); con la observación de esa imagen a tiempo real que impresiona mi retina, doy por bien “pagados” mis esfuerzos en montar, desmontar y transportar mi telescopio, que a pesar de ser de pequeña abertura, me permite practicar una de la más viejas aficiones de los seres humanos, como es la de ser otro de los “vigías del cosmos” que adoran las noches estrelladas con las que nos obsequia nuestra madre Tierra

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Uno de los más sofisticados (y caros) telescopios comerciales actuales,,
el telescopio RCOS 20” (51 cm.), con montura Losmandy y CCD incluida
de la casa comercial RCO Optical System. Total, son 45.000 $… © RCOS

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