Elección del tubo principal del telescopio

Intentaré arrojar un poco de luz para poder elegir el tubo principal del telescopio, sabiendo que hay que tener en cuenta LA RESOLUCIÓN DEL CONJUNTO.

La elección va a depender de tres factores, uno personal, otro de la calidad de nuestro cielo (del lugar desde donde observemos) y solo en último lugar del tipo de construcción del telescopio.

En factor personal entra a dónde vamos a dirigir mayormente el telescopio, si a planetas, cielo profundo, un "poco de todo"... Es importante empezar a definir qué queremos. Siempre recomendaré asistir a plantadas de telescopios o astro quedadas organizadas por las asociaciones de vuestra ciudad para ver qué os seduce más.

Conceptos a tener en cuenta antes de ver la construcción.

CAMPO VISUAL:

El campo de un tubo principal (campo de visión, field of view) es la porción de cielo que el sistema es capaz de captar en una sola imagen. Es un concepto geométrico, no óptico en sí mismo, y depende de la combinación telescopio + cámara.
El campo no es una propiedad aislada del tubo. Viene determinado por:

Distancia focal del telescopio

• A mayor focal → menor campo

• A menor focal → mayor campo

Es el factor dominante, pero no se debe confundir:

• Campo → cuánto cielo capturas
• Resolución → cuánto detalle puedes distinguir

Ejemplo:

• Puedes tener mucho campo pero poca resolución
• O poco campo y alta resolución

Son parámetros independientes, aunque ambos dependen de la focal.

APERTURA:

Es el diámetro del tubo y se suele medir tanto en milímetros como en pulgadas. Como una pulgada equivale a 2,54cm podemos referirnos a un telescopio de 200mm como de 8 pulgadas y suele expresarse como 8”.

A mayor apertura del telescopio podremos ver objetos más débiles o de menor magnitud, ya que la capacidad colectora de luz aumenta con el diámetro.

PODER RESOLUTIVO:

El poder resolutivo de un telescopio (centrado en el tubo óptico principal) es la capacidad que tiene ese tubo para distinguir dos detalles muy cercanos como separados en lugar de verlos como uno solo.

Depende principalmente del diámetro del objetivo (apertura) del tubo.

Para que os suene, el límite teórico viene dado por el criterio de Rayleigh.

θ = 1.22 · (λ / D)

θ: resolución angular (radianes)
λ: longitud de onda
D: diámetro del telescopio

A la práctica se usa:

θ= 116.3 / Apertura o Diámetro

Es una simplificación del criterio de Rayleigh adaptada a:

• Longitud de onda visible típica (~550 nm)

• Conversión directa a segundos de arco

Ejemplo aproximado de poder resolutivo:

• 80 mm → ~1.4 arcsec (mi caso)
• 200 mm → ~0.6 arcsec

El poder resolutivo del tubo no es “cuánto aumenta”, sino cuánto detalle real puede separar físicamente.
Todo lo demás (cámara, ocular, procesado) solo puede aprovechar o desperdiciar ese límite, pero no superarlo.

MAGNITUD LÍMITE:

Magnitud Limite = 2 + 5 · log(D)

D en cm

La magnitud límite de un tubo es la estrella más débil que puede detectar bajo condiciones ideales. A tener en cuenta si queréis evolucionar a fotometría o astrometría.

TIPOS DE TELESCOPIO

Existen tres tipos:

1. Refractores

Utilizan lentes para refractar (desviar) la luz y concentrarla en el plano focal.

A destacar

• Alta estabilidad óptica (no requieren colimación)

• Buen contraste 

• Sistema sellado 

Limitaciones

• Aberración cromática (especialmente en acromáticos)

• Coste elevado por mm de apertura debido a las lentes

• Aperturas grandes poco prácticas

Variantes

• Acromáticos

• ED (Extra-low Dispersion)

• Apocromáticos (tripletes/cuádruples)

A medida que el tubo posee lentes correctoras, el precio sube, pero ganamos en calidad y ésta es muy necesaria para astrofotografía.

Va bien para:

• Planetaria y lunar

• Astrofotografía de cielo profundo (especialmente ED/APO)

Los refractores suelen padecer curvatura de campo lo que representa un inconveniente para su uso fotográfico, este defecto puede ser corregido mediante un dispositivo aplanador de campo. Dentro de los aplanadores de campo hay algunos que se limitan a corregir la curvatura y otros que además actúan reduciendo la focal del telescopio permitiendo abarcar mayor campo: los reductor-aplanador. 

2. Reflectores

Utilizan espejos para reflejar y enfocar la luz.

A destacar

• Gran apertura a bajo coste

• Sin aberración cromática

• Alta captación de luz → ideales para objetos débiles

Inconvenientes 

• Precisan cierto tiempo de aclimatación. Al tener el tubo abierto en su interior se generan turbulencias de aire: efecto chimenea. Se produce porque el aire en el interior del tubo se encuentra más caliente que en el exterior, creándose corrientes de aire caliente ascendentes que producen turbulencias que deterioran la imagen. Se soluciona dejándolo un tiempo en posición vertical sin la tapa protectora. 

• El espejo secundario de la parte anterior produce una obstrucción al paso de la luz que disminuye el contraste.

• El espejo secundario ha de mantenerse sujeto mediante una cruceta llamada “araña” que origina difracción de la luz y una figura típica en forma de espicas en las estrellas.

• Una de las razones por la cual a mi personalmente no me gustó, es que al transportarlo o sufrir vibraciones el tubo en general, el espero primario se desajusta (descolima). Yo siempre lo tenía que transportar y cada dos por tres tenía que ajustarlo (colimarlo). Hay quien no le importa y lo sabe hacer bien y luego estoy yo que acababa cabreado.

• Aberración de coma. Si bien en la parte central las estrellas aparecen bien definidas a medida que nos acercamos a los bordes van adquiriendo una forma de coma. Es algo inherente a su diseño que se hace más exagerado con relaciones focales cortas (especialmente a f:4) y menos evidentes en relaciones focales largas. Hay una solución de “corrector de coma” que puede ser útil en visual y prácticamente imprescindible para astrofotografía.

-   Para visual, a veces el ocular queda en posiciones incómodas, basta con aflojar las anillas de fijación y rotar el tubo hasta que vuelva a quedar en una posición cómoda para solventarlo.

Va bien para:

• Cielo profundo (visual y fotografía)

• Observación de objetos débiles (galaxias, nebulosas)

3. Catadióptricos

Combinan lentes + espejos para corregir aberraciones y compactar el sistema.

A destacar

• Diseño compacto (larga focal en poco tamaño)

• Versatilidad: sirven para todo

Limitaciones

• Obstrucción central

• Menor campo visual (focal larga) por lo que para cielo profundo hay que mirarlo bien.

• Tiempo de aclimatación térmica

Variantes

• Schmidt-Cassegrain (SCT)

• Maksutov-Cassegrain (Mak)

Va bien para:

• Planetaria y lunar

• Observación general

• Astrofotografía de focal larga (galaxias pequeñas, planetaria)

Resumiendo:

• Refractor → precisión, contraste y simplicidad operativa

• Reflector → máxima captación de luz por coste

• Catadióptrico → equilibrio entre rendimiento, tamaño y versatilidad