Parte 13 - Qué telescopios son adecuados para la astrofotografía

No es tarea fácil encontrar el telescopio adecuado a sus necesidades y presupuesto entre la amplia gama que se ofrece.

Parte 13: Qué telescopios son adecuados para la astrofotografía

Cualquier persona interesada en la astronomía en general y en la astrofotografía en particular sentirá tarde o temprano la necesidad de tener su propio telescopio. Aunque se pueden realizar observaciones visuales a simple vista o con prismáticos, e incluso impresionantes astrofotografías sin telescopio (véanse las partes 1 a 4 de esta serie de tutoriales), un telescopio proporciona acceso a innumerables objetos celestes más pequeños y/o más débiles.

La oferta de telescopios es enorme y, en un principio, casi inabarcable; las promesas publicitarias tienen mucho cuerpo. Por ello, este tutorial aborda la cuestión de qué telescopios son adecuados y pueden recomendarse para la astrofotografía. Para anticiparlo: No existe el "mejor" telescopio para todos los fines. Los diseños y sistemas ópticos que se ofrecen tienen cada uno ventajas y desventajas específicas, algunos pueden utilizarse razonablemente bien para una amplia gama de aplicaciones, otros son especialistas y sólo muestran sus ventajas al observar determinados objetos. E incluso un telescopio grande y potente puede ser la elección equivocada si su tamaño y peso hacen que apenas se utilice porque manejarlo y transportarlo supone demasiado esfuerzo y molestias.

Básicamente, hay que tener en cuenta que un telescopio para fines astrofotográficos debe cumplir requisitos mucho más exigentes que un aparato para la observación visual del cielo. Mientras que los telescopios del segmento de precio más bajo también pueden ser adecuados para la mera observación, la única opción para la fotografía son modelos mejores, pero también más caros.

He aquí una selección de puntos que son importantes:

- Calidad de imagen

En el eje óptico, todo telescopio con una óptica precisa ofrece una calidad de imagen aceptable. Esto es suficiente para fines visuales, pero para la fotografía es importante que las estrellas también se visualicen nítidamente fuera del eje óptico, preferiblemente justo en las esquinas de la imagen. Cuanto mayor sea el sensor de imagen de la cámara utilizada, más difícil será cumplir esta condición.

- Campo iluminado

La mayoría de los telescopios no son capaces de iluminar un "sensor de formato completo" de 24x36 milímetros sin viñeteado; esto da como resultado esquinas oscuras en cada imagen. Incluso con sensores de "formato APS-C" (recorte de 1,6x, 15x22 milímetros), algunos telescopios siguen mostrando debilidades en esta disciplina.

- Enfocador

Cuando se utiliza una cámara réflex digital de un solo objetivo (DSLR), se debe disponer de un enfocador con un diámetro mínimo de dos pulgadas. Sin embargo, el diseño mecánico del enfocador también es importante. Debe ser lo suficientemente estable como para evitar que se incline tras conectar una DSLR pesada (en comparación con un ocular). Una reducción del mecanismo de enfoque es ventajosa para un enfoque preciso y sensible.

Enfocador estable de 2 pulgadas con mecanismo de enfoque reducido: La rueda negra grande se utiliza para el enfoque grueso, la rueda dorada tiene una reducción de diez veces y permite un ajuste sensible.

Este enfocador de Meade también ofrece una reducción del engranaje al enfocar. En la zona del anillo azul también es posible girarlo alrededor del eje óptico para ajustar la mejor sección de imagen.

Este enfocador de 1,25 pulgadas es demasiado pequeño para conectarle una cámara réflex digital. El acabado cromado oculta el hecho de que está fabricado totalmente en plástico y no puede cumplir los requisitos fotográficos en cuanto a estabilidad.





- Estabilidad térmica

La temperatura suele descender continuamente durante la noche. Dependiendo de los materiales utilizados para el tubo y el enfocador, el punto focal puede desplazarse y puede ser necesario volver a enfocar con frecuencia. Resulta más agradable un dispositivo que nunca o rara vez necesite ser reenfocado repetidamente a pesar del descenso de la temperatura.

- Nivelación del campo de imagen

La mayoría de los sistemas ópticos de los telescopios de aficionado sufren una curvatura del campo de imagen, es decir, el plano focal no es un plano sino una semiesfera. Esto provoca inevitablemente un desenfoque parcial en las fotos, dependiendo del punto que se enfoque. Cuanto mayor es el sensor de imagen, más problemático resulta. Esto puede remediarse con una lente aplanadora del campo de imagen especialmente "calculada" para un sistema óptico, pero no está disponible para todos los telescopios.

- Relación focal

La relación focal se calcula dividiendo la distancia focal por la apertura libre de la lente frontal o del espejo primario. El resultado es un número idéntico a la apertura de un objetivo fotográfico. Cuanto menor sea el número, más rápido será el telescopio. Una intensidad luminosa elevada implica tiempos de exposición cortos, lo que supone una gran ventaja a la hora de fotografiar objetos de cielo profundo con poca luz. Debido a los cortos tiempos de exposición, las ópticas rápidas también se denominan "rápidas", mientras que las de baja intensidad luminosa se denominan "lentas".

- Errores de imagen (aberraciones)

Sólo los telescopios cuyas aberraciones son tan pequeñas que no se reconocen en las fotos, o sólo con dificultad, pueden utilizarse para fotografía.

El poder de resolución y la capacidad de captar la mayor cantidad de luz posible dependen exclusivamente del diámetro libre del objetivo del telescopio (lente o espejo), que los astrónomos llaman apertura y se expresa en pulgadas (1 pulgada = 2,54 centímetros). Para la fotografía, sin embargo, la relación focal, es decir, la apertura, es más importante, ya que de ella depende el tiempo de exposición resultante. Por supuesto, si quieres distancias focales más largas con una relación focal "rápida", esto se traduce automáticamente en grandes aperturas.

En cualquier caso, hay que señalar en este punto que el precio, el peso y las dimensiones de un telescopio aumentan muy rápidamente con el aumento de la apertura.





Evolución del peso y del precio en función de la abertura del telescopio. El gráfico se basa en la serie ACF de Meade, pero la tendencia puede aplicarse prácticamente a todos los demás telescopios. Los precios y pesos absolutos no desempeñan ningún papel en esta ilustración y se han omitido.

Además de estos requisitos, los deseos y preferencias individuales también son importantes a la hora de elegir un telescopio. En particular, la distancia focal en combinación con el formato del sensor determina el ángulo de visión efectivo. Mientras que los objetos celestes extensos, como la galaxia de Andrómeda o la nebulosa de Orión, pueden fotografiarse con una distancia focal de 500 milímetros, los objetos más pequeños, como la nebulosa del anillo o un planeta, requieren una distancia focal considerablemente mayor.

¿Lentes o espejos?

Una distinción fundamental en los telescopios puede hacerse observando los componentes ópticos que producen la imagen. Si el objetivo está formado sólo por lentes, se habla de telescopio refractor o refractor. Si sólo se utilizan espejos como objetivo, se trata de un telescopio reflector o reflector. Si tanto los espejos como las lentes producen la imagen, se denomina sistema catadióptrico.

1. el telescopio refractor (refractor)

El refractor es lo más parecido a lo que un profano se imagina que es un telescopio: En el extremo delantero del tubo se encuentra un objetivo compuesto por al menos dos lentes, mientras que en el extremo trasero se conecta la cámara sin ningún otro elemento óptico. Un telescopio refractor es, por tanto, una forma muy simplificada de un teleobjetivo con una distancia focal fija. Sin embargo, los teleobjetivos tienen un diseño más complejo, de modo que su longitud total es menor que la distancia focal efectiva. No ocurre lo mismo con los refractores, por lo que la longitud total corresponde aproximadamente a la longitud focal real.

Representación esquemática de un refractor. La luz de las estrellas entra por la izquierda, incide en el objetivo formado por lentes de cristal y es concentrada por éstas en el sensor de la cámara en un punto focal.





Los refractores sufren el problema de la aberración cromática, un error de color longitudinal causado por el hecho de que la luz se refracta de forma diferente en las lentes en función de la longitud de onda.



Representación esquemática de la aberración cromática longitudinal: Una lente también actúa como un prisma y divide la luz en sus componentes. Se crea un punto focal diferente para cada longitud de onda (=color).



Por tanto, una lente actúa simultáneamente como un prisma y divide la luz en sus componentes espectrales. La consecuencia de esto es que una lente de un solo objetivo no tiene un punto focal real, sino que combina los colores azul, verde y rojo en puntos focales situados de forma diferente; el resultado global es una "línea focal". La distancia focal efectiva para la luz roja es mayor que para la azul. Un objetivo de este tipo, conocido como cromático, es sencillamente inutilizable tanto para la observación visual como para la fotografía, ya que la calidad de la imagen es inaceptable debido a los pronunciados halos coloreados alrededor de las estrellas. Por este motivo, los objetivos cromáticos sólo se encuentran en los "telescopios de juguete".

Se consigue una mejora utilizando un objetivo formado por dos lentes cortadas de cristales diferentes. Esto permite combinar al menos dos de las tres longitudes de onda principales en un punto focal. Sin embargo, la posición focal de la tercera (en la práctica suele ser la luz azul) sigue siendo diferente, por lo que aparecen molestos halos azules en las fotos de estrellas brillantes a pesar del mejor enfoque. Los telescopios de este tipo se conocen como acromáticos o telescopios Fraunhofer y son relativamente baratos. No son adecuados para fines fotográficos, o sólo de forma muy limitada, debido al error de color restante. Cuanto más rápido es un objetivo refractor, mayor es el efecto de la aberración cromática.



Representación esquemática de un acromático: Dos lentes de distintos tipos de vidrio se combinan de tal forma que al menos dos longitudes de onda principales (aquí el rojo y el verde) se unen en un punto focal común, mientras que la luz azul sigue teniendo una posición focal diferente.

El refractor acromático de Bresser con una abertura de 5 pulgadas y lente aplanadora de campo integrada es ya un instrumento formidable. El error de color restante se apreciará en forma de halos azules alrededor de las estrellas brillantes. Coste: 480 euros.

Tras retirar la tapa de rocío, el objetivo de este refractor dispone de tres pares de tornillos de ajuste (uno de tensión y otro de compresión). Esto permite colocar el objetivo de forma que el eje óptico coincida con la línea longitudinal central del tubo. En la práctica, sin embargo, este tipo de ajuste sólo será necesario en contadas ocasiones. El revestimiento verdoso brillante de las lentes evita grandes pérdidas de luz por reflexión.

La forma más perfecta de refractor es el apocromático, en el que un objetivo mayoritariamente de tres lentes elimina por completo la aberración cromática o, al menos, la reduce hasta tal punto que ya no desempeña ningún papel en la práctica. Una de las lentes está fabricada con un tipo de vidrio exótico y caro, de modo que se pueden combinar tres longitudes de onda en un único punto focal. El resultado es una imagen de colores totalmente puros, sin molestas franjas de color en los bordes de los objetos brillantes. Desgraciadamente, los términos apocromático y el adjetivo correspondiente apocromático no están sujetos a ninguna norma industrial, de modo que en el mercado existen ciertamente aparatos etiquetados como apocromáticos pero que en la práctica presentan una aberración cromática residual visible.



Esquema de un apocromático: Un objetivo (normalmente) de tres lentes es capaz de agrupar prácticamente todas las longitudes de onda en un punto focal común: el resultado es una foto sin aberración cromática perceptible. Una de las lentes debe ser de un cristal especial caro.

Este apocromático tiene 90 milímetros e imagina en gran medida colores puros. El fabricante es William Optics y su precio supera los 800 euros.

Un vistazo al objetivo revela un revestimiento de alta calidad, ya que las lentes son casi imperceptibles. La distancia focal es de 621 milímetros, la relación focal 1:6,9.

Los apocromáticos del fabricante LZOS figuran entre los refractores mejor corregidos del mundo. Aquí se muestra un objetivo con una abertura de 115 milímetros y una distancia focal de 805 milímetros (abertura f/7). Incluyendo el tubo y el enfocador, cuesta más de 3.000 euros.

Dos apocromáticos de Astro-Physics: el telescopio blanco es un refractor de 6,1 pulgadas (155 milímetros de abertura) con una relación focal de 1:7, mientras que el telescopio montado, más pequeño, es un apocromático con una abertura de 4,1 pulgadas y una relación focal de 1:6 (distancia focal de 630 milímetros). Puede ver claramente la diferencia que suponen dos pulgadas de apertura en términos de tamaño y peso.

Los refractores con una apertura de más de 7 pulgadas son difícilmente transportables. El aparato grande de la siguiente foto es un apocromático de 10 pulgadas con una abertura de 1:14, el aparato más pequeño de arriba es un apocromático de 5,1 pulgadas con una abertura de 1:8. Están montados permanentemente en la cúpula del observatorio de Welzheim.

Entre el acromático y el apocromático se encuentran los ED, semiapocromáticos o semiapocromáticos, en los que se consigue una corrección del color visiblemente mejor con un objetivo mayoritariamente de dos lentes que con el acromático, pero sin alcanzar la perfección de un verdadero apocromático.

Esto es posible gracias al uso de un cristal especial para una de las dos lentes. El precio de estos aparatos es bastante interesante y las prestaciones fotográficas de algunos modelos también son impresionantes.

Los semiapocromáticos suelen llevar la denominación adicional "ED". La corrección de la aberración cromática es considerablemente mejor que la de un acromático, sin alcanzar la perfección de un verdadero apocromático. La relación calidad/precio debe calificarse de equilibrada y atractiva. Este aparato con una abertura de 80 milímetros y una distancia focal de 600 milímetros está disponible por tan sólo 350 euros:

Este refractor ED tiene una abertura de 100 milímetros y una distancia focal de 900 milímetros (relación focal 1:9). Su precio ronda los 700 euros.

Vista del objetivo (no ajustable) del refractor ED-60/800 mostrado arriba:

A la izquierda, una imagen de la Nebulosa de Orión con un acromático. Se pueden ver claramente los halos azules alrededor de las estrellas brillantes como resultado de la aberración cromática. Un semiapocromático (ED, imagen de la derecha) reduce considerablemente esta aberración:

Las ventajas y desventajas del refractor radican en los siguientes aspectos:

• Fácil manejo
• Ajuste de la óptica raramente o nunca necesario
• Rápidamente listo para su uso sin un largo tiempo de enfriamiento
• La mejor opción para fotografiar el sol (véase el tutorial número 6)
• Insensible a la luz parásita que incide lateralmente
• Sin obstrucción de la trayectoria del haz debido a un espejo secundario (véase también telescopios reflectores)
• Alta transmisión sin pérdida significativa de luz por dispersión y reflexión
• Imagen estelar sin "rayos
• El (teóricamente) mejor rendimiento de imagen posible para una apertura dada (apocromático)
  
  
• El tamaño y el peso a partir de una apertura de seis pulgadas como máximo dificultan su manejo
• Aberración cromática de los acromáticos
• Precio elevado de los apocromáticos
• Las aperturas a partir de 7 pulgadas sólo son prácticas como aparato de observatorio
  
  

2. el telescopio de espejo (reflector)

El objetivo de un telescopio reflector consiste en un espejo cóncavo que, en una primera aproximación, se rectifica en un material vítreo o vitrocerámico en forma de esfera hueca y, a continuación, se dota de una superficie reflectante. Una mirada más atenta revela que, según el tipo de construcción, la superficie difiere ligeramente de la de una esfera cóncava esférica.

Como el punto focal de un espejo cóncavo se encuentra en la trayectoria del haz, la cámara (al menos en los telescopios de clase amateur) no puede montarse directamente allí, ya que bloquearía demasiada luz incidente. Por este motivo, los reflectores tienen un segundo espejo, el llamado espejo secundario. Se monta delante del punto focal y dirige la luz agrupada del espejo primario hacia el exterior del tubo, donde se combina en el punto focal y se puede montar la cámara.

Como el espejo secundario está situado en el centro de la trayectoria óptica, debe sujetarse mediante puntales, la "araña del espejo secundario", que a su vez está sujeta a la pared interior del tubo. El espejo secundario junto con la "araña" en el camino óptico es, por lo tanto, un mal necesario, cuyas consecuencias se discutirán a continuación.

En primer lugar, es importante señalar que el espejo secundario no es reconocible en la foto, ni como una silueta nítida ni borrosa. Sin embargo, en función de su diámetro, sombrea una parte del haz incidente, lo que se traduce en una pérdida de luminosidad. Sin embargo, esto es limitado: incluso un espejo secundario, cuyo diámetro lineal es el 30% del diámetro del espejo primario, sólo sombrea con su superficie el 9% de la luz incidente.

El segundo efecto del espejo secundario es una reducción del contraste general de la imagen, que es tanto mayor cuanto mayor es el diámetro del espejo secundario. Fotográficamente, este efecto es insignificante y sólo es relevante al observar visualmente planetas con sus detalles ya de por sí poco contrastados. En cambio, los puntales del espejo secundario dejan huellas visibles en las fotografías en forma de "rayos" alrededor de las estrellas brillantes.

La forma de los puntales se muestra dos veces, con la segunda imagen desplazada 180 grados respecto a la primera. Así, una araña de cuatro brazos produce cuatro rayos en las estrellas brillantes, una de tres rayos produce seis.



Un refractor visualiza las estrellas sin "rayos" (izquierda). En cambio, los puntales del espejo secundario de un reflector newtoniano producen la imagen de los rayos por difracción de la luz de las estrellas (derecha).



Los telescopios reflectores suelen estar libres de aberración cromática porque la reflexión de la luz es independiente de su longitud de onda.

A continuación se presentan tres tipos comunes de telescopios reflectores.

2.1 Reflector newtoniano

Los aparatos más pequeños de este tipo tienen un espejo primario de forma esférica, poco costoso; los un poco más grandes tienen un espejo parabólico, cuya forma se desvía de la forma esférica para mejorar la calidad de la imagen. Antes de alcanzar el punto focal, un espejo secundario elíptico pero plano-paralelo desvía la luz 90 grados a través de un orificio en la pared del tubo. Esto significa que la posición de observación o la posición de la cámara se encuentra en el extremo frontal lateral del tubo del telescopio, una configuración algo inusual en un principio. Como en los telescopios de este tipo sólo una superficie es ópticamente efectiva, su fabricación es relativamente barata.

Para la fotografía, los modelos con un espejo secundario grande son más adecuados que los que tienen uno pequeño, con el fin de iluminar sensores de imagen aún más grandes hasta las esquinas de la imagen. Esto también se denomina telescopio newtoniano fotooptimizado o simplemente "newtoniano fotográfico". Los newtonianos pueden fabricarse con grandes aberturas y relaciones focales "rápidas", pero debido a este sistema, muestran el error de imagen coma fuera del eje óptico, que se aprecia como estrellas deformadas en forma de cometa en el borde de la imagen. Un sistema de lentes adicional en el enfocador, el llamado corrector de coma, proporciona un remedio.



Representación esquemática de un reflector newtoniano: la luz que entra por la izquierda choca primero con el espejo cóncavo, es enfocada por éste y desviada fuera del tubo por un espejo secundario con una superficie plana inclinada 45 grados antes de alcanzar el punto focal.

La abertura de un reflector newtoniano se encuentra en el lateral del extremo frontal del telescopio (flecha roja).

Vista de la apertura de un reflector newtoniano. Se puede ver el espejo secundario, que está suspendido de cuatro finos puntales. El espejo primario se ve muy por detrás. El enfocador sobresale arriba a la derecha.

Reflector newtoniano optimizado fotográficamente de Vixen. De nuevo, el enfocador al que está acoplada la cámara está marcado con una flecha roja. Este aparato tiene una apertura de 8 pulgadas (200 milímetros) y una distancia focal de 800 milímetros, lo que resulta en una relación focal de un "rápido" 1:4. El telescopio cuesta unos 1.100 euros sin montura.

Un vistazo a la apertura del reflector Vixen Photo Newtonian muestra que el espejo secundario tiene un diámetro relativamente grande para iluminar sensores de imagen aún mayores. Los puntales sobre los que se suspende el espejo secundario son bastante gruesos, pero también correspondientemente estables.

Una versión de montaje muy simple del reflector newtoniano se conoce como "telescopio dobsoniano". Sin embargo, debido a la montura, estos aparatos no son adecuados para fines fotográficos.



Para fines visuales, los telescopios llamados "Dobsonianos" son muy populares. Se trata de reflectores newtonianos de montaje muy sencillo, pero no son adecuados para la astrofotografía de larga exposición debido a su montura.

2.2 Reflector Cassegrain

El espejo primario de este tipo también tiene forma parabólica. Sin embargo, el espejo secundario no es plano, como en el newtoniano, sino convexo-hiperbólico (es decir, ópticamente eficaz) y está dispuesto de tal manera que refleja el haz hacia el espejo primario. Éste está perforado en el centro para poder acoplar un ocular o una cámara en el extremo posterior del tubo. La posición de observación corresponde así a la de un refractor.



Esquema de un reflector Cassegrain: el espejo primario (derecha) enfoca la luz incidente sobre el espejo secundario (izquierda). Éste la refleja a través de un orificio central del espejo primario, donde finalmente se combina fuera del tubo en un punto focal.

El enfocador de un reflector Cassegrain, al que también se puede conectar una cámara, se encuentra en la parte trasera en la dirección de visión del telescopio (flecha roja), como en un refractor:





Los reflectores Cassegrain sólo se venden ocasionalmente. Su campo de imagen es curvo y presenta aberraciones fuera del eje óptico, incluida la coma. Estos errores sólo pueden reducirse hasta tal punto con un corrector adecuado de un sistema de objetivos emparejados que se pueda crear un telescopio fotográficamente utilizable con un campo de visión suficientemente grande para el formato de sensor de una cámara réflex digital.

2.3 Reflector Ritchey-Chrétien

Es muy similar al reflector Cassegrain, pero utiliza dos formas de espejo hiperbólicas, una para el espejo primario y otra para el secundario. Esto permite eliminar el coma de los Cassegrain, pero no la curvatura del campo de imagen, que aún debe combatirse con un corrector hecho de lentes. Sin embargo, este tipo de construcción ofrece una buena calidad de imagen hasta en las esquinas de los sensores de grabación, incluso más grandes. Ésta puede ser una de las razones por las que muchos de los mayores telescopios del mundo, así como el telescopio espacial Hubble, están diseñados como reflectores Ritchey-Chrétien.

Este tipo de instrumentos, diseñados sin concesiones para fines fotográficos, también se denominan a veces astrógrafos. Muchos de los reflectores Ritchey-Chrétien sólo se fabrican con una abertura relativamente grande y son bastante caros. Por ello, están reservados a los aficionados ambiciosos.

Representación esquemática del reflector Ritchey-Chrétien: la trayectoria del haz es absolutamente idéntica a la de un reflector Cassegrain; sólo los dos espejos tienen una forma superficial ligeramente diferente, para corregir mejor los errores de imagen fuera del eje óptico:

Un reflector Ritchey-Chrétien con una apertura de 20 pulgadas (50 centímetros) es casi un aparato profesional. Sólo el telescopio de RCOS, EE.UU., cuesta 46.000 euros sin montura.

Las ventajas y desventajas de un reflector pueden resumirse como sigue:

• Grandes aperturas con costes de adquisición relativamente bajos (newtoniano)
• Sin aberración cromática
• Algunas versiones rápidas disponibles (newtoniano)
• Tiempos de enfriamiento medios gracias a un tubo abierto por delante
• Calidad de imagen muy alta para sensores de imagen grandes (Ritchey-Chrétien con lente aplanadora de campo)
• Longitud de construcción sensiblemente inferior a la distancia focal efectiva (Cassegrain, Ritchey-Chrétien)
  
  
• La suciedad puede entrar en el espejo primario a través del tubo abierto
• Es necesario ajustar los espejos (colimación) de vez en cuando
• Pérdida de luz y contraste debido al espejo secundario en la trayectoria del haz
• Pérdida de luz debido a la reflectividad limitada de los espejos
• Uso limitado para observaciones solares
• Uso limitado para observaciones terrestres durante el día (por ejemplo, aves)
• Radiación alrededor de estrellas brillantes debido a los puntales del espejo secundario
  
  
  
  Tres pares de tornillos (uno de empuje y otro de tracción) permiten el ajuste fino del espejo primario con un reflector newtoniano. La imagen muestra la parte trasera del tubo.
  
  
  
  

El espejo secundario de un reflector newtoniano puede colocarse en su posición óptima con otros tres tornillos. El ajuste óptico de un telescopio newtoniano no es ciencia espacial, pero primero hay que aprenderlo.

3. el sistema catadióptrico

Los telescopios catadióptricos utilizan espejos y lentes para producir imágenes, pero se basan en los reflectores newtonianos y cassegrain descritos anteriormente en el apartado de telescopios reflectores. La idea de utilizar un elemento de lente adicional en el extremo delantero, es decir, en la zona de la pupila de entrada, se basa en el deseo de mejorar la calidad de la imagen lejos del eje óptico, a menudo en combinación con una forma superficial del espejo primario más fácil y, por tanto, más barata de producir. El elemento de lente utilizado provoca una aberración cromática longitudinal que, sin embargo, es mínima -en comparación con un refractor acromático- y apenas perceptible en la práctica. Si la lente insertada adicionalmente es delgada y está esmerilada asféricamente, también se denomina "placa Schmidt" y la designación del telescopio se etiqueta con un "Schmidt-" delante. Si la lente es un elemento de menisco relativamente grueso y de fabricación esférica, se denomina "telescopio Maksutov".

La lente también sirve como opción de montaje para el espejo secundario, de forma que se puede omitir el montaje del espejo secundario y no se producen rayos en las estrellas brillantes.

3.1 Schmidt-Cassegrain

El diseño corresponde aproximadamente a un reflector Cassegrain, complementado con una placa asférica Schmidt. Esto permite una forma esférica (esférica) del espejo primario, que es por tanto más barato de fabricar. Al mismo tiempo, se reduce el coma, lo que teóricamente se traduce en un buen rendimiento de imagen. Desgraciadamente, la fabricación de la placa Schmidt asférica es problemática. No siempre es posible lograr la precisión deseada, lo que significa que el rendimiento efectivo de algunos telescopios Schmidt-Cassegrain no está a la altura de las expectativas. No obstante, este tipo de telescopio fue muy popular entre los aficionados durante mucho tiempo porque se pueden conseguir aperturas y distancias focales relativamente grandes con telescopios de dimensiones moderadas. Otro problema de muchos modelos es que no consiguen iluminar los grandes sensores de las cámaras réflex digitales: el fuerte viñeteado en forma de esquinas oscuras de la imagen la estropea.



Diagrama esquemático de un telescopio Schmidt-Cassegrain: A diferencia de un reflector Cassegrain, hay una lente frontal conocida como placa Schmidt. Tiene forma asférica y permite abaratar los espejos y corregir los errores de imagen fuera del eje óptico.

Celestron es el fabricante más conocido de telescopios Schmidt-Cassegrain. El modelo mostrado aquí tiene una apertura de 8 pulgadas (200 milímetros) y una distancia focal de 2000 milímetros, es decir, una apertura de 1:10. El espejo secundario, bastante grande, está fijado a la placa Schmidt, eliminando la necesidad de puntales de soporte. El espejo primario puede verse a través de la placa Schmidt revestida. El tubo sin la montura está disponible por unos 1150 euros.

En este telescopio sólo se puede ajustar el espejo secundario. Tras retirar la tapa central, aparecen los tornillos de ajuste correspondientes.

3.2 Maksutov-Cassegrain

En principio, se corresponde con el Schmidt-Cassegrain, salvo que se utiliza una lente de menisco en lugar de la placa Schmidt. Todas las superficies son esféricas y, por tanto, pueden fabricarse de forma económica y con gran precisión. El espejo secundario consiste en una superficie recubierta con una capa reflectante en la parte posterior de la lente de menisco. Este principio óptico permite obtener imágenes de gran calidad y se utiliza sobre todo en telescopios muy compactos y pequeños y en algunos objetivos fotográficos. A medida que aumenta la apertura, un telescopio Maksutov-Cassegrain se vuelve bastante pesado debido a la gruesa lente de menisco.

Debido a las relaciones de apertura, en su mayoría "lentas", los objetos débiles de cielo profundo deben exponerse durante mucho tiempo. El Maksutov-Cassegrain muestra sus ventajas especialmente al fotografiar la Luna y los planetas.



Diagrama esquemático del telescopio Maksutov-Cassegrain: la trayectoria del haz corresponde a la de un Schmidt-Cassegrain, salvo que, en lugar de la placa Schmidt, se utiliza una lente de menisco esférica rectificada, en cuya parte posterior se deposita el espejo secundario mediante vapor.

Este práctico telescopio Maksutov-Cassegrain de Meade tiene una apertura de 5 pulgadas (127 milímetros para ser exactos) y una distancia focal de 1800 milímetros, lo que significa que tiene una relación focal de 1:15, por lo que es bastante poco luminoso. La Luna y los planetas son objetivos especialmente adecuados para este sistema óptico. Desgraciadamente, este telescopio sólo está disponible incluyendo la montura de horquilla; el precio es entonces de 900 euros.

La vista frontal del telescopio Maksutov-Cassegrain muestra la lente de menisco revestida, en cuya parte posterior se encuentra el espejo secundario depositado al vapor, claramente visible aquí como un disco brillante y reflectante.

3.3 Schmidt-Newtoniano

La trayectoria del haz corresponde esencialmente a la de un reflector newtoniano, con la diferencia de que en la zona de la abertura de entrada del telescopio se coloca una lente correctora. Mucho de lo que se ha dicho sobre el Schmidt-Cassegrain tambien se aplica al Schmidt-Newton. La lente correctora permite el uso de un espejo primario esférico y reduce el coma que se produce. Sin embargo, la produccion no exenta de problemas de la placa Schmidt tambien puede perjudicar el rendimiento general de este sistema. Se dispone de ópticas rápidas y brillantes.



Representación esquemática del telescopio Schmidt-Newton: A diferencia de un reflector Newton, este telescopio contiene una placa Schmidt como lente frontal. Ésta sirve a su vez como opción de montaje para el espejo secundario, de modo que pueden omitirse los puntales de soporte.

Este telescopio Schmidt-Newtoniano de Meade tiene una apertura de 8 pulgadas (200 milímetros) y una distancia focal de 810 milímetros, lo que resulta en una relación focal "rápida" de 1:4. La lente correctora Schmidt, en cuyo centro se acopla el espejo secundario, es claramente visible. El precio de un telescopio de este tipo ronda los 715 euros.

3.4 Newtoniano Maksutov

De nuevo, el reflector newtoniano sirve como punto de partida, complementado con una lente de menisco en la abertura de entrada para corregir los errores de imagen del espejo primario esférico. En el mercado existen aparatos con un espejo secundario muy pequeño. Éstos sólo son ideales para imágenes de alta resolución de la Luna y los planetas, mientras que no son capaces de iluminar el sensor de una cámara réflex digital sin viñeteado debido al tamaño del espejo secundario.



Representación esquemática del telescopio Maksutov-Newton: Una lente de menisco sirve como lente frontal, por lo demás corresponde esencialmente al telescopio Schmidt-Newton.

Este telescopio Maksutov-Newton de Intes Micro tiene una abertura de siete pulgadas (180 milímetros) y una distancia focal de 1080 milímetros (abertura f/6). La visión es lateral y hacia arriba (flecha roja). El aparato fotografiado, con una óptica de primera clase, cuesta unos 1.800 euros.

La lente de menisco del newtoniano Maksutov que se presenta a continuación lleva en su centro el pequeñísimo espejo secundario, que linealmente representa sólo el 18 por ciento del diámetro total. Opcionalmente, el aparato también puede pedirse con una apertura de 1:8, en cuyo caso el espejo secundario es aún más pequeño (13 por ciento de la apertura). Aunque estos pequeños espejos secundarios garantizan un excelente contraste de imagen, ni siquiera iluminan el sensor de una cámara réflex digital con "factor de recorte". Esto los convierte en especialistas para imágenes detalladas de la Luna y los planetas.

Este newtoniano Maksutov de Bresser parece casi un reflector newtoniano normal, cuyo espejo secundario parece flotar en el aire porque el eficaz revestimiento de la lente de menisco suprime casi todos los reflejos de la luz. La vista es -como es típico en los newtonianos- lateral (flecha roja). El dispositivo tiene una apertura de unas 6 pulgadas (152 milímetros) y una distancia focal de 740 milímetros, lo que corresponde a una relación focal de 1:5. Su precio ronda los 1.000 euros.

El espejo secundario del newtoniano Bresser Maksutov es significativamente mayor que el del modelo Intes Micro. Sin embargo, es capaz de iluminar sensores en formato APS-C (cámara réflex digital con factor de recorte 1,6x).

Variantes

Además de los diseños descritos, existen numerosas variantes que deben considerarse exóticas. Muchas de ellas prometen un rendimiento de imagen aún mejor que el "original" modificando ligeramente la forma de la superficie del espejo primario y/o secundario y/o la lente correctora.

Un ejemplo son los telescopios "Advanced Coma-Free" de Meade, cuyo rendimiento de imagen se ha incrementado en comparación con un Schmidt-Cassegrain.

Relativamente nuevos en el mercado son los telescopios de Meade, que el fabricante denomina telescopios "Advanced Coma-Free". Debido a este nuevo desarrollo, Meade ya no tiene telescopios Schmidt-Cassegrain en su programa. En la imagen se muestra el modelo con apertura de 8 pulgadas (200 milímetros). La distancia focal es de 2000 milimetros (Blender 1:10). Debería empezar con una distancia focal más corta, ya que el seguimiento exacto de un telescopio de este tipo con tiempos de exposición largos no es tarea fácil. Tendrá que pagar unos 1380 euros por el tubo sin montura.

Vista frontal del telescopio Advanced Coma-Free. El revestimiento de la lente frontal es de muy alta calidad, ya que elimina casi todos los reflejos - el espejo secundario parece flotar en el aire. También se pueden ver los tornillos de ajuste del espejo secundario y del espejo primario más atrás en el tubo. El diámetro lineal del espejo secundario representa un impresionante 38% de la abertura. Sombrea el 14 por ciento del área de la pupila de entrada - ambos son aceptables para uso fotográfico.

Las ventajas y desventajas de los telescopios catadióptricos en resumen:

• Sistema cerrado, por lo tanto bajo riesgo de contaminación del espejo primario
• Prácticamente ninguna aberración cromática
• Longitud de construcción significativamente menor que la distancia focal efectiva (excepto Schmidt-Newton y Maksutov-Newton)
• Sin formación de rayos alrededor de estrellas brillantes porque no hay puntales de espejo secundario
• Alta calidad de imagen con un diseño cuidadoso
  
  
• Tiempos de enfriamiento largos (por ejemplo, tras el transporte desde un plano calentado al exterior)
• Ajuste de los espejos (colimación) necesario de vez en cuando
• Pérdida de luz y contraste debido al espejo secundario en la trayectoria del haz
• Pérdida de luz debida a la reflectividad limitada de los espejos
• Uso limitado para observaciones solares
• Uso limitado para observaciones terrestres durante el día (por ejemplo, aves)
• Gran lente frontal susceptible de empañarse por el rocío
• Peso elevado (especialmente los aparatos Maksutov)
  
  
  
  En la siguiente tabla se enumeran los sistemas más importantes y su idoneidad para la astrofotografía, dos refractores, dos reflectores y dos catadióptricos. Dado que ningún tipo de telescopio es igualmente adecuado para todas las aplicaciones, la tabla está clasificada según los distintos temas astronómicos.

Recomendación

Una cosa son los hechos y otra las opiniones. Por lo tanto, desde mi punto de vista subjetivo, me gustaría hacer una recomendación concreta.

Para los recién llegados a la astrofotografía que estén equipados con una cámara réflex digital y quieran tomar imágenes de larga exposición de objetos celestes débiles, recomendaría un pequeño refractor apocromático con una distancia focal de entre 400 y 600 milímetros. Esto mantiene dentro de unos límites los problemas de seguimiento exacto durante el tiempo de exposición, aunque toda una serie de atractivos objetos (cúmulos estelares, nebulosas gaseosas, galaxias) siguen estando al alcance de la mano. Un aparato así es compacto y absolutamente manejable si la apertura es de un máximo de cuatro pulgadas. La montura necesaria (véase el tutorial número 9 de la serie "Astrofotografía y fotografía del cielo") también está dentro de unos límites razonables en cuanto a peso y precio. Si surge un problema de presupuesto, un refractor semiapocromático o ED puede ser una alternativa viable. En cualquier caso, antes de comprar un refractor, compruebe si el modelo elegido dispone de una lente de aplanamiento de campo.

Se puede utilizar una lente de Barlow para ampliar la distancia focal efectiva de un refractor de este tipo, lo que permite tomar imágenes detalladas de la Luna. También es posible fotografiar el Sol en luz blanca o luz H-alfa con un telescopio de este tipo (véase el tutorial número 6 de la serie "Astrofotografía y fotografía del cielo").

Si posteriormente se van a utilizar distancias focales más largas (1000 a 1500 milímetros), con la experiencia adquirida es más difícil hacer recomendaciones concretas. Para los objetos de cielo profundo con tiempos de exposición largos, un reflector newtoniano con corrector de coma, un Schmidt-Newtoniano o un telescopio Maksutov-Cassegrain pueden ser una opción si no quiere rascarse mucho los bolsillos y desea adquirir un gran refractor apocromático (de hasta seis o siete pulgadas de apertura) o un reflector Ritchey-Chrétien como solución definitiva.

Si te interesa sobre todo la fotografía planetaria y las fotos detalladas de la Luna, necesitarás utilizar distancias focales largas y muy largas, pero quizá prefieras trabajar con una cámara web o de vídeo (véase el tutorial número 14 de la serie "Astrofotografía y fotografía del cielo") en lugar de una cámara réflex digital. Entonces el requisito de un campo de visión grande y bien iluminado ya no es aplicable y las opciones se vuelven más amplias. Un Schmidt-Cassegrain, un Maksutov-Cassegrain, un Maksutov-Newtonian y un reflector Newtonian de larga distancia focal, cada uno con aperturas de ocho a catorce pulgadas, pueden entonces ser considerados.

Agradecimientos

Quisiera dar las gracias a la empresa Fernrohrland, Fellbach(www.fernrohrland.de). Me permitieron tomar un gran número de las imágenes de telescopios contenidas en este tutorial y discutir la situación actual del mercado en largas conversaciones, sin las cuales este tutorial no estaría completo.

Todos los precios indicados son aproximados a fecha de abril de 2009.