Los dobsonianos están destinados a ser lo que comúnmente se llama un "cubo ligero". [3] [a] Funciona con bajo aumento y, por lo tanto, el diseño omite características que se encuentran en otros telescopios de aficionados, como el seguimiento ecuatorial . Los dobsonianos son populares en la comunidad de aficionados a la fabricación de telescopios , donde el diseño fue pionero y continúa evolucionando. [1] Varios fabricantes de telescopios comerciales también venden telescopios basados en este diseño. El término dobsoniano se utiliza actualmente para una variedad de reflectores newtonianos de gran apertura que utilizan algunas de las características básicas de diseño dobsoniano, independientemente de los materiales con los que estén construidos. [4]
Origen y diseño
Es difícil clasificar el telescopio Dobsoniano como un invento único. En el campo de los telescopios de aficionados, la mayoría, si no todas, de sus características de diseño ya se habían utilizado antes. [ cita necesaria ] John Dobson, a quien se le atribuye haber inventado este diseño en 1965 [5] señaló que
"Durante cientos de años, las guerras se libraron utilizando cañones montados en monturas 'dobsonianas'".
Dobson identificó los rasgos característicos del diseño como espejos objetivos livianos hechos de vidrio de ojo de buey y soportes construidos con madera contrachapada , tiras de teflón y otros materiales de bajo costo. [4] Dado que construyó estos telescopios como ayuda en su vocación de instrucción en astronomía en las aceras , prefirió llamar al diseño un "telescopio de acera". [6] Dobson combinó todas estas innovaciones en un diseño centrado en un objetivo: construir un telescopio portátil [7] muy grande, económico y fácil de usar , uno que pudiera acercar la astronomía del cielo profundo a las masas. [8]
El diseño de Dobson permite a un constructor con habilidades mínimas construir un telescopio muy grande con elementos comunes. Dobson optimizó el diseño para la observación de objetos débiles como cúmulos de estrellas , nebulosas y galaxias (lo que los astrónomos aficionados llaman objetos del cielo profundo ). Estos objetos oscuros requieren un espejo objetivo grande capaz de captar una gran cantidad de luz. Debido a que la observación del " cielo profundo " a menudo requiere viajar a lugares oscuros lejos de las luces de la ciudad, el diseño se beneficia de ser más compacto, portátil y resistente que los grandes telescopios newtonianos estándar del pasado, que normalmente utilizaban enormes monturas ecuatoriales alemanas . Los telescopios de John Dobson combinaron varias innovaciones para cumplir con estos criterios, entre ellas:
Montura alt-azimutal no tradicional : en lugar de una montura estándar que utiliza cojinetes axiales, Dobson optó por un diseño muy estable que era sencillo de construir y que tenía menos limitaciones mecánicas cuando se usaba con telescopios grandes y pesados. Modificó la montura de horquilla clásica para convertirla en una construcción independiente de tres piezas, que mantiene el telescopio estable en siete puntos de soporte discretos y permite el reposicionamiento fácil y seguro de un telescopio grande y pesado.
El soporte Dobsoniano clásico (consulte la Fig.1) consiste en una plataforma plana horizontal (Fig.1, negra) sobre la cual se fijan tres de los siete soportes (Fig.1, abajo en amarillo). Sobre estos tres soportes descansa una construcción de caja llamada "caja basculante" (Fig.1, azul oscuro). Un perno central suelto (Fig.1, verde oscuro) mantiene la caja de balancines centrada y le permite girar sobre la tabla del suelo. En los lados opuestos de la caja de balancines se cortan depresiones semicirculares en el borde superior de cada pared (la caja de balancines está abierta por arriba y por detrás). Cada depresión tiene un par de soportes ampliamente espaciados instalados en el corte (Fig.1, arriba en amarillo). El conjunto del tubo óptico del telescopio (OTA, Fig.1, azul claro) tiene dos grandes muñones redondos (o rieles en forma de arco para telescopios más grandes) asegurados en los lados izquierdo y derecho (Fig.1, rojo). Su eje común cruza el centro de gravedad del telescopio OTA. Los muñones (comúnmente conocidos como cojinetes de altitud) descansan sobre los cuatro soportes antes mencionados en los recortes superiores de la caja de balancines. Para elevar el telescopio (altitud), basta con levantar el tubo y los muñones se deslizarán sobre los cuatro soportes. Para mover el telescopio hacia la izquierda o hacia la derecha (azimut), empuje o tire del borde superior del OTA (algunos tienen un mango exclusivo) para que la caja basculante pivotante se deslice sobre los tres soportes de la tabla de tierra.Fig.1 Esquemas de la montura Dobsoniana
Las piezas de montura Dobson clásicas suelen estar hechas de madera contrachapada y otros materiales baratos que se pegan, atornillan o incluso clavan entre sí. A diferencia de otros tipos de monturas para telescopios, no se necesitan piezas mecánicas mecanizadas con precisión. Para movimientos de deslizamiento suaves, se utilizan pequeños bloques de teflón (PTFE) para los siete soportes. Sus tamaños de superficie se pueden calcular con precisión para el peso OTA particular. Para mejorar la suavidad y el mantenimiento de una posición estable, la parte inferior de la caja de balancines suele estar cubierta con fórmica microtexturizada . Los muñones de altura suelen tener un diámetro grande y también pueden cubrirse con material texturizado. Para telescopios más grandes, se pueden utilizar piezas de madera semicirculares o rieles en forma de arco en lugar de muñones redondos.
El uso de teflón sobre material texturizado se combina con las fuerzas de cuña producidas por la gravedad para crear una acción suave única, pasando de un movimiento estable como una roca a un movimiento suave y viceversa. Por lo tanto, no es necesario un mecanismo de sujeción para evitar el movimiento involuntario del telescopio, a diferencia de la mayoría de los otros soportes para telescopios. La estabilidad del Dobsoniano clásico no tiene paralelo, ya que el telescopio en realidad no gira sobre dos ejes como otras monturas, sino que se encuentra estáticamente sobre siete bloques sólidos (hasta que se lo empuja a una nueva posición). Sólo la montura Ball-Scope, inventada más tarde, puede rivalizar con la suavidad constante de un Dobsoniano.
Espejos delgados : en lugar de costosos espejos en blanco de Pyrex con proporciones de espesor estándar de 1:6 [1] (1 cm de espesor por cada 6 cm de diámetro) para que no se flexionen ni se deformen bajo su propio peso, Dobson usó espejos. hecho de vidrio procedente de cubiertas sobrantes de ojos de buey de barcos, normalmente con una proporción de espesor de 1:16. [9] Dado que el diseño del telescopio tiene una montura alt-azimutal, el espejo sólo tiene que ser sostenido en una celda simple con un respaldo de alfombra interior/exterior para soportar uniformemente el peso del espejo mucho más delgado.
Tubos de construcción : Dobson reemplazó el tradicional tubo telescópico de aluminio o fibra de vidrio por los gruesos tubos de papel comprimido utilizados en la construcción para verter columnas de hormigón. Los "Sonotubes", la marca líder empleada por Dobson, son menos costosos que los tubos telescópicos disponibles comercialmente y están disponibles en una amplia variedad de tamaños. Para protegerlos contra la humedad, los tubos generalmente se pintaban o recubrían con plástico. Se afirma que los sonotubos son más resistentes que los tubos de aluminio o fibra de vidrio, que pueden abollarse o romperse por los impactos durante el transporte. Tienen la ventaja adicional de ser térmicamente estables y no conductores, lo que minimiza las corrientes de convección no deseadas en el camino de la luz causadas por la manipulación del conjunto de tubos.
Una "caja de espejos" cuadrada : Dobson solía utilizar una caja de madera contrachapada para la base del tubo y la carcasa del espejo, en la que se insertaba el Sonotube. Esto proporcionó una superficie plana y rígida para fijar los soportes del espejo y facilitó la fijación de los muñones.
El diseño de los telescopios Dobsonianos ha evolucionado a lo largo de los años (ver § Diseños derivados), pero la mayoría de los telescopios "Dobsonianos" comerciales o construidos por aficionados siguen muchos o la mayoría de los conceptos y características de diseño enumerados anteriormente.
Características
El diseño Dobsoniano tiene las siguientes características:
Montura altazimutal : Se omitió del diseño una montura de telescopio ecuatorial con mecanismo de reloj. Las monturas ecuatoriales tienden a ser enormes (menos portátiles), caras, complicadas y tienen la característica de colocar el ocular de los telescopios newtonianos en posiciones de muy difícil acceso. [10] Las monturas altacimutales reducen el tamaño, el peso y el costo del telescopio total y mantienen el ocular en una posición de relativamente fácil acceso en el costado del telescopio. El diseño de montura altazimutal utilizado en los diseños Dobsonianos también aporta simplicidad y portabilidad; no hay masa adicional ni necesidad de transportar contrapesos, componentes de accionamiento o trípodes/pedestales. La configuración para dobs de tubo duro simplemente implica colocar el soporte en el suelo y colocar el tubo encima. El peso de la montura altazimutal estilo Dobson se distribuye sobre grandes superficies de apoyo simples para que el telescopio pueda moverse suavemente bajo la presión de los dedos con un juego mínimo.
La montura altazimutal tiene sus propias limitaciones. Los telescopios montados en altacimutal sin motor deben ser "empujados" cada pocos minutos a lo largo de ambos ejes para compensar la rotación de la Tierra y mantener un objeto a la vista (a diferencia de un eje para los telescopios ecuatoriales sin motor), un ejercicio que se convierte en más difícil con mayores aumentos. [11] La montura altazimutal no permite el uso de círculos de ajuste convencionales para ayudar a apuntar el telescopio a las coordenadas de objetos conocidos. Son conocidos por ser difíciles de apuntar a objetos cerca del cenit , principalmente porque se necesita un gran movimiento del eje de azimut para mover el telescopio apuntando incluso en una pequeña cantidad. Las monturas altacimutales tampoco son muy adecuadas para la astrofotografía .
Diámetro objetivo grande en comparación con masa/coste
Baja relación entre masa y tamaño del objetivo : la estructura del diseño Dobsoniano, medida en volumen y peso, es relativamente mínima para cualquier diámetro objetivo determinado en comparación con otros diseños. [b]
Relación de bajo costo a tamaño objetivo : desde una perspectiva de costo, un usuario normalmente obtiene un diámetro más objetivo por unidad de costo con el diseño Dobsoniano. [12]
Buen telescopio de "cielo profundo" : el diseño Dobsoniano de diámetro objetivo maximizado combinado con la portabilidad hace que el diseño sea ideal para observar cúmulos de estrellas, nebulosas y galaxias tenues (objetos de cielo profundo), una actividad que requiere objetivos grandes y viajes a lugares de cielo oscuro. Dado que estos objetos son relativamente grandes, se observan con aumentos bajos que no requieren una montura impulsada por un reloj.
Problemas de equilibrio : Los diseños que tienen el tubo del telescopio fijo en relación con sus rumbos de altitud pueden desequilibrarse al agregar o restar equipos como cámaras, buscadores o incluso oculares inusualmente pesados . La mayoría de los telescopios Dobsonianos tienen suficiente fricción en los cojinetes para resistir un desequilibrio moderado; sin embargo, esta fricción también puede dificultar la colocación precisa del telescopio. Para corregir dicho desequilibrio, a veces se enganchan o atornillan contrapesos en la parte posterior de la caja del espejo.
Diseños derivados
Un Dobsoniano modificado de 1983 que presenta un conjunto de tubo abierto plegable con superficie de apoyo integrada y un soporte de "caja basculante" muy compacto.Dos Dobsonianos que combinan un tubo de armadura, una "caja basculante" compacta, cojinetes de altitud de gran radio y un diseño plegable.
Desde sus inicios, los fabricantes de telescopios han ido modificando el diseño Dobsoniano para adaptarlo a sus necesidades. El diseño original se ajustaba a las necesidades y los suministros disponibles de una persona: John Dobson. Otras personas idearon variantes que se adaptaban a sus propias necesidades, capacidades y acceso a las piezas. Esto ha dado lugar a una diversidad significativa en el diseño "dobsoniano".
Conjuntos de tubos plegables
Los conjuntos de tubos de diseño "clásico" requerirían una furgoneta grande para su transporte. Los diseñadores comenzaron a idear variantes desmontables o plegables que podrían llevarse al lugar con un pequeño SUV , un hatchback o incluso un sedán . Esta innovación permitió a la comunidad de aficionados a la astronomía acceder a aperturas aún mayores.
El tubo de armadura
Muchos diseños han combinado las ventajas de un tubo de armadura liviano y un diseño plegable. Los Dobsonianos de "tubo de armadura" plegables aparecieron en la comunidad de fabricantes de telescopios de aficionados ya en 1982 [13] [14] y permiten descomponer el conjunto del tubo óptico, el componente más grande. Como su nombre lo indica, el "tubo" de este diseño en realidad está compuesto por un conjunto de jaula superior, que contiene el espejo secundario, y el enfocador, sostenido en su lugar por varios postes rígidos sobre una caja de espejo que contiene el espejo objetivo. Los postes se mantienen en su lugar mediante abrazaderas de desconexión rápida que permiten dividir fácilmente todo el telescopio en sus componentes más pequeños, facilitando su transporte en vehículo u otro medio hasta un lugar de observación. Estos diseños de tubos de armadura a veces se denominan incorrectamente armadura Serrurier , pero como la armadura principal no está construida con una armadura de celdas de espejo opuestas, solo realiza una función de ese diseño, es decir, mantener la óptica paralela.
Modificaciones en la montura altazimutal (caja basculante)
El principal atributo de la montura de un Dobsoniano es que se asemeja a una configuración de "carruaje de armas" con una "caja basculante" que consta de un eje de altitud estilo muñón horizontal y un eje de acimut ampliamente apoyado, ambos utilizando materiales como plástico, fórmica y Teflón para lograr un funcionamiento suave. [15] Muchos diseños de montaje derivados han mantenido esta forma básica al tiempo que modifican en gran medida los materiales y la configuración.
Soportes compactos de "caja basculante"
Muchos diseños han aumentado la portabilidad al reducir el soporte altazimutal (caja basculante) a una pequeña plataforma giratoria. El soporte estilo muñón de altitud en estos diseños se convierte en un radio grande aproximadamente igual o mayor que el radio del espejo objetivo, unido o integrado en el conjunto de tubo que baja el perfil general de la montura. La ventaja de esto es que reduce el peso total del telescopio y el equilibrio del telescopio se vuelve menos sensible a los cambios en la carga de peso del tubo del telescopio debido al uso de oculares más pesados o la adición de cámaras, etc.
Superar las limitaciones de la montura altazimutal
Desde finales de la década de 1990, muchas innovaciones en el diseño de monturas y la electrónica por parte de fabricantes de telescopios aficionados y fabricantes comerciales han permitido a los usuarios superar algunas de las limitaciones de la montura altazimutal de estilo Dobson.
Círculos de ajuste digitales : La invención de los círculos de ajuste digitales basados en microprocesadores ha permitido equipar o adaptar cualquier telescopio montado en altazimut con la capacidad de mostrar con precisión las coordenadas de la dirección del telescopio. Estos sistemas no solo brindan al usuario una lectura digital de la ascensión recta (RA) y la declinación (dec.), sino que también interactúan con dispositivos digitales como computadoras portátiles , tabletas y teléfonos inteligentes que utilizan software de planetario de cálculo/cartografía de efemérides en vivo para Proporciona una representación gráfica actual de hacia dónde apunta el telescopio, lo que permite al usuario encontrar rápidamente un objeto. [16] [17]
Plataforma ecuatorial : El uso de plataformas ecuatoriales (como la Plataforma Poncet ) instaladas bajo la montura altazimutal ha dado a los usuarios un seguimiento ecuatorial limitado para trabajos visuales y astrofotográficos . Estas plataformas pueden incorporar un mecanismo de reloj para facilitar el seguimiento y, con una cuidadosa alineación polar, es totalmente posible obtener imágenes CCD con precisión de segundo de subarco. El Observatorio Roeser de Luxemburgo (código de observatorio MPC 163) ha aportado cientos de mediciones astrométricas al Minor Planet Center utilizando un dobsoniano de 20" construido en casa sobre una plataforma ecuatorial.
Adaptaciones comerciales
Dobsoniano de 10" producido comercialmenteDobsoniano de truss de 16" fabricado comercialmente a la medida
La intención original del diseño Dobsoniano era proporcionar un instrumento de gran apertura asequible, simple y resistente a bajo costo. [18] Estos mismos atributos facilitan su producción en masa. Una de las primeras empresas en ofrecer comercialmente telescopios Dobson fue la ahora desaparecida empresa Coulter Optical (ahora parte de Murnaghan Instruments). En la década de 1980 ayudaron a popularizar el diseño con modelos "Odyssey" de varios tamaños, con tubos fabricados en Sonotube y siguiendo el concepto original de simplicidad de Dobson. [19] [20]
En la década de 1990, Meade Instruments , Orion Telescopes y otros fabricantes comenzaron a introducir modelos Dobsonianos mejorados. Estos visores importados producidos en masa incluían detalles como tubos de metal y hardware más refinado, y siguen siendo muy asequibles. [19]
Desde la década de 1990, los Dobsonianos fabricados con el diseño de tubo de armadura se han vuelto cada vez más populares. El primer truss Dobsonian comercial fue lanzado al mercado por Obsession Telescopes en 1989. [21] Los fabricantes estadounidenses posteriores incluyeron StarStructure, [22] Webster Telescopes, [23] AstroSystems, [24] Teeter's Telescopes, [25] Hubble Optics, [26 ] Waite Research, [27] y New Moon Telescopes. [28] Estos constructores de bajo volumen ofrecen espejos objetivos de primera calidad, materiales de alta gama y artesanía personalizada, así como sistemas GoTo opcionales controlados por computadora . Algunos también producen modelos "ultraligeros" que ofrecen mayor portabilidad. [29]
En el siglo XXI, Meade, Orion, Explore Scientific y otros también producen en masa modelos Dobsonianos de celosía . Fabricados principalmente en China, ofrecen buena calidad y valor y, al mismo tiempo, son considerablemente menos costosos que los visores premium descritos anteriormente. [19] En 2017, Sky-Watcher presentó su línea de modelos Stargate grandes. [30]
Los Dobsonianos comerciales de tubo sólido suelen tener una apertura máxima de 12 pulgadas (305 mm) debido al tamaño del tubo. Los dobsonianos de armazón de 12 a 18 pulgadas (305 a 457 mm) son los tamaños más populares, ya que ofrecen una apertura sustancial pero aún así pueden ser instalados fácilmente por una sola persona. Varios fabricantes ofrecen modelos con una apertura de 24 pulgadas (610 mm) y mayores. Los Truss Dobsonians son los telescopios más grandes disponibles comercialmente en la actualidad. En el Foro de Astronomía del Noreste de 2018 se exhibió un enorme modelo híbrido de 36 pulgadas (914 mm) de apertura de New Moon Telescopes. [31] En 2019, se instaló en Nueva Jersey una enorme apertura newtoniana plegada de 50 pulgadas (1270 mm) de Optiques Fullum, con sede en Canadá. [32]
El efecto del Dobsoniano en la astronomía amateur
El diseño Dobsoniano se considera revolucionario debido al gran tamaño de los telescopios que puso a disposición de los astrónomos aficionados. [33] [34] [35] La simplicidad inherente y la gran apertura del diseño comenzaron a atraer interés durante la década de 1970, ya que ofrecía la ventaja de instrumentos grandes y económicos que podían transportarse a lugares de cielo oscuro y grupos de estrellas en la parte trasera de un Coche pequeño y configurado en minutos.
El resultado ha sido una proliferación de telescopios más grandes que habrían sido costosos de construir o comprar, y difíciles de manejar, utilizando métodos de construcción "tradicionales". Mientras que un telescopio newtoniano de 8 pulgadas se habría considerado grande en la década de 1970, hoy en día los sistemas de 16 pulgadas son comunes, y los enormes sistemas de 32 pulgadas no son tan raros. [36]
En combinación con otras mejoras en los equipos de observación, como filtros ópticos de paso estrecho , oculares mejorados y fotografía digital visible e infrarroja , las grandes aperturas del Dobsoniano han aumentado drásticamente el número de objetos observados, así como la cantidad de detalles en cada uno. objeto observado. Mientras que los astrónomos aficionados de las décadas de 1970 y 1980 normalmente no exploraban mucho más allá de los objetos NGC más desordenados y brillantes , gracias en parte a los dobsonianos, los astrónomos aficionados modernos observan habitualmente objetos tenues enumerados en catálogos oscuros, como IC , Abell , Kohoutek , Minkowski . , y otros que alguna vez se consideraron obras de referencia solo para astrónomos profesionales.
^ Un cubo ligero es un telescopio de gran apertura que se utiliza principalmente para la observación visual.
^ Esta relación garantiza que por pulgada de diámetro objetivo, un Dobsoniano pesará menos y requerirá menos espacio que otros tipos y, por tanto, será el diseño más portátil.
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enlaces externos
Wikimedia Commons tiene medios relacionados con los telescopios Dobsonianos .
Organización de astrónomos de acera
Página de construcción del telescopio de los astrónomos de la acera de San Francisco
Planos completos para la construcción de un telescopio Dobsoniano
El telescopio Dobsoniano portátil más grande del mundo (42 pulgadas - 107 cm)
El telescopio de patio trasero más grande del mundo
