El Maksutov (también llamado " Mak ") [1] es un diseño de telescopio catadióptrico que combina un espejo esférico con una lente de menisco débilmente negativa en un diseño que aprovecha que todas las superficies son casi "esféricamente simétricas". [2] La lente negativa suele tener un diámetro completo y se coloca en la pupila de entrada del telescopio (comúnmente llamada "placa correctora" o " carcasa correctora de menisco "). El diseño corrige los problemas de aberraciones fuera del eje, como el coma , que se encuentran en los telescopios reflectores, al mismo tiempo que corrige la aberración cromática . Fue patentado en 1941 por el óptico soviético Dmitri Dmitrievich Maksutov . [3] [4] Maksutov basó su diseño en la idea detrás de la cámara Schmidt de usar los errores esféricos de una lente negativa para corregir los errores opuestos en un espejo primario esférico . El diseño se ve más comúnmente en una variación de Cassegrain , con un secundario integrado, que puede usar elementos totalmente esféricos, simplificando así la fabricación. Los telescopios Maksutov se venden en el mercado de aficionados desde los años 50.
Es posible que Dmitri Maksutov haya estado trabajando con la idea de emparejar un espejo primario esférico junto con una lente de menisco negativo ya en 1936. Sus notas de esa época sobre la función de los espejos Mangin , uno de los primeros reflectores catadióptricos que consistían en lentes negativas con Plateado en la parte posterior, incluye un boceto de un espejo Mangin con la parte del espejo y la lente negativa separadas en dos elementos. [5] Maksutov parece haber retomado la idea nuevamente en 1941 como una variación de un diseño anterior que combinaba un espejo esférico con una lente negativa, la " cámara Schmidt " de Bernhard Schmidt de 1931 . [3] [4] Maksutov afirmó haber tenido la idea de reemplazar la compleja placa correctora de Schmidt con una "placa correctora de menisco" totalmente esférica mientras viajaba en un tren de refugiados de Leningrado. [6] Se describe que Maksutov patentó su diseño en mayo, [6] agosto u octubre de 1941 [7] y construyó un prototipo de estilo "Maksutov- gregoriano " en octubre de 1941. [7] A Maksutov se le ocurrió la idea única utilizando un "corrector acromático", un corrector fabricado con un solo tipo de vidrio con una débil forma de menisco negativo que se apartaba de la forma simétrica esférica concéntrica pura para corregir la aberración cromática. [8]
En 1941 también se patentaron diseños similares de telescopios de menisco independientes: Albert Bouwers (su telescopio de menisco concéntrico de 1941 ), K. Penning [9] y Dennis Gabor (un diseño catadióptrico no monocéntrico). [10] El secreto durante la guerra impidió que estos inventores conocieran los diseños de los demás, lo que llevó a que cada uno fuera una invención independiente.
El diseño de Maksutov de 1944 fue el primer diseño de telescopio de menisco publicado y se publicó en el muy leído Journal of the Optical Society of America . [11] [12] [7] Esto llevó a los diseñadores profesionales y aficionados a experimentar casi de inmediato con variaciones, incluidos diseños de cámaras newtonianas , cassegrain y de campo amplio.
Hay muchos diseños de Maksutov que utilizan una configuración Cassegrain , montando un espejo secundario convexo cerca del foco del espejo primario . La mayoría de los tipos utilizan correctores de apertura total y, por lo tanto, no son muy grandes, ya que la placa correctora rápidamente se vuelve prohibitivamente grande, pesada y costosa a medida que aumenta la apertura, con tiempos de enfriamiento muy largos para alcanzar un rendimiento óptico óptimo. La mayoría de los fabricantes comerciales suelen limitarse a 180 mm (7 pulgadas).
Las notas de diseño de Maksutov de 1941 exploraron la posibilidad de una construcción tipo Cassegrain "plegada" con una "mancha" plateada secundaria en el lado convexo del menisco frente al espejo primario . [7] Pensó que esto crearía un sistema óptico sellado y resistente adecuado para su uso en escuelas. [7] Este diseño apareció comercialmente en el telescopio Questar de 1954 de Lawrence Braymer y en la patente competidora del diseñador de PerkinElmer John Gregory para un Maksutov-Cassegrain. El uso comercial del diseño de Gregory estaba reservado explícitamente para Perkin-Elmer, pero se publicó como un diseño de telescopio de aficionado en una edición de 1957 de Sky and Telescope enf /15yf /23variaciones. La mayoría de los Maksutov fabricados hoy en día tienen este tipo de diseño 'Cassegrain' (llamado "Gregory-Maksutov" [13] o "Spot-Maksutov") que utiliza superficies totalmente esféricas y tiene, como secundario, un pequeño punto aluminizado en el interior. cara del corrector. Esto tiene la ventaja de simplificar la construcción. También tiene la ventaja de fijar la alineación del secundario y elimina la necesidad de una "araña" que causaría picos de difracción. La desventaja es que, si se utilizan todas las superficies esféricas, dichos sistemas deben tener relaciones focales superioresf /15para evitar aberraciones. [14] Además, se pierde un grado de libertad en la corrección del sistema óptico cambiando el radio de curvatura del secundario, ya que ese radio es el mismo que el de la cara del menisco posterior. El propio Gregory, en un segundo, más rápido (f /15), recurrió a la asferización de la superficie correctora frontal (o del espejo primario) para reducir las aberraciones. Esto ha llevado a otros diseños con elementos asféricos o adicionales para reducir aún más la aberración fuera del eje. [15] La alta relación focal y el campo de visión más estrecho de este tipo de Maksutov-Cassegrain los hace más adecuados para imágenes lunares y planetarias y cualquier otro tipo de observación donde una vista de campo estrecho y alta potencia sea una ventaja, como la resolución de cúmulos globulares muy compactos. y estrellas dobles .
El tipo de astronomía amateur más notable fue el Questar 3-1/2 Maksutov Cassegrain introducido en 1954, un modelo caro y de pequeña tirada todavía disponible en el mercado de consumo. A mediados de la década de 1970 , algunos de los principales fabricantes comerciales introdujeron modelos producidos en masa . Más recientemente, la producción en masa rusa de bajo costo y, últimamente, china, ha hecho bajar los precios aún más. Muchos fabricantes producen actualmente Maksutov-Cassegrains, como Explore Scientific , Intes, Intes-Micro, LOMO , Orion Optics, Telescope Engineering Company (TEC), Vixen , la línea ETX de Meade Instruments y Synta Taiwan produjo Celestron , Sky- Líneas de telescopios Watcher y Orion .
El diseño spot Maksutov-Cassegrain se ha utilizado ampliamente en aplicaciones militares , industriales y aeroespaciales . Dado que todos los elementos ópticos pueden fijarse permanentemente en alineación y el conjunto de tubos puede sellarse ambientalmente, el diseño es extremadamente resistente. Eso lo hace ideal para seguimiento, visualización remota y calibración/ observación de radar , donde los instrumentos están sujetos a entornos severos y altas fuerzas g .
El Rutten Maksutov–Cassegrain (también llamado Rumak o Sigler Maksutov ) [16] tiene un espejo secundario separado montado en la superficie interna del corrector de menisco, a veces similar a las configuraciones de corrector/soporte de espejo que se encuentran en los Schmidt–Cassegrain comerciales . Esto proporciona un grado extra de libertad a la hora de corregir la aberración cambiando la curvatura del corrector y del secundario de forma independiente. Específicamente, permite al diseñador asferizar la secundaria para proporcionar un campo plano mucho más amplio que los Maksutov tradicionales, con menos coma fuera del eje. Montar el secundario en el corrector también limita los picos de difracción. Esta versión lleva el nombre del trabajo del diseñador óptico holandés Harrie Rutten.
Maksutov señaló en sus diseños que en lugar de utilizar un corrector de apertura total, se podría colocar un pequeño corrector de subapertura en el cono de luz convergente del espejo primario y lograr el mismo efecto. [17] En la década de 1980, Dave Shafer [17] y Ralph W. Field [18] presentaron diseños Cassegrain de subapertura basados en esta idea. El diseño reduce la masa y el "tiempo de enfriamiento" de un corrector de apertura total. Tiene los inconvenientes de un tubo abierto y sin sellar y requiere un conjunto de araña para sostener el espejo secundario y el corrector, lo que inevitablemente afecta la calidad de la imagen a través de artefactos de difracción. Además, dado que la luz pasa dos veces por el corrector, aumenta el número de superficies implicadas, lo que dificulta conseguir una buena corrección de la aberración. [19] [20] Los correctores de subapertura Maksutov son fabricados actualmente por los telescopios Vixen , sus modelos VMC (Vixen Maksutov Cassegrain).
La óptica de Maksutov se puede utilizar en configuraciones newtonianas que tienen una aberración mínima en un amplio campo de visión , con un cuarto de la coma de un Newtoniano estándar similar y la mitad de la coma de un Schmidt-Newtoniano . [21] La difracción también se puede minimizar mediante el uso de una relación focal alta con un espejo diagonal proporcionalmente pequeño montado en el corrector, lo que permite que este diseño logre un contraste y una calidad de imagen cercanos a los de los refractores de alta gama sin obstrucciones (aunque con algo de viñeteado cuando se usan fotográficamente). ). [22] Al igual que el Maksutov-Cassegrain, el diámetro total del sistema óptico es limitado debido a la masa de la placa correctora. Synta Taiwan produce actualmente una versión de 190 mm bajo la marca Sky-Watcher al igual que Explore Scientific con una versión de 152 mm diseñada en colaboración con el astrónomo David Levy .
El sistema Maksutov se puede utilizar en un tipo (raro) de diseño de cámara astronómica de campo ultra amplio y enfoque principal similar a la cámara Schmidt . Al igual que la cámara Schmidt, la cámara Maksutov tiene un plano focal curvo.
Aunque conveniente, este diseño se limita a relaciones focales superiores
f /15a menos que se aplique una corrección asférica a algún elemento del sistema óptico.
