Los telescopios Dobson están pensados para ser lo que comúnmente se denomina un "cubo de luz". [3] [a] Funcionan con un aumento bajo y, por lo tanto, el diseño omite características que se encuentran en otros telescopios para aficionados, como el seguimiento ecuatorial . Los telescopios Dobson son populares en la comunidad de fabricantes de telescopios para aficionados , donde el diseño fue pionero y continúa evolucionando. [1] Varios fabricantes de telescopios comerciales también venden telescopios basados en este diseño. El término Dobson se utiliza actualmente para una gama de reflectores Newtonianos de gran apertura que utilizan algunas de las características básicas del diseño Dobsoniano, independientemente de los materiales con los que están construidos. [4]
Origen y diseño
Es difícil clasificar el telescopio Dobsoniano como una invención única. En el campo de la fabricación de telescopios para aficionados, la mayoría, si no todas, de sus características de diseño ya se habían utilizado antes. [ cita requerida ] John Dobson, a quien se le atribuye la invención de este diseño en 1965 [5] señaló que
"Durante cientos de años, las guerras se libraron utilizando cañones montados en monturas 'Dobsonianas'".
Dobson identificó las características distintivas del diseño como espejos objetivos livianos hechos de vidrio de ojo de buey y montajes 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 astronomía instructiva de acera , prefirió llamar al diseño un "telescopio de acera". [6] Dobson combinó todas estas innovaciones en un diseño enfocado hacia un objetivo: construir un telescopio muy grande, económico, fácil de usar, portátil [7] , uno que pudiera llevar la astronomía del cielo profundo a las masas. [8]
El diseño de Dobson permite que un constructor con habilidades mínimas construya un telescopio muy grande a partir de 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 tenues 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 de tiempos pasados, que generalmente utilizaban enormes monturas ecuatoriales alemanas . Los telescopios de John Dobson combinaron varias innovaciones para cumplir con estos criterios, entre ellas:
Montura altacimutal no tradicional : en lugar de una montura estándar con cojinetes axiales, Dobson optó por un diseño muy estable, fácil de construir y con menos limitaciones mecánicas cuando se utiliza con telescopios grandes y pesados. Modificó la montura de horquilla clásica para convertirla en una construcción independiente de tres piezas que mantiene el telescopio firme sobre siete puntos de apoyo discretos y permite un reposicionamiento fácil y seguro de un telescopio grande y pesado.
La montura Dobson clásica (consulte la Fig. 1) consta de una plataforma horizontal plana con forma de "tabla de tierra" (Fig. 1, negra) sobre la cual se fijan tres de los siete soportes (Fig. 1, parte inferior amarilla). Sobre estos tres soportes se apoya una construcción en forma de caja llamada "caja basculante" (Fig. 1, azul oscuro). Un perno central suelto (Fig. 1, verde oscuro) mantiene la caja basculante centrada y le permite pivotar sobre la tabla de tierra. En los lados opuestos de la caja basculante, se cortan depresiones semicirculares en el borde superior de cada pared (la caja basculante está abierta en la parte superior y trasera). Cada depresión tiene un par de soportes ampliamente espaciados instalados en el corte (Fig. 1, parte superior amarilla). El conjunto del tubo óptico del telescopio (OTA, Fig. 1, azul claro) tiene dos muñones redondos grandes (o rieles en forma de arco para telescopios más grandes) asegurados en los lados izquierdo y derecho (Fig. 1, rojo). Su eje común intersecta el centro de gravedad de la OTA del telescopio. Los muñones (comúnmente conocidos como cojinetes de altura) descansan sobre los cuatro soportes antes mencionados en los recortes superiores de la caja basculante. Para elevar el telescopio (altitud), simplemente levante el tubo y los muñones se deslizarán sobre los cuatro soportes. Para mover el telescopio hacia la izquierda o la derecha (acimut), empuje o tire del borde superior del OTA (algunos tienen un asa dedicada) para que la caja basculante pivotante se deslice sobre los tres soportes de la placa de tierra.Fig.1 Esquema de la montura Dobsoniana
Las piezas de la montura Dobson clásica 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 requieren piezas mecánicas mecanizadas con precisión. Para lograr movimientos de deslizamiento suaves, se utilizan pequeños bloques de teflón (PTFE) para los siete soportes. Los tamaños de sus superficies se pueden calcular con precisión para el peso OTA en particular. Para mejorar la suavidad y la estabilidad de la posición, la parte inferior de la caja de balancín suele estar cubierta con fórmica microtexturizada. Los muñones de altitud suelen tener un diámetro grande y también se pueden cubrir 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 acuñamiento producidas por la gravedad para crear un movimiento suave único, que pasa de la firmeza absoluta al movimiento suave y viceversa. Por lo tanto, no se necesita un mecanismo de sujeción para evitar el movimiento involuntario del telescopio, a diferencia de la mayoría de las demás monturas para telescopios. La estabilidad del telescopio Dobson clásico no tiene paralelo, ya que el telescopio en realidad no gira sobre dos ejes como otras monturas, sino que se mantiene estático sobre siete bloques sólidos (hasta que se lo empuja a una nueva posición). Solo la montura Ball-Scope, inventada más tarde, puede rivalizar con la suavidad constante de un telescopio Dobson.
Espejos delgados : en lugar de costosos espejos en blanco de Pyrex con una relación de espesor estándar de 1:6 [1] (1 cm de espesor por cada 6 cm de diámetro) para que no se doblen ni se deformen por su propio peso, Dobson utilizó espejos hechos de vidrio de tapas de ojos de buey de barcos sobrantes, generalmente con una relación de espesor de 1:16. [9] Dado que el diseño del telescopio tiene una montura altazimutal, el espejo solo tiene que apoyarse 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 de aluminio o fibra de vidrio para telescopios por los gruesos tubos de papel comprimido que se usan en la construcción para verter columnas de hormigón. Los "Sonotubes", la marca líder empleada por Dobson, son menos costosos que los tubos para telescopios disponibles en el mercado y están disponibles en una amplia variedad de tamaños. Para protegerlos contra la humedad, los tubos generalmente se pintaban o se recubrían con plástico. Se afirma que los Sonotubes son más resistentes que los tubos de aluminio o fibra de vidrio, que pueden abollarse o romperse por 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 la trayectoria 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 proporcionaba una superficie plana y rígida para fijar los soportes del espejo y facilitaba 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 : una montura ecuatorial para telescopio con mecanismo de reloj fue excluida del diseño. Las monturas ecuatoriales tienden a ser masivas (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 altazimutales 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 agrega simplicidad y portabilidad; no hay masa adicional ni necesidad de transportar contrapesos, componentes de accionamiento o trípodes/pedestales. La configuración para dobs de tubo rígido simplemente implica colocar la montura en el suelo y colocar el tubo sobre ella. El peso de la montura altazimutal de estilo Dobsoniano se distribuye sobre grandes superficies de apoyo simples para que el telescopio pueda moverse suavemente bajo la presión de los dedos con un mínimo contragolpe.
La montura altazimutal tiene sus propias limitaciones. Los telescopios con montura altazimutal no accionados necesitan ser "empujados" cada pocos minutos a lo largo de ambos ejes para compensar la rotación de la Tierra para mantener un objeto a la vista (a diferencia de un eje para las monturas ecuatoriales no accionadas), un ejercicio que se vuelve 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. Se sabe que son difíciles de apuntar a objetos cerca del cenit , principalmente porque se necesita un gran movimiento del eje azimutal para mover el telescopio apuntando incluso una pequeña cantidad. Las monturas altazimutales tampoco son adecuadas para la astrofotografía .
Gran diámetro del objetivo en comparación con la masa/costo
Baja relación masa-tamaño del objetivo : la estructura del diseño Dobsoniano, medida en volumen y peso, es relativamente mínima para cualquier diámetro de objetivo dado en comparación con otros diseños. [b]
Relación costo-tamaño objetivo baja : desde una perspectiva de costo, un usuario generalmente obtiene un mayor diámetro objetivo por unidad de costo con el diseño Dobsoniano. [12]
Buen telescopio de "cielo profundo" : el diseño dobsoniano de diámetro de objetivo maximizado combinado con 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 accionada por reloj.
Problemas de equilibrio : los diseños que tienen el tubo del telescopio fijo en relación con sus cojinetes de altitud pueden desequilibrarse por la adición o sustracción de equipos como cámaras, buscadores o incluso oculares inusualmente pesados . La mayoría de los telescopios Dobson tienen suficiente fricción en los cojinetes para resistir una cantidad moderada de desequilibrio; 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 telescopio Dobson modificado de 1983 que cuenta con un conjunto de tubo abierto plegable con superficie de apoyo integrada y un montaje de "caja de balancín" muy compacto.Dos telescopios Dobson que combinan un tubo de celosía, una "caja de balancín" compacta, cojinetes de altitud de radio grande 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 a 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 colapsables
Los conjuntos de tubos de diseño "clásico" requerían una camioneta grande para su transporte. Los diseñadores comenzaron a idear variantes desmontables o plegables que pudieran llevarse al lugar con un todoterreno pequeño , un hatchback o incluso un sedán . Esta innovación permitió a la comunidad de astrónomos aficionados acceder a aperturas aún mayores.
El tubo de armadura
Muchos diseños han combinado las ventajas de un tubo de celosía ligero y un diseño plegable. Los telescopios Dobson de "tubo de celosía" plegables aparecieron en la comunidad de telescopios amateur ya en 1982 [13] [14] y permiten desmontar el conjunto del tubo óptico, el componente más grande. Como su nombre lo indica, el "tubo" de este diseño está compuesto en realidad por un conjunto de jaula superior, que contiene el espejo secundario y el enfocador, sujetos 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 desmontar fácilmente todo el telescopio en sus componentes más pequeños, lo que facilita su transporte en vehículo u otros medios a un sitio de observación. Estos diseños de tubo de celosía a veces se denominan incorrectamente " celosía de Serrurier" , pero dado que la celosía principal no está construida con una celosía 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 atributo principal de la montura de un Dobson es que se asemeja a una configuración de "curón de cañón" con una "caja de balancín" que consiste en un eje de altitud de estilo muñón horizontal y un eje de acimut ampliamente soportado, ambos haciendo uso de materiales como plástico, fórmica y teflón para lograr un funcionamiento suave. [15] Muchos diseños de monturas derivados han mantenido esta forma básica al tiempo que modifican en gran medida los materiales y la configuración.
Soportes compactos tipo "caja basculante"
Muchos diseños han aumentado la portabilidad al reducir la montura altazimutal (caja basculante) a una pequeña plataforma giratoria. El cojinete de altura de tipo muñón en estos diseños se convierte en un radio grande aproximadamente igual o mayor que el radio del espejo del objetivo, unido o integrado al conjunto del tubo, lo que reduce 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.
Superando las limitaciones de la montura altazimutal
Desde finales de la década de 1990, muchas innovaciones en el diseño de monturas y la electrónica realizadas por fabricantes de telescopios aficionados y fabricantes comerciales han permitido a los usuarios superar algunas de las limitaciones de la montura altazimutal de estilo Dobsoniano.
Círculos de ajuste digitales : la invención de los círculos de ajuste digitales basados en microprocesadores ha permitido que cualquier telescopio montado en altacimut pueda ser equipado o modernizado con la capacidad de mostrar con precisión las coordenadas de la dirección del telescopio. Estos sistemas no solo le brindan al usuario una lectura digital de la ascensión recta (AR) y la declinación (dec.), sino que también interactúan con dispositivos digitales como computadoras portátiles , tabletas y teléfonos inteligentes que utilizan un software planetario de cálculo/cartografía de efemérides en vivo para brindar 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 debajo de la montura altacimutal ha proporcionado a los usuarios un seguimiento ecuatorial limitado para el trabajo visual y astrofotográfico . Dichas plataformas pueden incorporar un mecanismo de reloj para facilitar el seguimiento y, con una alineación polar cuidadosa, es totalmente posible obtener imágenes CCD con una precisión de subarcosegundo. El Observatorio Roeser de Luxemburgo (código de observatorio MPC 163) ha contribuido con cientos de mediciones astrométricas al Centro de Planetas Menores utilizando un dobsoniano de 20" de fabricación casera sobre una plataforma ecuatorial.
Adaptaciones comerciales
Telescopio Dobson de 10" producido en masa comercialmenteTelescopio Dobson de 16" fabricado a medida para uso comercial
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 telescopios Dobsonianos comercialmente 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 hechos de 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 telescopios importados producidos en masa incluían sutilezas como tubos de metal y hardware más refinado, y siguen siendo muy asequibles. [19]
Desde la década de 1990, los telescopios Dobson fabricados con el diseño de tubo de celosía se han vuelto cada vez más populares. El primer telescopio Dobson de celosía 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 fabricantes de bajo volumen ofrecen espejos objetivos de primera calidad, materiales de alta gama y artesanía personalizada, así como sistemas GoTo controlados por computadora opcionales . 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 son considerablemente más económicos que los telescopios premium descritos anteriormente. [19] En 2017, Sky-Watcher presentó su línea de modelos Stargate de gran tamaño. [30]
Los telescopios Dobson de tubo sólido comerciales suelen tener una apertura máxima de 12 pulgadas (305 mm) debido al tamaño del tubo. Los telescopios Dobson de estructura de 12 a 18 pulgadas (305 a 457 mm) son los tamaños más populares, ya que ofrecen una apertura sustancial y, aun así, una sola persona puede instalarlos fácilmente. Varios fabricantes ofrecen modelos de 24 pulgadas (610 mm) de apertura y mayores. Los telescopios Dobson de estructura son los telescopios más grandes disponibles comercialmente en la actualidad. En el Northeast Astronomy Forum de 2018 se exhibió un enorme modelo híbrido de apertura de 36 pulgadas (914 mm) de New Moon Telescopes. [31] En 2019, se instaló en Nueva Jersey un enorme telescopio Newtoniano plegado de apertura de 50 pulgadas (1270 mm) de Optiques Fullum, con sede en Canadá. [32]
El efecto del telescopio Dobson 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 contar con instrumentos grandes y económicos que podían llevarse a lugares de cielo oscuro y fiestas de estrellas en la parte trasera de un automóvil pequeño y configurarse en minutos.
El resultado ha sido una proliferación de telescopios más grandes, que habrían sido costosos de construir o comprar y difíciles de manejar si se hubieran utilizado 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 los filtros ópticos de paso estrecho , los oculares mejorados y la fotografía digital visible e infrarroja , las grandes aperturas del telescopio Dobson han aumentado drásticamente el número de objetos observados, así como la cantidad de detalles en cada objeto observado. Mientras que los astrónomos aficionados de los años 1970 y 1980 normalmente no exploraban mucho más allá de los objetos Messier y NGC más brillantes , gracias en parte a los telescopios Dobson, los astrónomos aficionados modernos observan rutinariamente objetos tenues enumerados en catálogos oscuros, como el IC , Abell , Kohoutek , Minkowski y otros que alguna vez se consideraron obras de referencia solo para astrónomos profesionales.
^ Un telescopio de gran apertura, utilizado principalmente para observación visual.
^ Esta relación garantiza que por pulgada de diámetro del objetivo, un telescopio Dobson pesará menos y requerirá menos espacio que otros tipos y, por lo tanto, es el diseño más portátil.
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Enlaces externos
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