Telescopios

Aniceto Porcel Rosales Sociedad Astronรณmica Granadina

Telescopios: conceptos básicos Abertura (D) : es el diámetro efectivo de la lente o espejo principal de un telescopio.

La abertura de un telescopio nos va a determinar los siguientes factores, en el sentido de que a más abertura…

• • • •

más capacidad de captación de luz. más capacidad de observar objetos débiles (magnitud límite). mayor poder resolutivo (capacidad separadora). mayor capacidad de conseguir aumentos.

Y también tiene incidencia en: • la sensibilidad a la turbulencia atmosférica.

• el límite de la imagen de difracción.

Nota: El termino “Abertura” es equivalente a “Apertura” en el contexto de la óptica.

Telescopios: ópticas y configuraciones

Telescopios: conceptos básicos Distancia focal (df) : Es la distancia entre el objetivo principal del telescopio, lente o espejo, y el punto en el que se concentra la luz (punto focal).

RELACIÓN FOCAL o número f Es la medida cuantitativa de la luminosidad (velocidad) de un telescopio (objetivo): Relación focal (N) = distancia focal telescopio (df) / diámetro del telescopio (D).

N= df / D N suele expresarse como el número f con la notación f/N, así si N=8, se expresa como f/8, o como fracción de la unidad 1:8

Gráfico de la distancia focal en refractores (arriba) y en un reflector newton (abajo).

Los AUMENTOS (X) conseguidos mediante un telescopio dependen de la distancia focal (df) del propio telescopio y de la distancia focal del ocular (dfo), y se calculan según la siguiente fórmula: X = df / dfo Telescopios: ópticas y configuraciones

Telescopios: ópticas y configuraciones REFRACTORES:

REFLECTORES:

CATADIÓPTRICOS :

Acromáticos ED Apocromáticos

Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien Otros reflectores

Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

Existe una gran diversidad de configuraciones ópticas, pero aquí solo veremos las más usuales, sobre todo en Astronomía amateur, ya que la mayoría de las no descritas aquí son minoritarias o anecdóticas.

Telescopios: ópticas y configuraciones

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REFRACTORES Acromáticos ED Apocromáticos

REFLECTORES Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien Otros

CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

Refractores

Telescopios: ópticas y configuraciones

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REFRACTORES Acromáticos ED Apocromáticos

REFLECTORES Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien Otros

CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

Telescopios: ópticas y configuraciones

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REFRACTORES Acromáticos ED Apocromáticos

REFLECTORES Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien Otros

CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

Refractores Los telescopios refractores aprovechan un fenómeno de la luz, conocido como refracción. La refracción de la luz se produce al cambiar de un medio con una determinada densidad óptica a otro con densidad óptica distinta.

Telescopios: ópticas y configuraciones

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REFRACTORES Acromáticos ED Apocromáticos

REFLECTORES Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien Otros

CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

Refractores Aprovechando este fenómeno pueden diseñarse lentes ópticas

Telescopios: ópticas y configuraciones

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REFRACTORES Acromáticos ED Apocromáticos

REFLECTORES Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien Otros

CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

Refractores Los primeros telescopios refractores usaban como objetivo una lente positiva o convergente. Esto conlleva que los distintos colores, que se corresponden con distintas longitudes de onda, se refractan de forma distinta al pasar por la lente, con lo que el foco de cada color se forma a distinta distancia.

Este problema es lo que se conoce por CROMATISMO.

Telescopios: ópticas y configuraciones

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REFRACTORES  Acromáticos ED Apocromáticos

REFLECTORES Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien Otros

CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

Refractores acromáticos Empleando dos lentes, en lugar de una sola, se consigue una reducción notable del cromatismo. El objetivo formado por dos lentes se llama DOBLETE y al reducir notablemente el cromatismo se le añadió el adjetivo de ACROMÁTICO.

Hay que tener en cuenta que a: MAYOR RELACIÓN FOCAL MENOS CROMATISMO.

Telescopios: ópticas y configuraciones

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REFRACTORES Acromáticos  ED Apocromáticos

REFLECTORES Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien Otros

CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

Refractores ED Emplea también un doblete, pero una de sus dos lentes es de tipo ED ( Extra-low Dispersión o Extra-baja Dispersión), con lo que se consigue que las tres longitudes de onda estén muy próximas en el plano focal.

Telescopios: ópticas y configuraciones

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REFRACTORES Acromáticos  ED Apocromáticos

REFLECTORES Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien Otros

CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

Refractores ED La principal ventaja de este sistema de doblete ED es que permite manejar telescopios con relaciones focales bastante bajas, con gran calidad de imagen.

Algunos fabricantes han optado por sustituir los cristales ED por un número mayor de lentes, consiguiendo resultados mejores que con dobletes acromáticos, pero sin llegar a la calidad de un ED.

Telescopios: ópticas y configuraciones

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REFRACTORES Acromáticos ED  Apocromáticos

REFLECTORES Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien Otros

CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

Refractores triplete apocromáticos Aunque el doblete apocromático ED consigue llevar al plano focal tres longitudes de onda, estas son solo corresponden al visible, pero en astrofotografía CCD además necesitamos trabajar con longitudes de onda no visibles al ojo.

Para ello se diseñan objetivos con tres o más lentes, también con cristales especiales, que consiguen evitar el cromatismo no solo en el visible, sino también en otras longitudes de onda.

Telescopios: ópticas y configuraciones

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REFRACTORES  Acromáticos  ED  Apocromáticos

REFLECTORES Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien Otros

CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

Pros y contras de los refractores Principales VENTAJAS: •

Al tener el tubo cerrado no se forman en su interior corrientes de convección de aire que puedan distorsionar la imagen.

•

No padece aberración de coma.

•

Es muy difícil que se desalinee la óptica (descolime).

•

Al no presentar obstrucción central ofrece imágenes más contrastadas.

•

Sus lentes se deforman menos que los espejos sometidas a cambios de temperatura o presión mecánica.

•

Mucho menos sensibles a defectos de tallado de ópticas que otros tipos de telescopios.

Telescopios: ópticas y configuraciones

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REFRACTORES  Acromáticos  ED  Apocromáticos

REFLECTORES Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien Otros

CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

Pros y contras de los refractores Principales INCONVENIENTES: •

Aberración cromática, que se torna imperceptible en los apocromáticos .

•

Grandes y pesados para aberturas medias y grandes.

•

En condiciones de frío el objetivo puede empañarse con cierta facilidad.

•

Precio elevado comparando abertura con reflectores.

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REFRACTORES Acromáticos ED Apocromáticos

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REFLECTORES Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien Otros

CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

Reflectores

Telescopios: ópticas y configuraciones

REFRACTORES Acromáticos ED Apocromáticos

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REFLECTORES Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien Otros

CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

Reflectores A diferencia de los refractores, los telescopios reflectores utilizan espejos para captar la luz y generar las imágenes telescópicas.

Carecen de algunos de los defectos mas problemáticos de los refractores, y en especial de la aberración cromática.

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REFRACTORES Acromáticos ED Apocromáticos

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REFLECTORES Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien Otros

CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

Reflectores NEWTONIANOS El diseño del telescopio tipo Newton es sencillo, la luz incide en el espejo primario cóncavo (generalmente parabólico) y de este se dirige a otro espejo secundario plano que la envía hacia el ocular

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REFRACTORES Acromáticos ED Apocromáticos

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REFLECTORES Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien Otros

CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

Pros y contras de los reflectores newtonianos Principales VENTAJAS: •

La mejor relación abertura/precio.

•

Permiten relaciones focales muy cortas (grandes campos).

•

Carecen de aberración cromática.

•

Tubo corto comparado con un refractor de idénticas características.

•

No se empañan con la humedad.

Telescopios: ópticas y configuraciones

REFRACTORES Acromáticos ED Apocromáticos

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REFLECTORES Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien Otros

CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

Pros y contras de los reflectores newtonianos Principales INCONVENIENTES: •

Precisan tiempo de aclimatación.

•

El espejo secundario produce una obstrucción que disminuye el contraste.

•

El espejo secundario ha de mantenerse sujeto mediante una cruceta que origina difracción de la luz.

•

Facilidad para que el desalineado de la óptica.

•

Aberración de coma.

•

Incómodos, a veces, por la posición en la que queda el ocular.

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REFRACTORES Acromáticos ED Apocromáticos

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REFLECTORES Newtonianos  Cassegrain Ritchey-Cretien Otros

CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

Reflectores CASSEGRAIN Espejo primario parabólico y espejo secundario convexo hiperboloide, según el siguiente esquema:

Ofrecen gran longitud focal en un tubo muy compacto y fácil de transportar.

La larga focal permite obtener grandes aumentos con oculares de potencia media Telescopios: ópticas y configuraciones

REFRACTORES Acromáticos ED Apocromáticos

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REFLECTORES Newtonianos Cassegrain  Ritchey-Cretien Otros

CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

Reflectores RITCHEY-CRETIEN Estos instrumentos fueron concebidos con el fin de obtener un telescopio que proporcione imágenes con alto grado de corrección.

Se basan en el diseño Cassegrain pero con los dos espejos son hiperbólicos.

Con ello se consigue: • Eliminar casi toda la aberración en coma.

• Aberración esférica casi inexistente.

• Campo focal casi plano.

Telescopios: ópticas y configuraciones

REFRACTORES Acromáticos ED Apocromáticos

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REFLECTORES Newtonianos  Cassegrain  Ritchey-Cretien Otros

CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

Pros y contras CASSEGRAIN y RITCHEY-CRETIEN Principales VENTAJAS: • • • • • •

Muy compactos y transportables.

Imágenes muy bien corregidas, sobre todo en los RC. Espejos fijos en los RC. Son reflectores puros, exentos de cromatismo.

Focal elevada, adecuada para campo profundo.

Aclimatación rápida por se tubo abierto.

Principales INCONVENIENTES:

 Gran Obstrucción del secundario, poco apropiados para observación visual o planetaria a altos aumentos.  Focal elevada, poco apta para observar grandes campos.  Más caros que los Newton a igualdad de diámetro.  Facilidad de descolimación.

Telescopios: ópticas y configuraciones

REFRACTORES Acromáticos ED Apocromáticos



REFLECTORES Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien  Otros

CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

Reflectores: otras configuraciones menos usuales Dall-Kirkham:  Espejo primario elíptico y secundario esférico.  Relación focal muy elevada.  Los Mewlon de Takahashi son un ejemplo “caro” de esta configuración.

Telescopios: ópticas y configuraciones

REFRACTORES Acromáticos ED Apocromáticos

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REFLECTORES Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien  Otros

CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

Reflectores: otras configuraciones menos usuales Anastigmático de tres espejos:  Su construcción mediante tres espejos curvos le permite reducir al mínimo las tres aberraciones principales: esférica, coma y astigmatismo.  El Telescopio espacial James Webb emplea esta configuración.

Telescopios: ópticas y configuraciones

REFRACTORES Acromáticos ED Apocromáticos



REFLECTORES Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien  Otros

CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

Reflectores: otras configuraciones menos usuales Foco Nasmyth:  Como un Cassegrain clásico al que se le añade un tercer espejo plano entre el primario y el secundario que desvía la luz hacia un lado.  Esto permite una posición de observación muy cómoda, o instrumental muy pesado acoplado al foco.

Telescopios: ópticas y configuraciones

REFRACTORES Acromáticos ED Apocromáticos

REFLECTORES Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien Otros

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CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

Catadióptricos

Telescopios: ópticas y configuraciones

REFRACTORES Acromáticos ED Apocromáticos

REFLECTORES Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien Otros

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CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

Catadióptricos Estos telescopios combinan espejos curvos (catóptrica) con lentes (dióptrica).

Las lentes corrigen las aberraciones de los espejos, que de así pueden ser esféricos, lo que abarata su construcción.

Las lentes más usadas suelen ser de placa correctora total (toda la abertura del telescopio).

La placa correctora total cierra el tubo con lo que elimina las turbulencias internas, y a su vez sirve de base para el secundario.

Telescopios: ópticas y configuraciones

REFRACTORES Acromáticos ED Apocromáticos

REFLECTORES Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien Otros

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CATADIÓPTRICOS  Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

C a t a d i ó p t r i c o s : Schmidt-Cassegrain • Configuración Cassegrain con lente correctora Schmidt.

• Configuración muy popularizada entre los usuarios de catadióptricos de las marcas Celestron y Meade.

• Telescopios ligeros y compactos, a cambio de largas relaciones focales.

• Muy buen rendimiento en campo profundo y planetaria.

Telescopios: ópticas y configuraciones

REFRACTORES Acromáticos ED Apocromáticos

REFLECTORES Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien Otros

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CATADIÓPTRICOS  Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

Pros y contras SCHMIDT-CASSEGRAIN Principales VENTAJAS: • Muy compactos y transportables con grandes aberturas.

• Tubo cerrado por ambos extremos, sin turbulencias internas.

Principales INCONVENIENTES: • Enfoque mediante desplazamiento del espejo primario.

• Al variar la posición del telescopio el propio peso del espejo primario puede desplazarlo haciendo que pierda el foco. En modelos superiores este problema queda corregido con la posibilidad de bloqueo del espejo.

• En condiciones de frio la lámina correctora tiene gran tendencia a empañarse con la humedad.

• La lámina correctora también introduce cromatismo, aunque muy leve.

• Gran obstrucción central del secundario que produce pérdida de contraste.

Telescopios: ópticas y configuraciones

REFRACTORES Acromáticos ED Apocromáticos

REFLECTORES Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien Otros

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CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain  Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

C a t a d i ó p t r i c o s : Schmidt-Newton • • • •

Configuración Newton con lente correctora Schmidt.

Diseño libre de aberración esférica, y menor coma que en un newton clásico.

Relaciones focales cortas, lo que los hace adecuados para grandes campos.

Los comercializa Meade.

Telescopios: ópticas y configuraciones

REFRACTORES Acromáticos ED Apocromáticos

REFLECTORES Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien Otros

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CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain  Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

Pros y contras SCHMIDT-NEWTON Principales VENTAJAS: • Muy luminoso (F:4) para astrofotografía.

• Menor coma que un Newton clásico de su misma relación focal (aprox. un 50%).

• Tubo cerrado por ambos extremos, no se crean turbulencias internas.

Principales INCONVENIENTES: • • • • • •

En noches frías la lámina correctora tiene gran tendencia a empañarse.

La lámina correctora también introduce cromatismo, aunque muy leve.

Gran obstrucción central del secundario que produce pérdida de contraste.

No es adecuado para la observación planetaria, lunar o dobles.

Muy sensible a la descolimación.

Poca tolerancia en el enfoque.

Telescopios: ópticas y configuraciones

REFRACTORES Acromáticos ED Apocromáticos

REFLECTORES Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien Otros

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CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton  Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

C a t a d i ó p t r i c o s : Maksutov-Cassegrain • Configuración Cassegrain con lente correctora Maksutov, que es un menisco negativo esférico.

• Ya que el primario es esférico la simetría de óptica permite corregir la aberración esférica y la cromática.

• Relaciones focales muy largas, entorno a f:15. Adecuado en planetaria y dobles.

Telescopios: ópticas y configuraciones

REFRACTORES Acromáticos ED Apocromáticos

REFLECTORES Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien Otros

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CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton  Maksutov-Cassegrain Maksutov-Newton

Pros y contras MAKSUTOV-CASSEGRAIN Principales VENTAJAS: • • • • • •

Compacto, fácil de transportar.

Tubo cerrado por ambos extremos, sin turbulencias internas.

Aberración cromática del menisco similar a la de un refractor ED. Muy Adecuado para planetaria, luna y estrellas dobles.

No suelen descolimarse.

Alto contraste similar a un refractor ED de una pulgada menos de diámetro.

Principales INCONVENIENTES:

• • • •

Ya que el menisco es grueso tarda bastante tiempo en aclimatarse.

En noches frías la lámina correctora tiene gran tendencia a empañarse.

Relación focal larga, no es apto para grandes campos.

El menisco es caro lo que restringe las grandes aberturas.

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REFRACTORES Acromáticos ED Apocromáticos

REFLECTORES Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien Otros

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CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain  Maksutov-Newton

C a t a d i ó p t r i c o s : Maksutov-Newton • Configuración Newton con lente correctora Maksutov, que es un menisco negativo esférico.

• Corrige ¼ de la coma de un newton clásico, y ½ de la de un Schmidt-Newton.

• El menisco pesado imposibilita grandes aberturas (max. 200 aprox.)

• Su calidad y contraste lo asemejan a refractores de gama alta a menor precio.

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REFRACTORES Acromáticos ED Apocromáticos

REFLECTORES Newtonianos Cassegrain Ritchey-Cretien Otros

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CATADIÓPTRICOS Schmidt-Cassegrain Schmidt-Newton Maksutov-Cassegrain  Maksutov-Newton

Pros y contras MAKSUTOV-NEWTON Principales VENTAJAS: • Tubo cerrado que impide las turbulencias internas.

• Tiene la menor obstrucción central de todos los catadióptricos lo que permite que sea el que mayor contraste ofrece.

• Compite en calidad con refractores de gama alta a un precio más económico.

• Tiene la menor relación focal de todos los Maksutov, campos muy amplios.

Principales INCONVENIENTES: • • • •

El menisco tiene tendencia a empañarse con la humedad.

El tubo es bastante más largo que un Maksutov convencional.

Por el peso del menisco éste no puede alcanzar grandes dimensiones.

Si la obstrucción central es pequeña el backfocus queda fura del tubo. Puede ser un problema en astrofotografía CCD. • Precisa mayor tiempo de aclimatación que un refractor.

Telescopios: ópticas y configuraciones

Sociedad Astronรณmica Granadina astrogranada.org