Fabricación de telescopios astronómicos

La primera pregunta que alguien hace sobre un telescopio es "¿cuál es el aumento?" Casi siempre no es lo más importante. Cualquier telescopio puede ampliar un millón de veces, con un ocular lo suficientemente corto; el problema es qué tan buena es la imagen.

Para observar planetas, lo principal es el poder de resolución: la capacidad del telescopio para discernir pequeños detalles. El poder de resolución está limitado por la apertura, o el diámetro de la lente o espejo principal. Si el diámetro de la lente principal se mide en mm y el poder de resolución en segundos de arco, entonces el límite es:

poder de resolución = 100 / apertura

Su lente de 50 mm de diámetro tendría un poder de resolución limitado a 2 segundos de arco en condiciones ideales. Cualquier detalle más pequeño que eso sería borroso, sin importar cuánto aumento le pongas. A modo de comparación, el diámetro aparente de Júpiter está entre 30 y 50 segundos de arco, el de Marte entre 3,5 y 25 segundos de arco, el de Saturno entre 14 y 20 (sin los anillos).

Con esa apertura verías los anillos de Saturno y un par de cinturones ecuatoriales en Júpiter. Venus muestra una media luna cuando está lejos del Sol. Marte es un pequeño disco naranja cuando está más cerca de la Tierra. He mirado planetas a través de 50 mm de apertura, y puedes ver bastantes cosas de esa manera.

La Luna también se ve interesante, se pueden ver cráteres y montañas, además está disponible todos los meses.

Debido a que el poder de resolución está limitado por la apertura, a medida que le da más y más aumentos, en algún momento la imagen es simplemente enorme e hinchada; grande, pero borrosa. Entonces, hay un límite para la ampliación útil; nuevamente, esto depende de la apertura. Si la apertura se mide en mm, la fórmula es:

aumento máximo = 2 * apertura

Su apertura de 50 mm admitiría un aumento de hasta 100x antes de que las cosas se vuelvan demasiado borrosas.

Entonces, ¿cómo se calcula el aumento de un instrumento dado? Es la relación entre la distancia focal de la lente principal (o espejo) y la distancia focal del ocular (la lente cercana a tu ojo):

METRO = F / f

Para su primario de distancia focal de 1000 mm, logra un aumento de 100x con un ocular con una distancia focal de 10 mm. Cualquier cosa más corta que eso simplemente inflaría la imagen inútilmente. Las distancias focales del ocular que tendrían sentido en su instrumento estarían entre 10 mm y 120 mm.

Palabras de consejo:

Asegúrese de que las lentes estén perfectamente alineadas. Cuando construya el instrumento, tenga alguna forma de ajustar la dirección de la lente principal, para alinearla con el eje principal del instrumento. Se requerirán algunos ajustes: incline el primario una fracción de mm, verifique los resultados, incline nuevamente, repita hasta que la imagen se vea mejor. Esto se denomina colimación y es muy importante para el rendimiento general del instrumento.

Tenga alguna forma de que el ocular se mueva hacia adelante y hacia atrás hasta que logre un enfoque perfecto. Esto tendrá que ser reajustado cada vez que observe. El ajuste es bastante sensible. Un enfocador real ayudaría mucho, pero esto también podría lograrse con dos tubos deslizándose uno dentro del otro, sostenidos en su lugar por fricción, como en el telescopio de un viejo capitán pirata.

Para la astronomía, cuando el telescopio se enfoca al infinito, la distancia entre la lente principal y el ocular es la suma de sus distancias focales. Por ejemplo, con un primario de 1000 mm y un ocular de 10 mm, la distancia sería de 1010 mm. Esto supone un ocular convergente.

El telescopio no funcionará bien a mano. La imagen saltará demasiado. Necesitarás algún tipo de montura. Como mínimo, pon la parte superior del tubo en una valla o algo así. Pero los instrumentos astronómicos funcionan mejor cuando están en una montura sólida como una roca. Incluso un palo de escoba clavado en el suelo, con un lazo en la parte superior para el tubo, es mejor que nada.

Cualquiera que sea la forma en que monte la lente principal, no la apriete demasiado en la celda o el tubo de la lente. Deformará la lente y hará que la imagen sea mala. Un poco de presión en el borde está bien; montones y montones de presión no está bien. Podrías pegar el borde de la lente en algún tipo de anillo. Solo usa el sentido común.

Esto es totalmente factible. Construí un telescopio así, hace muchos años. Es genial ver lo que puedes lograr por tu cuenta.

¡Buena suerte!

Hay algunas reglas generales que necesitará: Aumento máximo útil$M_{max}\approx D\times 50$donde$D$es el diámetro del objetivo en pulgadas, y el aumento$M=l_{obj}/l_{eye}$, donde$l_{obj}$y$l_{eye}$son las distancias focales del objetivo y del ocular respectivamente.

La distancia focal mínima del ocular que puede usar con su lente de 50 mm es fE = fO / DO, es decir, 1000/50 = 20, por lo que la distancia focal del ocular para un aumento máximo es f/20 . fE = distancia focal mínima del ocular, fO = distancia focal del objetivo, DO = diámetro del objetivo.