Telescopio dobsoniano

Un telescopio Dobsoniano es un diseño de telescopio newtoniano montado en altazimutal popularizado por John Dobson en 1965 y al que se le atribuye el enorme aumento del tamaño de los telescopios disponibles para los astrónomos aficionados. Los telescopios de Dobson presentaban un diseño mecánico simplificado que era fácil de fabricar a partir de componentes fácilmente disponibles para crear un telescopio grande, portátil y de bajo costo. El diseño está optimizado para observar objetos débiles y de cielo profundo, como nebulosas y galaxias. Este tipo de observación requiere un diámetro objetivo grande (es decir, poder de captación de luz) de distancia focal relativamente corta y portabilidad para viajar a lugares menos contaminados por luz.

Los Dobsonianos están pensados para ser lo que comúnmente se llama un "cubo ligero". 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. Varios fabricantes de telescopios comerciales también venden telescopios basados en este diseño. El término Dobsoniano se utiliza actualmente para una gama 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.

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. John Dobson, a quien se le atribuye haber inventado este diseño en 1965, señaló que

"Durante cientos de años, las guerras se combatieron usando cañones en los montes de Dobsonian".

Dobson identificó los rasgos característicos del diseño como espejos objetivos livianos hechos de vidrio tipo ojo de buey y soportes construidos con madera contrachapada, tiras de teflón y otros materiales de bajo costo. Dado que construyó estos telescopios como ayuda en su vocación de instrucción astronómica en las aceras, prefirió llamar al diseño un "telescopio de acera". Dobson combinó todas estas innovaciones en un diseño centrado en un objetivo: construir un telescopio portátil muy grande, económico y fácil de usar, que pudiera acercar la astronomía del cielo profundo a las masas.

Dobson 's design innovations

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 de cielo profundo). Estos objetos oscuros requieren un espejo objetivo grande capaz de captar una gran cantidad de luz. Porque "cielo profundo" observar 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:

• Montaje altazimut no tradicional: En lugar de un montaje estándar utilizando rodamientos axiales, Dobson optó por un diseño muy estable que era simple de construir, y que tenía menos limitaciones mecánicas cuando se utiliza con telescopios grandes y pesados. Modificó la montura de tenedor clásico en una construcción de tres piezas, que mantiene el telescopio estable en siete puntos de soporte discretos y permite la reposición fácil y segura de un telescopio grande y pesado.
  • El montura dobsoniana clásica (referir a la Fig.1) consiste en una plataforma horizontal plana "plano" (Fig.1, negro) sobre la cual se adjuntan tres de los siete soportes (Fig.1, amarillo inferior). Sobre estos tres soportes descansa una construcción de caja llamada "caja de armario" (Fig.1, azul oscuro). Un centro-bolt suelto (Fig.1, verde oscuro) mantiene la caja del rockero centrada y le permite pivotar por encima de la tabla de tierra. En los lados opuestos de la caja del rockero, las depresiones semicirculares se cortan desde el borde superior de cada pared (la caja del rockero está abierta en la parte superior y en la parte posterior). Cada depresión tiene un par de soportes ampliamente espaciados instalados en el corte (Fig.1, amarillo superior). El montaje del tubo óptico del telescopio (OTA, Fig.1, azul claro) tiene dos grandes trunnions redondos (o rieles en forma de arco para telescopios más grandes) asegurados en los lados izquierdo y derecho (Fig.1, rojo). Su eje común interseca el centro de gravedad del telescopio OTA. Los trunnions (conocidos comúnmente como rodamientos de altura) descansan sobre los cuatro soportes mencionados en los cortes superiores de la caja del rockero. Para elevar el telescopio (altitud), simplemente levante el tubo y los trunnions se deslizarán sobre los cuatro soportes. Para mover el telescopio izquierda o derecha (azimut), empujar o tirar el borde superior de la OTA (algunos tienen un mango dedicado) de modo que la caja de rockero pivotante se desliza sobre los tres soportes de la tabla de tierra.

    

  • Las piezas clásicas de montaje Dobsonian son típicamente hechas de madera contrachapada y otros materiales baratos que son pegados, atornillados o incluso clavados juntos. En contraste con otros tipos de montaje del telescopio, no se requieren piezas mecánicas de precisión. Para los movimientos deslizantes suaves, los bloques pequeños Teflon (PTFE) se utilizan para los siete soportes. Sus tamaños de superficie se pueden calcular con precisión para el peso particular de OTA. Para mejorar la suavidad y mantener la posición estable, la parte inferior de la caja del rockero está típicamente cubierta con microtextured Formica. Los trunnions de altitud a menudo tienen un gran diámetro, y también se pueden cubrir con material texturado. Para telescopios más grandes, se pueden utilizar piezas de madera semicircular o carriles en forma de arco en lugar de tronones redondos.
  • El uso de Teflon sobre material texturado combina con fuerzas de soldadura producidas por la gravedad para crear una acción lisa única, pasando de roca constante a movimiento suave y espalda. Por lo tanto, no se necesita un mecanismo de pinza para prevenir el movimiento no intencional del telescopio, a diferencia de la mayoría de los otros montajes del telescopio. La firmeza del Dobsonian clásico es sin igual, ya que el telescopio no está girando en dos ejes como otros montajes, sino que está estancado en siete bloques sólidos (hasta empujado a una nueva posición). Sólo el montaje de Ball-Scope inventado más adelante puede rivalizar con la suavidad constante de un Dobsonian.

• Espejos gruesos: En lugar de costoso Pyrex espejo en blancos con las ratios de espesor estándar 1:6 (1 cm de espesor por cada 6 cm de diámetro) por lo que no flex y sag fuera de forma bajo su propio peso, Dobson utilizó espejos hechos de vidrio de las cubiertas sobrantes de baches de barco generalmente con 1:16 ratios de espesor. Dado que el diseño del telescopio tiene un montaje alt-azimuth, el espejo sólo tiene que ser soportado 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 tubo tradicional del telescopio de aluminio o fibra de vidrio con los gruesos tubos de papel comprimido utilizados en la construcción para verter columnas de hormigón. "Sonotubes", la marca líder empleada por Dobson, son menos costosos que los tubos de telescopio disponibles comercialmente y están disponibles en una amplia variedad de tamaños. Para la protección contra la humedad, los tubos fueron generalmente pintados o recubiertos con plástico. Se afirma que los sonotubes son más resistentes que los tubos de aluminio o fibra de vidrio que pueden dentarse o romperse de los impactos durante el transporte. Tienen la ventaja adicional de ser térmicamente estables y no conductivos, lo que minimiza las corrientes de convección no deseadas en el camino de luz causado por el manejo del montaje del tubo.

• Un cuadrado "mirrorbox": Dobson a menudo usó una caja de madera contrachapada para la base de tubo y la carcasa de espejo, en la que se insertó el Sonotube. Esto dio una superficie plana rígida para fijar los soportes del espejo, y lo hizo fácil de sujetar los tapones.

El diseño de los telescopios Dobsonianos ha evolucionado a lo largo de los años (ver § Diseños derivados), pero la mayoría de los telescopios "Dobsonianos" construidos por aficionados o comerciales. Los telescopios siguen muchos o la mayoría de los conceptos y características de diseño enumerados anteriormente.

Características

El diseño Dobsoniano tiene las siguientes características:

• Monto de Altazimuth: Un montaje de telescopio ecuatorial con unidad de reloj fue dejado fuera del diseño. Las monturas ecuatoriales tienden a ser masivas (menos portátiles), costosas, complicadas y tienen las características de poner el ocular de los telescopios Newtonianos en posiciones muy difíciles de acceder. Las monturas de Altazimuth cortan el tamaño, el peso y el costo del telescopio total y mantienen el ojo en una posición relativamente fácil de acceder en el lado del telescopio. El diseño de montaje de altazimuth utilizado en diseños dobsonianos también añade a la sencillez y portabilidad; no hay masa agregada o necesidad de transporte de pesas, componentes de la unidad, o trípodes/pedestales. Configuración para dobs de tubos duros simplemente implica colocar el montaje en el suelo, y establecer el tubo en la parte superior de él. El peso del montaje de altazimuth estilo Dobsonian se distribuye sobre grandes superficies de rodamientos simples para que el telescopio pueda moverse suavemente bajo la presión de los dedos con una reacción mínima.

El montaje de altazimuth tiene sus propias limitaciones. Los telescopios montados de altazimut sin goteo necesitan ser "cerrados" cada pocos minutos a lo largo de ambos ejes para compensar la rotación de la Tierra para mantener un objeto en la vista (a diferencia de un eje para monturas ecuatoriales sin tracción), un ejercicio que se hace más difícil con aumentos superiores. El montaje de altazimuth no permite el uso de círculos de ajuste convencionales para ayudar a apuntar el telescopio en las coordenadas de objetos conocidos. Son conocidos por ser difíciles de apuntar a objetos cerca del zenith, principalmente porque se necesita un gran movimiento del eje azimut para mover el telescopio apuntando incluso por una pequeña cantidad. Los montes Altazimuth tampoco son adecuados para la astrofotografía.

• Diámetro objetivo grande en comparación con la masa/costo
  • Proporción baja de masa a tamaño objetivo: La estructura del diseño Dobsonian medida en volumen y peso es relativamente mínima para cualquier diámetro objetivo dado en comparación con otros diseños.
  • Proporción de bajo costo a tamaño objetivo: Desde una perspectiva de coste, un usuario suele obtener más diámetro objetivo por unidad de coste con el diseño Dobsonian.
• Buen telescopio "Deep Sky": El diseño dobsoniano de diámetro objetivo máximo combinado con portabilidad hace que el diseño sea ideal para observar cúmulos de estrellas dim, nebulosas y galaxias (objetos de cielo profundo), una actividad que requiere grandes objetivos y viajar a lugares de cielo oscuro. Debido a que estos objetos son relativamente grandes, se observan en pequeñas magnificaciones que no requieren un montaje impulsado por el reloj.
• Cuestiones de equilibrio: Los diseños que tienen el tubo del telescopio fijo en relación a sus rodamientos de altitud pueden ser puestos fuera de equilibrio por la adición o resta de equipos tales como cámaras, hallazgos o incluso los oculares inusualmente pesados. La mayoría de los telescopios Dobsonian tienen suficiente fricción en los rodamientos para resistir una cantidad moderada de desequilibrio; sin embargo, esta fricción también puede dificultar la posición del telescopio con precisión. Para corregir este desequilibrio, los contrapesos a veces se enganchan o se enganchan en la parte posterior de la caja del espejo.

Diseños derivados

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 las lenguas "dobsonianas" diseño.

Conjuntos de tubos plegables

"Clásico" Los conjuntos de tubos de diseño requerirían una camioneta 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 celosía

Muchos diseños han combinado las ventajas de un tubo de armadura liviano y un diseño plegable. "tubo de armadura" plegable Los dobsonianos aparecieron en la comunidad de fabricantes de telescopios de aficionados ya en 1982 y permiten descomponer el conjunto del tubo óptico, el componente más grande. Como su nombre lo indica, el "tubo" Este diseño en realidad se compone de un conjunto de jaula superior, que contiene el espejo secundario, y un 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 truss Serrurier, pero dado que 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 un "carruaje" configuración con una "caja basculante" que consta de un eje de altitud estilo muñón horizontal y un eje de azimut ampliamente apoyado, ambos utilizando materiales como plástico, fórmica y teflón para lograr un funcionamiento suave. Muchos diseños de montaje derivados han mantenido esta forma básica modificando en gran medida los materiales y la configuración.

"caja basculante" monturas

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 digital: La invención de círculos de ajuste digital basados en microprocesador ha permitido que cualquier telescopio montado en altazimuth sea equipado o reacondicionado con la capacidad de mostrar con precisión las coordenadas de la dirección del telescopio. Estos sistemas no sólo le dan al usuario una lectura digital para la ascensión correcta (RA) y la declinación (dec.), sino que también se conectan con dispositivos digitales como computadoras portátiles, computadoras tabletas y teléfonos inteligentes usando software efímero en vivo para calcular / trazar software planetario para dar una representación gráfica actual de dónde está apuntando el telescopio, permitiendo al usuario encontrar rápidamente un objeto.
• plataforma ecuatorial: El uso de plataformas ecuatoriales (como la plataforma Poncet) instaladas bajo el montaje de altazimuth ha dado a los usuarios un seguimiento ecuatorial limitado para el trabajo visual y astrofotográfico. Tales plataformas pueden incorporar una unidad de reloj para facilitar el seguimiento, y con alineación polar cuidadosa sub-arc segunda precisión imagen CCD es totalmente posible. El Observatorio Roeser, Luxemburgo (código observatorio de MPC 163) han aportado cientos de mediciones astrométricas al Centro Planetario Menor utilizando un dobsoniano de 20" construido en casa en una plataforma ecuatorial.

Adaptaciones comerciales

La intención original del diseño Dobsoniano era proporcionar un instrumento de gran apertura asequible, simple y resistente a bajo costo. 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 "Odyssey" Modelos de varios tamaños, con tubos fabricados en Sonotube y siguiendo el concepto original de simplicidad de Dobson. 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.

Desde la década de 1990, los Dobsonianos fabricados utilizando el diseño de tubo de armadura se han vuelto cada vez más populares. El primer dobsoniano de armazón comercial fue lanzado al mercado por Obsession Telescopes en 1989. Los fabricantes estadounidenses posteriores incluyeron StarStructure, Webster Telescopes, AstroSystems, Teeter's Telescopes, Hubble Optics, Waite Research y New Moon Telescopes. Estos fabricantes de bajo volumen ofrecen espejos objetivos de primera calidad, materiales de alta gama y mano de obra personalizada, así como sistemas GoTo opcionales controlados por computadora. Algunos también producen productos "ultraligeros" Modelos que ofrecen mayor portabilidad.

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. En 2017, Sky-Watcher presentó su línea de modelos Stargate grandes.

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. En 2019, se instaló en Nueva Jersey una enorme apertura newtoniana plegada de 50 pulgadas (1270 mm) de Optiques Fullum, con sede en Canadá.

The Dobsonian 's effect on amateur astronomy

El diseño Dobsoniano se considera revolucionario debido al gran tamaño de los telescopios que puso a disposición de los astrónomos aficionados. La simplicidad inherente y la gran apertura del diseño comenzaron a atraer interés a lo largo de la década de 1970, ya que ofrecía la ventaja de instrumentos grandes y económicos que podían transportarse a lugares con cielo oscuro y fiestas estelares en la parte trasera de un automóvil pequeño e instalarse 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 telescopios "tradicionales" métodos de construcción. 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.

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 detalle en cada 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.

Cuando se monta en una plataforma ecuatorial, se evitan las dificultades al utilizar un Dobsoniano para astrofotografía de corta exposición (≲ 1 hora). Esto ha abierto el campo de la astrometría (y el descubrimiento) de asteroides de alta precisión al aficionado que desee contribuir con posiciones de planetas menores al Centro de Planetas Menores. También permite la búsqueda de objetos nuevos y débiles, como novas/supernovas en galaxias locales y cometas (para informes a la Oficina Central de Telegramas Astronómicos).