Especificaciones clave de las partes de un telescopio: apertura, aumento, campo de visión y calidad de frente de onda

Introducción

Hace más de 400 años Galileo apuntó un telescopio a los cielos: apertura 15 mm, aumento 21x, reveló lunas de Júpiter y fases de Venus. Los telescopios actuales son inmensamente más potentes. El Thirty-Meter Telescope en desarrollo tiene casi 4 millones de veces más capacidad de recolección de luz. Mirándolos juntos, cuesta creer que tengan mucho en común, pero todos comparten características clave.

Construcción: refractor vs reflector

La primera característica obvia es su construcción: refractor (lentes) o reflector (espejos curvos). Refractores: lente grande en un extremo del tubo, lente menor/ocular en el opuesto. Las lentes sellan el tubo del ambiente, facilitando manejo. Pero enfocan colores diferente (aberración cromática) y lentes grandes son pesadas.

Reflectores: gran espejo enfocador en un extremo de tubo de soporte, espejos adicionales para enfocar/doblar luz al ocular. Extremo opuesto abierto, más difícil mantenimiento. No sufren aberración cromática, y superficies de espejos pueden moldearse especialmente para minimizar otras aberraciones ópticas.

Apertura

La apertura es el tamaño del objetivo del telescopio, usualmente diámetro de lente objetivo circular o espejo primario. Aunque se piensa que el aumento alto es lo más importante, no lo es. El área de recolección determina cuánta luz se recoge, y eso limita el rendimiento final.

Aumento (magnificación)

El aumento = distancia focal del "frente" / distancia focal del ocular. El "frente" en telescopios de consumo es el objetivo o espejo primario. Ejemplo: objetivo 500 mm con ocular 25 mm = 20x. Alto aumento sirve para planetas, pero como todas las estrellas son demasiado lejanas para verse más que "puntos", no aporta mucho para la mayoría de observaciones.

Campo de visión

El campo de visión también depende de la distancia focal del telescopio y el ocular. Los oculares tienen campo de visión intrínseco en sus especificaciones. Para hallar el campo efectivo: campo ocular / aumento. Ejemplo: ocular 25 mm con campo 50° en telescopio 20x = 50°/20 = 2.5°.

Tipos de diseños

Innovaciones han optimizado diseños para aplicaciones específicas: refractores galileanos/keplerianos, reflectores newtonianos/cassegrain, catadióptricos Schmidt/Maksutov (lentes + espejos). Algunos priorizan ligereza, otros alto campo de visión, otros facilidad de fabricación.

Calidad de frente de onda

La calidad de imagen está limitada por apertura y condiciones atmosféricas, pero también por la óptica misma. Hay objetivos "buenos" y "malos". La calidad se expresa en "error de frente de onda" o "error de superficie", medido en unidades de 632 nm (longitud de onda luz visible). Un espejo con error pico-valle lambda/4 difiere de su forma ideal en menos de 1/4 de longitud de onda. Suena bien, pero el astrónomo serio exigirá lambda/10.