Fabricación de telescopios aficionados - Amateur telescope making

Este artículo trata sobre la afición. Para ver la serie de libros de Albert Graham Ingalls , consulte Fabricación de telescopios aficionados .
Un reflector newtoniano de 22 pulgadas se encuentra frente a la casa club en Stellafane , hogar de los Springfield Telescope Makers

La fabricación de telescopios aficionados es la actividad de construir telescopios como un pasatiempo , en lugar de ser un profesional remunerado. Los fabricantes de telescopios aficionados (a veces llamados cajeros automáticos) construyen sus instrumentos para el disfrute personal de un desafío técnico, como una forma de obtener un telescopio económico o personalizado personalmente, o como una herramienta de investigación en el campo de la astronomía . Los fabricantes de telescopios aficionados suelen ser un subgrupo en el campo de la astronomía amateur .

Principios

Desde que Galileo Galilei adaptó un invento holandés para uso astronómico, la fabricación de telescopios astronómicos ha sido una disciplina en evolución. Muchos astrónomos después de la época de Galileo construyeron sus propios telescopios por necesidad, pero la llegada de los aficionados al campo de la construcción de telescopios para su propio disfrute y educación parece haber cobrado importancia en el siglo XX.

Antes de la llegada de los telescopios modernos producidos en masa, el precio de incluso un instrumento modesto a menudo estaba más allá del alcance de un aspirante a astrónomo aficionado. Construir uno propio fue el único método económico para obtener un telescopio adecuado para la observación. Muchos trabajos publicados despertaron interés en la construcción de telescopios, como el libro de 1920 The Amateur's Telescope del fabricante irlandés de telescopios Rev. WFA Ellison .

En los Estados Unidos, a principios de la década de 1920, los artículos en Popular Astronomy de Russell W. Porter y en Scientific American de Albert G. Ingalls sobre Porter y los Springfield Telescope Makers ayudaron a expandir el interés en el pasatiempo. Hubo tanto interés público que Ingalls comenzó una columna regular para Scientific American sobre el tema (generando esa columna de publicaciones " The Amateur Scientist ") y luego la compiló en tres libros titulados Amateur Telescope Making Vol. 1-3. Estos tenían un gran número de lectores entusiastas (a veces llamados "locos telescópicos") que construían sus propios instrumentos. Entre 1933 y 1990, la revista Sky & Telescope publicó una columna regular llamada "Gleanings for ATMs" editada por Earle Brown, Robert E. Cox y Roger Sinnott. El suministro listo de componentes ópticos excedentes después de la Segunda Guerra Mundial y más tarde del Sputnik y la Carrera Espacial también expandió enormemente el pasatiempo.

Diseños de aficionados comunes

Un reflector newtoniano de 6 pulgadas (15 cm) construido por un estudiante en exhibición en Stellafane

Aunque los tipos de telescopios que construyen los aficionados varían ampliamente, incluidos los refractores , Schmidt-Cassegrains y Maksutovs , el diseño de telescopio más popular es el reflector newtoniano , descrito por Russell W. Porter como "El telescopio del pobre". El newtoniano tiene la ventaja de ser un diseño simple que permite un tamaño máximo por el mínimo gasto. Y dado que el diseño emplea un único espejo de superficie frontal como objetivo , solo tiene una superficie que debe pulirse y pulirse, a diferencia de las tres del Maksutov y las cuatro del refractor y el Schmidt-Cassegrain . Por lo general, un telescopio newtoniano de 6 u 8 pulgadas (15 o 20 cm) de apertura es un proyecto inicial estándar, construido como un proyecto de club o por personas que trabajan con libros o planos que se encuentran en Internet.

Fabricación de espejos

Pulir un espejo con un abrasivo y una herramienta más pequeña sobre Espejo de 300 mm ("ATM Korenica 2006", en Korenica , Croacia )

Dado que el reflector newtoniano es el telescopio más común construido por los fabricantes de telescopios aficionados, una gran parte de la literatura sobre el tema está dedicada a la fabricación del espejo primario . Los espejos comienzan como un disco plano de vidrio, típicamente vidrio plano o vidrio de borosilicato (Pyrex). El disco se muele , se pule y se modela cuidadosamente con una forma extremadamente precisa, generalmente un paraboloide . Los telescopios con relaciones focales altas pueden usar espejos esféricos, ya que la diferencia en las dos formas es insignificante en esas relaciones. Las herramientas utilizadas para lograr esta forma pueden ser simples, que consisten en una herramienta de vidrio de tamaño similar, una serie de abrasivos más finos y una capa de brea de pulido hecha de un tipo de savia de árbol. A través de toda una serie de trazos aleatorios, el espejo tiende naturalmente a adquirir una forma esférica. En ese punto, se suele utilizar una variación en los golpes de pulido para crear y perfeccionar la forma paraboloidal deseada.

Prueba de Foucault

Artículo principal: prueba de filo de cuchillo de Foucault

El equipo que utilizan la mayoría de los aficionados para probar la forma de los espejos, una prueba de filo de cuchillo de Foucault , es, al igual que las herramientas utilizadas para crear la superficie, simple de fabricar. En su forma más básica, consiste en una bombilla , un trozo de papel de aluminio con un orificio y una hoja de afeitar.

Configuración de prueba de Foucault para medir un espejo
Espejo parabólico que muestra los patrones de sombras de Foucault hechos por el filo del cuchillo dentro del radio de curvatura R (X roja), en R y fuera de R.

Después de pulir el espejo, se coloca verticalmente en un soporte. El probador de Foucault se coloca a una distancia cercana al radio de curvatura del espejo. El probador se ajusta de manera que el rayo de retorno de la fuente de luz estenopeica sea interrumpido por el filo de la cuchilla. Ver el espejo desde detrás del filo de la navaja muestra un patrón en la superficie del espejo. Si la superficie del espejo es parte de una esfera perfecta, el espejo aparece iluminado uniformemente en toda la superficie. Si el espejo es esférico pero con defectos como protuberancias o depresiones, los defectos aparecen muy aumentados en altura. Si la superficie es paraboloidal, el espejo parece una rosquilla o una pastilla. Es posible calcular qué tan cerca se parece la superficie del espejo a un paraboloide perfecto colocando una máscara especial sobre el espejo y tomando una serie de medidas con el probador. Luego, estos datos se reducen y se grafican contra una curva parabólica ideal.

Algunos fabricantes de telescopios aficionados utilizan una prueba similar llamada prueba de Ronchi que reemplaza el filo de la navaja con una rejilla que comprende varios alambres finos paralelos o un grabado en una placa de vidrio. Otras pruebas utilizadas incluyen la prueba Gaviola o Caustic, que puede medir espejos con una relación f / rápida con mayor precisión, y las pruebas interferométricas caseras que se han hecho posibles en los últimos años gracias a láseres asequibles, cámaras digitales (como cámaras web) y computadoras.

Aluminizar o "platear" el espejo

Una vez que la superficie del espejo tiene la forma correcta, se agrega una capa muy fina de un material altamente reflectante a la superficie frontal.

Históricamente, este recubrimiento fue plateado. El plateado se colocó en el espejo químicamente, generalmente por el fabricante o usuario del espejo. Los recubrimientos de plata tienen mayor reflectividad que el aluminio, pero se corroen rápidamente y necesitan ser reemplazados después de unos meses.

Desde la década de 1950, la mayoría de los fabricantes de espejos tienen un revestimiento de aluminio aplicado mediante un proceso de deposición de película delgada (el trabajo lo realiza una empresa especializada en el proceso). Los recubrimientos modernos generalmente consisten en una capa de aluminio recubierta con compuestos transparentes protectores.

El espejo se aluminiza colocándolo en una cámara de vacío con bobinas de tungsteno o nicromo calentadas eléctricamente que pueden evaporar el aluminio. En el vacío, los átomos de aluminio calientes viajan en línea recta. Cuando golpean la superficie del espejo, se enfrían y se pegan. Algunos talleres de revestimiento de espejos evaporan una capa de cuarzo sobre el espejo, mientras que otros lo exponen al oxígeno puro o al aire en un horno para que el espejo forme una capa transparente y resistente de óxido de aluminio.

Diseño de telescopio

Un gran telescopio montado en una horquilla y varios otros telescopios construidos por aficionados en exhibición en Stellafane

Los telescopios que construyen los fabricantes de telescopios aficionados van desde una variedad de jardín hasta instrumentos sofisticados que hacen contribuciones significativas al campo de la astronomía . Los instrumentos construidos por aficionados se han empleado en estudios planetarios, astrometría , fotometría , descubrimiento de cometas y asteroides, por nombrar solo algunos. Incluso el extremo "aficionado" del campo puede dividirse en varias categorías distintas, tales como: observación de objetos del cielo profundo , observación de planetas, observación solar, observación lunar y astrofotografía de todas esas clases de objetos. Por lo tanto, el diseño, el tamaño y la construcción de los telescopios también varían. Algunos fabricantes de telescopios aficionados construyen instrumentos que, aunque parecen toscos, son totalmente adecuados para el propósito para el que fueron diseñados. Otros pueden esforzarse por lograr un aspecto más estético con altos niveles de "acabado" mecánico. Dado que algunos fabricantes de telescopios aficionados no tienen acceso a equipos de mecanizado de alta precisión, han evolucionado muchos diseños elegantes como la plataforma Poncet , el enfocador Crayford y el telescopio Dobsonian , que logran funcionalidad y estabilidad sin requerir un mecanizado de precisión.

La dificultad de la construcción es otro factor en la elección del proyecto de un aficionado. Para un diseño dado, la dificultad de construcción aumenta aproximadamente como el cuadrado del diámetro del objetivo. Por ejemplo, un telescopio newtoniano de 4 pulgadas (100 mm) de apertura es un proyecto de feria de ciencias moderadamente fácil. Un newtoniano de 6 a 8 pulgadas (150 a 200 mm) se considera un buen tamaño de compromiso ya que la construcción no es difícil y da como resultado un instrumento que sería costoso de comprar comercialmente. Un telescopio reflector de 12 a 16 pulgadas (300 a 410 mm) es difícil, pero aún está dentro de la capacidad del aficionado promedio que ha tenido experiencia en la construcción de instrumentos más pequeños. Los aficionados han construido telescopios de hasta 1 metro (39 pulgadas) de ancho, pero por lo general grupos pequeños o clubes de astronomía se encargan de estos proyectos.

Un telescopio Dobsoniano de tamaño moderado construido por aficionados .

Ver también

Tipos de telescopios construidos por aficionados

Referencias

Libros de fabricación de telescopios y otra información publicada

A Telescopio estándar Texereau de 180 mm

enlaces externos