Cámara Schmidt - Schmidt camera

Trayectos de rayos ópticos dentro de una cámara Schmidt
El telescopio Schmidt de 77 cm de 1966 en el Observatorio Brorfelde estaba originalmente equipado con una película fotográfica, y un ingeniero está aquí mostrando la caja de la película, que luego se colocó detrás del casillero en el centro del telescopio (en el foco principal del telescopio).

Una cámara Schmidt , también conocida como telescopio Schmidt , es un telescopio astrofotográfico catadióptrico diseñado para proporcionar amplios campos de visión con aberraciones limitadas . El diseño fue inventado por Bernhard Schmidt en 1930.

Algunos ejemplos notables son el telescopio Samuel Oschin (anteriormente Palomar Schmidt), el telescopio UK Schmidt y el ESO Schmidt; estos proporcionaron la principal fuente de imágenes fotográficas de todo el cielo desde 1950 hasta 2000, cuando los detectores electrónicos se hicieron cargo. Un ejemplo reciente es el buscador de exoplanetas del telescopio espacial Kepler .

Otros diseños relacionados son la cámara Wright y el telescopio Lurie-Houghton .

Invención y diseño

La cámara Schmidt fue inventada por el óptico germano-estonio Bernhard Schmidt en 1930. Sus componentes ópticos son un espejo primario esférico fácil de fabricar y una lente correctora asférica , conocida como placa correctora Schmidt , ubicada en el centro de curvatura de la espejo primario. La película u otro detector se coloca dentro de la cámara, en el foco principal. El diseño se caracteriza por permitir relaciones focales muy rápidas , mientras controla el coma y el astigmatismo .

Las cámaras Schmidt tienen planos focales muy fuertemente curvados , por lo que requieren que la película, placa u otro detector esté curvado correspondientemente. En algunos casos, el detector se hace curvo; en otros, los medios planos se adaptan mecánicamente a la forma del plano focal mediante el uso de clips o pernos de retención, o mediante la aplicación de vacío . A veces se utiliza un aplanador de campo , en su forma más simple, una lente planoconvexa delante de la placa de película o detector. Dado que la placa correctora está en el centro de curvatura del espejo primario en este diseño, la longitud del tubo puede ser muy larga para un telescopio de campo amplio. También existen los inconvenientes de tener la obstrucción del soporte de la película o del detector montado en el foco a la mitad del conjunto del tubo, se bloquea una pequeña cantidad de luz y hay una pérdida de contraste en la imagen debido a los efectos de difracción de la obstrucción y su estructura de soporte.

Aplicaciones

El telescopio Alfred Jensch de 2 metros de diámetro del Observatorio Karl Schwarzschild en Tautenburg , Turingia , Alemania , es la cámara Schmidt más grande del mundo.

Debido a su amplio campo de visión, la cámara Schmidt se usa típicamente como instrumento de levantamiento, para programas de investigación en los que se debe cubrir una gran cantidad de cielo. Estos incluyen estudios astronómicos , búsquedas de cometas y asteroides y patrullas de novas .

Además, las cámaras Schmidt y los diseños derivados se utilizan con frecuencia para rastrear satélites terrestres artificiales .

Basado en tierra

Los primeros telescopios Schmidt relativamente grandes se construyeron en el Observatorio de Hamburgo y en el Observatorio Palomar poco antes de la Segunda Guerra Mundial . Entre 1945 y 1980, se construyeron alrededor de ocho telescopios Schmidt más grandes (de 1 metro o más) en todo el mundo.

Una cámara Schmidt particularmente famosa y productiva es el Telescopio Oschin Schmidt en el Observatorio Palomar , terminado en 1948. Este instrumento se utilizó en la National Geographic Society - Palomar Observatory Sky Survey (POSS, 1958), la encuesta POSS-II, la Palomar-Leiden (asteroide) Encuestas y otros proyectos.

El Observatorio Europeo Austral con un telescopio Schmidt de 1 metro en La Silla y el Consejo de Investigación Científica del Reino Unido con un telescopio Schmidt de 1,2 metros en el Observatorio Siding Spring participaron en un estudio colaborativo del cielo para complementar el primer Palomar Sky Survey, pero centrándose en el hemisferio sur . Las mejoras técnicas desarrolladas durante esta encuesta incentivaron el desarrollo de la Segunda Encuesta del Cielo del Observatorio Palomar (POSS II).

El telescopio utilizado en la búsqueda de objetos cercanos a la Tierra del Observatorio Lowell (LONEOS) también es una cámara Schmidt. El telescopio Schmidt del Observatorio Karl Schwarzschild es la cámara Schmidt más grande del mundo.

Basado en el espacio

Un telescopio Schmidt estaba en el corazón del satélite Hipparcos de la Agencia Espacial Europea (1989-1993). Esto se utilizó en el estudio Hipparcos, que mapeó las distancias de más de un millón de estrellas con una precisión sin precedentes: incluyó el 99% de todas las estrellas hasta la magnitud 11. El espejo esférico utilizado en este telescopio era extremadamente preciso; si se escala hasta el tamaño del Océano Atlántico , las protuberancias en su superficie tendrían unos 10 cm de altura.

El fotómetro Kepler , montado en el telescopio espacial Kepler de la NASA (2009-2018), es la cámara Schmidt más grande lanzada al espacio.

Otras aplicaciones

En 1977, en el Observatorio Yerkes , se utilizó un pequeño telescopio Schmidt para obtener una posición óptica precisa de la nebulosa planetaria NGC 7027 para permitir la comparación entre fotografías y mapas de radio del objeto.

A principios de la década de 1970, Celestron comercializó una cámara Schmidt de 8 pulgadas. La cámara estaba enfocada en la fábrica y estaba hecha de materiales con bajos coeficientes de expansión, por lo que nunca necesitaría enfocarse en el campo. Los primeros modelos requerían que el fotógrafo cortara y revelara fotogramas individuales de una película de 35 mm, ya que el soporte de la película solo podía contener un fotograma de la película. Se produjeron alrededor de 300 cámaras Celestron Schmidt.

El sistema Schmidt fue popular, utilizado a la inversa, para sistemas de proyección de televisión , en particular el diseño Advent de Henry Kloss . Los proyectores grandes de Schmidt se utilizaron en los teatros, pero se hicieron sistemas tan pequeños como de 8 pulgadas para uso doméstico y otros lugares pequeños.

Diseños derivados

Schmidt sin lentes

En la década de 1930, Schmidt notó que la placa correctora podría reemplazarse con una apertura simple en el centro de curvatura del espejo para una cámara lenta (relación f numéricamente alta). Este diseño se utilizó para construir un modelo funcional a escala 1/8 del Palomar Schmidt, con un campo de 5 °. A esta configuración se le ha dado el retrónimo "Schmidt sin lentes".

Schmidt – Väisälä

Yrjö Väisälä diseñó originalmente una "cámara astronómica" similar a la "cámara Schmidt" de Bernhard Schmidt, pero el diseño fue inédito. Väisälä lo mencionó en notas de conferencia en 1924 con una nota al pie: "plano focal esférico problemático". Una vez que Väisälä vio la publicación de Schmidt, rápidamente resolvió el problema de aplanamiento de campo en el diseño de Schmidt colocando una lente doblemente convexa ligeramente delante del soporte de la película. Este sistema resultante se conoce como: cámara Schmidt – Väisälä o, a veces, cámara Väisälä .

Baker – Schmidt

En 1940, James Baker de la Universidad de Harvard modificó el diseño de la cámara Schmidt para incluir un espejo secundario convexo, que reflejaba la luz hacia el primario. Luego, la placa fotográfica se instaló cerca de la primaria, de cara al cielo. Esta variante se llama cámara Baker-Schmidt.

Baker – Nunn

Una de las cámaras Baker - Nunn utilizadas por el programa de seguimiento de satélites del Smithsonian

El diseño de Baker – Nunn, de Baker y Joseph Nunn , reemplaza la placa correctora de la cámara Baker-Schmidt por una pequeña lente correctora triple más cercana al foco de la cámara. Se utilizó una película de 55 mm de ancho derivada del proceso cinematográfico Cinemascope 55. El Observatorio Astrofísico Smithsonian utilizó una docena de cámaras Baker-Nunn f / 0,75 con aperturas de 20 pulgadas, cada una con un peso de 3,5 toneladas, incluida una montura de eje múltiple que le permite seguir satélites en el cielo , para rastrear satélites artificiales desde junio de 1958 hasta mediados de -1970.

Mersenne – Schmidt

La cámara Mersenne-Schmidt consta de un espejo primario paraboloidal cóncavo, un espejo secundario esférico convexo y un espejo terciario esférico cóncavo. Los dos primeros espejos (una configuración Mersenne) realizan la misma función que la placa correctora del Schmidt convencional. Esta forma fue inventada por Paul en 1935. Un artículo posterior de Baker presentó el diseño de Paul-Baker, una configuración similar pero con un plano focal plano.

Schmidt – Newton

La adición de un espejo secundario plano a 45 ° del eje óptico del diseño de Schmidt crea un telescopio Schmidt-Newtoniano .

Schmidt – Cassegrain

La adición de un espejo secundario convexo al diseño de Schmidt que dirige la luz a través de un orificio en el espejo primario crea un telescopio Schmidt-Cassegrain .

Los dos últimos diseños son populares entre los fabricantes de telescopios porque son compactos y utilizan una óptica esférica simple.

Lista de cámaras Schmidt

Una breve lista de cámaras Schmidt notables y / o de gran apertura.

Cámaras Schmidt grandes seleccionadas por año
Observatorio Abertura Años) Nota
Observatorio Palomar 46 cm 1936 primero en América del Norte
Observatorio Palomar 122 cm 1948 el telescopio Samuel Oschin
Observatorio de Hamburgo 80 cm 1954 Trasladado al Observatorio de Calar Alto en 1974
Observatorio Karl Schwarzschild 134 cm 1960 Mayor apertura
Observatorio Konkoly 60 cm 1962 en Piszkéstető, Hungría
Observatorio Kvistaberg 100 cm 1963 El más grande de Escandinavia
Observatorio La Silla 100 cm 1971 ESO
Telescopio Schmidt del Reino Unido 120 cm 1973 En el Observatorio Siding Spring en Australia
Fotómetro Kepler 95 cm 2009 Más grande en el espacio

Ver también

notas y referencias

Otras lecturas

enlaces externos