Refractores

Desde telescopios de lentes clásicos hasta apocromáticos: aquí encontrará un breve resumen de todos los tipos de telescopios más relevantes.

Un tubo largo y fino que apunta al cielo con el ocular en el extremo inferior. ¿Son los telescopios así realmente? Bueno… Así es como la mayoría de la gente se los imagina. Pero, tras esa apariencia tan bonita esconden grandes habilidades. Aquí las explicamos.

Existen estos dos tipos de telescopios de lentes:

• Telescopio Galilei
• Telescopio Kepler

Ambos presentan una estructura sencilla. El sistema Galilei consta de una lente convergente en la parte delantera y una lente divergente en la parte trasera. Esta composición se usa sobre todo en prismáticos de ópera. Como la pupila de salida se encuentra dentro del tubo (es decir, delante de la lente dispersora), el campo visual es pequeño y borroso por los bordes. Está pensado para pocos aumentos. La ventaja es que ofrece una imagen del derecho.

Este instrumento también se denomina telescopio astronómico. Al igual que el Galilei, en la parte delantera tiene una lente convergente. Sin embargo, detrás tiene otra lente convergente, que funciona como ocular. El telescopio de Kepler ofrece la imagen bocabajo. En el punto focal genera una imagen intermedia. El punto focal del ocular coincide con el del objetivo. El ocular, que en este caso es una única lente convergente,  prácticamente ofrece una versión ampliada de la imagen intermedia.

Muchos refractores "normales", sobre todo los de antes, presentan una enorme desventaja: generan fallos de color conocidos como aberraciones ópticas o cromáticas. Eso significa que la luz se fracciona con distinta intensidad en diferentes longitudes de onda. Por ejemplo, la luz azul se fracciona más a través de la lente que la roja.

Este hecho provoca la aparición de molestas franjas de colores alrededor de los objetos que observamos a través del telescopio. Y ese efecto se intensifica con los factores de aumento más altos. Pero eso no es todo... Estas aberraciones cromáticas pueden reducir enormemente el contraste del refractor.

Sin embargo, existía una posibilidad de minimizar este efecto: construir un nuevo telescopio, que se denominó "acromático". En el objetivo lleva no una, sino dos lentes, generalmente de vidrio de pedernal y de corona, que actúan a modo de lente positiva y negativa. Se trata de una lente convexa (curvada hacia fuera) y otra cóncava (curvada hacia dentro).

El índice de refracción (la densidad) y dispersión es diferente en cada una de estas lentes. Esto corrige la mayoría de las aberraciones cromáticas. No obstante, puede parecer una pequeña franja, también conocida como "espectro secundario". A consecuencia de esto, los desarrolladores ópticos crearon el denominado "apocromático", Que, mediante la combinación de una tercera lente, consigue eliminar el espectro secundario, lo que significa que esta óptica es cromáticamente pura.

Los acromáticos representan el diseño clásico y más extendido de los telescopios de lentes actuales. En el objetivo llevan no una, sino dos lentes, generalmente de vidrio de pedernal y de corona, que actúan a modo de lente positiva y negativa.

En el mercado existen sobre todo dos tipos de apocromáticos:

• ED de doble lente
• ED de triple lente

Los apocromáticos ED son sistemas disponibles con dos o tres lentes. Las lentes siempre están hechas de vidrio ED, que garantiza la corrección de las aberraciones cromáticas en el conjunto de la óptica. Los apocromáticos ED de doble lente reducen las aberraciones cromáticas considerablemente, pero no consiguen eliminarlas por completo. Por ese motivo, algunos aficionados a la astronomía prefieren denominar este tipo de telescopios semiapocromáticos.

Mientras que los dos sistemas anteriores se consideran semiapocromáticos, este es un sistema apocromático completo. Normalmente consta de tres lentes, que eliminan toda aberración cromática.

Desde hace un tiempo también se comercializan algunos denominados superapocromáticos. Se trata de refractores que constan de cinco lentes diferentes distribuidas generalmente en dos grupos. El primero de ellos está formado por tres lentes y realiza la misma función que un apocromático triple. El otro grupo, compuesto por dos lentes, corrige la curvatura del campo visual para garantizar astrofotos perfectas.

Los telescopios designados como apocromáticos con objetivo de doble lente presentan un objetivo que integra dos lentes. Dicha designación no diferencia entre los semiapocromáticos y los apocromáticos de dos lentes.

El segundo elemento suele ser un vidrio ED (de dispersión extra baja). Pese a ello, aún pueden percibirse pequeñas aberraciones cromáticas, ya que este tipo de fallos solo pueden evitarse con diseños totalmente apocromáticos de triple lente.

Los apocromáticos con tres lentes también se conocen como apocromáticos completos, ya que su construcción corrige casi todas las indeseables aberraciones cromáticas. Gracias al uso de diferentes tipos de vidrio e índices de refracción, logran corregir el espectro secundario, es decir, el error cromático residual. Los apocromáticos de triple lente reducen los fallos de color casi por completo y ofrecen una imagen no solo clara y neutra, sino también con un contraste particularmente alto.

Este apo consta de dos lentes que van pegadas entre sí, de las cuales una está hecha de vidrio de fluorita. Funcionan igual que un ED.

Existe otro método para reducir las aberraciones cromáticas en los refractores: elegir un refractor con una relación de apertura lo más grande posible. lo que significa que En estos casos la distancia focal tiene que ser larga, porque así se reduce también la aberración cromática residual. No obstante, existe la siguiente fórmula: la distancia focal de un acromático tiene que ser 15 veces el diámetro de su objetivo para ofrecer una imagen correcta y cromática mente pura. Pero, en un refractor de 100 mm esto equivaldría a una distancia focal de 1500 mm (f = 1:15). Y el refractores todavía más grandes, la distancia focal tendría que ser todavía más larga.

Como el resultado serían unos refractores demasiado largos e impracticables, normalmente se evitan estructuras con semejantes longitudes. La siguiente fórmula ofrece una solución intermedia:

Distancia focal en mm = Apertura en cm2/0,1

Pongamos por ejemplo un refractor con apertura de 100 mm que, por ende, tiene una distancia focal de (apertura en cm)2 = (10cm)² = 100 cm = 1000 mm.

El refractor de 100 mm tendría entonces una distancia focal de 1000 mm, mientras que un instrumento de 120 mm contaría con una distancia focal de poco menos de 1500 mm.

¿Qué hay que hacer cuando tenemos un telescopio de lentes que solo genera una aberración cromática? ¿Lo tiramos y compramos otro? No, por suerte no hace falta llegar a ese extremo... Hay soluciones.

Si el problema se reduce a una franja de color mínima, puede usar un filtro negativo violeta, que atenúa la sombra azulada y al mismo tiempo aumenta el contraste. Pero la imagen resultante no es neutra del todo, sino ligeramente amarillenta. Pese a ello, los detalles ganan protagonismo.

Los filtros negativos violetas son una solución clásica, pero existen otras alternativas que prestan el mismo servicio.

El filtro Fringe-Killer de Baader está especialmente diseñado para este fin. Bloquea aproximadamente el 50 % de la luz azul y deja pasar la roja y la verde. Gracias a su inteligente diseño, la perdida de luz se reduce a tan solo un 12 %. Así que estos filtros también son fiables en refractores pequeños.

Hay otro filtro denominado semiAPO. La verdad es que el nombre suena genial, pero ¿funciona el filtro igual de bien? Con un refractor de corta distancia focal, de, por ejemplo, 500 mm, veremos una espesa franja azul alrededor de los objetos más luminosos. Sin embargo, al acoplar un filtro semiAPO al ocular ese halo desaparece. La imagen obtenida es más neutral que con un Fringe-Killer. Eso sí, con los semiAPO la pérdida de luz es más grande, de aproximadamente un 30 %. Lo bueno es que los astros se ven particularmente neutros. Para un refractor pequeño es mejor optar por un Fringe-Killer, si bien para refractores a partir de 100 - 120 mm también puede usar un filtro semiAPO.

Los refractores son unos instrumentos maravillosos cuando están cromáticamente bien corregidos. No obstante, un refractor grande y luminoso siempre será relativamente más caro y voluminoso. Aquí puede echar un vistazo a los telescopios de espejos.