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Las Majadas 2012
Fiesta de las estrellas Las Majadas 2012
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Fin de semana de observación astronómica y naturaleza. Un evento abierto a todos, con actividades para toda la familia. No se requiere experiecia previa.

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LPOD
En el LPOD del 30 abril 2012, "La Luna en Español" Charles Wood comenta esta web.
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En BloGeo, el Blog de la Facultad de Ciencias Geológicas de la UCM, también comentan esta web: "Observar el cielo" con Patricio Domínguez

Y en el Blog Ciência e Tecnologia (Brasil): A Lua Em Espanhol

 

 

Técnicas

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Colimación de telescopios Schmidt-Cassegrain

Colimar un telescopio no es más que ajustar sus ópticas, alineando sus ejes ópticos, para que su rendimiento sea óptimo. Un telescopio bien colimado ofrecerá imágenes contrastadas y agradables a la vista. Colimar uno de estos telescopios es algo que a muchos usuarios les intimida y simplemente no lo realizan. Sin embargo, es un procedimiento sencillo que debería ser rutinario.

¿Estará mi telescopio descolimado?

Si no lo sabes, en el mejor de los casos posiblemente no tendrá una buena colimación. Cuando nos acostumbramos a usar un telescopio concreto, enseguida notaremos si la imagen no es todo lo buen que debiera. En ocasiones, el problema no serán ajustes del telescopio sino de las condiciones de observación. Durante una noche con malas condiciones atmosféricas, con turbulencias, o si el telescopio no está aclimatado correctamente, la imagen no será buena.

Cuando desenfocamos la imagen de una estrella brillante, veremos un disco luminoso con una mancha circular central que no es más que la sombra del espejo secundario.

Buen Seeing

Cuando hay mal seeing la imagen de una estrella puede ser bamboleante  o simplemente por mucho que intentemos enfocar no conseguiremos que la estrella sea puntual. Por lo general, con mal seeing, una estrella desenfocada no tiene forma de disco sino de margarita, con espinas cambiantes, muy móviles. En estas condiciones no podremos realizar una colimación fina, pues incluso a medios aumentos nos costará ver las asimetrías (aunque como explico más adelante, con una cámara y un software adecuado se puede lograr)

mal seeing

¿cuando colimar?

Cuando lo necesites.

No te preocupes, la experiencia te dirá cuando debes hacerlo. No te obsesiones con la colimación o no observarás pero no la descuides o no observarás imágenes con la calidad que tu telescopio es capaz de ofrecer.

Cuando tengas el hábito de usar tu telescopio Schmidt-Cassegrain durante la observación normal te darás cuenta de si necesitas un reajuste. De hecho, creo que cada vez que enfoco un objeto, de manera inconsciente y automática, compruebo si la colimación me resulta aceptable y si no lo es, sin darle mayor importancia, reajusto los tornillos de colimación sobre la marcha.

En cualquier caso, no está de más comprobar la colimación cada vez que el telescopio haya viajado. Hazlo cuando el telescopio esté aclimatado. Es buena costumbre que lo primero que hagas al llegar al lugar de observación sea sacar el tubo para que empiece a aclimatarse incluso antes de instalar la montura.

Estructura de un telescopio Schmidt-Cassegrain

Los telescopios Schmidt-Cassegrain tienen un espejo primario esférico que para enfocar se desliza sobre un tubo central. Para corregir las aberraciones de ese espejo esférico se usa la placa Schmidt, que es una lámina delgada de vidrio óptico con una sección compleja, pero que resulta ser muy fácil de fabricar. En el centro de la placa Schmidt se encuentra el soporte del espejo secundario con una apantallamiento interior en forma de vaso. El espejo secundario es convexo y va montado sobre un soporte que oscila sobre un tetón central, que se sujeta a la base mediante los tres tornillos de colimación. Desde el exterior del telescopio se pueden apretar y aflojar esos tornillos. Nunca los aflojaremos demasiado y nunca los apretaremos con fuerza. Su función es la de retener un espejo muy liviano a la vez que permiten regular su inclinación.

En algunos SCT hay un cuarto tornillo central que sujeta el espejo secundario. Nunca lo aflojaremos.

Colimación de un telescopio Schmidt-Cassegrain

En un Schmidt-Cassegrain la colimación se realiza basculando el espejo secundario y para lograrlo aflojaremos y apretaremos los tres tornillos de colimación. La colimación la realizaremos fundamentalmente apretando los tornillos y no aflojandolos. Si alcanzamos ese punto en el que no podemos seguir apretando un tornillo, aflojaremos un poco los otros dos y continuaremos apretando el tercer tornillo. Nunca forzaremos nada.

En los tubos antiguos, como mi Celestron C8 naranja, los tres tornillos de colimación tenían una cabeza Allen en los que podíamos dejar sendas llaves Allen puestas en ellos mientras observabamos la forma de la estrella que usamos para colimar. Estirando el brazo alcanzábamos las llaves Allen y ajustabamos la colimación. A esas llaves les ponía un poco de cinta aislante blanca, en forma de banderola, de manera que si se caían al suelo podria localizarlas. Sin esa banderola una llave Allen pequeña -que no es más que un alambrito- se confunde con la hierba y se pierde facilmente.

En los tubos más modernos, Celestrón cambió los tornillos Allen por otros de cabeza Philips. Ahora para colimar había que blandir en la noche un atornillador de estrella bien cerquita de la placa Schmidt y nunca atinábamos a colocar el atornillador en su sitio.

En mis telescopios he cambiado esos tornillos por otros con pomos de manera que no necesito herramientas para colimar. En la siguiente imagen se ven los tres tornillos Bob's Knobs de colimación del espejo secundario que sustituyen a los tornillos originales de cabeza Philips de mi C11. Estos tornillos permiten la rápida colimación a mano, sin necesidad de usar herramienta.

 

CGE_Bobs_Knobs_006

 

Usa la herramienta adecuada

Los tornillos de colimación de los SCT modernos usan tornillos Phillips (normalmente llamados "de estrella"), y necesitan un atornillador Phillips de la medida adecuada (típicamente PH1 o PH2, prueba la adecuata para tu telescopio). En cualquier caso, no uses atornilladores Pozidriv (PZ) que se parecen a los Philips, ni uses esos atornilladores philips de pésima calidad que venden en los bazares de todo a cien.

Con la herramienta adecuada no dañarás la cabeza de los tornillos.

.Ph-Pz

En cualqueri caso, considera la sustitución de los tornillos por Tornillos con roseta como los Bob's Knobs y no necesitarás herramientas para colimar.

¿Con diagonal o sin diagonal?

Pues yo colimo con el aparataje con el que voy a observar. Si uso diagonal mientras observo, pues con diagonal. Si no la uso –por ejemplo cuando hago fotografía- pues sin ella.

Lo que no hago es colimar con el visor binocular puesto, lo retiro y en su lugar uso un ocular adecuado. En un visor binocular no es posible centrar la estrella.

Procedimiento para la colimación

Busca una estrella adecuada y centrala en el campo visual del ocular. Es deseable que sea brillante y que esté alta, bien alejada del horizonte. Para reducir los efectos de una atmósfera turbulenta mejor si está en el cenit.

La colimación se suele abordar en tres etapas sucesivas: a bajos, medios y altos aumentos. La primera desenfocando generosametne, la segunda ligeramente desenfocado y la tercera a foco. Las siguientes imagenes son simulaciones aproximadas de lo que veremos en cada caso.

1.- Primera fase: a bajos aumentos y estrella desenfocada

A bajos aumentos elegimos una estrella brillante, la centramos y la desenfocamos mucho. Veremos un disco luminoso con una sombra circular (la sombra del secundario) en su interior. Si la colimación es incorrecta la sombra aparecerá descentrada, más próxima al borde por un lado que por el otro. Ahora vamos a centrarla y lo haremos apretando alguno o algunos de los tornillos de colimación.


bajo aumento

¿Qué tornillo he de tocar?

Cuando miremos por el ocular, la verdad es que nos sentiremos desorientados y no estemos seguros de que tornillo debemos tocar.  Hay un truco que nos facilitará mucho la tarea. Por la boca del tubo asomaremos la mano, así veremos los efectos de la sombra de la mano en la imagen de una estrella. Entonces deslizaremos la mano por la boca del tubo hasta en la imagen se sitúe en ese punto del borde del disco luminoso en el que la sombra del secundario se encuentra más cercano. Ahora, mirando la boca del tubo tocaremos el tornillo o tornillos que se encuentren más cercanos a la mano.

mano

Para colimar, la estrella ha de estar centrada en el campo visual. Cada vez que toquemos algún tornillo de colimación la estrella se descentrará y deberemos mover el tubo del telescopio hasta que vuelva a aparecer en el centro del campo visual.

Los tornillos se aprietan mediante giros muy pequeños. Poco a poco. En esta primera fase es posible que los giremos hasta 1/8 de vuelta cada vez que lo tocamos pero, en las fases finales, apenas acariciaremos el tornillo con giros de 1/32 de vuelta o menos.

Cuando a bajos aumentos veamos la sombra del espejo secundario centrado en el disco desenfocado de la estrella pasaremos a la segunda fase

 

2.- Segunda fase: aumentos medios y estrella ligeramente desenfocada.

Centraremos en el campo visual una estrella brillante y la desenfocaremos ligeramente hasta que veamos una serie de anillos concéntricos (son los anillos de Fresnel, unas figuras de difracción y no el disco de Airy). Si el telescopio está bien colimado veremos los anillos centrados y un puntito central brillante en el centro de una zona más oscura.  Si el punto no está centrado del todo o si los anillos no fueran más que arcos amontonados a un lado del punto nuestro telescopio necesitará ser colimado.

Fresnel

Como en el caso anterior asomaremos la mano por la boca del tubo para localizar el tornillo a tocar y lo giraremos un poco, no más de un 1/16 de vuelta. Centraremos la estrella y comprobaremos si hemos corregido la asimetría de su patrón de anillos. Si aún estuviera descentrado el puntito luminoso, seguiremos tocando tornillos.

Fresnel-mano

 

3.- Tercera fase: altos o muy altos aumentos y estrella enfocada.

A muy altos aumentos, al menos x300 y mejor aún x500 o más, seremos capaces de ver el disco de Airy y el patrón de anillos de difracción. Si el telescopio está colimado el patrón será simétrico. Esta fase sólo la podremos realizar una noche de buenas condiciones atmosféricas, de buen seeing o en su defecto mediante una estrella artificial. En esta fase, los tornillos de colimación apenas los giraremos. Debemos tener la sensación de que simplemente los tensamos un poquito. Cada vez que toquemos un tornillo siempre recentraremos la imagen de la estrella en el campo visual.

Airy

 

Recuerda:

- Usa una estrella brillante y que se encuentre alta, alejada del horizonte
- Centra la estrella cada vez que toquemos los tornillos de colimación
- Para colimar los tornillos se aprietan. Si no podemos apretar más, destensamos los otros dos tornillos un poquito.
- Los tornillos de colimación se giran muy poco cada vez, dependiendo de las necesidades desde 1/8 de vuelta hasta tan sólo tener la sensación de que lo hemos tensado un poco.
- No fuerces nada.
- Si aflojas demasiado un tornillo de colimación, lo retirarás. Nunca retires los tres o el espejo secundario se caerá.

Colimación para fotografía

Normalmetne colimo mediante observación visual como he descrito antes. Sin embargo, cuando quiero fotografiar con mi telescopio utilizo un ordenador conectado a la montura, el software Metaguide que describo en otro artículo de esta misma Web (Notas rápidas de uso de Metaguide) y una de mis cámaras DMK.

Una gran ventaja de Metaguide es que podemos realizar colimaciones muy aceptables incluso con condiciones mediocres de seeing pues el programa es capaz de apilar varias imágenes individuales, promediandolas y así mejorar la imagen a analizar de la estrella.

Con Metaguide sabremos que tornillo de colimación tocar pero si tenemos activado el sistema de autoguiado además recentrará automáticamente la estrella.

¿Colimadores láser para SC?

La respuesta rápida es que los colimadores láser en telescopios Schmidt-Cassegrain no funcionan. Si bien, hay unos colimadores específicos para estos telescopios que en efecto pueden ayudar a colimar, al menos como sustitutos de la primera fase o incluso de la segunda. El motivo es que en un SCT bien colimado (con los ejes ópticos alineados), por motivos estructurales de contrucción, sus elementos ópticos pueden no estar mecánicamente centrados. Si centramos esos elementos descolimaremos el telescopio.

Por ejemplo, Hotech ofrece HOTECH SCA Laser Collimator, un modelo de colimador láser para SCT que se inserta en el portaocular y que se basa en un láser que incide en el espejo secundario y su retorno incide en una pantalla diagonal visible desde el exterior. No es muy diferente de un colimador láser convencional de los que se usan en telescopios newtonianos, pero la gracia está en que la primera vez que lo usemos deberemos calibrarlo, para ello el telescopio ha de estar perfectamente colimado y tras instalar el colimador y encenderlo, marcaremos con un lápiz o rotulador en la pantalla la posición exacta del retorno del láser. En sucesivas ocasiones moveremos el secundario hasta colocar el retorno del láser en su marca. Por supuesto, el colimador debe ser colocado en una posición concreta -sin girar- que marcaremos y cada telescopio tendrá su propia marca.

La misma empresa fabrica el HOTECH Advanced CT Laser Collimator, un colimador láser muy especial con un precio supera los 400€. y que simula los rayos de luz paralelos procedentes de una estrella Se trata de una pantalla con tres emisores láser y un cuarto para poder colocar el dispositivo en la posición correcta. Su funcionamiento se explica en este video.

Hay otros colimadores basados en proyección de una imagen sobre una pantalla situada a unos metros de distancia, pero creo que una estrella, aunque sea artificial permite lograr mejores colimaciones y si vamos a hacer fotografía, Metaguide es realmente eficaz.

Uso de filtros

Los anillos de Fresnel se ven bien casi en cualqueri condición, pero para ver el pequeño disco de Airy y sus anillos de difracción hacen falta muchos aumentos y estabilidad atmosférica. El uso de filtros puede mejorar la visualización del disco de Airy de dos maneras diferentes:

1.- Reduciendo los efectos de un mal seeing: la dirección de los rayos de luz de longitud de onda larga se ve menos afectada por la turbulencia que los de longitud de onda más corta. Usando un filtro rojo tendremos una reducción notable de los efectos perniciosos del mal seeing en nuestra imagen.

2.- Reduciendo la dispersión de la luz en la atmosfera: la luz se dispersa más cuando atraviesa la atmósfera en ángulos muy bajos que cuando lo hace casi desde la vertical. La imagen de una estrella afectada por dispersión de la luz las imágenes formadas por longitudes de onda largas se sitúan en un extremo y las de longitudes de onda más corta en el opuesto. Usando un filtro estrecharemos la banda observable y aumentará la calidad de la imagen

En general, un filtro rojo o naranja será adecuado para reducir los efectos del mal seeing. Lo ideal sería usar luz monocromática pero podríamos tener problemas para percibir los anillos de difracción, por eso podríamos intentar también con un filtro verde. Los filtros rojos, naranjas y amarillos que se usan en observación planetaria suelen ser filtros de paso bajo, mientras que los verdes y azules suelen ser de paso de banda. En este sentido un filtro baader Solar Continuum podría resultar ideal.

Como regla general, hay que hacer balance entre la selección de una banda estrecha, longitud de onda larga y percepción. Si tenemos una colección de filtros sería interesante probar y elegir el que mejor se adapte a nuestras necesidades.

Truco para comprobar si un telescopio Schmidt-Cassegrain está muy descolimado

Con el tubo casi horizontal y situandonos a unos 3 ó 4 metros de la boca del telescopio(o incluso algo más, depende del tamaño del telescopio) , miraremos de frente al tubo, con un único ojo y entonces oscilaremos la cabeza arriba y abajo, derecha e izquierda hasta que situemos nuestro ojo justo enfrente del telescopio, en su eje óptico principal.

Si está medianamente colimado veremos que todos los elementos son concéntricos (borde externo del telescopio, borde del espejo primario, pantalla del espejo secundario y sus reflejos incluyendo el espejo secundario y hasta la pupila de salida del ocular).

Si vemos que los elementos no son concéntricos seguramente habrá descolimación. Sin embargo, podría darse el caso de que el soporte del secundario hubiese sido montado de manera excéntrica y aún así, que el telescopio estuviera bien colimado. Debemos conocer nuestro telescopio, pero este procedimiento es una buena guia general.

En las salidas habituales de observación con compañeros y sobre todo en las star-parties , suelo revisar de esta manera muchos telescopios y ocasionalmente comento a sus propietarios acerca de la colimación de sus telescopios. He encontrado que, a pesar de que la colimación es una rutina sencilla, muchos telescopios jamás son colimados.


Enlaces

Enlaces externos sobre colimación

http://legault.perso.sfr.fr/collim.html

http://skywatch.brainiac.com/collimation.pdf

http://uncle-rods.blogspot.com.es/2010/10/sct-collimation-new-fangled-way.html

http://www.sctscopes.net/SCT_Tips/Maintenance/Collimation/collimation.html

http://www.astromart.com/articles/article.asp?article_id=548


Enlaces internos relacionados

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Junio 2011

Patricio Domínguez

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