Telescopio Maksutov - Maksutov telescope

Un telescopio Maksutov-Cassegrain de 150 mm de apertura

El Maksutov (también llamado " Mak ") es un diseño de telescopio catadióptrico que combina un espejo esférico con una lente de menisco débilmente negativa en un diseño que aprovecha que todas las superficies son casi "esféricamente simétricas". La lente negativa suele ser de diámetro completo y se coloca en la pupila de entrada del telescopio (comúnmente llamada "placa correctora" o " carcasa correctora de menisco "). El diseño corrige los problemas de aberraciones fuera del eje , como la coma, que se encuentran en los telescopios reflectores, al mismo tiempo que corrige la aberración cromática . Fue patentado en 1941 por el óptico ruso Dmitri Dmitrievich Maksutov . Maksutov basó su diseño en la idea detrás de la cámara Schmidt de usar los errores esféricos de una lente negativa para corregir los errores opuestos en un espejo primario esférico . El diseño se ve más comúnmente en una variación de Cassegrain , con un secundario integrado, que puede usar elementos totalmente esféricos, lo que simplifica la fabricación. Los telescopios Maksutov se venden en el mercado de aficionados desde la década de 1950.

Invención

Dmitry Dmitrievich Maksutov

Dmitri Maksutov puede haber estado trabajando con la idea de emparejar un espejo primario esférico junto con una lente de menisco negativo ya en 1936. Sus notas de esa época sobre la función de los espejos Mangin , un reflector de foco catadióptrico temprano que consta de una lente negativa con plateado en la parte posterior, incluya un boceto de un espejo Mangin con la parte del espejo y la lente negativa separados en dos elementos. Maksutov parece haber retomado la idea de nuevo en 1941 como una variación de un diseño anterior que combinaba un espejo esférico con una lente negativa, la " cámara Schmidt " de 1931 de Bernhard Schmidt . Maksutov afirmó haber tenido la idea de reemplazar la compleja placa correctora de Schmidt por una "placa correctora de menisco" totalmente esférica mientras viajaba en un tren de refugiados de Leningrado. Se describe que Maksutov patentó su diseño en mayo, agosto u octubre de 1941 y construyó un prototipo de estilo "Maksutov- Gregoriano " en octubre de 1941. A Maksutov se le ocurrió la idea única utilizando un "corrector acromático", un corrector hecho de un solo tipo de vidrio con una forma de menisco negativo débil que se apartó de la forma simétrica esférica concéntrica pura para corregir la aberración cromática.

En 1941 también se patentaron diseños de telescopios de menisco independientes similares: Albert Bouwers (su telescopio de menisco concéntrico de 1941 ), K. Penning y Dennis Gabor (un diseño catadióptrico no monocéntrico). El secreto de la guerra impidió que estos inventores conocieran los diseños de los demás, lo que llevó a que cada uno fuera un invento independiente.

Diseños derivados

El diseño de 1944 de Maksutov fue el primer diseño de telescopio de menisco publicado y se publicó en el Journal of the Optical Society of America, muy leído . Esto llevó a los diseñadores profesionales y aficionados a experimentar casi de inmediato con variaciones, incluidos los diseños de cámaras newtonianas , cassegrain y de campo amplio.

Maksutov – Cassegrains

Hay muchos diseños de Maksutov que usan una configuración Cassegrain , montando un espejo secundario convexo cerca del foco del espejo primario . La mayoría de los tipos utilizan correctores de apertura total y, por lo tanto, no son muy grandes, ya que la placa correctora rápidamente se vuelve prohibitivamente grande, pesada y cara a medida que aumenta la apertura, con tiempos de enfriamiento muy largos para alcanzar un rendimiento óptico óptimo. La mayoría de los fabricantes comerciales suelen detenerse en 180 mm (7 pulgadas).

Gregory o "mancha" Maksutov – Cassegrains

Camino de luz en un típico "Gregory" o "spot" Maksutov – Cassegrain.

Las notas de diseño de Maksutov de 1941 exploraron la posibilidad de una construcción tipo Cassegrain 'plegada' con una "mancha" plateada secundaria en el lado convexo del menisco frente al espejo primario . Pensó que esto crearía un sistema óptico sellado y resistente adecuado para su uso en escuelas. Este diseño apareció comercialmente en el telescopio Questar de Lawrence Braymer de 1954 y en la patente competidora del diseñador de PerkinElmer John Gregory para un Maksutov-Cassegrain. El uso comercial de diseño de Gregory se reservó expresamente Perkin-Elmer, pero fue publicado como un telescopio de aficionado de diseño en una edición de 1957 de Sky and Telescope en f / 15 y F / 23 variaciones. La mayoría de los Maksutov fabricados hoy en día son de este tipo de diseño 'Cassegrain' (llamado "Gregory-Maksutov" o "Spot-Maksutov") que utilizan superficies totalmente esféricas y tienen, como secundario, una pequeña mancha aluminizada en la cara interior de la corrector. Esto tiene la ventaja de simplificar la construcción. También tiene la ventaja de fijar la alineación del secundario y elimina la necesidad de una 'araña' que causaría picos de difracción. La desventaja es que, si se utilizan todas las superficies esféricas, dichos sistemas deben tener relaciones focales superiores a f / 15 para evitar aberraciones. Además, se pierde un grado de libertad para corregir el sistema óptico cambiando el radio de curvatura del secundario, ya que ese radio es el mismo que el de la cara posterior del menisco. El propio Gregory, en un segundo diseño más rápido ( f / 15), recurrió a la asferización de la superficie correctora frontal (o el espejo primario) para reducir las aberraciones. Esto ha llevado a otros diseños con elementos asféricos o adicionales para reducir aún más la aberración fuera del eje. Este tipo de relación focal alta de Maksutov-Cassegrain y un campo de visión más estrecho los hace más adecuados para imágenes lunares y planetarias y cualquier otro tipo de observación donde una vista de campo estrecho de alta potencia es una ventaja, como la resolución de cúmulos globulares compactos y estrellas dobles. .

Meade ETX "spot" Maksutov – Cassegrain.

El tipo astronómico aficionado temprano más notable fue el Questar 3-1 / 2 Maksutov Cassegrain introducido en 1954, un modelo caro y de pequeña producción que todavía está disponible en el mercado de consumo. A mediados de la década de 1970, algunos de los principales fabricantes comerciales introdujeron modelos producidos en serie. Más recientemente, la producción en masa rusa de bajo costo y, últimamente, la china ha hecho bajar aún más los precios. Muchos fabricantes producen actualmente Maksutov-Cassegrain, como por ejemplo Explora la Ciencia , Intes, Intes-Micro, LOMO , Orion Optics , Telescopio Engineering Company (TEC), Vixen , el Meade Instruments 's ETX línea y el Synta Taiwán producen Celestron , Sky- Líneas de telescopios Watcher y Orion .

El diseño spot Maksutov-Cassegrain se ha utilizado ampliamente en aplicaciones militares , industriales y aeroespaciales . Dado que todos los elementos ópticos se pueden fijar permanentemente en alineación y el conjunto del tubo se puede sellar ambientalmente, el diseño es extremadamente resistente. Eso los hace ideales para el seguimiento, la visualización remota y la calibración / puntería de radar , donde los instrumentos están sujetos a entornos severos y altas fuerzas g .

Rutten Maksutov – Cassegrains

Camino de luz en un típico Rutten Maksutov – Cassegrain.

El Rutten Maksutov-Cassegrain (también llamado Rumak o Sigler Maksutov ) tiene un espejo secundario separado montado en la superficie interna del corrector de menisco, a veces similar a las configuraciones de corrector / soporte de espejo que se encuentran en Schmidt-Cassegrains comerciales . Esto proporciona un grado adicional de libertad para corregir la aberración al cambiar la curvatura del corrector y el secundario de forma independiente. Específicamente, permite al diseñador asferizar el secundario para proporcionar un campo plano mucho más amplio que los tradicionales Maksutov puntuales, con menos coma fuera del eje. Montar el secundario en el corrector también limita los picos de difracción. Esta versión lleva el nombre del trabajo del diseñador óptico holandés Harrie Rutten .

Corrector de sub-apertura Maksutov – Cassegrains

Trayectoria de luz en una típica sub-apertura Maksutov – Cassegrain.

Maksutov señaló en sus diseños que en lugar de usar un corrector de apertura total, se podría colocar un pequeño corrector de sub-apertura en el cono de luz convergente del espejo primario y lograr el mismo efecto. En la década de 1980, Dave Shafer y Ralph W. Field presentaron diseños Cassegrain de sub-apertura basados ​​en esta idea. El diseño reduce la masa y el "tiempo de enfriamiento" de un corrector de apertura completa. Tiene los inconvenientes de un tubo abierto sin sellar y requiere un ensamblaje de araña para sostener el espejo secundario y el corrector, lo que inevitablemente afecta la calidad de la imagen a través de artefactos de difracción. Además, dado que la luz atraviesa el corrector dos veces, aumenta el número de superficies involucradas, lo que dificulta lograr una buena corrección de la aberración. Los correctores de sub-apertura Maksutov son fabricados actualmente por los telescopios Vixen , sus modelos VMC (Vixen Maksutov Cassegrain).

Maksutov – Newtonianos

La óptica de Maksutov se puede utilizar en configuraciones newtonianas que tienen una aberración mínima en un amplio campo de visión , con una cuarta parte de la coma de un newtoniano estándar similar y la mitad de la coma de un schmidt-newtoniano . La difracción también se puede minimizar mediante el uso de una relación focal alta con un espejo diagonal proporcionalmente pequeño montado en el corrector, lo que permite que este diseño logre un contraste y una calidad de imagen cercana a la de los refractores de alta gama sin obstrucciones (aunque con algunas viñetas cuando se usan fotográficamente). Al igual que el Maksutov-Cassegrain, el diámetro total del sistema óptico es limitado debido a la masa de la placa correctora. Synta Taiwan produce actualmente una versión de 190 mm bajo la marca Sky-Watcher al igual que Explore Scientific con una versión de 152 mm diseñada en colaboración con el astrónomo David Levy .

Cámaras Maksutov

El sistema Maksutov se puede utilizar en un tipo (raro) de diseño de cámara astronómica de campo ultra amplio de enfoque principal similar a la cámara Schmidt . Al igual que la cámara Schmidt, la cámara Maksutov tiene un plano focal curvo.

Ver también

Referencias

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enlaces externos