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NEWTONIANOS
Aunque fué Newton el primero en construir un reflector en 1668, el diseño ya había sido planteado por otros científicos antes que él (Marin Mersenne en 1636 y James Gregory en 1663) aunque ninguno de ellos lo llevó a cabo. En 1671 Newton construyó un segundo prototipo, el cual aún existe, y desde entonces a este diseño óptico se le conoce con el nombre de telescopio Newtoniano.
Su diseño óptico está basado en dos espejos compuestos por un primario que es un paraboliode de forma concava, en el que se refleja la luz incidente al foco y un secundario plano inclinado 45º que desvia el haz a un lado del tubo donde se consigue el foco.
La principal aberración que presentan los newtonianos es la aberración de coma , y esto hace que el campo útil de los mismos es a veces muy limitado, sobre todo en los más luminosos (bajo número f). El diámetro de la región en milímetros donde dicha aberración es menor a un 1/4l viene dado por,
C = 0.011 · N3, donde N es el número f (f/D) del telescopio
| Número f |
4.5 | 6 | 8 |
| Campo libre de coma en mm | 1 | 2.4 | 5.6 |
Como se puede ver de la anterior tabla el campo en el que el espejo se comporta como de difracción limitada es realmente limitado, incluso para observación visual.
En la parte izquierda de la figura 1 se pueden ver los diagramas de rayos transversales para distitnas posiciones del campo para un 200mm f6 con una obstrucción del 26%. En la parte central de las figuras no existen datos pues corresponde evidentemente a la obstucción de la diagonal. En el eje se puede comprobar como la curva se solapa sobre el eje X equivalente a imágenes libres de aberración, pero que a medida que nos movemos fuera del eje las curvas se vuelven fuertemente cóncavas los que es equivalente a tener una gran cantidad de coma. De la misma figura se puede apreciar que estos telescopios no presentan ni aberración esférica longitudinal ni desviación focal cromática dado que en su diseño no hay elementos refractivos. De los diagramas spot de la figura 2 se deduce lo ya indicado anteriormente: el coma fuera del eje óptico es realmente grande lo que hace a estos telescopios inservibles desde el punto de vista fotográfico, a no ser dentro de unos pocos minutos de arco. En los valores MTF de la figura 3 se puede ver aún mejor como la calidad de la imagen se deteriora de manera notable cuando nos alejamos del eje, sobre el mismo los valores MTF corresponden a los ideales.
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De lo visto anteriormente se desprende que la única manera de obtener un campo útil del orden de un grado o más es mediante la utilización de correctores de campo. Con esta finalidad en los años 30 Frank Ross diseño un corrector originalmente aplicado al reflector de 2.5 m de Mount Wilson formado por tres elementos. No obstante los utilizados en newtonianos de aficionados suelen estar formados por 2 cristales de BK-7 y en este caso los telescopios se les denomina Ross-Newtonianos, concretamente el estudio que sigue corresponde a un Ross-Newtoniano de 200 mm f5.98 con una obstrucción del 26%. Se puede apreciar en los diagramas de rayos transversales de la figura 4 una ligera aberración esférica subcorregida manteniéndose practicamente constante a lo largo de todo el campo (la escala es de un orden de magnitud menor que en el anterior 200 mm f6). La presencia de la aberración esférica unido al hecho de la utilización de elementos refractivos da lugar a la presencia de esfereocromatismo, como también se puede ver en el gráfico de la aberración esférica longitudinal de la figura 4. En los diagramas spot de la figura 5 se puede apreciar que en el eje es visualmente peor que uno clásico, de hecho no llega a ser de difracción limitada, pero fuera del eje es considerablemente mejor pues el tamaño geométrico de la imagen de difracción es prácticamente constante a lo largo de todo el campo y siempre por debajo del valor de 0.025 mm que suele ser considerado como la resolución limite en la mayoria de los casos para las distintas combinaciones de película/turbulencia atmosférica. En el gráfico MTF de la figura 6 se aprecia claramente como los valores MTF son considerablemente mejores fuera del eje para el Ross-Newtoniano que para el newtoniano clásico.
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Los valores de coma serían peores en newtonianos más rápidos y mejores en el caso contrario, pero en cualquiera de los casos la coma siempre estaría presente. En las figuras 7 a 9 se pueden ver visualmente una simulación realística de las imagenes de difracción de un newtoniano clásico 200 mm f6 con una obstrucción del 26%. En las figuras 10 a 12 se representan la simulación de las imágenes de difracción en color realístico para un Ross-Newtoniano de las mismas características que el clásico. En ambos conjuntos de gráficos la escala de los mismos es semejante. Visualmente se parecia lo que se deducia del estudio de todos los gráficos anteriores.
 Figura 7. Imagen de difracción en el eje para un 200 mm f6 |
 Figura 8. Imagen de difracción a 0º.25 del eje para un 200 mm f6 |
 Figura 9. Imagen de difracción a 0º.5 del eje para un 200 mm f6 |
 Figura 10. Imagen de difracción en el eje para un Ross-Newtoniano 200 mm f6 |
 Figura 11. Imagen de difracción a 0º.25 del eje para un Ross-Newtoniano 200 mm f6 |
 Figura 12. Imagen de difracción a 0º.5 del eje para un Ross-Newtoniano 200 mm f6 |
La importancia de la aberración de coma desde el punto de vista fotográfico se puede ver de forma aún mucho más clara en la serie de imágenes que vienen a continuación. En la figura 13 se representa una imagen tomada por el Hubble y que la consideraremos como referencia para estudiar el deterioro de la imagen producida por los dos tipos de newtonianos. Las figuras 14 a 16 estan generedas por síntesis de imagen mediante el programa VOB++ y en ellas estan incluidas las aberraciones del sistema óptico utilizado para generarlas. En este caso corresponde a un newtoniano de 200 mm f6 y con una obstruccción del 26%. Se puede ver que ya a 0º.25 del eje el deterioro de la imagen es considerable y en el límite del campo la imagen se puede considerar inservible. En las figuras 17 a 20 se representan las imágenes producidas por un Ross-Newtoniano de 200 mm f6 y también con un 26% de obstrucción. La diferencia respecto al caso anterior es palpable. Ahora la calidad de la imagen se mantiene a lo largo de todo el campo del telescopio, si acaso se aprecia un ligero deterioro en el borde del mismo. En condiciones reales estoy convencido que la diferencia sería nula debido al enmascaramiento producido por las diferentes turbulencias que afectan al telescopio.
 Figura 13. Marte en un sistema óptico perfecto |
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 Figura 14. Imagen en el eje para un Newtoniano 200 mm f6 |
 Figura 15. Imagen a 0º.25 del eje para un Newtoniano 200 mm f6 |
 Figura 16. Imagen a 0º.5 del eje para un Newtoniano 200 mm f6 |
 Figura 17. Imagen en el eje para un Ross-Newtoniano 200 mm f6 |
 Figura 18. Imagen a 0º.25 del eje para un Ross-Newtoniano 200 mm f6 |
 Figura 20. Imagen a 0º.5 del eje para un Ross-Newtoniano 200 mm f6 |
Sin duda alguna el newtoniano es el telescopio contra el que se comparan todos los demás sistemas ópticos. Es el más sencillo en su construcción y carece la incordiante aberración cromática. Si se utiliza para uso visual la obstrucción del mismo ronda el 20% y ese valor es lo suficentemente pequeño como para que la diferencia en calidad óptica respecto a un apocromático sea mínima. Sin embargo, en mi opinión la colimación de los mismos es crítica para obtener la máxima calidad de imagen, y en este sentido las tolerancias mecánicas de las distintas partes del tubo que sujetan los espejos dejan mucho que desar para mantener un alineamiento correcto y mantenido en el tiempo. Por lo menos esa es mi experiencia a lo largo de los años, y no es raro observar como se pierde la colimación en función de la orientación del tubo.
Como conclusión podriamos indicar cuales son las ventajas e inconvenientes de los reflectores newtonianos.
Ventajas:
Desventajas:
