El telescopio es un instrumento óptico y como tal los elementos constituyentes básicos son los propios de la óptica: lentes y espejos. Una lente es un material transparente limitado por dos caras con una determinada curvatura (aunque una de ellas pueda ser también plana). Un espejo es una superficie lisa que puede ser plana o poseer curvatura y capaz de reflejar prácticamente el 100% de la luz incidente. Lentes y espejos pueden ser convergentes cuando concentran los rayos luminosos y divergentes cuando los separan.

En una lente la luz desvía su trayectoria al pasar a través de ella. Es el fenómeno de refracción, que se produce siempre que la luz pasa de uno a otro medio. En los espejos la luz también cambia de dirección pero, esta vez, reflejándose según un determinado ángulo. Este es el fenómeno de reflexión.

El ángulo con el que la luz se refracta o refleja depende respectivamente del tipo de lente o espejo y precisamente esos tipos vendrán dados por la curvatura con la que hayan sido construidos. Así pues tendremos lentes biconvexas, plano convexas, bicóncavas... y espejos planos, cóncavos y convexos. Además la curvatura puede obedecer a una determinada geomería: circular, parabólica, hiperbólica, etc. y el ángulo de refracción, en el caso de las lentes, al índice de refracción del tipo de material empleado en su construcción.

En el apartado óptico de los telescopios suelen combinarse distintos tipos de estos elementos con un doble objetivo: por una parte el propio de todo telescopio que es el conseguir aumentar la imagen de objetos muy lejanos y, por otro, el de corregir las aberraciones ópticas para conseguir una imagen de calidad. Así pues es habitual la construcción de lentes que son en realidad una conposición de dos o más tipos, o la combinación de lentes y espejos en algunos modelos de telescopios.

Lo que sigue pretende explicar el funcionamiento del telescopio empleando para ello el modelo de lentes por ser más fácil de representar gráficamente, aunque sin dificultad podrá extenderse a un modelo basado en espejos. Con ello se extraerán rápidamente los dos conceptos esenciales de estos instrumentos: la logitud focal (F) y el diámetro del objetivo (D).

Sea lente o espejo su función es la de concentrar en un punto "próximo" la luz (léase imagen) de un objeto distante. A éste primer elemento se le denomina objetivo ó lente -o espejo- principal. La imagen real así obtenida puede ser ampliada con otra lente llamada ocular que podemos considerar que actúa a modo de lupa (pero sin aumentar la imagen, como se verá enseguida).

El ocular se coloca entonces de manera que su foco (punto F2) coincida con la imagen formada por el objetivo. En esta situación el observador recibe una imagen virtual e invertida de igual tamaño que la formada por el objetivo pero, al originarse un gran aumento angular, se ve con mayor detalle.

Ahora bien, si simplemente sutituímos la lente objetivo de la Figura 1 por otra con una distancia focal mayor (ver Figura 2) comprobaremos como la imagen real que se forma es de mayor tamaño que en el primer caso. El ocular sigue cumpliendo exactamente la misma función que antes, pero la imagen que percibirá el observador es más grande.

De aquí se desprende la idea (que se verá más adelante en este mismo tema) de que el aumento que puede proporcionar un telescopio no depende solamente de la longitud focal del ocular empleado, sino también de la longitud focal del propio telescopio (es decir, la de la lente o espejo principal).

Con lo visto hasta ahora parece como si la "capacidad" de un instrumento de este tipo estubiera basada únicamente en la longitud focal del objetivo sin importar para nada el tamaño de éste. Lo cierto es que desde el punto de vista de la potencia esto es realmente así. Pero si tenemos en cuenta que lo que vemos de un objeto cualquiera no es más que la luz que refleja, podemos empezar a pensar que cuanto mayor sea la superficie capaz de captar esa luz más veremos de ese objeto.

Dándole forma a ese razonamiento se llega pronto a la conclusión de que si aumentamos el diámetro de la lente principal (o el espejo) aumentaremos también la capacidad para captar más luz. A ese tamaño del objetivo se le conoce con el nombre de diámetro del objetivo ó abertura. Se representa con la letra D y su dimensión se expresa también en milímetros.

Se observa fácilmente como en el objetivo A la mezcla de colores se produce rápidamente y los colores de partida se muestran sólo en los límites del gradiente. Sin embargo en el objetivo B la mezcla se produce a lo largo de una franja mayor distiguiéndose por mayor tiempo los dos colores originales. También, en la punta del cono de ambas lentes (que correspondería al foco del objetivo), se observa como la mezcla es casi total en el caso A, mientras que todavía se perciben tonos distintos en el caso B. Es por ello que del mismo objeto veremos -por contrastes de ondas de luz- muchos más detalles utilizando un diámetro de abertura mayor como en el objetivo B que utilizando uno como el del A.

Nota: las representaciones gráficas mostradas son sólo intuitivas y no se corresponden con exactitud con la realidad de la óptica de un telescopio.

Existen dos tipos de telescopios: los refractores cuya óptica está basada en el empleo de lentes y los reflectores basados en espejos. Del empleo de uno u otro de estos dos esquemas ópticos, o de su combinación, surgen distintos diseños en su construcción:

Son muchas las características que diferencian a los distintos tipos de telescopios y que les proporcionan diferentes prestaciones, pero existe una que siempre debe tenerse en cuenta: el diámetro del objetivo (D). La razón es simple, cuanta más luz sea capaz de captar un telescopio mejor será la definición de la imagen que proporcione y podrán observarse muchos más detalles, incluso de objetos poco luminosos.

Pero para los aficionados existe un argumento que relativiza el ideal de poseer un telescopio con un mayor tamaño del objetivo: cuanto mayor sea éste más voluminoso y pesado será el telescopio y ello tiene consecuencias inmediatas para su manejo y, sobre todo, para su transportabilidad. Un mayor peso y/o volumen también obliga al empleo de una montura robusta y estable que proporcione el mejor soporte posible al instrumento. Teniendo esto en cuenta y sumando además el resto de características de los distintos telescopios, resulta que la elección de uno u otro no resulta tan sencilla como pueda parecer al principio.

En los siguientes apartados se ofrece una visión general de los tipos de telescopios que podemos encontrar en el mercado y de sus características. Aparecerán algunos conceptos que sólo serán nombrados pero que serán tratados en el apartado Números y Fórmulas del Telescopio, al cual remito al lector para una mejor comprensión de lo que a continuación se expone.

Si la calidad de las lentes es alta estos telescopios ofrecen una gran definición y contraste, haciéndose especialmente aptos para la observación de astros brillantes al tiempo que permiten obtener aumentos relativamente elevados con oculares de focal larga.

Los telescopios refractores son los de más fácil mantenimiento y su facilidad de manejo los hace idóneos para los principiantes.

 Reflectores CASSEGRAIN

Muy similar al newtoniano, en el reflector Cassegrain el espejo plano secundario es sustituido por un espejo convexo hiperbólico que reenvía la luz nuevamente hacia el primario donde, gracias a un orificio practicado en su centro, los rayos convergen en el foco situado en la parte posterior del tubo. El espejo primario es de tipo paraboide.

Debido a la doble reflexión los telescopios Cassegrain tienen distancias focales largas en tubos de muy corta longitud por lo que son muy manejables, además de proporcionar grandes ampliaciones.

Generalmente ofrecen una calidad y precisión óptica indiscutible que los hace aptos para el estudio de las superficies de los planetas y de las estrellas dobles, además de ser idóneos para la fotografía y otros tipos de análisis más complejos.

Por su elaborada óptica y precisión mecánica estos instrumentos son de coste elevado.

 Catadióptricos MAKSUTOV

Toman el nombre del soviético Maksutov (1896-1964), que en 1946 fue el primero en realizarlo. En apariencia y disposición óptica son idénticos a los Schmidt-Cassegrain. La diferencia es que la lente correctora (ver el esquema del Schmidt-Cassegrain) tiene un diseño distinto, más complejo y de mayor calidad que la lente Schmidt. Los Maksutov eliminan tanto las aberraciones cromáticas como las esféricas que puede llegar a apreciarse con telescopios construidos con otras ópticas y la calidad de imagen supera el de cualquier otro esquema óptico.

Se presentan con aberturas a partir de 90 mm. en adelante y gozan -aparte de la calidad de imagen- de las mismas prestaciones que los Schmidt-Cassegrain a cambio de un coste mayor.

El ocular es la pieza óptica formada por no menos de dos lentes montadas en el interior de un barrilete metálico que recoge y amplía la imagen proyectada por el objetivo del telescopio. Aunque es el objetivo del telescopio el que determina la resolución y la calidad de los detalles de la imagen, el ocular es la pieza clave que permite que esa resolución y calidad se hagan perceptibles. A los oculares debe exigírseles tanta o mayor calidad óptica que a la del propio telescopio.

 Diámetros

Por diámetro del ocular se entiende el del barrilete que contiene las lentes y que será colocado en el portaocular del telescopio. Existen tres diámetros estándar en la fabricación de oculares: los de 24,5 mm. y 31,8 mm. propios de la mayor parte de los telescopios de aficionado y los de 50,8 mm. de los telescopios medios y grandes de uso prácticamente profesional.

 Longitud focal y ampliación

Aparte de cumplir con la función principal de proyectar hacia el ojo del observador la imagen recogida por el objetivo los oculares, en función de su longitud focal, proporcionan también imágenes con distintas ampliaciones.

La longitud focal de los oculares va desde 4 mm. (para altísimas ampliaciones) a 60 mm. (para ampliaciones muy bajas). Se observa pués que la ampliación que se consigue con un ocular es inversamente proporcional a su longitud focal: a menor longitud focal mayor ampliación y biceversa.

Aunque se estudiará mejor en el apartado Números y Fórmulas del Telescopio quiero adelantar aquí que si bien los oculares proporcionan el aumento de la imagen este aumento dependerá de la longitud focal (F) del telescopio. Es decir, un mismo ocular aplicado a telescopios de distinta F proporcionará también aumentos distintos.

Por norma general al referirnos al número de aumentos que proporciona un ocular lo hacemos utilizando la siguiente nomenclatura: escribimos el número de aumentos seguidos de una X. De esta manera un ocular que proporciona 100 aumentos lo escribimos 100X.

 Esquemas ópticos

Por otra parte hay en el mercado una amplia gama de oculares con distintos esquemas ópticos, cada uno de ellos adecuado para un cierto tipo de observación. Los más habituales entre los instrumentos de aficionado son los siguientes:

 Extracción pupilar

La extracción pupilar es la distancia a la que hay que mantener el ojo del ocular para percibir todo el campo visivo. Los oculares de poca longitud focal suelen tener una extracción pupilar menor que los de distancia focal mayor.

El que tengamos que acercar más o menos el ojo al ocular para poder ver la totalidad de la imagen parece no tener mucha importancia hasta que nos damos cuenta de que cuanto más pegado está el ojo al ocular más incómoda es la observación, además de lo que este hecho puede suponer para las personas que llevan gafas y que no pueden acercarlo tanto debido a los cristales correctores.

 Pupila de salida

Se llama así al diámetro que tiene el haz de luz que sale del ocular y está en función de la longitud focal (F) del telescopio, del diámetro (D) del objetivo y de la longitud focal del ocular. Esto quiere decir que un mismo ocular aplicado en telescopios de distinta D y F puede proporcionar pupilas de salida diferentes.

El concepto es importante porque afecta a la luminosidad de la imagen y ya hemos visto que a menor luminosidad menor detalle. Sabiendo además que la pupila del ojo humano tiene un diámetro máximo aproximado de 7 mm. es conveniente no aplicar oculares que produzcan una pupila de salida superior a ese diámetro. Los oculares de ampliación baja producen pupilas de salida más grandes y es por ello que los telescopios tienen una ampliación mínima limitada, fuera de la cual no pueden ser usados.

En los apartados anteriores se han ido introduciendo distintos términos que han sido explicados y comentados en su momento o que simplemente han sido nombrados. En cualquiera de los dos casos aquí van a ser estudiados con mayor profundidad y tratados de una manera distinta: por una lado veremos cual es su procedencia recurriendo a las fórmulas que los originan y por otro los aplicaremos a nuestro propio telescopio de una manera práctica. Podremos además poner a prueba aquello de "que pasaría si..."