DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UN TELESCOPIO DOBSON DE 18” (457 mm)
En 1998 se publicó “The
Dobsonian Telescope” (David Kriege, Richard Berry. Ed. Wilmann-Bell),
un auténtico manual paso a paso para la construcción
amateur de telescopios de grandes aberturas, basado en el diseño
de los conocidos OBSESSION. La información contenida en el
libro es muy completa y realmente útil, estudiando con rigor las
diferentes alternativas de diseño que la evolución de
este tipo de telescopio ha tenido en los últimos años,
que ha permitido el acceso de los aficionados a telescopios con
diámetros inaccesibles años atrás.
Recomiendo vivamente que cualquier persona interesada en la construcción de un telescopio Dobson de gran diámetro adquiera este libro (en España disponen de él en la librería ORYX, tfo. 93 418 55 11). Evidentemente, está escrito en inglés, pero la gran cantidad de esquemas y fotografías lo hace muy comprensible aun con conocimientos básicos del idioma.
Dada la multitud de consideraciones que hay que tener en cuenta para el
correcto diseño de un telescopio de estas
características, así como el objetivo limitado de este
artículo, los comentarios que siguen a continuación
suponen que el lector dispone del libro, por lo que sólo
consideraré aquellos aspectos o modificaciones que no son
tratados suficientemente en él.
1.- CONSIDERACIONES PREVIAS
Elección del diámetro del espejo primario
Las mejores prestaciones de un telescopio tipo Dobson de gran diámetro se consiguen en la observación de objetos de cielo profundo, por lo que podemos indicar que, cuanto más grande, mejor; ahora bien, hay que tener en cuenta otras consideraciones además de las puramente económicas (que, por su obviedad, no entro a discutir):
- Estructura del telescopio: El diseño empleado es de estructura abierta de tubos, que permite el desmontaje del telescopio para su traslado al lugar de observación; la estructura obtenida es muy rígida, pero considero que sus ventajas se hacen patentes a partir de los 300 mm; para diámetros inferiores del primario seguramente sea más sencillo el empleo de la típica estructura de tubo cerrado.
- Dimensiones y peso: Aunque este diseño permite la construcción de auténticos “Big Ones” de hasta 36” (914mm), es necesario advertir que:
Diámetros inferiores a 350mm: pueden ser transportados en un
vehículo normal por una sola persona, pudiendo ser trasladados
por las escaleras de una vivienda (aunque con cierta dificultad).
Hasta 450mm: Necesitan un vehículo con gran capacidad de carga (con portón trasero y superficie de carga plana, tipo familiar, pickup,..), o bien un remolque. Su manipulación en escaleras de vivienda precisa de, al menos, dos personas.
500mm en adelante: Además de los problemas de transporte (uso de
remolque), hay que advertir que no pueden atravesar las puertas
normales de 70cm , por lo que no pueden ser guardados (ni construidos)
en una vivienda, sino en un garaje, cobertizo o similar; además,
para la observación es necesario el uso de escaleras de cierta
altura.
Diseño del telescopio
Habiendo seleccionado el diámetro del espejo primario, debemos
efectuar el diseño de todos los elementos del telescopio, que
trataré más adelante; nos facilitará mucho la
tarea (aunque no es imprescindible) el empleo de AutoCAD u otro sofware
similar. En esta fase se debe ser muy cuidadoso y comprobar varias
veces las dimensiones obtenidas en los planos; además, nos
permitirá comprobar si el telescopio pasa por las puertas de
nuestra vivienda y si puede ser trasladado en el vehículo del
que disponemos.
Encargar la óptica
Una vez fijado el tamaño del espejo, es muy conveniente encargar
los espejos, ya que actualmente los plazos de fabricación para
las ópticas de gran diámetro son altos (más de un
año). Así podremos ir construyendo el telescopio
tranquilamente, quedando sólo para el final los ajustes finales.
2.- MATERIALES Y HERRAMIENTAS
Los materiales empleados se han basado en los sugeridos por Kriege y Berry; en las notas posteriores sobre la construcción de cada elemento emplearé las denominaciones empleadas en España para aquellos materiales que puedan inducir a error.
Un aspecto muy importante es la correcta elección de las maderas laminadas que van a utilizarse en elementos críticos del telescopio.
He utilizado Abedul Finlandés (Baltic Birch), con espesores de
15mm (11 capas) y 5mm (9 capas – una maravilla pero bastante caro: unos
60€/m2). Además, al comprar la madera hay que tener en
cuenta que los cortes realizados por los almacenes no son perfectamente
perpendiculares, por lo que tendremos que solicitar las diferentes
piezas con cierto margen y retocarlas posteriormente; en este apartado
también interesa resaltar que el procedimiento descrito en el
libro para el pegado, con cola blanca para madera con resistencia
al agua, de piezas de madera a fin de obtener un mayor espesor
(levantar un vehículo con gato y apoyar la rueda sobre las
piezas) no es demasiado efectivo, pues se producen desplazamientos y la
presión sólo se realiza en la zona de contacto con la
rueda, por lo que es más efectiva la sujección con
mordazas y sargentos.
Las herramientas necesarias, además del pequeño utillaje básico (destornilladores, llaves, martillo, limas, etc.) de un taller de bricolaje, serían:
Sierra
de calar.
Tornillo
de banco, mordazas y sargentos.
Escuadra
de precisión, imprescindible para conseguir la perpendicularidad
en los trabajos de madera.
Cortatubos
(merece la pena utilizar uno de calidad).
Taladro
de columna, aunque puede ser empleado uno manual.
Brocas
Forstner del diámetro de los tubos de aluminio.
Fresadora
para madera, muy conveniente para todos los cortes curvos.
Máquina
de soldar por electrodos.
3.- CONSTRUCCION
Para la construcción de este telescopio he seguido básicamente la metodología descrita en el libro, si bien he introducido pequeñas modificaciones, que creo que mejoran ligeramente las prestaciones del instrumento durante la observación.
A continuación iré describiendo las sugerencias para el
diseño y construcción de cada elemento.
Estructura flotante de apoyo del espejo primario
La
descripción de su realización es muy completa; es muy
conveniente el empleo de un cinturón de seguridad de
automóvil (conseguido en un desguace) como correa de
sujección del espejo, ya que su estiramiento bajo cargas
pequeñas es prácticamente nulo. También
resulta muy aconsejable el uso de una plantilla de madera para el
posicionamiento y sujección de la estructura durante la
soldadura.
Caja del espejo primario
El sistema de sujección de la tapa se ha realizado mediante pequeños cierres tipo baúl, si bien ha sido necesario aumentar el tamaño de las argollas con alambre de grosor adecuado; así se evita la posible caída sobre el espejo de sistemas de sujección interiores (magnéticos o similares). Además, se ha pegado y asegurado con gomaespuma un nivel de burbuja para su empleo en la puesta en estación del telescopio.
Se
ha añadido un bafle interior de plástico forrado con
papel velour negro, que se sujeta con unos pequeños clavos sobre
los refuerzos interiores de la caja; igualmente, en la parte posterior
he instalado un bafle de plástico sujeto con velcro, que evita
el paso de luz sin impedir la correcta refrigeración del espejo.
Caja del espejo secundario
El
diseño de muchos portaoculares implica que el tubo se recoge
interiormente en su posición más baja, por lo que hay que
prever un suplemento de madera que evite que el tubo
sobresalga por dentro del telescopio. En el interior del
suplemento he instalado unas guías para una lámina
portafiltros, con un filtro Lumicón OIII de 2”; este accesorio
es muy útil, pues evita el desmontaje del ocular para roscar el
filtro, además, su diseño hace que el filtro no se
encuentre expuesto al exterior, con lo que se retrasa la
formación de condensación (muy rápida de otra
manera en las noches húmedas).
Las coronas circulares de madera han sido agujereadas para disminuir peso (aspecto siempre crítico en la caja del secundario); se ha obtenido un ahorro de casi 300g, aunque el barnizado de estas piezas ha sido muy laborioso.
La sujección de los tubos de aluminio entre las dos coronas de madera se ha realizado con los “threaded inserts” descritos en el libro. Trataré de estos elementos con más detalle en la sección de los tubos de la estructura.
En la zona interior enfrente del ocular he colocado papel velour negro adhesivo, con unas características inmejorables para evitar cualquier reflejo de luz. También se ha instalado el cableado para la alimentación de calentadores en los oculares, buscador y espejo secundario. La corriente se obtiene desde la batería utilizando dos tubos de la estructura como conductores.
En
cuanto al Kydex descrito en el libro, he utilizado lámina
plástica negra de 0.8mm de espesor, con cinta adhesiva de doble
cara especial para intemperie.
Rodamientos
Como se observa en las fotografías, el diseño de los rodamientos de altitud se ha realizado atendiendo básicamente a la estética, sin menoscabo de su rigidez, aunque se incrementan considerablemente los trabajos de corte y barnizado.
Con relación a la formica, en el libro se aconsejan las denominaciones comerciales Stardust y Ebony Star, que no tienen equivalentes directos en España; es necesario elegir una con una rugosidad intermedia, sin ser éste un aspecto especialmente crítico. El inconveniente es que sólo se venden láminas normalizadas de grandes dimensiones (unos 3 x 1.5 m). Hay que tener mucho cuidado en el corte de la formica, pues es un material sumamente quebradizo; el procedimiento que sugiero es cortar piezas más grandes, pegarlas con cola de contacto (Supergen) y recortarlas con fresadora.
El teflón empleado es de 3mm de espesor, con sujección mediante tornillos embutidos en los avellanados correspondientes. Para asegurar un apoyo uniforme de los rodamientos de altitud, sus apoyos de teflón deben ser lijados hasta que se produzca un perfecto acople entre las superficies; para ello se utilizan los propios rodamientos, a los que se les ha pegado, con cinta adhesiva de doble cara, hojas de lija en su superficie de apoyo.
Tubos de aluminio de la estructura
En el libro se describen diversos sistemas para la sujección de la caja del secundario a los tubos de la estructura. Yo he elegido el que se observa en la fotografía, con dos pletinas de aluminio de 3mm pegadas entre sí; al estar conectadas las parejas de tubos en un punto, se consigue una gran resistencia a la flexión de la estructura.
Un
aspecto muy importante es la unión de las pletinas a los tubos;
el mejor sistema es el empleo de los “threaded inserts” descritos en el
libro: ingenioso, sencillo y muy rígido. Sin embargo, he
sido incapaz de conseguirlos en España (incluso a través
de mayoristas industriales del sector de las uniones); no son conocidos
aquí, por lo que tuve que pedirlos a USA (¡6€ por el
material y 30€ por el transporte!), aunque
Los
tubos son de aluminio de 30mm de diámetro exterior y 1.5mm de
espesor; por razones principalmente estéticas los
encargué anodizados en negro mate (el incremento de coste es
despreciable). Las fundas son de Armaflex negro mate (aislante
para tuberías de climatización), siendo su principal
utilidad la protección de los tubos durante el transporte
así como facilitar el ajuste de la funda del telescopio.
Dos
de los tubos son utilizados como conductores de corriente (positivo y
negativo) hasta la caja del secundario; para ello he instalado,
mediante “threaded inserts”, flejes de acero que apoyan en tornillos
situados en el interior de los soportes inferiores de los tubos,
conectados mediante cables a la caja de conexiones eléctricas.
Para
el cálculo de su longitud, inicialmente hay que dejar un margen
de seguridad de unos 5cm, para después ir recortando poco a
poco. Si ya disponemos de los oculares, podemos realizar los
cálculos previos sabiendo que la posición de su foco se
corresponde aproximadamente con la del “stop field” (limitador de
campo) situado en su interior; en la mayoría de los oculares
éste se halla, tomando como referencia la base de apoyo del
portaocular, hacia el espejo primario, si bien en algunos oculares de
gran focal y campo es al contrario (TeleVue Nagler de 31 y 22mm).
Soportes inferiores de los tubos
En
el libro se describen varios diseños para estos soportes; he
modificado uno de ellos para facilitar su construcción con las
herramientas y materiales disponibles. La fotografía muestra uno
de ellos, obtenido con tres piezas de abedul finlandés laminado
de 15mm de espesor que, una vez pegadas y taladradas, conforman el
soporte. Creo que el resultado es práctico y elegante.
Caja
soporte de los rodamientos de altitud
Para
evitar el roce de los laterales de la caja del espejo primario, he
instalado tacos de teflón en las caras interiores de la caja
soporte de los rodamientos, lo que incrementa la suavidad del
movimiento. También se observan los tiradores que
facilitan el manejo del conjunto durante el transporte.
Para
conseguir que el taladro que aloja el pivote central sea perpendicular,
y dado que las dimensiones de la caja impiden el empleo de un taladro
de columna, he utilizado la fresadora de madera, con buenos resultados.
Soporte de los rodamientos de azimut
Se
han colocado suplementos de madera y soportes de acero y caucho
roscados para facilitar el nivelado.
Brazos de palanca para transporte del telescopio
Es
un accesorio realmente útil. Son plegables para
posibilitar el transporte en un remolque de dimensiones
contenidas. Una de sus tuercas de sujección en la caja del
telescopio se aprovecha para fijar el soporte de la batería,
para que su elevado peso no afecte al equilibrado del telescopio.
Funda
del telescopio
El
Ripstop nylon se conoce en las tapicerías españolas como
nylon negro plastificado. He optado por un sistema de
cierre mediante botones metálicos, con el que no es necesario
desmontar el buscador para introducir la funda pues, en vez de
introducirse por la parte superior, se coloca “envolviendo” el
telescopio y abrochando.
Miscelánea
La
utilización de un colimador láser hace que alcanzar una
perfecta colimación de las ópticas sea cuestión de
apenas dos minutos; además, si éste es reticulado,
facilitará la visión del haz de retorno en la base del
colimador. Nada que ver con el tedioso procedimiento de ocular
Cheshire y tubo.
El
empleo de calentadores para los oculares, espejo secundario y buscador
nos permite la observación en noches húmedas
(aproximadamente la mitad de ellas); son muy sencillos de construir, a
base de resistencias y aislante de climatización. Utilizo
potencias continuas de aproximadamente 3W en los oculares de 2” y 1.3W
en los de 1.25”.
Por
último, y aunque parezca una obviedad, nada mejor durante la
construcción del telescopio que aplicar aquello de “los
experimentos, con gaseosa”. Siempre que no estemos totalmente
seguros del paso a dar, meditar sobre las consecuencias, probar con
recortes de madera, etc. Es muy útil la
construcción de una “maqueta” del espejo primario,
convenientemente lastrada con plomo (el espejo de 18” pesa 17 Kg), que
nos permita practicar la secuencia de movimientos para introducir el
espejo en su alojamiento y comprobar el correcto funcionamiento de los
elementos de su celda.