¿Cómo tomar fotografías astronómicas a foco primario?      

Carlos J. Gil H. – Agosto 2017.

I.- Introducción.

Muchos de nosotros los aficionado a la astronomía hemos soñado con obtener fotografías de los objetos celestes, pero siempre encontramos algún, detalle, que no nos permiten lograr el objetivo planteado.

En la red, existe suficiente literatura al respecto, pero los autores de los artículos presentados, NO EXPLICAN LOS DETALLES (se guardan el secreto de cómo hacerlo), ni el porqué de cómo proceder a tomar una fotografía a foco primario.

Este trabajo tiene por finalidad aclarar las interrogantes planteadas, de una manera fácil y sencilla, así como también mostrar los resultados (fotografías) obtenidos al hacer uso de los equipos disponibles para este tipo de trabajo.

II.-Teoría.

1.- Introducción.

Este artículo tiene por objeto mostrar el método de tomar fotografías astronómicas a foco primario, usando un telescopio reflector o tipo newtoniano y está basada en mi experiencia personal, de cómo lograr una fotografía a foco primario.

Ahora, ¿Que significa tomar fotografías astronómicas a foco primario?

Tomar una fotografía astronómica a foco primario con un telescopio reflector o un telescopio refractor, consiste en sustituir, el objetivo original del telescopio disponible, por un objetivo equivalente, que permita acercar suficientemente, el plano focal de la imagen óptica obtenida en el telescopio, con el plano focal del sensor de  la cámara réflex utilizada.

Por lo antes expuesto debemos revisar como funcionan ópticamente los telescopios reflectores y refractores.

2.- Sistema óptico de un telescopio reflector.

2.1.-  La mayoría de los telescopios reflectores newtonianos, se les sitúa sobre una montura Franhaufer o Ecuatorial para hacer uso de las coordenadas ecuatoriales (latitud y longitud), estos, están diseñados para el uso visual y no para la astrofotografía.

2.2.- Por lo cual, el foco de la imagen óptica generada por el telescopio se ubica en la parte más inferior del sistema de enfoque del telescopio, razón por la cual, el sensor de la cámara no puede lograr “ver” el foco de la imagen óptica, ya que la distancia focal del sensor de la cámara es menor que la distancia a la cual se forma la imagen óptica del telescopio (Dfsc menor que Diot).

2.3.-  A continuación, se presenta el camino óptico de un telescopio reflector, ver diagrama #1. En este se observan los espejos primario y secundario, así como el lugar donde se forma el plano focal, también se muestra la distancia focal del ocular, además, se observa la fórmula para calcular el aumento del telescopio. Como se puede ver en el diagrama #1, el ocular del sistema óptico del telescopio en uso alcanza fácilmente al plano focal de la imagen óptica formada.

Diagrama #1. Óptica de un telescopio reflector. Carlos Gil.

Para lograr un enfoque nítido con el sensor de la cámara, el plano focal óptico del telescopio tiene que estar ubicado dentro de la distancia focal del sensor de la cámara. En este caso no es posible, porque no hay suficiente desplazamiento hacia el punto donde se forma el plano focal del sistema óptico del telescopio.

3.- ¿Cómo solucionar este problema?

3.1.- Lo hacemos usando una lente tipo Barlow, la cual permite, multiplicar o amplificar, X2, X3, X4 o valores mayores (Xn) la distancia focal original del plano óptico del telescopio. Este proceso multiplicador coloca el plano focal de la imagen óptica del telescopio, dentro de la distancia del plano focal del sensor la cámara, tal como se muestra en el diagrama #2

La figura que se ubica a la izquierda del diagrama #2, nos muestra la distancia focal del sensor de la cámara, con respecto al plano original de la imagen óptica creada por el telescopio. La distancia focal del sensor de la cámara (Dfsc) es menor que la distancia al plano focal donde se forma la imagen creada por el sistema óptico del telescopio (Dfio).

Diagrama #2. Distancia focal del sensor de la cámara vs plano focal del telescopio. Carlos Gil.

3.2- Efectos del uso de una lente Barlow

3.2.1.- Para explicar cómo funciona esta adaptación, imaginemos que el telescopio en uso tiene una distancia focal de 1.000 milímetros. Montamos en el ocular del telescopio una lente Barlow 2X, lo que trae como consecuencia que la longitud focal del telescopio pasa de 1.000 mm a 2.000 milímetros, así que pasamos de tener un telescopio F8 - 1.000 milímetros, a un telescopio F16 - 2.000 milímetros.

3.2.2- El uso de una lente Barlow es una forma fácil y sencilla, que permite alcanzar el foco del sensor de la cámara, pero ocasiona que se presente el siguiente problema, digamos que el telescopio original es de mil (1.000) milímetros de distancia focal, era un f/8 y al usar una lente Barlow 2X, se obtiene, el doble de la distancia focal original, pasando de 1.000 milímetros a 2.000 milímetros de distancia focal, lo cual causa que se tenga una doble relación focal del telescopio.

En mi caso como estoy usando una lente Barlow 3X, la relación anterior convierte a mi telescopio en un: F24 - 3.000 mm

3.2.3.- Un telescopio con mayor relación focal, tiene un campo de visión más estrecho, por lo cual va a ser mucho más difícil seguir la pista de las estrellas, planetas, cúmulos, en el cielo, esto va a requerir mucha más precisión del sistema de guía y seguimiento.

El problema antes descrito, es muy común, entre las personas que poseen un telescopio reflector del tipo newtoniano, este tipo de problema se conoce como falta de enfoque (lack of focus)

III.- Equipos utilizados.

1.- A continuación, se describen los equipos y el elemento fijo utilizado en la primera prueba, haciendo uso del método antes descrito.

1.1.- Una cámara de fotografía tipo réflex, marca Nikon D3100 (Foto #1).

1.2.- Un anillo T, Celestron # 93042 (Foto # 2).

1.3.- Un adaptador T 1.25”, Celestron #93625 (Foto#3).

1.4.- Adaptador T + Una lente Barlow 3X (Foto #4).

1.5.- Vista lateral de la cámara con todos los elementos instalados (Foto #5).

1.6.- Telescopio Celestron Power Seeker127 EQ #21045 (Foto#6).

1.7.- Un motor guía Celestron #93514 (Foto #7).

1.8.- Telescopio con la cámara lista en el ocular (Foto #8).

1.9.- Elemento fijo un mástil con antenas de comunicaciones (Foto#9), ubicado a una distancia de unos 400 metros del pie del telescopio.

IV. Prueba sobre un objeto fijo.

1.- Realizado el enfoque del objeto fijo (torre de antenas) a fotografiar a foco primario con el telescopio, se procede a retirar el ocular del mismo y este se sustituye por la cámara fotográfica, con el acople del anillo y el adaptador tipo T, todos formando un solo cuerpo.

2.-  Se procede a localizar el plano focal óptico del telescopio y no se visualiza la imagen del objeto fijo, a fotografiar en la pantalla de la cámara; pero se lograr ver esta imagen, en el visor de la misma.

3.- Pulso el disparador y procedo a tomar las primeras dos fotografías a foco primario, las cuales muestro a continuación, ver fotos #1 y #2.

Fotografía #1 y #2.

         Como se puede observar las fotos “se ven oscuras”, aunque en la pantalla de la cámara se ven “más nítidas”, pero la razón de esta obscuridad obedece, a que estas fotos han sido tomadas usando un ISO 100.

4.-  Para mejorar la claridad de las fotografías, se corrige el valor del ISO de 100, por los valores de 200 (foto #3), 400 (foto #4) y 800 (foto#5), con el objeto de mostrar como mejora la claridad de la fotografía tomada.

Fotografías #3, #4 y #5.

         Para que el disparador funcione en esta cámara, se debe colocar el selector de disparo de la cámara en modulo M.

         El desenfoque en las imágenes, obedece al movimiento que se le transmite a la cámara y al telescopio, al presionar el disparador de la cámara, por la falta de un cable que se conecte a este. Este modelo de cámara (Nikon D3100), no permite el uso del disparador manual vía cable. Aunque se puede hacer uso del disparo retardado.