Gran refractor

El término "gran refractor" hace referencia a un telescopio de grandes dimensiones dotado con una lente de diámetro considerable y montura ecuatorial, normalmente el mayor instrumento refractor de un observatorio determinado. La preeminencia y el éxito de este tipo de astronomía observacional abarcó el siglo XIX y el comienzo del siglo XX.^[2]​ Los grandes refractores eran telescopios dotados con lentes acromáticas, y representaban una clara alternativa a la tecnología de espejos.

Observatorio de Viena. Große Refraktor (Gran Refractor) de 1880, con 69 cm de apertura.^[1]​

Domo del Observatorio Real de Greenwich, alojando el telescopio refractor de 28 pulgadas (hacia 1900).

Eran a menudo los más grandes del mundo o los más grandes de una región determinada. A pesar de sus diseños habituales con menores aperturas que los reflectores, los grandes refractores ofrecían numerosas ventajas que favorecieron su uso en astronomía durante una prolongada época. No fue hasta entrado el siglo XX cuando fueron gradualmente superados por los grandes telescopios reflectores en la astronomía profesional.

Un gran refractor era a menudo la pieza central de cada nuevo observatorio del siglo XIX, típicamente acompañado por un séquito de otros instrumentos astronómicos como un círculo meridiano, un heliómetro, un astrógrafo y un refractor más pequeño, como un buscador de cometas. Eran a menudo utilizados para observar estrellas dobles, equipados con un micrómetro filar. Los grandes refractores protagonizaron numerosos descubrimientos de planetas menores, de satélites, o del planeta Neptuno, así como de una considerable cantidad de estrellas dobles. El trabajo pionero en astrofotografía también se acometió con este tipo de telescopios.^[3]​

Época de los grandes refractores

 

Percival Lowell observando Venus en horario diurno, sentado en la silla del observador del telescopio refractor de 24-pulgadas (61 cm) fabricado por Alvan Clark (Flagstaff, Arizona).

La elección de construir grandes refractores en vez de reflectores era una cuestión esencialmente tecnológica.^[4]​ Las dificultades para fabricar los dos discos de vidrio óptico necesarios para formar una gran lente acromática eran formidables. Pero la construcción de grandes telescopios reflectores presentaba problemas todavía mayores. El material utilizado en los espejos primarios era el denominado metal de espejos, una aleación de cobre y zinc que tan solo refleja hasta un máximo del 66 por ciento de la luz que recibe, empañandose a los pocos meses. En consecuencia, tenían que ser desmontados para ser abrillantados y pulidos de nuevo con la geometría correcta. Esta operación a veces resultaba muy difícil, dando como resultado que los espejos quedaban inutilizados y debían ser sustituidos.^[5]​ Debido a estos problemas, un gran refractor solía ser la mejor elección.

A pesar de que hubo grandes (y poco manejables) telescopios aéreos no acromáticos a finales del siglo XVII, y de que Chester Moore Hall y otros experimentaron con pequeños telescopios acromáticos en el siglo XVIII, el inicio de la técnica de los grandes refractores no fue posible hasta que John Dollond (1706–1761) inventó y creó un objetivo acromático que permitía fabricar telescopios de entre 8 y 13 cm de apertura.^[6]​^[7]​ El paso definitivo lo dio el suizo Pierre-Louis Guinand (1748–1824), quien descubrió y desarrolló una manera de fabricar piezas aún más grandes de vidrio crown y flint. Trabajó con el fabricante de instrumental Joseph von Fraunhofer (1787–1826) para utilizar esta tecnología a comienzos del siglo XIX.

La época de los grandes refractores empezó con el primer telescopio refractor acromático moderno, construido por Joseph von Fraunhofer a comienzos de la década de 1820.^[8]​^[9]​^[10]​^[11]​ El primero de estos instrumentos fue el Gran Reflector de Dorpat, también conocido como Fraunhofer de 9 pulgadas, instalado en lo que entonces era el Observatorio de Dorpat en el Governarato de Estonia (más tarde denominado Observatorio de Tartu). Este telescopio fabricado por Fraunhofer tenía una lente acromática con una apertura de 9 pulgadas de París (aproximadamente 24 cm) y una distancia focal de 4 m. También estaba equipado con la primera "montura ecuatorial alemana" desarrollada por Fraunhofer, un tipo de montura que se convertiría en un estándar en los grandes refractores de la época.^[12]​ Dando muestras de su gran resolución, un refractor Fraunhofer de 9 pulgadas (24 cm) perteneciente al Observatorio de Berlín fue utilizado por Johann Gottfried Galle en el descubrimiento de Neptuno.^[13]​

Los telescopios refractores habían cuadruplicado su apertura a finales del siglo XIX, culminando con el refractor práctico más grande nunca construido, el telescopio del Observatorio Yerkes de 40 pulgadas (1 metro) de apertura, instalado en 1895.^[14]​^[15]​ Este gran refractor amplió los límites tecnológicos de la época: la fabricación de los dos elementos de la lente acromática (la lente más grande fabricada hasta entonces), requirió 18 intentos y la cooperación entre Alvan Clark & Sons y Charles Feil de París. Para conseguir su apertura óptica de diseño, las lentes debían ser ligeramente más grandes físicamente, con un diámetro de 41 3/8 de pulgada (1 m y 51 mm). Los refractores habían llegado a su límite tecnológico debido a los problemas de flechado de las lentes provocados por la gravedad. Esto significaba que los refractores no superarían alrededor de 1 metro de diámetro, a pesar de que Alvan G. Clark (que había fabricado el objetivo de 40 pulgadas de Yerkes) pronosticó que sería posible fabricar lentes de hasta 45 pulgadas (114 cm).^[16]​^[17]​ Además de la lente, el resto del telescopio exigía en la práctica una altísima precisión a pesar de sus medidas. Por ejemplo, tan solo el tubo del telescopio de Yerkes pesó 75 toneladas, y tenía que ser capaz de seguir las estrellas con tanta exactitud como los instrumentos más pequeños.

El Telescopio de la Gran Exposición Universal de París (1900), tuvo que fijarse en posición horizontal para evitar la deformación que hubiera provocado la gravedad en su lente de 1.25 m de diámetro. Era apuntado hacia el firmamento mediante un espejo de 2 m de diámetro (denominado siderostato Foucault). Este instrumento de demostración fue demolido poco después del cierre de la Exposición Universal.

Fin de la época

 

Telescopio de 40 pulgadas (1.02 m) del Observatorio Yerkes, el mayor refractor acromático de todos los tiempos utilizado en la práctica.

La época de los grandes refractores llegó lentamente a su fin cuando fueron superados por los grandes reflectores. Entre 1856 y 1857, Karl August von Steinheil y Léon Foucault introdujeron un proceso que permitía depositar una capa de plata sobre el vidrio de los espejos telescópicos. Este proceso de plateado supuso una gran mejora respecto a la antigua técnica del metal de espejos, e hizo del telescopio reflector un instrumento realmente práctico. La era de los grandes reflectores había comenzado, con instrumentos como el telescopio Crossley de 36 pulgadas (91 cm) de 1895; el telescopio Hale de 60 pulgadas (1.5 m) del Observatorio del Monte Wilson de 1908; y el telescopio Hooker de 100 pulgadas (2.5 m) también en el Monte Wilson desde 1917.^[18]​

Ejemplos

Los grandes refractores fueron admirados por su fiabilidad, durabilidad y utilidad, características asociadas a la calidad de sus lentes y de sus monturas, así como a sus grandes aperturas y longitudes. La longitud era importante, porque a diferencia de los reflectores (que pueden ser plegados y acortados), una gran distancia focal de la lente del objetivo (ligada con la longitud física del telescopio) ofrece algunas ventajas significativas relacionadas con la óptica del instrumento y con su calidad de imagen.

Apertura

Progresión histórica aproximada:

La progresión de los mayores grandes telescopios refractores en el siglo XIX, incluye algunos telescopios en observatorios privados que no fueron realmente muy utilizados o tuvieron problemas.^[19]​^[20]​

Mayores Grandes Refractores del siglo XIX seleccionados por año^[21]​
Observatorio	Apertura	Año(s)	Fabricante de la lente	Notas
Observatorio de Capodimonte	17,5 cm	1814	Fraunhofer	Telescopio de Fraunhofer
Observatorio de Tartu	24 cm	1826	Fraunhofer
Observatorio de Kensington	30 cm	1829–1838	Cauchoix	Dado de baja en 1836 o 1838^[22]​^[23]​
Observatorio Markree	34 cm	1834	Cauchoix^[24]​
Observatorio de Púlkovo	38 cm	1839	Merz y Mahler^[25]​
-	61 cm	1852-1857^[26]​	Chance Brothers	Telescopio Craig
Observatorio Dearborn	47 cm	1862	Alvan Clark & Sons	Menor que el Craig
-	53 cm	1862	Buckingham Works	Telescopio de la Exposición Universal de Londres (1862)^[27]​
Observatorio Newall	64 cm	1871	Chance Brothers	Difícilmente utilizado hasta 1891^[28]​
Observatorio Naval de los Estados Unidos	66 cm	1873	Alvan Clark & Sons
Observatorio de Viena	69 cm	1880	Grubb
Observatorio de Púlkovo	76 cm	1885	Alvan Clark & Sons
Observatorio de Niza	77 cm	1886	Gautier & Henry	Grande Lunette
Observatorio Lick	91 cm	1888	Alvan Clark & Sons
Observatorio Yerkes	102 cm	1897	Alvan Clark & Sons
-	125 cm	1900	Gautier & Mantois	Telescopio de la Gran Exposición Universal de París (1900); utilizado solo durante 1 año

Grandes Refractores, notables por algún otro motivo:

Otros Telescopios Grandes Refractores
Observatorio	Nombre	Apertura(s)	Año	Fabricante de la lente
Observatorio de Berlín	-	24 cm	1835	Merz y Mahler
Observatorio del Harvard College	-	38 cm	1847	Merz y Mahler
Observatorio de Cambridge	Northumberland Ecuatorial	30 cm	1835	Cauchoix^[29]​
Real Observatorio de Greenwich	Refractor Grubb de 28 pulgadas	71 cm	1894	Chance Brothers^[30]​
Observatorio de Potsdam	Potsdam Große Refraktor	80 cm + 50 cm	1899
Observatorio de París	Meudon 33 pulgadas	83 cm + 62 cm	1891

Distancia focal

Progresión histórica aproximada de la distancia focal a finales del siglo XIX:

Siglo XIX más Largo seleccionado Refractores Grandes después de que 1873
Observatorio	Distancia focal	Apertura	Año(s)	Notas
Observatorio Naval de los Estados Unidos	9.9 m	66 cm (26")	1873
Observatorio de Viena	10.5 m	69 cm (27" )	1880	^[31]​
Observatorio de Niza	17.9 m	77 cm (30.3")	1886	Biscoffscheim
Observatorio Archenhold	21 m	68 cm (26.77")	1896	Ningún domo
-	57 m	125 cm (49.2")	1900	Telescopio de la Gran Exposición Universal de París (1900)

A pesar de su gran longitud, eran de hecho mucho más cortos que los más largos telescopios aéreos diseñados con lentes no acromáticas.^[32]​

Galería

•  Reproducir contenido multimedia

  Vídeo diurno del Großer Refraktor de 1896 en el Observatorio Treptow, más tarde rebautizado como Observatorio Archenhold

•  

  Grande Lunette del Observatorio de Niza, con 77 cm de apertura (1886)

•  

  Telescopio James Lick, con 91 cm de apertura (1888)

•  

  Cuatro instrumentos astronómicos del Observatorio de Estrasburgo, incluyendo su Großer Refraktor

•  

  Telescopio Merz del Observatorio Astronómico de Quito (1875)

•  

  Telescopio de 11 pulgadas "Merz y Mahler" del Observatorio de Cincinnati (1848)

Véase también

• Lista de tipos de telescopios
• Lista de los mayores telescopios refractores
• Telescopio refractor
• Telescopios aéreos
• Lista de telescopios ópticos más grandes en el siglo XVIII
• Lista de telescopios ópticos más grandes en el siglo XIX
• Lista de telescopios ópticos más grandes en el siglo XX
• Telescopio extremadamente grande
• Lente acromática
• Lente apocromática

Referencias

1. “Astronomical Site Selections Past” (Consultado el 17 de junio de 2017)
2. «Era: Great Refractors». Amazing-space.stsci.edu. Consultado el 1 de marzo de 2014. 
3. «Harvard College Observatory: Great Refractor». Cfa.harvard.edu. 21 de noviembre de 2012. Consultado el 1 de marzo de 2014. 
4. The Massachusetts Teacher - Google Books. Books.google.com. Consultado el 1 de marzo de 2014. 
5. «1956ASPL 7..249P Page 253». Articles.adsabs.harvard.edu. Consultado el 1 de marzo de 2014. 
6. «History - British History in depth: The Airy Transit Circle». BBC. Consultado el 1 de marzo de 2014. 
7. «the lens». The Craig Telescope. Consultado el 1 de marzo de 2014. 
8. adsabs link Fraunhofer and the Great Dorpat Refractor, Waaland, J. Robert, American Journal of Physics, Volume 35, Issue 4, pp. 344-350 (1967)
9. «Fraunhoferi refraktor». Obs.ee. Consultado el 1 de marzo de 2014. 
10. Resolute and undertaking characters: the lives of Wilhelm and Otto Struve By Alan Henry Batten; Page 46-49; Google Books
11. The great nineteenth century refractors by James Lequeux, Page 1
12. Firefly Astronomy Dictionary - Google Boeken. Books.google.com. Consultado el 1 de marzo de 2014. 
13. Brian Daugherty. «Berlin - History of Astronomy in Berlin». Bdaugherty.tripod.com. Archivado desde el original el 11 de agosto de 2011. Consultado el 1 de marzo de 2014. 
14. «Telescope: Yerkes 40-inch Refractor». Amazing-space.stsci.edu. Consultado el 1 de marzo de 2014. 
15. Misch, Tony (1998). «The Building of Lick Observatory». Lick Observatory website. Univ. of California. Consultado el 30 de junio de 2008. 
16. Physics Demystified By Stan Gibilisco, ISBN 0-07-138201-1, page 515 Since a lens can only be held in place by its edge, the center of a large lens will sag due to gravity, distorting the image it produces.
17. Six Thousand Years of History: Achievements of the nineteenth century Edgar Sanderson, John Porter Lamberton, Charles Morris, Page 286 (Google Books 2010)
18. «1956ASPL 7..249P Page 255». Articles.adsabs.harvard.edu. Consultado el 1 de marzo de 2014. 
19. New Scientist - Google Books. Books.google.com. 2 de diciembre de 1982. Consultado el 1 de marzo de 2014. 
20. «1914Obs 37..245H Page 248». Articles.adsabs.harvard.edu. Consultado el 1 de marzo de 2014. 
21. "The Refracting Telescopes of the 19th Century"
22. «BARDOU : Established in Paris in 1818 by D.F. Bardou, then run by his son P.G. Bardou, and grandson, Albert D. Bardou». Europa.com. Consultado el 28 de febrero de 2014. 
23. Dictionary of National Biography, 1885-1900, Volume 53, "South, James", by Agnes Mary Clerke (WikiSource 2010)
24. Stargazer: The Life and Times of the Telescope - Fred Watson - Google Books. Books.google.com. Consultado el 1 de marzo de 2014. 
25. «Science». Consultado el 19 de agosto de 2010.  (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última).
26. «Welcome to the Online Museum of the Craig Telescope». Craig-telescope.co.uk. Consultado el 1 de marzo de 2014. 
27. «How it was constructed». The Craig Telescope. Consultado el 1 de marzo de 2014. 
28. Newal telescope. Cambridge News (Consultado el 18 de junio de 2017)
29. Northumberland Telescope (Consultado el 18 de junio de 2017)
30. . Nmm.ac.uk. 15 de julio de 1944. Archivado desde el original el 24 de octubre de 2011. Consultado el 1 de marzo de 2014. 
31. The Observatory - Google Books. Books.google.com. 20 de noviembre de 2007. Consultado el 1 de marzo de 2014. 
32. Unusual Telescopes - Peter L. Manly - Google Books. Books.google.com. 27 de abril de 1995. Consultado el 1 de marzo de 2014. 

Lecturas relacionadas

• "The History of the Development of the Telescope", Authors: Schirach, W. F. H.
• "The Great 19th Century Refractors" (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última).

Enlaces externos

• Great Refractors Era
• Fraunhofer's refractor
• Google Books: Great Refractor
• Modern Day Image of the Harvard Great Refractor
• High-school astronomy By Hiram Mattison (U.S. Examples circa 1856) circa 1872

•   Datos: Q1548927