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HAND  COMPUTER

(Octubre de 1984)

Nota
El  instrumento aquí descrito ha sido previsto para telescopios de 6 pulgadas.
Para aperturas diferentes hay que cambiar los parámetros.
Si se quiere que sea apto para cualquier telescopio, se puede agregar un cuarto disco.


Uno de los problemas que tuve que solucionar cuando intenté fotografiar los planetas fue la determinación del tiempo de exposición.

Contrariamente a cuanto se puede creer, de hecho, hasta los fotómetros TTL de las modernas cámaras reflex son de muy poca utilidad en este campo, pues, para funcionar bien, deberían tener un campo de medición de un par de mm2.

De aquí la necesidad y la idea de crear un instrumento capaz de brindar en manera rápida y sencilla los datos necesarios. 

El resultado es el “Hand Computer” en forma de disco descrito en este artículo. 

El instrumento es capaz de brindar no sólo para los planetas, sino también para la Luna y el Sol, los tiempos de exposición necesarios en función de la sensibilidad de la película usada y de la abertura relativa del sistema óptico. 

Para los planetas, el disco brinda además, con buena aproximación, la escala de reproducción, o sea el diámetro de los planetas en mm. en el foco del telescopio. Para la Luna y el Sol este dato no es necesario, pues su cálculo es inmediato, en razón de casi un cm. para cada metro de distancia focal. 

El disco brinda además las siguientes informaciones:

Ø      Las aberturas relativas de la óptica para cada distancia focal;

Ø      Las distancias focales relativas a cada abertura del telescopio;

Ø      El valore del poder separador relativo, en líneas/mm. para cada relación focal;

Ø      Las relaciones de brillo entre la Luna llena y la Luna en las otras fases,
      así como entre los planetas y entre la Luna y los planetas;

Ø      Los factores de filtro para la fotografía del Sol (fotosfera);

Ø      Otras informaciones útiles al dorso.

 

La escala de reproducción fue determinada con facilidad, pues entre los valores en juego (diámetro angular del planeta en seg. de arco, distancia focal de la óptica en metros y diámetro en mm. del planeta en el plano focal) existe proporcionalidad directa y lineal. La fórmula que permite obtener este dato es:

 

Ø lineal (mm) = Ø angular (arc-sec) x F(m) x 0,004848.

 

donde  0,004848 es el resultado de la operación  1000π /180/3600.

 

Como el diámetro angular de los planetas varía en función de su distancia de la Tierra, el “computer” puede dar solo valores aproximados, para la época más favorable, que es:

 

Ø      la de la oposición para los planetas externos;

Ø      la de la fase de máxima luminosidad para Venus, cuando el ancho de su fase   
      es igual a ¼ de su diámetro;

Ø      la de los tránsitos para Mercurio.

 

Como los planetas Venus (en la fase indicada), Júpiter, y Saturno (anillos) tienen diámetros aparentes bastante parecidos, estando además sus variaciones, para dicha época, bastante contenidas, se estableció para los tres un diámetro aparente de 40” de arco, lo que permite calcular sus diámetros en el foco con buena aproximación.

 

Mas laborioso fue el cálculo de los tiempos de exposición, para lo cual se tomaron en cuenta:

Ø      la cantidad de luz que del Sol llega a los planetas en función de su distancia del Sol mismo, tomando Luna = 1;

Ø      el albedo de cada planeta y de la Luna llena.

 

Como se puede ver en la tab.1, la relación entre albedo e iluminación permite calcular el brillo de cada planeta (cantidad de luz reflejada por ángulo cuadrado).

 

Una vez establecidas las relaciones de brillo entre los varios planetas, como muestra la tab.2, lo más conveniente es buscar, de manera empírica, el tiempo de exposición exacto para uno de ellos (puede ser el de la Luna llena); los otros son después una consecuencia lógica e inmediata.

 

Es conveniente sin embargo tener presente que otros factores pueden afectar el tiempo de exposición, es decir:

Ø      el poder de transmisión de las lentes y/o de reflexión de los espejos;

Ø      la altura del planeta sobre el horizonte;

Ø      la transparencia del cielo, etc.

 

Muy importante es, por otro lado, la elección de la película. Es ante todo preciso considerar que una película ideal no existe, pues en nuestro caso debería ser de alta sensibilidad y al mismo tiempo de grano superfino.

 

Este no siempre es un inconveniente, como en la fotografía del Sol, donde la baja sensibilidad resulta ventajosa. Una de las películas mas indicadas para este uso es la Agfaortho Professional 25 (25 ASA =15 DIN), que, junto con una baja sensibilidad y óptimo contraste, ofrece un poder separador muy alto, del orden de las 350 líneas por mm.

 

Un filtro ND (Neutral Density) es de todos modos siempre necesario.
El poder de transmisión de un filtro ND se expresa con una potencia de exponente negativo (por ejemplo 10
-3 para un filtro que deja pasar solo la milésima parte de la luz incidente, y que se indica simplemente con ND3). Dicho filtro se tendrá que elegir de manera que permita tiempos de exposición de 1/1000 de segundo, o aún más rápidos, sea para reducir al mínimo las consecuencias de eventuales vibraciones, sea para minimizar los efectos de la turbulencia.
La turbulencia de origen atmosférico se reduce subiendo a las alturas; la de origen instrumental (en el caso del Sol) haciendo que la luz entre en el telescopio ya atenuada (filtro del diámetro del objetivo, o filtro off-axis en el caso de reflectores con obstrucción central).

 

En la foto lunar y planetaria nos tendremos que conformar siempre con soluciones de compromiso. El poder separador de las películas y su sensibilidad son en efecto magnitudes inversamente proporcionales, puesto que al mejorar una empeora la otra.

 

Si tal proporcionalidad fuera lineal, una combinación valdría la otra. Pero de hecho no lo es. Así que conviene analizar siempre cual sería la mejor solución. Esto se puede hacer (ver diagrama) trazando una curva ideal (una hipérbola en una escala aritmética o una recta en una escala logarítmica) que represente el poder separador en función de la sensibilidad, considerando la proporcionalidad (inversa) como lineal, y tomando como término de comparación una película bien conocida ( en nuestro caso la Agfapan 400 y la Kodak Tri-X ).

Representando después en el diagrama las demás películas existentes en el mercado, se notará que prácticamente ninguna irá a caer sobre la curva, siendo peores, respecto a la película de referencia, las que se encuentran por debajo de la curva y/o a su izquierda, y mejores las que se encuentren por arriba y/ o a su derecha (las cuales tendrán más poder separador a paridad de sensibilidad, y más sensibilidad a paridad de poder separador, acercándose de tal manera a la película ideal).

 

Tal es el caso de la película Kodak Technical Pan 2415 (TP 2415) ya conocida anteriormente como SO-410, que es verdaderamente extraordinaria para este uso, especialmente cuando esté hipersensibilizada con forming gas, alcanzando una sensibilidad de 24 DIN y conservando el grano fino de una película de 15 DIN (como indican, pero solo casualmente – los dígitos 24-15). En efecto, su poder separador alcanza las 320 líneas por mm.

 

Otra cosa muy importante en la elección de la película es la relación entre el poder separador de la película y el poder separador relativo de la óptica, expresado en líneas por mm.  como está indicado en la  tab.3.

 

En efecto, no tendría mucho sentido, por ejemplo, con una película 2415 de 320 líneas por mm, usar una relación focal de f/90, que solo daría una resolución de 18 líneas por mm. Esto, por lo menos, en teoría.

 

En la práctica, sin embargo, es muy difícil poder disfrutar de todo el poder separador de la película, que se tendrá que considerar sensiblemente inferior.

Consecuencia inevitable sería entonces el corrimiento hacia la izquierda, en nuestro diagrama, de las películas de grano fino, siendo el “shift” tanto mayor cuanto más alta sea la resolución. Esto podría modificar la posición en el diagrama al punto de llevar dichas películas por debajo de la curva, con la consecuencia de que las más aptas serían entonces las del tipo de la Agfapan 400, de buena sensibilidad, y cuyo poder separador de “apenas” 90-100 líneas por mm. puede ser mejor aprovechado.

 

En tales condiciones, una relación focal de f/45, con sus 40 líneas por mm, podría resultar la más conveniente, pues la relación de f/45 es suficiente para aprovechar todo el poder separador de la óptica, con cualquier película, y también con las más sensibles, que solo en raros casos tienen menos de 40 líneas por mm. La película de 400 ASA puede ser eventualmente “forzada” para lograr una sensibilidad de 800, sin afectar demasiado la resolución, permitiendo tiempos de exposición más rápidos, con evidentes ventajas al minimizar los efectos de la turbulencia, de las vibraciones y de las irregularidades en el movimiento del telescopio.

 

El poder separador, sin embargo, no es todo. También es importante otra característica, llamada acutancia, que está ligada al fenómeno de la difusión.

Esta es menor en las películas de capa fina, que por lo tanto tienen mejor acutáncia, dando la impresión de mayor nitidez aunque el poder separador sea menor. Existen además en el comercio reveladores especiales aptos para mejorar la acutancia (Beutler, Kodak DK50 mod., Crawley FX-13, etc.).

 

Para la fotografía lunar se presenta por fin el problema del diferente brillo
borde / terminador (primer y último cuarto). Si bien es posible compensar esta diferencia en el cuarto oscuro, con el uso de máscaras, interesantes resultados deberían poderse obtener con el uso de la relativamente nueva película Agfapan Vario-XL, de sensibilidad variable, capaz de alcanzar los 33 DIN, con una latitud de exposición extremadamente amplia. Además, esta película excepcional, tiene una excelente relación grano / sensibilidad, lo que tendría que asignarle, en nuestro diagrama, un lugar muy especial.

 

Para completar el cuadro, véanse también  tab.4 tab.5  y  tab.6, que contienen otros datos útiles, y la imagen del Hand computer desarmado.

 

No queda entonces más que experimentar. El ”computer” nos ayudará en eso, pero no nos preocupemos demasiado: problemas seguramente no nos van a faltar. Mejor así, de todos modos, sino ¿cual sería el mérito?

db.   
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