martes, 9 de diciembre de 2008

La Nueva Era de los Telescopios Supergigantes y 2

El GMT tendrá siete espejos muy grandes, hechos de Pyrex, un vidrio usado en útiles de cocina. Se dispondrán simulando la estructura de un panel de abeja, lo que reduce peso y le aumenta la solidez. Se bombeará aire a temperatura controlada en el panel de espejos hasta conseguir un equilibrio térmico en el conjunto de espejos en 20 minutos. Ese tiempo es excelente sobre todo si tenemos en cuenta que el telescopio Hooker del Observatorio de Monte Wilson acabado en 1917 necesitaba una noche entera para que el disco de 33 cm de grosor alcanzara una temperatura uniforme.


Vídeo del futuro Telescopio GMT

Los espejos primarios del E- ELT y del TMT tendrán segmentos mucho menores que los del GMT, inspirados por el éxito obtenido por los telescopios Keck de Hawaii de 10 metros que siguen este diseño. Los espejos pequeños tiene ventajas puesto que cada pieza es más delgada y ligera, y por tanto más fácil de fabricar y transportar. Las desventajas son que resulta complicado mantener un alineamiento perfecto de tantos espejos mientras el telescopio se mueve. Para remediar esto se emplean sensores especiales para detectar la falta de alineamiento entre los espejos y un gran número de motores (actuadores) empujan o tiran de cada segmento para mantener la curvatura del espejo primario hasta lograr una precisión de unos pocos nanómetros.


Vídeo del futuro Telescopio TMT (30 metros de diámetro)

La otra importante tecnología que estos telescopios están explotando es la óptica adaptativa. La luz tiene que atravesar las diferentes capas atmosféricas cada una con temperatura distinta o se mueven en vientos o corrientes el resultado final es la distorsión de la imagen al llegar al telescopio.

Imagen tomada desde el Telescopio William Herschel desde la Isla de La Palma (España). A la izquierda vemos a Urano sin el sistema de óptica adaptativa y a la derecha con el sistema activado.

Los telescopios modernos sin embargo, añaden estos sistemas de óptica adaptativa, siguiendo dos estrategias o bien crean siguen una estrella guía o crean una luz artificial mediante un rayo láser que se proyecta hacia arriba en dirección al exterior de la imagen. El software compara la imagen de la estrella con la imagen real para corregir las aberraciones atmosféricas, el sistema manda órdenes a tiempo real usando un espejo deformable. Este espejo está situado después del espejo terciario y es delgado y flexible, normalmente de un diámetro de unas pocas decenas de cm. Mediante la puesta en marcha de sus actuadores consigue cambiar la forma del espejo ligeramente para compensar la distorsión atmosférica.

Esquema de óptica adaptativa a través de un rayo láser

Sin embargo esto implica añadir un espejo más a todo el sistema que tampoco es lo ideal, el espejo jamás refleja el 100% de luz y en cada espejo se pierde un poco de luz, además añade ruido térmico propio y afecta las observaciones en el infrarrojo.

La solución del GMT es convertir el espejo secundario en un espejo deformable. "Con lo que no pierdes nada de luz, ya que tienes de cualquier manera que emplear un espejo secundario."explica Pat McCarthy de los Observatorios de la Carnagie Institution que es parte en el consorcio del GMT. Sin embargo los espejos secundarios son mucho más grandes con lo que resulta un reto realizar un espejo deformable de ese tamaño. Sin embargo los diseñadores del E-ELT se despreocupan de esto porque emplean el espejo cuaternario, sólo que para reducir el ruido térmico emplean un sistema auxiliar de óptica adaptativa refrigerado a -30º C que debe atravesar la luz al salir del telescopio.

A pesar de estos desafíos cada equipo que trabaja en los telescopios esperan obtener la primera imagen hacia 2017 y con ella abrir una nueva era para la astronomía y la cosmología. Kissler-Patig lo explica así: "Vamos a sumergirnos en las profundidades del universo a una resolución espacial jamás conseguida hasta ahora, y descubriremos probablemente cosas que ni siquiera hubiéramos imaginado que existieran."

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