Proeza ingenieril: funden el sexto espejo para el Telescopio Magallanes Gigante
El espejo -de 8,4 metros- se suma a los otros cinco que ya han sido fundidos para el Telescopio Magallanes Gigante (GMT) y que figuran entre los más grandes del mundo. El GMT, a su vez, es uno de los telescopios extremadamente grande más esperados que se han diseñado.
PASADENA, CA — El Telescopio Magallanes Gigante anunció la fabricación del sexto espejo, de una serie de siete espejos monolíticos que están entre los más grandes del mundo. Gracias a estos espejos, la comunidad astronómica podrá observar objetos lejanos en el universo y con el mayor nivel de detalle nunca alcanzado por otro telescopio óptico existente. El sexto espejo, de 8,4 metros de diámetro (cerca de dos pisos de altura cuando está en posición vertical), se está construyendo en el Laboratorio de Espejos Richard F. Caris de la Universidad de Arizona y tardará casi cuatro años en quedar listo. El proceso de fabricación se considera una proeza de la ingeniería moderna y normalmente se celebra con una gran ceremonia a la que acuden personas de todo el mundo. Sin embargo, a causa de la pandemia por Coronavirus, los trabajos comenzaron a puertas cerradas para resguardar la salud de las diez personas que trabajan en la fabricación del sexto espejo.
Los requisitos científicos del Telescopio Magallanes Gigante y sus instrumentos e instalaciones forman parte de las prioridades científicas detalladas en el libro Científico de GMT. Estos requisitos se usan para optimizar el diseño y el proceso de desarrollo del telescopio, así como para definir los objetivos y especificaciones de la primera generación de instrumentos del GMT.
“El componente más importante de un telescopio es el espejo que capta la luz”, explica James Fanson, gerente de proyecto del Telescopio Magallanes Gigante. “Mientras más grande sea el espejo, más lejos podemos observar en el universo y con mayor detalle. El espejo primario del Telescopio Magallanes Gigante tiene un diseño único, conformado por siete de los espejos más grandes del mundo. La fabricación del sexto espejo es un gran paso para la terminación completa. Una vez que esté funcionando, el Telescopio Magallanes Gigante producirá imágenes 10 veces más nítidas que las del Telescopio Espacial Hubble. Los hallazgos científicos que estos espejos permitirán realizar van a transformar nuestra forma de entender el universo”.
El proceso de fabricación del enorme espejo, que se lleva a cabo en el Laboratorio de Espejos Richard F. Caris en Arizona, requiere la fundición de casi 20 toneladas de vidrio de borosilicato de alta pureza y baja expansión (conocido como vidrio E6) en el único horno giratorio del mundo diseñado especialmente para la fabricación de espejos gigantes para telescopios. En el auge del proceso de fundición, el horno gira a cinco revoluciones por minuto, calentando el vidrio a 1.165 grados Celsius durante aproximadamente cinco horas, hasta que el vidrio alcanza el estado líquido dentro del molde. La etapa de temperatura máxima, conocida como alta cocción, se alcanzará el 6 de marzo de 2021. A continuación, se someterá el espejo a un proceso de templado durante un mes, en el que el vidrio se enfría mientras el horno gira a una menor velocidad con el fin de reducir la tensión interna y endurecer el vidrio. Luego, el espejo tardará otro mes y medio en enfriarse hasta alcanzar la temperatura ambiente. Este proceso de fundición centrífuga es lo que permite dar al espejo su forma parabólica. Una vez que esté totalmente frío, se pule el espejo durante dos años hasta alcanzar una precisión óptica superficial equivalente a menos de una milésima parte del espesor de un cabello humano, o cinco veces más pequeña que una partícula de coronavirus.
“Estoy sumamente orgulloso de la forma en que las operaciones en el laboratorio se adaptaron a la pandemia y permitieron al talentoso y dedicado equipo del Laboratorio de Espejos Richard F. Caris seguir fabricando espejos para el Telescopio Magallanes Gigante en condiciones de total seguridad”, afirma Buell Jannuzi, director del Observatorio Steward y del Departamento de Astronomía de la Universidad de Arizona.
Los primeros dos espejos gigantes ya se encuentran almacenados en Tucson (Arizona) y el sexto espejo se suma a otros tres que se encuentran en distintas etapas de fabricación en el laboratorio. Por su parte, el tercer espejo ha alcanzado una precisión de 70 nanómetros de pulido en su superficie delantera y estará terminado en menos de un año.
El cuarto espejo ya fue pulido por la parte posterior y está siendo enganchado a los distribuidores de carga que permitirán manipularlo durante las operaciones. El quinto espejo se fundió en noviembre de 2017 y el séptimo espejo se fundirá en 2023. Adicionalmente, se fabricará un octavo espejo para usar como repuesto cuando haya que realizar mantenimiento en alguno de los espejos en operación.
A fines de 2020, los enormes espejos viajarán más de 8.100 kilómetros hasta el futuro hogar del Telescopio Magallanes Gigante ubicado en el Observatorio Las Campanas, que se encuentra a más de 2.500 metros sobre el nivel del mar en Chile, en pleno desierto de Atacama. Se trata de uno de los mejores lugares del mundo para la observación astronómica gracias a sus cielos despejados, su baja contaminación lumínica y estables corrientes de aire, condiciones que permiten obtener imágenes excepcionalmente nítidas. Además, al encontrarse en el hemisferio sur, el telescopio tendrá una vista privilegiada del centro de la Vía Láctea, que reviste especial interés por varias razones, entre ellas el hecho de que alberga el agujero negro supermasivo más cercano y algunas de las galaxias cercanas más interesantes. Asimismo, el hemisferio sur tiene algunos de los observatorios más poderosos trabajando en otras longitudes de onda, transformándolo en la ubicación ideal para la sinergia de observaciones científicas.
Una vez que el Telescopio Magallanes Gigante entre en operación, sus siete espejos abarcarán un área total de captación de luz de 368 metros cuadrados, suficiente para distinguir la cara de una moneda a unos 160 kilómetros de distancia. Esa capacidad de observación es 10 veces superior a la del famoso Telescopio espacial Hubble y 4 veces más grande que la del esperado telescopio espacial James Webb, cuyo lanzamiento está programado para fines de 2021. Los espejos también constituyen un componente fundamental del diseño óptico que dotará al Telescopio Magallanes Gigante del mayor campo de visión, en el rango de los telescopios extremadamente grandes de 30 metros. Gracias a su diseño óptico único, el GMT será el telescopio más eficiente de su categoría a la hora de aprovechar cada fotón de luz captado, puesto que solo se necesitarán dos reflejos para dirigir la luz hacia los instrumentos de campo amplio y tan solo tres reflejos para proporcionar luz a los instrumentos que usan campos de visión pequeños y la mayor resolución espacial posible.
“Esta combinación sin precedentes de capacidad de recolección de luz, eficiencia y resolución de imagen nos permitirá realizar nuevos hallazgos en todos los campos de la astronomía, principalmente en aquellos que requieren la mayor resolución espacial y espectral posible, como la búsqueda de planetas similares a la Tierra”, comenta Rebecca Bernstein, científica jefe del Telescopio Magallanes Gigante. “Tendremos una capacidad única para estudiar planetas en alta resolución, lo cual es fundamental para entender si un planeta tiene una composición rocosa, como la Tierra, si contiene agua líquida y si su atmósfera contiene la combinación necesaria de moléculas que señalan la presencia de vida”.
El proyecto Telescopio Magallanes Gigante es fruto del trabajo de un distinguido consorcio internacional de universidades e instituciones científicas de renombre. Para obtener más información sobre el Telescopio Magallanes Gigante, visita gmto.org.
