Instalan con éxito espejo óptico más grande del mundo en prototipo de sistema de soporte por primera vez para comprobar extraordinario desempeño del telescopio

TUCSON, AZ — 15 de octubre de 2024 — El Telescopio Magallanes Gigante anunció hoy la exitosa instalación de uno de los espejos primarios de 8,4 metros de diámetro en un prototipo de sistema de soporte en el Laboratorio de Espejos Richard F. Caris de la Universidad de Arizona. Este sofisticado sistema, que tiene cerca de la mitad del tamaño de una cancha de básquetbol y contiene tres veces más piezas que un automóvil normal, es fundamental para garantizar el desempeño óptico del telescopio y controlarlo con precisión. Este hito inaugura una etapa de pruebas ópticas que se prolongarán por seis meses para demostrar que el sistema de soporte es capaz de controlar el espejo de forma adecuada y, de esa forma, comprobar las capacidades revolucionarias de la principal superficie colectora de luz del telescopio.

La superficie colectora de luz del Telescopio Magallanes Gigante tiene 368 metros cuadrados y está conformada por siete de los espejos ópticos más grandes del mundo, dispuestos en un diseño único con forma de flor. Juntos, proporcionarán la mayor resolución de imagen y el mayor campo de visión jamás logrados para ofrecer hasta 200 veces el poder de observación de los mejores telescopios existentes con miras a explorar el Universo. Cada espejo primario pesa 16 toneladas métricas y reposa sobre un sistema de soporte neumático altamente sofisticado que estará alojado dentro de una estructura de acero, o celda. Este sistema, que funciona con una precisión nanométrica, está diseñado para ajustar la posición del espejo, estabilizar su temperatura, protegerlo de la actividad sísmica e impedir que el espejo se deforme por efecto de la gravedad mientras el telescopio de mueve. El sistema controla los siete espejos primarios de forma conjunta para que actúen como una única superficie colectora de luz, creando las condiciones ideales para alcanzar el máximo rendimiento óptico durante las observaciones científicas.

Se completó el transporte del espejo primario de 8,4 metros de diámetro y su colocación sobre el prototipo del sistema de soporte en el laboratorio de espejos Richard F. Caris de la Universidad de Arizona. Crédito del vídeo: Damien Jemison, Giant Magellan Telescope – GMTO Corporation.

“Este trabajo es financiado con fondos de la Fundación Nacional de Ciencia de Estados Unidos —explica Barbara Fischer, directora de subsistema de espejo primario del Telescopio Magallanes Gigante—. Empezamos a integrar el prototipo de sistema de soporte activo hace más de tres años. Primero, usamos un simulador de masa de espejo de acero para demostrar que nuestro diseño era capaz de soportar y controlar sin problemas el espejo primario en conjunto. He tenido el honor de trabajar con un equipo extraordinario, y es muy emocionante ver por fin un segmento del espejo terminado e integrado en la celda”.

Como parte clave del proceso de integración, el Telescopio Gigante de Magallanes trabajó en estrecha colaboración con la Universidad Texas A&M para limpiar, ensamblar y probar los actuadores de soporte que se utilizan en la celda. Si bien la instalación del espejo en la celda no tomó más de un día, el proceso requirió cuatro semanas de desmontaje para preparar la celda y el sistema de soporte para el transporte, tras lo cual se trasladó el sistema a más de 30 kilómetros del Parque Tecnológico de la Universidad de Arizona hasta el Laboratorio de Espejos Richard F. Caris para volver a armarlo. Esta compleja operación logística se llevó a cabo pocas horas pasada la medianoche con el fin de limitar las interrupciones del tráfico, puesto que, debido al tamaño de la celda, hubo que ocupar dos vías para transportarla.

Espejo primario terminado de 8,4 metros de diámetro colgado sobre el prototipo del sistema de soporte con un técnico en primer plano en el Laboratorio de Espejos Richard F. Caris de la Universidad de Arizona. Crédito de la imagen: Damien Jemison, Giant Magellan Telescope – GMTO Corporation.

“El sistema de soporte activo del espejo primario del Telescopio Magallanes Gigante es el primero de su tipo —afirma Trupti Ranka, ingeniera principal de los sistemas de control optomecánicos del Telescopio Magallanes Gigante—. El sistema de soporte activo contiene cerca de 200 actuadores y sensores que controlan la posición y la forma de cada espejo de 8,4 metros y 16 toneladas métricas con una precisión de una fracción de micrón. El sistema de control garantiza una coordinación armoniosa entre los datos de los sensores y los actuadores para alcanzar ese nivel de precisión”.

Tras haber sido integrado con éxito al prototipo de sistema de soporte, el espejo primario ahora será sometido a pruebas rigurosas en una torre de metrología en el Laboratorio de Espejos Richard F. Caris para confirmar que es capaz de mantener su forma y sostener su rendimiento en distintas condiciones de funcionamiento. Una vez terminadas las pruebas, se procederá a una revisión final del diseño de los sistemas de soporte activo con miras a empezar la producción en 2027.

Se completó la instalación del espejo primario de 8,4 metros de diámetro en su prototipo de sistema de soporte con técnicos en primer plano en el Laboratorio de Espejos Richard F. Caris de la Universidad de Arizona. Crédito de la imagen: Damien Jemison, Giant Magellan Telescope – GMTO Corporation.

“Este intricado sistema requirió años de diseño, construcción y pruebas por parte de ingenieros y técnicos especializados —señala Tomas Krasuski, ingeniero principal de software y sistema del Telescopio Magallanes Gigante—. Se probó cuidadosamente cada componente antes de incorporarlo al sistema. Ahora que terminamos la instalación del espejo, estamos ansiosos por poner a prueba su desempeño. Llegar hasta aquí ha sido un proceso arduo pero gratificante”.

Este hito ofrece un atisbo a la próxima etapa de desarrollo de los siete segmentos del espejo primario del Telescopio Magallanes Gigante y sus respectivos sistemas de soporte. Actualmente, hay tres segmentos del espejo primario listos, mientras que los otros cuatro se encuentran en distintas etapas de pulido. El séptimo y último segmento se fundió en octubre de 2023 y está siendo preparado para ser pulido. Posteriormente, en agosto de 2024, se dio inicio al ensamblaje de la montura del telescopio, en Ingersoll Machine Tools en Rockford (Illinois), la que albergará los siete espejos primarios con sus celdas, los sistemas de óptica adaptativa y los instrumentos científicos.

“Por primera vez, se incorporó un segmento de espejo primario completo a su sistema de soporte, lo cual representa un paso gigante en nuestra larga trayectoria hacia el inicio de las observaciones —celebra William Burgett, gerente de proyecto del Telescopio Magallanes Gigante—. Una vez que hayamos comprobado su desempeño, empezaremos a fabricar las siete celdas de los espejos en Ingersoll Machine Tools, en lo que será uno de los desarrollos más emocionantes a la fecha”.

La construcción del Magallanes Gigante presenta un avance de 40 % y se lleva a cabo en 36 estados con miras a iniciar las operaciones en Chile a comienzos de la década de 2030.