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Los espejos de Ias estrellas

El éxito del supertelescopio Keck abre la vía hacia observatorios gigantes en el espacio

Con su cúpula, tan alta como un edificio de ocho pisos, en la cima de Mauna Kea (Hawai), el telescopio gigante Keck se ha convertido en una catedral de la astronomía. Es capaz de detectar objetos celestes la cuarta parte de brillantes que cualquier otro observatorio en el mundo y los privilegiados que tienen acceso a él están haciendo investigaciones que otros muchos científicos desearían emprender cuanto antes.La verdad es que muy pocos expertos creían que se podría construir un telescopio de diez metros de diámetro con un espejo compuesto de 36 trozos y que sería tan bueno como afirmaba su creador y diseñador, el estadounidense Jerry Nelson. Él ha demostrado que es posible y, con el Keck, ha ganado la carrera de los grandes observatorios terrestres. Una carrera reanudada tras casi medio siglo en que no se podía superar el límite de cinco metros de diámetro porque no se encontraban soluciones tecnológicas para fabricar espejos de gran tamaño, garantizar su forma perfecta en funcionamiento y moverlos con soltura para seguir cada noche el desplazamiento de las estrellas en el cielo.

El Keck ha duplicado el límite de los cinco metros y la docena de proyectos competidores, pendientes aún de recibir la primera luz en sus nuevos espejos (de una sola pieza y desarrollados con una técnica alternativa) reconocen la victoria del estadounidense. Además, el año próximo se inaugurará el Keck II, gemelo del primero.

A la vista de cómo están las cosas, el proyecto del Gran Telescopio de Canarias (GTC), concebido con un moderno espejo delgado monolítico de ocho metros de diámetro, se ha cambiado de bando y el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), promotor de la idea, está a punto de presentar el estudio de viabilidad con un diseño de espejo segmentado. El resto de los telescopios de esta clase, como los cuatro del VLT que está preparando en Chile el Observatorio Europeo Austral (ESO) o el Subaru japonés, que entrarán en funcionamiento de aquí al año 2000, han avanzado demasiado en su desarrollo como para poder plantearse el cambio.

EL 'Hubble'

El truco de Nelson con el mosaico de espejos, además, abre el camino hacia la construcción de telescopios gigantes en órbita y en la Luna, porque es mucho más factible enviar fuera de la Tierra piezas reflectoras de dos metros y juntarlas en órbita para. componer una superficie que llevar un espejo de ocho o diez metros en una nave espacial. A modo de comparación, el otro gran instrumento astronómico de finales del siglo XX, el telescopio espacial Hubble, tiene un espejo único de 2,4 metros de diámetro, nada espectacular para los estándares terrestres, claro que tiene la ventaja de estar situado fuera de la burbuja brumosa que, a efectos astronómicos, supone la atmósfera para los observatorio instalados en tierra.

Pero si actúa perfectamente un espejo compuesto por 36 segmentos, ¿por qué no unir más trozos y hacer telescopios más grandes aún? "Para el astrónomo, desde el punto de vista del funcionamiento, el espejo segmentado es como un telescopio convencional, su trabajo es igual", afirma Nelson. Cuanto mayor es la superficie del espejo, más luz procedente de las estrellas capta y envía a las cámaras o detectores. El Keck, con su poderosa óptica, está viendo quasares y galaxias muy lejanas en el Universo y objetos cercanos, pero de luz tan débil que ningún otro instrumento astronómico es capaz de distinguir por ahora.

"Sus resultados son magníficos, pero no se pueden comparar con nada porque todavía no están en funcionamiento los telescopios de ocho metros de una sola pieza, como los cuatro nuestros", dice Francesco Paresce, científico del europeo VLT.

"Durante años ha habido una batalla casi cruenta entre los defensores de una y otra alternativa, intercambiando duras críticas en el sentido de que el sistema contrario no funcionaría".

La opción enfrentada a las 36 piezas hexagonales es un espejo monolítico de unos, 20 centímetros de grosor, muchísimo más liviano que lo que pesaría uno tradicional de es te tamaño. Pero es tan delgado y flexible -como una lente de contacto gigantesca-, que necesita un complejo sistema de óptica activa: unos mecanismos de soporte posterior que, de acuerdo a los datos que toman los sensores, presionan en centenares de puntos del espejo y mantienen su forma perfecta en todo momento. "En el monolítico delgado hay que controlar y mantener la forma de una superficie óptica, mientras que en el espejo segmentado hay que regular y ajustar la posición de cada trozo", explica Pedro Álvarez, director del proyecto GTC.

Cada uno de los hexágonos del Keck mide 1,8 metros, con 7,5 centímetros de grosor, y no son todos idénticos sino que están tallados, o pulidos, de manera que la luz que reciben se combina para generar una imagen única. Los sensores de posición toman 200 medidas por segundo y, por detrás del mosaico, un sistema de actuadores electrónicos corrige constantemente la posición de cada segmento respecto a los demás; un ordenador controla en todo momento que el margen de error en la alineación no sea superior a una milésima del grosor de un cabello humano.

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¿Por qué el ESO eligió los espejos monolíticos? "Porque la industria europea dijo que los podía hacer según nuestras especificaciones y con un coste aceptable, mientras que el espejo segmentado planteaba muchos problemas de difícil solución", explica Paresce. "Las prestaciones de ambos son teóricamente muy similares". Lo cierto es que dos de los cuatro espejos del VLT están ya hechos (de la fabricación de la pieza se encarga una empresa alemana, y del pulido, una francesa) y a partir de 1996 empezarán a llegar, uno al año, al observatorio de Cerro Paranal (Chile).

Pero el CGT español está todavía en papel y el éxito del Keck estaba ya encima de la mesa cuando un panel de nueve expertos mundiales, incluído Nelson, evaluó el diseño, a invitación del IAC. Recomendaron que se reconsiderara la opción entre el segmentado y el monolítico de menisco delgado: Tras estudiar las implicaciones tecnológicas, Francisco Sánchez, director del IAC, ha dirigido esta semana una carta a los astrónomos españoles explicando por qué se ha decidido apostar en el GTC "por un telescopio con espejo primario segmentado de diez metros de diámetro".

Si las autoridades dan luz verde este año al proyecto, el telescopio podría estar en funcionamiento hacia el 2000 en el observatorio del Roque de los Muchachos, en la isla de La Palma. Un espejo de 10 metros tiene casi un 40% más de superficie colectora de luz que los de ocho metros, pero también se tienen en cuenta ventajas logísticas como el transporte del espejo hasta el observatorio por una carretera de montaña, los seguros y las delicadas operaciones de mantenimiento.

"El segmentado es más caro en, diseño y fabricación, pero se ahorra dinero en las otras partidas relacionadas, y al final el presupuesto del telescopio es igual: unos 10.000 millones de pesetas", dice Álvarez. Además, la implicación de la industria española en la construcción del GCT tiene mucha importancia y el IAC considera que la tecnología de los espejos compuestos por piezas no sólo tiene más futuro en la astronomía, sino que es abierta a otras aplicaciones.

La próxima baza

El Keck levanta admiración y envidia en la comunidad astronómica internacional, pero el ESO no da por zanjada la carrera tecnológica en astronomía: si los estadounidenses han sido los primeros en tener el telescopio más grande del mundo, los europeos están convencidos de que tienen en su mano las cartas para ganar la siguiente baza: la interferometría óptica.

Es una técnica aún por desarrollar que consiste en combinar los haces, de luz procedentes de un mismo objeto astronómico capta dos con varios telescopios separados unos de otros. Aunque se utiliza rutinariamente en radioastronomía, nadie niega que es difícil hacerlo en las bandas óptica e infrarroja, pero factible. "Cuando estén en funcionamiento los cuatro telescopios de ocho metros del VLT, con otros tres auxiliares más pequeños, tendremos un telescopio tan grande como toda la montaña en que estará montado", dice Paresce. "Será una instalación mucho más potente que los dos Keck combinados".

* Este artículo apareció en la edición impresa del Miércoles, 26 de julio de 1995

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