GREGOR el Grande

SCHOTT solutions n° 1/2010 > Astronomía

Cuando las partículas resultantes de las erupciones solares alcanzan la Tierra, pueden causar cortes del fluido eléctrico e interferir en las telecomunicaciones. El telescopio solar GREGOR vigilará constantemente el cielo, para que estas perturbaciones no nos cojan por sorpresa. Foto : Kiepenheuer Institut

Los telescopios solares requieren espejos con una estabilidad térmica excepcional. Los tipos más avanzados de hoy en día utilizan vitrocerámica Zerodur®.

Gerhard Samulat

Los astrónomos del Instituto Kiepenheuer de Física Solar, en Friburgo, Alemania, estaban esperando ansiosamente el componente más importante de su nuevo telescopio solar GREGOR: el espejo principal, de 1,5 m de diámetro, fabricado en vitrocerámica Zerodur® y aligerado mediante un laborioso proceso. Todos los demás componentes del observatorio, erigido cerca del pico más alto de España, el Teide, en la isla canaria de Tenerife, ya están acabados y han sido verificados por los astrónomos utilizando un espejo de test. Los telescopios solares de mayores prestaciones del mundo ya utilizan esta vitrocerámica de SCHOTT, que presenta una estabilidad frente a las altas temperaturas extraordinaria, por ejemplo, el Big Bear Solar Observatory BBSO, en California, el telescopio solar sueco SST, que como GREGOR se encuentra en las Canarias, y Sunrise, que a mediados de 2009 se elevó desde el Círculo Polar Ártico a bordo de un globo. Zerodur® es el mejor candidato para la próxima generación de telescopios solares: el americano Advanced Technology Solar Telescope ATST, en Hawai, y el European Solar Telescope EST, en Tenerife.

A pesar de que las bases de espejo están expuestas a la radiación solar directa, su dilatación térmica es insignificante: ”Una vez calculamos que, entre el verano y el invierno, una pieza de Zerodur® de 10 km de largo variaría su longitud en sólo aprox. 1 cm,” comenta el Dr. Thomas Westerhoff, Director del Grupo de Productos Zerodur® de SCHOTT.

La base de espejo de Zerodur® – mostrada aquí mientras está siendo pulida – presenta una compleja estructura de bolsas en su cara posterior, que ayuda a alcanzar un grado de reducción de peso óptimo. Foto : Carl Zeiss

Elaborar esta geometría compleja ha exigido una precisión máxima. ”Aun así, en algunos aspectos hemos sido capaces de suministrar una precisión dimensional todavía mayor que la acordada,” señala el Dr. Westerhoff. ”En determinados puntos no debíamos desviarnos más de 40 µm de estos valores,” explica. Esto equivale a aprox. la mitad del grosor de un cabello. Se añade a esto que los clientes querían que su precioso espejo presentara una geometría nada sencilla. Para suministrar imágenes del sol nítidas, el espejo debe tener una forma asférica, es decir, con un radio de curvatura distinto en el centro que en los bordes. “Hemos conseguido obtener una curva envolvente notablemente mejor que la especificada en el pedido,” señala el Dr. Westerhoff. Esto le facilitó la labor de pulido a la empresa Carl Zeiss, en Oberkochen (Alemania). ”Sin embargo, el mayor reto fue integrar óptimamente el personal y la tecnología en el proceso de fabricación,” añade Thomas Werner, Jefe de Producción. Durante la fase de procesado, de 3 meses de duración, se fabricaron sin defecto alguno más de 450 características geométricas con tolerancias estrechas. GREGOR incorpora una óptica adaptativa, que compensa el efecto de las perturbaciones del aire de la atmósfera terrestre sobre la imagen obtenida del sol, que de otra forma resultaría borrosa. Ahora los astrónomos están en condiciones de observar en la superficie del sol, que se encuentra a aprox. 150 millones de km de distancia, incluso las estructuras más pequeñas, de sólo 50 km de tamaño.

Cuando el telescopio, construido por el Instituto Kiepenheuer de Física Solar de Friburgo, el Instituto Astrofísico de Potsdam, el Instituto de Astrofísica de Gotinga y el Instituto Max Planck de Investigación del Sistema Solar, esté completado, su instrumental permitirá medir muchas características de nuestra estrella central con una precisión sin precedentes, especialmente en lo relativo a su campo magnético variable, que es considerado el responsable tanto de las manchas solares, como de las emisiones de enormes cantidades de material solar.

Cuando una lluvia de partículas de estas erupciones alcanza la Tierra, no sólo produce las fascinantes auroras boreales, sino que también puede destruir los circuitos electrónicos de los satélites, provocar cortes del fluido eléctrico e interferir en las telecomunicaciones. GREGOR vigilará constantemente el cielo, para que estas perturbaciones no nos cojan por sorpresa. <|

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