The ELT (Extremely Large Telescope) observatory on the Cerro Armazones mountain in Chile

Extremely Large Telescope

SCHOTT se enorgullece de desempeñar un papel líder en el desarrollo del Extremely Large Telescope (ELT) del Observatorio Europeo Austral. El espejo primario segmentado del telescopio, fabricado con vitrocerámica SCHOTT ZERODUR®, mide 39 metros de diámetro y se espera que abra nuevos caminos en lo que a la exploración espacial se refiere.

Información general

El Observatorio Europeo Austral (ESO) inició el programa ELT en 2006 con estudios detallados del telescopio. Concebido como "ventana hacia las galaxias lejanas", el gigantesco telescopio depende de una serie de cinco espejos que producen imágenes de alta resolución excepcionalmente precisas de objetos situados a millones de años luz en el espacio. El ESO recurrió a la incomparable experiencia de SCHOTT en vitrocerámica y encargó a la empresa en 2017 el inicio de la fabricación de las bases de espejo necesarias para lograr un alcance telescópico sin precedentes.

El observatorio ELT (Extremely Large Telescope) del Observatorio Europeo Austral (ESO)
El ELT, del Observatorio Europeo Austral (ESO), utiliza vitrocerámica SCHOTT ZERODUR® como base para sus espejos. Fuente: ESO

Tarea

El proyecto ELT es uno de los más grandes en los que SCHOTT ZERODUR® ha estado implicado hasta la fecha. Constituye allí la base para un total de cuatro espejos vitrocerámicos. Dos tienen un diámetro de aproximadamente 4 m, de los cuales el espejo secundario (M2) está fabricado con los componentes de vidrio monolítico convexo más grandes. La producción del espejo secundario, con un diámetro de 4,25 m, representa un gran desafío, porque solo es necesario rebajar el grosor del material base hasta apenas unos 10 cm. Para el espejo primario SCHOTT debe fabricar 949 semiterminados de segmento de espejo de 1,5 m de diámetro, a razón de uno por día, cada uno con exactamente las mismas dimensiones y características.

Solución

SCHOTT está perfectamente preparada para este proyecto gracias a su equipamiento de última tecnología: un centro de mecanizado CNC de cinco ejes, que permite la fabricación de espejos vitrocerámicos ZERODUR® de hasta 4,25 metros de diámetro con una precisión nunca antes lograda. Un segundo horno de fusión, instalado para la producción de ZERODUR®, tiene como objetivo satisfacer la alta demanda de material a largo plazo y contribuir al éxito de los clientes.

El sistema óptico del ELT y la función de ZERODUR®

Este gráfico (representación artística) muestra el avanzado sistema óptico de cinco espejos del Extremely Large Telescope (ELT) del ESO y la ubicación de las bases de espejo ZERODUR®. Consiste en un espejo principal (M1) gigante, que combina 798 hexágonos, y cuatro espejos más pequeños (M2 a M5) como reflectores. El espejo principal capta la luz del cielo nocturno y la refleja sobre el espejo M2, de 4 metros de diámetro. Este proyecta a su vez la luz sobre un reflector (M3). La tarea de este tercer espejo es irradiar la luz sobre el espejo de óptica adaptativa (M4), que modifica su superficie mil veces por segundo para corregir la luz de las estrellas distorsionada por la atmósfera terrestre. Finalmente, la luz alcanza el quinto espejo (M5), que estabiliza las imágenes extraordinariamente nítidas sobre el plano focal final, compensando las vibraciones de frecuencias más bajas inducidas por la estructura del telescopio. 
Ilustración que muestra las cinco diferentes etapas del espejo para el Extremely Large Telescope (ELT) del Observatorio Europeo Austral.
Construction of the primary mirror for the ELT (Extremely Large Telescope) observatory
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Un gigantesco espejo primario de 39 metros

El espejo principal estará compuesto por un total de 798 segmentos de ZERODUR® hexagonales. SCHOTT produce 949 semiterminados de segmento, cada uno de 1,5 m de diámetro y 50 mm de grosor. Funcionarán juntos como un único espejo capaz de captar decenas de millones de veces más luz que el ojo humano.

Construction of the secondary mirror for the ELT (Extremely Large Telescope) observatory
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Una obra maestra de la tecnología

El espejo secundario (M2) fabricado para el ELT, de la clase de 4 metros, es el espejo convexo más grande jamás construido. Presenta una curvatura extrema, un diámetro de 4,25 metros y un grosor de tan solo 100 mm.

Construction of the tertiary mirror for the ELT (Extremely Large Telescope) observatory
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Un trabajo muy laborioso

Después de la fundición, la base del espejo terciario (M3) ha sido pulida hasta alcanzar su peso final de 3,2 toneladas tras varios pasos de mecanizado. El espejo final mide 4 metros de diámetro, tiene 100 mm de grosor y está ubicado en la  óptica del telescopio , debajo del enorme espejo primario.

Calidad de imagen consistente en entornos extremos

Las extraordinarias propiedades térmicas de la vitrocerámica SCHOTT ZERODUR® son un factor fundamental en el ELT. Con un coeficiente de dilatación térmica extremadamente bajo, se puede garantizar que funcionará de forma consistente y reflejará la luz de una manera muy precisa en entornos con temperaturas fluctuantes. La capacidad de SCHOTT para fabricarlo en una amplia gama de formas y tamaños también ha sido crucial para el proyecto del ELT.
Todo lo que necesita saber sobre SCHOTT y el ELT, en 6 minutos.
Markus Kissler-Patig, astrónomo sénior del Observatorio Europeo Austral
Un proyecto como ELT no sería posible si no existiera un material como ZERODUR®.

Visualizando la amplitud del universo

La potencia y la escala del Extremely Large Telescope son sencillamente asombrosas. Los componentes casi vitales del telescopio, con el que se pretende captar 100 millones de veces más luz que el ojo humano, con imágenes 16 veces más nítidas que las obtenidas con el telescopio Hubble, han sido fabricados por primera vez para este proyecto. También permitirá estudios más detallados de los planetas que orbitan en torno a otras estrellas, de galaxias lejanas y agujeros negros supermasivos, para ampliar nuestro conocimiento y comprensión del universo.
Roberto Tamai, responsable del Programa ELT, Observatorio Europeo Austral
Roberto Tamai, responsable del Programa ELT
Jamás se ha hecho nada como esto antes. El ELT es el primero en su género. Se trata de una máquina grande, con requisitos muy estrictos en términos de posicionamiento y seguimiento. Colocáremos una pieza de acero gigante, de 3.000 toneladas, en una posición fija y necesitamos moverla con una precisión extrema. Sí, contamos con todas las simulaciones y análisis por ordenador para demostrar que podemos lograrlo, pero de las simulaciones a la realidad hay un gran paso. Dar este salto es uno de los mayores desafíos.

Materiales utilizados y productos similares 

Esta exclusiva vitrocerámica fue desarrollada por SCHOTT para lograr un coeficiente de dilatación térmica extremadamente bajo, lo que la convierte en un material ideal para entornos exigentes, que requieren un posicionamiento muy preciso. Su potencial para ser fabricada en grandes formatos también es vital para el proyecto ELT.

Un desafío sin precedentes, que requiere un verdadero trabajo en equipo.

El diseño y la construcción del ELT es una empresa enorme, que requiere una estrecha cooperación entre cientos de expertos técnicos de todo el mundo. El solo hecho de viajar hasta las instalaciones donde se encuentra el ELT, en el centro del desierto de Atacama, en Chile, implica un reto logístico, por lo que la transformación y el transporte de los enormes espejos y componentes ha impulsado a SCHOTT y a sus socios a nuevos niveles de dedicación e innovación.


Vidrio fabricado por
SCHOTT

Pulido por
Safran-Reosc, Francia

Unidades del sistema de soporte de segmentos para el espejo primario
CESA (España) VDL (Países Bajos)

Celdas de soporte de los espejos M2 y M3
Grupo SENER (España)

Espejo cuaternario
AdOptica, INAF (Italia)

Construcción del domo
Consorcio ACe (Italia)

Promotor del proyecto ELT
ESO, el Observatorio Europeo Austral.

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