LUZ VERDE
2003/04/09 Kortabarria Olabarria, Beñardo - Elhuyar Zientzia
Aunque el proyecto ALMA se llama radiotelescopio, no se trata de un sistema formado por 64 radiotelescopios. Cada uno de ellos tendrá un diámetro de 12 metros y serán capaces de trabajar juntos. Se trata de un proyecto impulsado por los países europeos, Estados Unidos y Canadá que integran la ESO.
64 antenas se ubicarán en el desierto chileno de Atacama, en el paraje conocido como Chajnantor. Trabajarán juntos como un solo telescopio, aunque cada uno recibirá su propia información. Recibirán información sobre las longitudes de onda milimétricas y por debajo del milímetro del espectro. Esta radiación atraviesa la frontera entre los infrarrojos y las ondas y es una de las claves para comprender la formación de planetas y estrellas. A su vez, para comprender la formación de las primeras galaxias, cúmulos galácticos y moléculas orgánicas es necesario disponer de la información de dichas longitudes de onda.
Debido a que el vapor es capaz de absorber las ondas milimétricas y las inferiores al milímetro, el sistema ALMA se ubicará en una zona más seca de 5.000 metros. De este modo, se ha buscado que las interferencias de vapor sean las mínimas posibles.
Se espera que abran nuevas oportunidades para los astrofísicos Por ejemplo, creen que se conseguirá saber cómo eran las primeras galaxias del universo. Y es que la capacidad de los 64 radiotelescopios es enorme, mucho mayor que la actual.
Parece que un prototipo estará en marcha para el próximo año. En caso de que no se produzcan retrasos, el sistema ALMA estará completo para el año 2007 y por tanto estará en condiciones de iniciar las pruebas. Si se cumplen los plazos, ALMA comenzará a trabajar de lleno en 2011. Mientras tanto, el conjunto de telescopios VLT será el más grande y poderoso del mundo.
VLT el más poderoso hasta ahora
Very Large Telescope, o VLT, de la organización europea de ESO, es el representante más destacado de la nueva generación de telescopios. Está basada en nuevos materiales y nuevos conocimientos tecnológicos y es extremadamente potente. VLT es el telescopio óptico más grande y avanzado del mundo. No es un telescopio, sino un grupo. Pueden trabajar individualmente o juntos. Trabajando juntos, el conjunto equivaldría a un telescopio de 16 metros de diámetro.
Cada uno de los espejos gigantes tiene sólo 18 centímetros de grosor. Son flexibles, por lo que requieren de un sistema de soporte guiado por ordenador. El núcleo principal de VLT está formado por cuatro telescopios de 8,2 metros de diámetro cada uno. Cada telescopio consta de varios focos en los que se recoge, a través de diferentes instrumentos complementarios, la débil luz de las lucernarias celestes. No obstante, la forma de trabajar más espectacular del sistema se conseguirá cuando la luz de todos los telescopios se combine de forma coherente. Entonces, trabajando todos los telescopios juntos, VLT será un interferómetro gigante.
Existen también telescopios móviles adicionales de 1,8 metros, montados sobre raíles. Mejora el rendimiento del conjunto. Este modo de observación, conocido como VLT interferométrico, proporcionará imágenes más nítidas que las actuales. Imagínate que si hubiera un astronauta en la Luna, VLT lo vería.
Pero si esta enorme capacidad va a dar buenos resultados es necesario solucionar un problema básico. A medida que la luz de una estrella atraviesa la atmósfera terrestre, recibe la influencia de la turbulencia atmosférica. Por eso, a nuestros ojos, la luz de las estrellas parpadea. También en el plano del foco del telescopio la imagen de la estrella se mueve, lo que degrada notablemente la calidad de la imagen de la estrella resultante tras una exposición prolongada.
Pero este problema tiene solución. ESO y algunos centros de investigación franceses, trabajando juntos, han preparado una nueva herramienta, una nueva técnica, para corregir en tiempo real la distorsión de la luz.
El área del útil es un espejo flexible. Intercalado en el recorrido de la luz, antes del detector. Su forma puede cambiar muy rápidamente, por lo que la luz se resiente continuamente y corrige la distorsión provocada por la turbulencia atmosférica. En consecuencia, la imagen de la estrella se ve mucho más clara, ya que el movimiento que había antes desaparece. El telescopio trabaja como si estuviera en el espacio, es decir, sin distorsiones atmosféricas.
Los principales espejos del VLT son monolíticos, hechos con una sola pieza. Nunca antes del VLT se había hecho un espejo tan grande. Para ello, la empresa alemana de Mainz Schott ha desarrollado una nueva técnica de fabricación.
Partieron del molde para hacer un espejo gigante. El molde fue pintado con 45 toneladas de vidrio fundido a 1.400 grados Celsius. Al hacer girar el molde en la primera fase de enfriamiento, el vidrio adopta una forma ligeramente cóncava. En los siguientes pasos de la producción, el vidrio se convirtió en Cerodur, la cerámica de vidrio, cuyo coeficiente de expansión térmica es cero, lo que es muy importante para asegurar la calidad óptica de VLT.
Cada paso del procedimiento requería un riguroso control de calidad. Los discos gigantes del espejo fueron pulidos por la empresa francesa REOSC. Mediante interferómetros se comprobó la precisión de la superficie del espejo.
En 1995, tras dos años en REOSC, los ingenieros de ESO empezaron a realizar pruebas detalladas de control del primero de los cuatro espejos principales. Las medidas cuidadosamente realizadas demostraron que la superficie óptica era la adecuada y que el error era de 5 milímetros cien mil. Esto significa que en una superficie de 165 kilómetros de diámetro, como en la distancia entre Tudela y Baiona, sólo habría un milímetro de error. Para hacer un espejo se necesitan casi cuatro años.
La precisión del resto de componentes también es a este nivel: la estructura en la que se encuentra el espejo es una combinación de sistemas electromecánicos, hidráulicos y electrónicos y herramientas de telescopio. La estructura mecánica principal también es espectacular, pesa 430 toneladas
Toda la estructura se apoya sobre una fina capa de aceite flotando. Los motores y demás mecanismos de accionamiento son también de gran precisión, moviendo el telescopio con gran precisión. Construir un telescopio VLT para ingenieros ha sido un gran reto. Han tenido que combinar con precisión estructuras grandes y pesadas. El montaje ha contado con la participación de numerosas empresas de alto nivel de toda Europa.
Para comprobar el cumplimiento de las especificaciones técnicas y su correcto funcionamiento, el primer telescopio gigante fue sometido a pruebas antes de ser trasladado a su ubicación real en la fábrica de Ansaldo de Milán, el observatorio VLT de Chile.
Desierto claro
En el desierto de Atacama el clima es muy especial. Aparentemente no es un lugar muy agradable, pero es uno de los lugares más apropiados para colocar un observatorio astronómico. En el oeste, en la costa chilena, la corriente fría de Humboldt circula; en el este, la inmensa cadena montañosa Andes. Ambos crean una especie de barrera que impide el paso de las nubes. En consecuencia, el territorio entre ambos es extremadamente seco, con un cielo despejado 350 días al año.
Si viajamos en avión por la costa del Pacífico, la vista aérea muestra claramente la diferencia entre la costa húmeda y el desierto. Especialistas de ESO analizaron durante diez años la comarca en busca del mejor lugar para ubicar VLT. Finalmente, ESO eligió un monte de 2.664 metros: Cerro Paranal. Se encuentra a 12 kilómetros del Pacífico y a unos 130 kilómetros al sur de la ciudad de Antofagasta.
Para empezar, se quitaron 350.000 metros cúbicos de piedras de la cima del monte y se tuvieron que comer 28 metros a la altura del monte para construir una gran plataforma para colocar telescopios. Trabajadores y especialistas de diversas profesiones trabajaron intensamente durante varios años antes de que los científicos, por primera vez, pusieran el nuevo supertelcopio al cielo.
En diciembre de 1997 se acercó un barco al puerto de Antofagasta. En su interior había un espejo de 8,2 metros, el primero para VLT. Poco a poco salieron del barco y lo colocaron en un vehículo especial. A partir de entonces tuvo que realizar un largo viaje por un camino de polvo antes de llegar al Cerro Paranal.
El viaje comenzó a la mañana siguiente. El convoy con espejo se movía a 6 kilómetros por hora. En el camino abrupto tuvieron que reducir la velocidad a 3 kilómetros por hora. Tardó tres días en llegar a su ubicación.
Midiendo y mirando con detalle comprobaron que el valioso y frágil espejo llegó en buen estado. Cuatro meses después, en abril de 1998, en el edificio de mantenimiento de espejos, montaron el espejo en su estructura básica. La base del espejo era la obra maestra de la tecnología: un sofisticado sistema de soportes activos controlados por ordenador. Sólo pesaba 10 toneladas y, además de mantener los accesorios, soportaba las 22 toneladas del espejo principal para que su forma fuera siempre perfecta. Tras colocar el espejo y su base en el telescopio, tuvieron que alinear el sistema óptico.
Utillaje VLT
Estas herramientas son muy complejas. Cada una de ellas consta de más de 20.000 piezas. La VLT está equipada con multitud de herramientas. El primero de los cuatro grandes telescopios comenzó a trabajar con dos herramientas: Force e Isaac son los verdaderos responsables del trabajo de VLT. Ambas herramientas incluyen cámaras complejas y espectrógrafas para analizar el universo cercano y lejano más allá de las fronteras actuales. Analizan las longitudes de onda visibles y las ondas infrarrojas.
El VLT tuvo que superar pruebas muy exigentes para poder iniciar en 1998 trabajos científicos regulares. Pero aunque todavía estaba en fase de prueba, con el nuevo telescopio los astrónomos consiguieron muchas imágenes espectaculares. En las observaciones realizadas con la cámara Force se pudo ver la galaxia espiral NGC 1232: Tiene un diámetro de 200.000 años luz, el doble que nuestra galaxia, la Vía Láctea. Está a 100 millones de años luz de nosotros. A pesar de la enorme distancia, la excelente calidad óptica de VLT y Force permitió ver muchos detalles.
La preciosa galaxia espiral NGC 1288 se descubrió también con VLT. Formes se encuentra en el conjunto austral de estrellas, a 300 millones de años luz de nosotros.
Más cerca de la tierra, a 1.200 años-luz, otra imagen tomada con la cámara Force mostró los detalles de la nebulosa Tambell. La niebla estrella Tambel está formada por un gas arrarificado. El gas ha sido expulsado de la estrella central, que se encuentra en los últimos pasos de su evolución. La fuerte radiación ultravioleta de la estrella calienta los átomos del gas y los hace brillar con colores espectaculares.
Desde los rincones lejanos del espacio, el límite del universo que podemos ver, hasta los lugares ocultos en los que las estrellas y los planetas de nuestra galaxia están emergiendo, VLT ofrece a los científicos nuevas perspectivas.
Siempre ha querido saber qué hay más allá del horizonte. VLT ayudará a salir de las tinieblas y a mirar a lo desconocido. Estamos a las puertas de una nueva era de descubrimiento.
Publicado en el apartado D2 de Deia.
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