Grantecan, telescopio gigante canario

1999/02/01 Kortabarria Olabarria, Beñardo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Patenteak/Asmakizunak

Año 2002. Para entonces comenzará a trabajar el telescopio gigante de las Islas Canarias, conocido como Grantecan. Por tamaño será la tercera del mundo, ya que en Hawai hay otras dos más grandes, mientras que en cuanto a las aportaciones que puede hacer a la ciencia, se espera que sea igual. Cuando empieza a trabajar tendrá que encontrar planetas que están fuera de nuestra galaxia, buscar planetas como la Tierra, mostrar estrellas emergentes, investigar sobre agujeros negros e identificar otras posibles galaxias. Numerosas empresas del mundo están trabajando en este proyecto de dimensión internacional y origen canario, entre ellas una guipuzcoana: Centro tecnológico Tekniker de Eibar.

Observatorio Roque de los Muchachos

El proyecto del telescopio Grantecan ha sido creado por iniciativa del Instituto de Astrofísica de Canarias, un telescopio con un espejo principal de 10 metros de diámetro formado por 36 espejos pequeños en forma de hexágono. Sin embargo, cuando el telescopio se pone a trabajar, 36 espejos se moverán como uno, siguiendo el modelo diseñado por el investigador estadounidense Jerry Nelson. A pesar de ser grande, Grantecan no sentirá soledad. De hecho, el telescopio gigante se ubicará en el Roque de los Muchachos de Canarias, un lugar que ya cuenta con todo tipo de telescopios. Según los expertos, Roque de los Muchachos es el mejor observatorio del Hemisferio Norte. Gracias a las magníficas condiciones de ubicación, a las tecnologías más modernas que se utilizarán en el nuevo proyecto, y a su gigantesco gigantesco, Grantecan se adentra en el podio de los telescopios del mundo.

Teniendo en cuenta sus características y su ubicación, Grantecan podrá superar una de las molestias más frecuentes de los telescopios actualmente existentes en la Tierra: las perturbaciones atmosféricas.

Por lo tanto, Grantecan podrá ofrecer imágenes de gran calidad. Un dato técnico es que la degradación de las imágenes, a media altura, por efecto de la cúpula, del calor del espejo principal y del utillaje óptico, no será superior a 0,18 segundos de arco ancho. Otro de los retos del nuevo telescopio es conseguir la máxima eficiencia operacional.

Con el telescopio se pretende utilizar el sistema de observación de servicios flexibles, por lo que se ha optado por colocar un único espejo secundario y varias estaciones focales, todo ello controlado por las tecnologías más avanzadas, para reducir al mínimo el número de equipos. El proyecto cuenta con un presupuesto de 12.750 millones de pesetas (503 millones de libras), contando con todo el equipamiento, la gestión del proyecto y el 10% para imprevistos.

Edificio para Grantecan

Para albergar el telescopio, el edificio será recogido en el Roque de los Muchachos. La característica más destacable del edificio es la cúpula, una estructura móvil que albergará el telescopio, el instrumental científico y los útiles necesarios para el mantenimiento. La cúpula se colocará sobre una base cilíndrica fija, rodeando la columna del telescopio. Esta estructura constituye la base del edificio que albergará el telescopio.

Para el telescopio Grantecan se realizó una selección de dos modelos de cúpula cilíndrica o esférica. Finalmente se optó por la elección de la esférica, sobre todo por tres razones: menor coste de construcción, mejor disposición estructural y menor puesta en marcha. Para reducir el efecto invernadero del Sol se aislará térmicamente y deberá pasar las horas del día a exposición al aire acondicionado para que no tenga diferencias con las temperaturas de las horas nocturnas.

Además del aire acondicionado, durante la observación se realizará la ventilación natural de la cámara del telescopio mediante la colocación de ventanas en la propia estructura de la cúpula. Esto permitirá mantener las condiciones adecuadas en el interior del edificio de una manera económica, mientras que en situaciones de bajas vientos se podrá utilizar un sistema de ventilación artificial.

Como ayuda a la ventilación, el viento también causa daños en los telescopios debido a las vibraciones que produce. Para hacer frente a este problema, en la cámara del telescopio se controlará la velocidad del viento mediante la colocación de una pantalla porosa en la zona de observación. De esta forma el área de observación permanecerá totalmente abierta cuando el telescopio esté en funcionamiento, mejorando al mismo tiempo la ventilación de la cámara. Otra de las partes del edificio será la compuerta de observación, formada por dos compuertas deslizantes, una sobre otra. En cuanto al edificio, el que servirá de base a la cúpula. La base será cilíndrica, totalmente fija y de hormigón, de unos 31 metros de diámetro interior y 15 metros de altura. Aprovechando la altura podrán colocar una línea de ventana en la parte superior de la base, mejorando la ventilación del emplazamiento del espejo. Junto al edificio principal y en conexión con el mismo se ubicará otro en el que se recogerán los servicios, mantenimiento, sala de control, almacenes, etc.

Espejo grande con muchos espejos pequeños

Al igual que el emplazamiento y la estructura del telescopio es importante, el sistema óptico tiene mucho que ver y directo con la capacidad de captar imágenes de calidad que Grantecan percibe. El sistema óptico del telescopio estará formado por tres espejos: el principal, compuesto por 36 espejos pequeños, el secundario y el tercero. El espejo principal recogerá la luz que llega desde el espacio; lo recibido se puede enviar directamente desde el segundo espejo a los focos y verla en él o enviarla al tercer espejo para que pueda verse desde allí. El espejo principal tendrá un diámetro de 10 metros y, como es posible utilizar los 36 espejos como uno, también ofrecerá la posibilidad de moverlos uno a uno. El espejo secundario será mucho más pequeño, de poco más de un metro de diámetro y, dependiendo del material con el que se construya, puede tener un peso de 45 o 65 kilos. Finalmente, el tercer espejo, plano y elipse.

Todo el sistema óptico y la instrumentación científica se ubicarán dentro de otra estructura conocida como subsistema de Grantecan. Las tareas del subsistema son mantener el telescopio correctamente y hacer un seguimiento de todo lo que atraviesa el espacio. En resumen, el subsistema de Grantecan se compone de:

• Estructura del telescopio con interior de tubo, armazón y anillo de azimut.
• Cojinetes para sostener y mover partes de la estructura del telescopio.
• Codificadores para la señal de los ejes del telescopio.
• Actuadores para accionar en la recogida del telescopio.
• Rotadores mecánicos de útiles y cables para mover el telescopio.

Tekniker en Grantecanproyecto

Hasta el año 2002, sin embargo, Grantecan no será una realidad. De momento, se trata de un proyecto que está dando sus primeros pasos y en el que el Centro Tecnológico de Eibar, Tekniker, está trabajando en estos primeros pasos.

En Eibar se está trabajando en el pre-diseño de las herramientas mecánicas del telescopio, con los estudios necesarios para poder realizar el armazón y tubo del telescopio. El bastidor, junto con el resto de herramientas, tiene la función de giro del telescopio, giro superior a 360º. Los espejos del telescopio y la instrumentación necesaria para los focos se basan en el tubo.

En Tekniker deben realizar estudios de gran precisión. De hecho, para el proyecto Grantecan se han realizado algunas investigaciones, ya que se ha definido el nivel de exigencia, óptica y de funcionamiento, pero sin ir más allá. Hacer comprensibles los requisitos ópticos y de funcionamiento para cualquier constructor es, en dos palabras, la base del trabajo que se está realizando en Tekniker.

Para conocer el funcionamiento del telescopio en el momento de su puesta en marcha, el centro tecnológico eibarrés está realizando un modelo de simulación. En este modelo se agrupan varios sistemas: estructura, motores, cojinetes, sistema de sensores… todo entrando en el ordenador y colocando el telescopio como si estuviese realizando una función de observación, organizando un banco de pruebas teórico para tomar una decisión u otra antes de construirlo. Al igual que se simularán las incidencias del instrumental del telescopio y se producirán las consecuencias de su impacto, también se tendrán en cuenta factores externos como el viento, los terremotos, las tormentas, el estrecho y desfavorable camino que conduce al observatorio de Roque de los Muchachos, etc.

Han pasado unos dos meses desde que empezaron a trabajar en TEKNIKER, y para cuando terminen su tarea les irán otros seis.

A partir de ahí, con las conclusiones de Tekniker, la mecánica del telescopio será lanzada al mercado para que los constructores hagan sus ofertas.

Para los técnicos es importante este trabajo, aunque difícil, ya que por primera vez hay que simular el comportamiento de una estructura completa. En Tekniker ya se ha hecho algo parecido, pero siempre por partes, analizando el trabajo de una máquina herramienta o mejorando la dinámica de un motor, por ejemplo. Por último, en cuanto a la importancia del trabajo, hay que tener en cuenta que Grantecan es un gigantesco proyecto internacional que, con múltiples relaciones y buen hacer, se sigue beneficiando.