La història d'un paraboloide perfecte

2009/10/01 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Teknologia
• Astrofisika
• Astronomia

Des que van acabar l'estructura inferior, va passar gairebé un any fins que van elaborar el plat del Gran Telescopi Mil·limètric. Per descomptat, construir un gran telescopi a 4.600 metres d'altura no és fàcil. Però no és només això. Per a aconseguir la precisió requerida, un dels grans reptes del telescopi, situat al Parc Nacional Orizaba de Mèxic, és la construcció i manteniment del plat.

El reflector principal és una antena parabòlica de 50 metres de diàmetre. És el més gran construït per a recollir les ones mil·limètriques procedents de l'espai. "La segona més gran està al Japó, en l'observatori Nobeyama", afirma Itziar Aretxaga. "És un telescopi de 45 metres, però no està tan bé com el nostre. La transparència no és tan bona al Japó i el telescopi no està tan alt, per la qual cosa el vapor d'aigua absorbeix molt les ones mil·limètriques".

Ser el més gran té avantatges, perquè el gran i el concret són sinònims. Cal tenir en compte que la majoria de les radiacions procedents de l'espai són molt febles i moltes d'elles són absorbides per l'atmosfera. Però com més gran sigui el plat, més raigs es reben i més fi és l'instrument. Aquest telescopi permet analitzar aquells que fins ara no s'han pogut estudiar.

No obstant això, la seva elevada dificultat des del punt de vista constructiu i de manteniment. Cal recollir el major nombre de raigs possible, i per a això, a més del plat gran del telescopi, ha de tenir la forma parabòlica més precisa possible.

El reflector principal (els plats) reflecteix els raigs que rep a un segon reflector situat en el centre de l'antena. I això els reflecteix on estan els sensors. Com més precisa sigui la forma parabòlica del plat, més raigs arribaran al segon reflector.

Pes i calor

I aquí està el repte en el cas del Gran Telescopi Mil·limètric. És tan gran que perd amb facilitat la forma perfecta. No es tracta d'una deformació que es nota a simple vista, però és molt evident en els resultats dels astrònoms; una certa deformació de l'antena impedeix molts raigs.

De fet, si el reflector principal s'allunya més de 70 micròmetres de la forma perfecta (mitjana en tota l'antena), els astrònoms no donen per bo el funcionament del telescopi. Desviament molt baix. "La precisió per al gruix d'un pèl és en un paraboloide amb una superfície de mig camp de futbol", explica Aretxaga per a donar una magnitud comprensible.

No s'ha d'emplenar en tots i cadascun dels punts de l'antena, sinó que és una desviació mitjana de l'antena que, no obstant això, és molt petita. La deformació és senzilla i normalment la gravetat és la principal causa de la deformació. En moure l'antena es perd fàcilment la forma paraboloide.

El problema té solució. L'antena no és un solo sòlid, sinó que està formada per petites làmines. 180 planxes disposades en 5 anells (l'interior és de 12 planxes, el segon de 24 i els altres 3 de 48). Són làmines de manera trapezoidal que es poden moure individualment i ajustar a la forma del paraboloide. Una xarxa d'ordinadors està calculant constantment els moviments que necessiten les planxes per a ajustar-se a forma de paraboloide.

A més de la gravetat, els canvis tèrmics poden ser un problema per al telescopi. Per exemple, l'impacte directe o no del sol és molt important. Precisament per això els radiotelescopis són blancs i molt brillants, perquè la pell reflecteixi la major quantitat de llum possible. Però en el cas del Gran Telescopi Mil·limètric, només la pintura no resol el problema. És massa gran per a això. Necessita sensors tèrmics dispersos per l'antena perquè rebin la informació de la temperatura i la transmetin als ordinadors per als ajustos.

Contra el vent

Fins i tot donant la forma perfecta a l'antena, cal superar altres reptes tecnològics. El més important és fer front al vent, ja que l'antena actua com a vela d'un vaixell. El vent mou tota l'estructura i la conseqüència és que pot haver-hi greus problemes per a col·locar el telescopi en un punt determinat.

El problema del vent té una solució difícil. De fet, l'estructura del telescopi és prou rígida com per a funcionar amb un vent de 10 metres per segon. I els enginyers diuen que fins i tot quan hi hagi vent constant podran treballar amb la forma de l'antena corregida. No obstant això, una anàlisi contínua els portarà a un millor funcionament. A poc a poc els enginyers van aprenent, per la qual cosa diuen que és un telescopi que millora amb el temps.