La historia de un paraboloide perfecto

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

• Teknologia
• Astrofisika
• Astronomia

Desde que terminaron la estructura inferior, pasó casi un año hasta que elaboraron el plato del Gran Telescopio Milimétrico. Por supuesto, construir un gran telescopio a 4.600 metros de altura no es fácil. Pero no es solo eso. Para conseguir la precisión requerida, uno de los grandes retos del telescopio, situado en el Parque Nacional Orizaba de México, es la construcción y mantenimiento del plato.

El reflector principal es una antena parabólica de 50 metros de diámetro. Es el más grande construido para recoger las ondas milimétricas procedentes del espacio. "La segunda más grande está en Japón, en el observatorio Nobeyama", afirma Itziar Aretxaga. "Es un telescopio de 45 metros, pero no está tan bien como el nuestro. La transparencia no es tan buena en Japón y el telescopio no está tan alto, por lo que el vapor de agua absorbe mucho las ondas milimétricas".

Ser lo más grande tiene ventajas, porque lo grande y lo concreto son sinónimos. Hay que tener en cuenta que la mayoría de las radiaciones procedentes del espacio son muy débiles y muchas de ellas son absorbidas por la atmósfera. Pero cuanto mayor sea el plato, más rayos se reciben y más fino es el instrumento. Este telescopio permite analizar aquellos que hasta ahora no se han podido estudiar.

Sin embargo, su elevada dificultad desde el punto de vista constructivo y de mantenimiento. Hay que recoger el mayor número de rayos posible, y para ello, además del plato grande del telescopio, debe tener la forma parabólica más precisa posible.

El reflector principal (los platos) refleja los rayos que recibe a un segundo reflector situado en el centro de la antena. Y esto los refleja a donde están los sensores. Cuanto más precisa sea la forma parabólica del plato, más rayos llegarán al segundo reflector.

Peso y calor

Y ahí está el reto en el caso del Gran Telescopio Milimétrico. Es tan grande que pierde con facilidad la forma perfecta. No se trata de una deformación que se nota a simple vista, pero es muy evidente en los resultados de los astrónomos; una cierta deformación de la antena impide muchos rayos.

De hecho, si el reflector principal se aleja más de 70 micrómetros de la forma perfecta (media en toda la antena), los astrónomos no dan por bueno el funcionamiento del telescopio. Desvío muy bajo. "La precisión para el grosor de un pelo es en un paraboloide con una superficie de medio campo de fútbol", explica Aretxaga para dar una magnitud comprensible.

No se debe rellenar en todos y cada uno de los puntos de la antena, sino que es una desviación media de la antena que, sin embargo, es muy pequeña. La deformación es sencilla y normalmente la gravedad es la principal causa de la deformación. Al mover la antena se pierde fácilmente la forma paraboloide.

El problema tiene solución. La antena no es un solo sólido, sino que está formada por pequeñas láminas. 180 planchas dispuestas en 5 anillos (el interior es de 12 planchas, el segundo de 24 y los otros 3 de 48). Son láminas de forma trapezoidal que se pueden mover individualmente y ajustar a la forma del paraboloide. Una red de ordenadores está calculando constantemente los movimientos que necesitan las planchas para ajustarse a forma de paraboloide.

Además de la gravedad, los cambios térmicos pueden ser un problema para el telescopio. Por ejemplo, el impacto directo o no del sol es muy importante. Precisamente por eso los radiotelescopios son blancos y muy brillantes, para que la piel refleje la mayor cantidad de luz posible. Pero en el caso del Gran Telescopio Milimétrico, sólo la pintura no resuelve el problema. Es demasiado grande para ello. Necesita sensores térmicos dispersos por la antena para que reciban la información de la temperatura y la transmitan a los ordenadores para los ajustes.

Contra el viento

Incluso dando la forma perfecta a la antena, hay que superar otros retos tecnológicos. Lo más importante es hacer frente al viento, ya que la antena actúa como vela de un barco. El viento mueve toda la estructura y la consecuencia es que puede haber graves problemas para colocar el telescopio en un punto determinado.

El problema del viento tiene una solución difícil. De hecho, la estructura del telescopio es lo suficientemente rígida como para funcionar con un viento de 10 metros por segundo. Y los ingenieros dicen que incluso cuando haya viento constante podrán trabajar con la forma de la antena corregida. Sin embargo, un análisis continuo les llevará a un mejor funcionamiento. Poco a poco los ingenieros van aprendiendo, por lo que dicen que es un telescopio que mejora con el tiempo.