17 de marzo de 2008

Moldean dos espejos en uno para el LSST

Imagen: R. Bertram, Steward Obs.

El Laboratorio de Espejos del Observatorio Steward de la Universidad de Arizona, en los Estados Unidos, esta moldeando una nueva clase de óptica gigantesca para un telescopio único de estudios de gran campo: el Gran Telescopio Sinóptico de Estudios LSST. Este telescopio será el más amplio, rápido, y de visión más profunda en esta nueva era digital.

Los trabajadores del laboratorio de espejos podrían iniciar la carga de más de 23 500 kilogramos de vidrio dentro del molde del espejo el 17 de marzo de 2008.

El laboratorio de espejos moldeará dos espejos como una sola pieza para el telescopio, conocido como LSST, este mes. El laboratorio construirá un espejo primario externo de 8.4 metros de diámetro, y un tercer espejo interno de 5 metros de diámetro en un solo molde. Es la primera vez que un espejo combinado primario y terciario es producido a tan gran escala.

El LSST será el más grande y poderoso telescopio para estudios de gran ángulo a nivel mundial, de ángulo amplio. Dará imágenes digitales de todo el cielo nocturno observable, a su alcance, cada 3 días, permitiendo a los astrónomos de cualquier parte, un acceso simultaneo para estudiar supernovas, asteroides acercándose al planeta, o cometas así como otros eventos celestes dinámicos, además de explorar la naturaleza de la materia y la energía oscuras.

Normalmente, los grandes telescopios ven solo una parte del cielo del tamaño de una pequeña porción de la Luna. El LSST podrá ver una sección del cielo 40 veces el tamaño de la Luna llena. Cada imagen será grabada en alta resolución por una cámara de 3.200 millones de píxeles alojada en un detector de 64 centímetros, la mayor del mundo.

El LSST será instalado en Cerro Pachón, a una altura aproximada de 2700 metros sobre el nivel del mar. Esta montaña esta localizada al Norte de Chile. Los patrocinadores privados y públicos, que colaboran en la corporación LSST planean iniciar los estudios en 2014 ó 2015.

El LSST usará tres espejos. La región externa del espejo primario, de 8,4 metros de diámetro captará la luz celestial y la reflejará al espejo secundario separado a 3,4 metros. El espejo secundario enviará la luz hacia abajo hacia un espejo terciario de 5 metros de diámetro que, a su vez la reenviará hacia la cámara, en el centro del espejo secundario. Este sistema complejo de doble subida y bajada del rayo de luz es necesario para adquirir el gran campo de visión.

"Un enfoque conservador podría haber sido construir el primer y el tercer espejos del LSST en forma separada" señalo el científico Roger Angel, director del laboratorio de espejos y Profesor de Astronomía. Hace 10 años, él propuso el diseño del telescopio que actualmente se ha convertido en el LSST.

"Pero cuesta casi lo mismo construir un espejo terciario de 5 metros que si se construye un primario de 8 metros" señala Angel."Si ponemos estos en la misma pieza de vidrio, nos permitirá ahorrar mucho vidrio, y tiempo".

Otra ventaja es que al hacer dos espejos en uno los dos espejos pueden ser alineados en forma muy precisa de una vez por todas en el Laboratorio. "Ahorramos dinero en la fabricación de los espejos y también en la vida útil del telescopio debido a su simplicidad la alineación de los espejos es permanente " señala Angel.

Los trabajadores del Laboratorio de Espejos del Observatorio Steward cargaran cerca de 23 500 kilogramos de vidrio de borosilato E6, hecho en Japón en un horno gigante rotatorio, entre el 17 y 18 de marzo de 2008. De este total, 4.50o kilogramos deberán ser cargados sobre el espejo terciario, el cual tiene una curva radial más pronunciada que el espejo primario.

Los "hornos piloto" del laboratorio de espejos se encenderán, calentando el horno alrededor de las 16 del dia 23 de marzo., hasta que el vidrio esté lo suficientemente blando a 750 C y dará inicio la rotación del horno, aproximadamente a las 22.30 28 de marzo.

El horno de casi 12 metros de diámetro podrá girar al menos a 7 vueltas por minuto durante 3 días. Girando a esa velocidad, el vidrio será fundido y por la fuerza centrífuga tomará la curvatura del espejo primario. Con la rotación de horno, el vidrio líquido fluirá entre 1650 núcleos hexagonales de silicato de aluminio. Los núcleos crearán una estructura de forma de panal de abeja que es el sello de los espejos hechos en el laboratorio Steward, famoso por hacer espejos para telescopios extremadamente rígidos, ligeros, con estabilidad térmica y por tener esa forma de panal de abeja. Las temperaturas del horno alcanzarán su pico de 1770 C el 29 de marzo

El ciclo de la fabricación del LSST será de aproximadamente 4 meses de duración. Después de alcanzar una temperatura de 1.200 C, se iniciará un proceso de enfriamiento controlado. Cerca de 100 días después, el espejo enfriado y sus núcleos, que en su conjunto pesan cerca de 38.500 kilogramos, serán sacados del horno y los núcleos serán removidos.

Un total de 7.200 kilogramos de vidrio serán removidos de la parte delantera y trasera del espejo durante su pulido. El espejo pulido pesará cerca de 16.000 kilogramos.

(saa)

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