Los futuros telescopios espaciales pueden depender de 'membranas de espejo'

El material ligero y flexible algún día podría producir espejos de telescopio incluso más grandes que los del JWST.

Por Andrés Pablo | Publicado 11 de abril de 2023 2:00 p. m. EDT

Se necesitaron años de trabajo de diseño e ingeniería para llevar con éxito al espacio el espejo de telescopio más grande jamás visto. Ahora, la matriz recubierta de oro de 6,5 metros de diámetro, marca registrada del Telescopio Espacial James Webb, orbita el sol a 1,5 millones de kilómetros sobre la Tierra, proporcionando rutinariamente impresionantes vistas del universo que antes eran inaccesibles. Sin embargo, por increíbles que sean sus resultados, ya se está trabajando en un nuevo y prometedor avance de "membrana de espejo" que algún día podría mostrar a los científicos el espacio de una nueva manera.

Según un anuncio reciente del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre de Alemania, el investigador Sebastian Rabien ha diseñado un material reflectante más ligero, delgado y rentable que hipotéticamente es capaz de producir espejos de telescopio de 15 a 20 metros de ancho. Detallado en un artículo publicado con la revista Applied Optics, Rabien primero evaporó un líquido actualmente no especificado dentro de una cámara de vacío, que se deposita lentamente en las superficies interiores antes de combinarse para formar un polímero que eventualmente forma la base del espejo.

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Los espejos de telescopio requieren una forma de parábola para concentrar la luz hacia un solo punto. Para lograr esto, Rabien y su equipo colocaron un recipiente giratorio que contenía líquido adicional dentro de la cámara de vacío. Ese líquido recién introducido forma una "forma parabólica perfecta", sobre la cual crece el polímero para formar la base del espejo. Como señala Space.com, "se aplica una capa de metal reflectante en la parte superior a través de la evaporación y el líquido se elimina".

"Utilizando este fenómeno físico básico, depositamos un polímero sobre esta superficie óptica perfecta, que formó una membrana parabólica delgada que puede usarse como el espejo principal de un telescopio una vez recubierta con una superficie reflectante como el aluminio", explicó Rabien en el anuncio. .

En esta etapa, aunque el material en el estudio podría plegarse o enrollarse fácilmente para empacarlo y enviarlo al espacio, esa forma parabólica óptima sería "casi imposible" de reformar. Para resolver este problema, los investigadores desarrollaron un nuevo método térmico que utiliza cambios de temperatura localizados derivados de la luz para obtener un control de forma adaptativo que podría devolver a la membrana su forma óptica necesaria.

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Además de sus aplicaciones telescópicas, las nuevas membranas de espejo podrían utilizarse para sistemas de óptica adaptativa. Estos sistemas se basan en espejos deformables para compensar la distorsión de la luz entrante. Dada la maleabilidad extrema del nuevo material, los espejos podrían moldearse a través de actuadores electrostáticos de una manera menos costosa que los métodos existentes.

De cara al futuro, el equipo de Rabien espera realizar más experimentos para mejorar la maleabilidad de la membrana, así como mejorar la cantidad de distorsión inicial que puede manejar. También hay planes para productos finales aún más grandes, un objetivo que podría ser integral para llevar el nuevo avance al espacio.

Andrew Paul es el escritor del personal de Popular Science que cubre noticias tecnológicas. Anteriormente, fue colaborador habitual de The AV Club y Input, y ha tenido trabajos recientes también presentados por Rolling Stone, Fangoria, GQ, Slate, NBC, así como por Internet Tendency de McSweeney. Vive fuera de Indianápolis.