Por José Antonio Araiza, investigador postdoctoral MAS y de la Universidad Andrés Bello

En el año 1989 hubo un gran avance tecnológico en los telescopios ópticos cuando el concepto de óptica activa se implementó en el Telescopio de Nueva Tecnología (NTT por su sigla en inglés). Por medio de esta tecnología se logró mejorar la imagen y concentrar el 80% de la luz en un área de 0.3 arco-segundos (un factor 3 menor que las mejores imágenes previas). Este telescopio marcó el inicio de una generación de telescopios que incorporan “actuadores” para soportar el peso del espejo y deformarlo ligeramente para corregir la imagen.

Para esas fechas ya se estaba trabajando en la óptica adaptativa, una tecnología que se diferencia de la activa en la velocidad de cambio de los actuadores. También funciona en base a sistemas de actuadores para compensar deformaciones no deseadas de espejos primarios. La óptica activa permite correcciones de errores del telescopio que incluyen desalineación y deformaciones producidas por la gravedad y la temperatura. Junto con el trabajo del sistema de actuadores es importante el sistema de control electrónico en lazo cerrado, ya que con esto se garantizaba una imagen redonda y del mismo tamaño para toda estrella en todo el cielo.

El telescopio de 2.1-m del Observatorio Astronómico Nacional (OAN) de San Pedro Mártir, México, tuvo su primera luz en 1979. El espejo primario tiene 26cm de grosor en su borde y pesa dos toneladas. Su calidad óptica fue aceptable hasta que llegó la nueva generación de detectores, y la óptica activa, que motivaron una actualización de la celda del espejo primario para mejorar su desempeño. En 1996, se comenzó a desarrollar un sistema de soporte activo para el espejo primario. Consistía de 18 actuadores distribuidos en dos anillos concéntricos, seis actuadores internos y doce en un anillo exterior. Esta distribución permitía degradaciones en la imagen tales como astigmatismo, coma, esférica y trefoil. El sistema de control del soporte activo basado en bolsas de aire permite distribuir el peso del espejo primario de forma equitativa en tres celdas de carga. Estas celdas funcionaban como sensores que, junto con un inclinómetro, ayudan a distribuir el peso del espejo y compensar los efectos gravitacionales.

 

        

El sistema fue muy eficiente y mantuvo el telescopio trabajando satisfactoriamente. Pero no garantizaba que se conservara la configuración inicial de los actuadores, permitiendo ligeros cambios en la imagen. Con el fin tener un sistema más versátil que mantenga las deformaciones iniciales, en el año 2014 se introdujeron modificaciones para tener el espejo primario en un espacio sellado que permite usar una fuerza de vacío para generar un sistema de múltiple empuje (los actuadores) y una atracción común. Ésta permite anular el efecto gravitacional y mantener la configuración inicial durante el guiado.

El experimento comprobó que se podía tener una imagen limitada por la calidad de cielo y que podía mantenerse constante incluso con grandes inclinaciones del telescopio. El sistema estuvo en pruebas y se dejó permanente por más de un semestre.

Este trabajo se publicó en el año 2014 (https://www.osapublishing.org/ao/abstract.cfm?uri=ao-53-33-7979), y dio origen a varios otros, incluyendo mi tesis de doctorado, publicaciones de sensado de frente de onda y evaluación de calidad de imagen. También motivó temas con los que trabajo actualmente, como superficies asféricas y turbulencia atmosférica.

Imagen Principal: Telescopio del Observatorio Astronómico Nacional de San Pedro Mártir