Telescopios fluídicos: La nueva revolución tecnológica en astronomía gracias a la ingravidez

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Puede que la astronomía esté ahora en los albores de una nueva revolución tecnológica comparable a la de la invención del primer telescopio, gracias al surgimiento de los telescopios fluídicos, que solo pueden existir en ingravidez.

La tecnología convencional con la que se fabrican los componentes ópticos para telescopios es muy laboriosa y de manejo difícil.

Cualquier pequeño defecto puede arruinar el trabajo. Y cuanto mayor es el telescopio, más se complica todo.

Con las tecnologías actuales, la ampliación de los telescopios espaciales hasta aberturas superiores a unos 10 metros de diámetro no se ve viable.

Un nuevo concepto de telescopio, en el que los componentes ópticos no serían sólidos sino fluidos, podría permitir crear un telescopio espacial con una apertura de nada menos que 50 metros de diámetro.

La apertura de un telescopio óptico reflector se refiere al tamaño del espejo primario del telescopio, la superficie que recoge y enfoca la luz entrante.

Crear un telescopio espacial fluídico con una apertura de 50 metros es la meta del proyecto FLUTE (FLUidic TElescope) en el que trabajan la NASA (agencia espacial estadounidense) y el Instituto Tecnológico de Israel (Technion).

Los científicos del proyecto trabajan en la manera de conformar en el espacio los enormes espejos circulares fluídicos que tales telescopios necesitarán.

Los telescopios reflectores con espejos más grandes recolectan más luz, lo que se traduce en un mayor poder escrutador, permitiendo ver objetos astronómicos distantes más detalladamente.

Con telescopios espaciales fluídicos gigantescos como el que persigue construir el proyecto FLUTE, sería posible buscar y estudiar planetas de fuera de nuestro sistema solar similares a la Tierra y potencialmente habitables, estrellas de primera generación (las que se formaron directamente del gas creado por el Big Bang, la “explosión” colosal con la que nació el universo) y muchos otros objetos astronómicos que hasta ahora solo han sido atisbados por la humanidad.

Con la tecnología astronáutica actual, todo lo que se lanza al espacio debe ajustarse a los límites de tamaño y peso impuestos por las características de los lanzadores.

El telescopio espacial James Webb, con su apertura de 6,5 metros de diámetro, ya superó los límites de tamaño y su viaje al espacio lo tuvo que hacer plegado como una figura de papiroflexia, incluido el propio espejo, para caber en el lanzador que lo transportó al espacio.

La apertura del telescopio espacial fluídico prevista por los investigadores del FLUTE sería, según el diseño más reciente, de unos 50 metros de diámetro.

Las estrategias que fueron válidas para el telescopio espacial James Webb, difícilmente podrían servir para un coloso de ese tamaño.

La opción sobre la que se cimenta FLUTE es del todo distinta, más barata e incluso resistente a defectos. La clave es que se basa en el comportamiento natural de los fluidos en ingravidez (o microgravedad).

Todos los líquidos tienen una fuerza de tipo elástico que mantiene la cohesión de una masa líquida delimitada por su superficie.

Esta fuerza se llama tensión superficial. Este fenómeno es lo que permite a algunos insectos caminar por encima del agua sin hundirse y también es lo que le da forma a las gotas de agua.

En la Tierra, cuando las gotas de agua son lo bastante pequeñas (2 milímetros o menos), la tensión superficial vence a la gravedad y se mantienen perfectamente esféricas, como las gotas de rocío matutino que adoptan la forma de pequeñas esferas en las hojas de las plantas.

Si una gota crece mucho más, se aplasta por su propio peso.

Pero en el espacio, donde los fluidos flotan libremente, sin el obstáculo de la gravedad, incluso una masa líquida grande es capaz de adoptar la forma más eficiente energéticamente posible, una esfera perfecta.

Los líquidos pueden adherirse a las superficies gracias a una propiedad física llamada adhesión.

En microgravedad, si se hace que una cantidad suficiente de líquido se adhiera a la superficie interior de un armazón circular en forma de anillo, el líquido se estirará por el interior del armazón y adoptará de manera natural una forma curva gracias a la tensión superficial.

Utilizando el volumen adecuado de líquido, es posible hacer que la superficie del líquido se curve hacia dentro en vez de abombarse hacia fuera.

Si el líquido es reflectante, esa superficie curvada hacia dentro puede servir de espejo de telescopio.

La estrategia del proyecto FLUTE pasa por enviar al espacio líquidos como materia prima para fabricar componentes ópticos en órbita.

El espejo primario se formaría dentro de un enorme armazón circular y permanecería en estado líquido y con una superficie extremadamente lisa para recoger la luz del modo idóneo.

En teoría, la tecnología FLUTE puede usarse para telescopios muy grandes. Esta tecnología podría hacer posibles telescopios con aperturas 10 veces o incluso 100 veces mayores que las de los telescopios actuales.

Una característica única del espejo líquido sería su capacidad de autorrepararse si se daña en el espacio.

Por ejemplo, si un micrometeorito impacta en la superficie del espejo, esta se autorrepararía de forma natural en poco tiempo.

El equipo del FLUTE ya ha realizado experimentos a pequeña escala para moldear componentes ópticos a partir de líquidos.

Los ha realizado en entornos que emulan la ingravidez, incluyendo el interior de un avión en vuelo parabólico.

También los ha llevado a cabo en condiciones reales de microgravedad, a bordo de la Estación Espacial Internacional.

El equipo trabaja ahora en el análisis de opciones para los componentes clave de un telescopio fluídico, en el desarrollo ulterior del concepto de misión y en planificar una demostración de la tecnología a pequeña escala en órbita terrestre baja.

Fuente: NASA