Espaço

O incrível espelho flexível do maior telescópio do mundo

Com informações do ESO - 11/10/2021

M4, o principal espelho adaptável do ELT, que está sendo construído no Chile: A superfície do espelho pode ser deformada para corrigir os efeitos das interferências atmosféricas e das vibrações do vento.
[Imagem: ESO]

Pétalas de espelho

Estão prontos os seis segmentos em forma de pétala que compõem o maior espelho adaptável já construído, o espelho M4 do futuro ELT (Extremely Large Telescope), que será o maior telescópio do mundo.

O M4 pode mudar de forma rapidamente de maneira muito precisa e constitui uma parte crucial do sistema de óptica adaptativa do ELT.

A luz emitida pelos corpos celestes é distorcida pela atmosfera do nosso planeta, dando origem a imagens borradas. Para corrigir estas distorções, o ELT utilizará hardwares e softwares de óptica adaptativa avançada, vários deles desenvolvidos especialmente para este telescópio.

Estes sistemas incluem lasers que criam "estrelas artificiais" de referência no céu - necessárias quando não existem estrelas suficientemente brilhantes perto do objeto em estudo que permitam medições das distorções atmosféricas - e câmeras de detecção rápida e precisa que medem essas distorções.

Estas medições são então encaminhadas em tempo real para computadores que calculam as correções de forma necessárias para serem aplicadas ao M4.

Graças ao seu sistema de óptica adaptativa, o ELT será capaz de fornecer imagens mais nítidas que as que são obtidas atualmente, ou no futuro, no espaço, com telescópios tais como o Telescópio Espacial Hubble e o Telescópio Espacial James Webb.

O ELT terá um sistema óptico pioneiro de cinco espelhos, que lhe permitirá investigar o Universo com detalhes sem precedentes.
[Imagem: ESO]

Espelho maleável

Com um diâmetro de 2,4 metros, o M4 é o maior espelho deformável já construído, composto por seis segmentos ultrafinos.

As seis pétalas do M4 são feitas de Zerodur, um material vitrocerâmico especial fabricado pela Schott na Alemanha. A empresa francesa Safran Reosc começou a polir as pétalas do M4 em 2017, transformando cada uma das folhas de 35 mm de espessura de Zerodur em um segmento flexível com menos de 2 mm de espessura.

Durante as fases finais de produção, a empresa italiana AdOptica aplicou um revestimento na superfície posterior do espelho e colocou suportes laterais para ligar as pétalas à estrutura mecânica do M4. Além disso, foram colados mais de 5.000 ímãs na superfície traseira do espelho, que serão utilizados para deformar os segmentos flexíveis do M4, fazendo ajustes 1.000 vezes por segundo com uma precisão de 50 nanômetros (a milionésima parte do milímetro).

Serão fabricadas 12 pétalas no total, sendo que seis ficarão como sobresselentes. Elas deverão ser instaladas no lugar das seis originais quando estas últimas necessitarem de novo revestimento, após alguns anos de uso, minimizando a interrupção do tempo de observação do telescópio.

O M4 é o mais avançado, e mais crítico, de todos os espelhos do ELT.
[Imagem: ESO/Schott]

Suporte rígido

Como as pétalas do M4 são extremamente finas e têm que se deformar com uma precisão extraordinária, é necessária uma estrutura de suporte muito estável. Esta estrutura de referência foi fabricada pela empresa francesa Mersen em carbeto de silício sinterizado (Boostec), um dos materiais leves mais rígidos disponíveis, e depois polida pela companhia belga AMOS.

Dar a forma final ao corpo de referência é extremamente difícil. A AMOS tem como objetivo obter uma estrutura plana com uma precisão de 5 micrômetros (a milésima parte do milímetro), o que foi dificultado pelo fato de que sua superfície tem muitos orifícios para encaixar os atuadores M4.

Assim que o corpo de referência estiver terminado e entregue, a AdOptica dará início ao longo processo de integração da unidade M4 completa: A estrutura composta pelo espelho, o seu corpo de referência e todos os elementos de suporte e conexão. A AdOptica prevê realizar os primeiros testes do espelho M4 completamente integrado no último trimestre de 2022.