De las balas a los 'residuos de aves', las numerosas pruebas de los telescopios

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Allí afuera

Antes de que un observatorio pueda sondear los secretos del cosmos, debe enfrentar desafíos más humildes.

Por Dennis Overbye

Pocas cosas en la ciencia parecen tan delicadas o precarias como los espejos gigantes que se encuentran en el corazón de los telescopios modernos. Estos espejos (rosquillas de vidrio de varios metros de diámetro, que pesan toneladas y cuestan millones de dólares) se pulen con una fracción de una longitud de onda de luz visible hasta lograr la concavidad precisa necesaria para captar y enfocar la luz de las estrellas del otro extremo del universo.

Cuando no están trabajando, están resguardados en altas cúpulas que los protegen de las distorsiones de la humedad, el viento y los cambios de temperatura. Pero esto no puede protegerlos de todas las vicisitudes de la naturaleza y la humanidad, como me recordaron en una visita reciente al Observatorio Las Campanas en Chile.

Mientras mis anfitriones mostraban uno de sus preciados espejos telescópicos (20 pies de vidrio revestido de aluminio brillante e inmaculadamente curvado), no pude evitar notar una pequeña y sospechosa mancha. Parecía el tipo de mancha que uno podría encontrar en el parabrisas por la mañana, especialmente si había estacionado debajo de un árbol.

“Pájaros”, refunfuñó un astrónomo cuando se le preguntó qué era.

Sucede todo el tiempo, dicen otros astrónomos. Michael Bolte, ahora profesor emérito de la Universidad de California en Santa Cruz, recordó haberle dado al gobernador de Wyoming un recorrido por el Observatorio Infrarrojo de Wyoming, en las afueras de Laramie, en 1981. “Subimos a la plataforma de servicio y miramos hacia abajo, y allí Había excrementos de pájaros por todo el espejo”, dijo. "Se veía horrible".

No son sólo los pájaros los que pueden desfigurar un espejo. Mike Brotherton, actual director del observatorio de Wyoming, publicó una imagen en Facebook de la escarcha que se había acumulado en su espejo mientras la cúpula estaba abierta para la observación. "Es difícil mantener un espejo impecable", dijo. "Es un equilibrio entre la apertura para recibir datos y la protección del espejo".

Los residuos de aves tienen un lugar especial en la ciencia astrofísica. A principios de la década de 1960, los radioastrónomos Arno Penzias y Robert Wilson, ambos entonces en los Laboratorios Bell, intentaban calibrar una vieja antena de bocina para estudiar galaxias. En un esfuerzo por deshacerse de un persistente zumbido de fondo, sacaron grandes cantidades de guano de paloma de su telescopio, solo para finalmente descubrir que el zumbido era cósmico: eran los restos sibilantes de la radiación del Big Bang, y se asentaron firmemente. la cuestión de si el universo tuvo un comienzo distinto.

Afortunadamente, estos insultos biodegradables a los espejos son temporales y no bloquean mucha luz. Los observatorios lavan periódicamente sus espejos, quitan los viejos revestimientos de aluminio y aplican una nueva capa, lo que implica retirar el espejo del telescopio.

Esa puede ser una operación delicada. El otoño pasado, el espejo primario de 8 metros de diámetro del telescopio Gemini Norte, en Mauna Kea, Hawaii, sufrió mellas en su borde exterior mientras lo movía para limpiarlo y recubrirlo. El daño no se produjo en la parte del espejo que recoge la luz, pero los responsables del telescopio optaron por repararlo de todos modos. El 31 de marzo, Jen Lotz, directora del observatorio, informó que las reparaciones estaban completas y que esperaba que el telescopio volviera a funcionar en algún momento de mayo.

Algunas cosas son menos fáciles de arreglar. El 5 de febrero de 1970, un nuevo empleado del Observatorio McDonald en el oeste de Texas tomó un arma para ir a trabajar y abrió fuego, primero contra su jefe y luego varias veces a quemarropa contra el espejo primario del nuevo telescopio reflector de 2,7 metros del observatorio. . Luego lo atacó con un martillo.

Los informes preliminares indicaron que el espejo había sido destruido; Cuando llegó el sheriff, notó que tenía un gran agujero. De hecho, el espejo, de un tipo común llamado Cassegrain, fue diseñado y construido con agujeros centrales para permitir que la luz pasara a los instrumentos detrás de él.

Nadie resultó herido durante el asalto. Y aparte de siete pequeños agujeros de bala, que afectaron sólo alrededor del 1 por ciento de la superficie del espejo, el telescopio resultó prácticamente ileso.

“El telescopio reanudó su programa de observación la noche siguiente”, informó poco después el director del observatorio, Harlan Smith, de la Universidad de Texas, a la Unión Astronómica Internacional, “produciendo algunas de las mejores fotografías (de campos de quásares) obtenidas hasta ahora con este instrumento en su primer año de uso”.

Es decir, el cristal de los telescopios es más resistente de lo que cree. Cuando visité por primera vez el Telescopio Hale de 200 pulgadas en la montaña Palomar en California (un rito de iniciación para un joven escritor científico), me sorprendió descubrir, mirando por el cañón del que entonces era el telescopio más grande y famoso del mundo, una cena. -Un corte del tamaño de un plato dejado por una herramienta que un trabajador había dejado caer años antes.

El Dr. Bolte describió una situación cercana en el Telescopio Canadá-Francia-Hawái en Mauna Kea. Él y un colega estaban en la cúpula, trabajando con una cámara en el telescopio, cuando notaron que las cubiertas que normalmente protegían el espejo estaban abiertas. Se las arreglaron para hablar por radio con el suelo y cerrar las mantas.

"Hicimos todo lo que íbamos a hacer y nos estábamos preparando para bajar", escribió el Dr. Bolte en una conversación de Facebook. “Contaste todas las herramientas que llevaste a la jaula de enfoque principal y te aseguraste de que la cuenta en el camino hacia arriba coincidiera con la cuenta en el camino hacia abajo. Justo cuando le estaba diciendo a Bob: 'Creo que nos falta una herramienta', una gran llave inglesa cayó de la jaula e hizo un ruido increíble, golpeando la cubierta del espejo”.

El ejemplo más famoso de lo que puede salir mal con un espejo ocurrió en 1990, cuando el Telescopio Espacial Hubble fue lanzado con un espejo deforme que no podía enfocar.

Los astronautas pudieron solucionarlo y el Hubble sigue funcionando con fuerza. Pero el episodio llevó a la NASA a ser extremadamente cautelosa con el sucesor del Hubble, el Telescopio Espacial James Webb, y programó pruebas extensas que aumentaron enormemente el costo y el tiempo de construcción del telescopio.

El Webb se lanzó de manera espectacular y exitosa el 25 de diciembre de 2021, pero el espacio también es una galería de tiro. El telescopio apenas se había instalado cuando fue lanzado por un micrometeorito más grande de lo esperado, que dejó un pequeño cráter en uno de los segmentos del espejo del telescopio. Desde entonces, la NASA ha modificado sus protocolos para minimizar la cantidad de tiempo que el telescopio apunta a las corrientes de meteoritos.

Y así continúa. El cosmos tiene una manera de guardar sus secretos.

Dennis Overbye se unió a The Times en 1998 y ha sido reportero desde 2001. Ha escrito dos libros: “Lonely Hearts of the Cosmos: The Story of the Scientific Search for the Secret of the Universe” y “Einstein in Love: A Scientific Romance." Más sobre Dennis Overbye

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