MECÁNICA DEL GTC
A grandes problemas, soluciones inteligentes
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Imagínense 350 toneladas de masa móvil distribuidas en acero, motores, espejos, codificadores e instrumentación científica... que se deslizan sin apenas rozamiento y con una precisión microscópica. Todo un reto que el equipo de mecánica del Gran Telescopio Canarias (GTC) ha superado de modo impecable con el diseño del que será, cuando entre en funcionamiento en el 2003, el telescopio mayor y más avanzado del mundo.

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GRAN TELESCOPIO CANARIAS

El tamaño del telescopio (27 metros de altura y 28 de anchura) y la segmentación de su espejo principal en 36 piezas hexagonales han determinado en buena medida el diseño de su estructura, que permite tres grados de libertad independientes, es decir, movimientos en tres ejes. El movimiento de acimut (paralelo al horizonte) combinado con el de elevación (en altura) se encarga de localizar los objetos a observar. Su funcionamiento se asemeja al de los cañones de los barcos que vemos en las películas de guerra; el cañón primero rota sobre su base y luego busca el avión en altura. El telescopio funciona igual, pero su objetivo son las estrellas.

El tercer grado de libertad viene fijado por la necesidad de que el telescopio se adecue a la rotación de la Tierra. Como la Tierra rota con respecto a su eje, desde nuestro punto de vista todas las estrellas rotan con respecto a la Tierra. Si se apuntara a una estrella fija, todas las demás se moverían a su alrededor, un cambio de posición que no interesa en observación astronómica ya que la imagen del telescopio se movería con el paso del tiempo. El movimiento de rotación de campo hace girar la imagen a una velocidad tal que compense el movimiento aparente de las estrellas alrededor de la estrella observada, de modo que estas parecen estáticas.

Ya tenemos la estrella localizada en su posición. El siguiente paso consiste en mejorar la calidad de visión, ámbito en el que también interviene la mecánica. Jorge Pan, Ingeniero del Grupo de Mecánica de GRANTECAN, lo ilustra así: "Hay multitud de problemas que degradan la calidad final de la imagen que llega a los instrumentos científicos y por tanto al observador. Pero podemos dividirlos en los que tiene como fuente el propio telescopio y los externos a éste. Los originados por el propio telescopio podemos analizarlos y controlarlos con mayor o menor precisión. Podemos paliar incluso los efectos perjudiciales que tienen como origen fuentes externas al telescopio, pero en ningún caso podemos controlar o modificar éstas".

Entre los problemas del primer grupo se encuentra la deformación de la superficie del espejo primario, que debido a la gravedad y a cambios de temperatura deja de ser un paraboloide perfecto. La solución consiste en mover y deformar ligeramente cada segmento para recuperar la forma inicial. También podemos citar el movimiento de imagen producido por vibraciones inducidas en la estructura, cuyo efecto es un movimiento de imagen en el plano focal. En este caso la solución pasa por mover el espejo secundario de forma que corrija este movimiento.

Por su parte, los problemas del segundo grupo se deben a la distorsión que las perturbaciones atmosféricas provocan en las imágenes; parece que las estrellas "bailan" y se emborronan. El GTC incorpora un sistema de óptica activa que permite paliar en gran medida este efecto consiguiendo un frente de onda lo más plano posible , lo que constituye uno de los grandes esfuerzos en investigación e ingeniería del proyecto.

Silbia López de Lacalle Ramos (becaria IAC)

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