Para solucionar el problema que implica el elevado peso que tienen los espejos que usan los telescopios ópticos, un equipo de investigadores del Instituto de Astronomía (IA) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) desarrollaron una técnica original que permite la fabricación de espejos superligeros y de alta calidad en fibra de carbono, lo que puede mejorar las observaciones astronómicas y hacer más eficientes los telescopios en general.

José Antonio de Diego Onsurbe y Luis Carlos Álvarez Núñez son los creadores de la técnica, de la cual se obtuvo recientemente la patente. Ahora es posible crear espejos de manera sencilla para la fabricación de telescopios, cámaras fotográficas, sistemas ópticos o paneles solares.

“Los espejos normales de vidrio son muy pesados, pero aquí hablamos de uno que nada pesa. La fibra de carbono se utiliza en raquetas de tenis porque es muy ligera. Son superligeros y dan ventajas para aplicaciones aeroespaciales, monturas de los telescopios y equipos amateurs”, permitiendo obtener imágenes de alta calidad para los interesados en observar el espacio, detalló Diego Onsurbe.

La UNAM cuenta actualmente con 4 telescopios de uso científico que se emplean con luz visible e infrarroja. Tres de ellos, de 0.84 m, 1.5 m y 2.12 m, se encuentran ubicados en el Observatorio Astronómico Nacional en la Sierra de San Pedro Mártir en Baja California y el cuarto, de 1 m de diámetro, se encuentra en Tonantzintla, Puebla.

INNOVACIÓN ÓPTICA

La función fundamental de un telescopio es recolectar la luz procedente de los objetos celestes, logrando una imagen amplificada de ellos, de manera que una característica importante a considerar en un telescopio es su tamaño: Cuanto mayor sea el diámetro de un telescopio, mayor será la cantidad de luz que es capaz de recolectar. De hecho, la cantidad de luz recolectada es directamente proporcional al área de recolección. Es decir, duplicar el diámetro de un telescopio implica cuadruplicar la capacidad de colección de luz.

La principal innovación de los espejos elaborados por los universitarios en México, es que el nuevo proceso deja de lado el uso del vidrio, el cual requiere constantes intervenciones de pulido para ajustar su calidad óptica, una etapa que lleva tiempo y de la que deben estar pendientes los técnicos especializados en su desarrollo, por lo que fabricar cada uno puede tardar hasta cuatro semanas.

La nueva técnica se llama “replicación de espejos”, e implica poner resina sobre un molde con una estructura tipo panal creada mediante impresión 3D. A diferencia de las tradicionales, este método de replicación óptica elimina la necesidad de un pulido posterior, optimizando así el procedimiento de producción de espejos.

“Los métodos tradicionales de fabricación requieren varias etapas, sobre un estrato de vidrio de calidad y el tiempo ronda del orden de cuatro semanas. En tanto, en la técnica que hemos desarrollado -a base de fibra de carbono y resinas e impresiones 3D- el tiempo de fabricación es de tres a cinco días; implica un ahorro en tiempo y dinero”, comentó Álvarez Núñez.

Los expertos trabajan desde 2016 en la creación de la técnica, la cual los llevó al desarrollo de las membranas de fibra de carbono; se dieron cuenta que los espejos con este material tenían un potencial alto de calidad, por lo que en 2019 comenzó la fase de patentamiento.

Diego Onsurbe precisó que, por el momento, su fabricación se limita al tamaño de los moldes 3D que se pueden imprimir -de 20 centímetros- para los espejos, pero a futuro es posible escalar para elaborarlos de dimensión profesional, es decir, de uno a seis metros.

Frente a la creciente demanda de espejos más grandes, ligeros y duraderos para observaciones astronómicas avanzadas, incluyendo las robóticas y extraterrestres, la replicación se perfila como solución esencial para el progreso tecnológico en los instrumentos de observación.

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Conocimiento

Los telescopios ópticos,

pioneros en la observación del cielo

Desde que Galileo Galileo fue precursor de la astronomía, en Italia, los telescopios utilizan vidrio en la elaboración de sus espejos para observaciones astronómicas. Esta ha sido una constante inclusive dispositivos que operan fuera de la órbita terrestre como el James Webb Telescope, que es un observatorio espacial enviado por las agencias espaciales de Estados Unidos, Canadá y Europa. Todos esos dispositivos utilizan superficies reflejantes de vidrio, por lo cual la propuesta universitaria tiene el potencial de revolucionar la construcción de este tipo de equipos.