Os primeiros conjuntos de espelhos destinados ao maior telescópio do mundo, o Extremely Large Telescope (ELT) do Observatório Europeu do Sul chegaram à futura sede do telescópio no Chile, o processo de desembalagem demandará um longo período, exigindo, sem dúvida, procedimentos de montagem.
Esses 18 espelhos, que circunavegaram o globo no final de dezembro, representam apenas a fase inicial das 798 peças hexagonais que, eventualmente, serão integradas para formar um espelho de proporções excepcionais, com uma largura de 128 pés.
Caso tudo transcorra conforme o planejado, esse gigantesco espelho, que ostenta o título de maior espelho de telescópio óptico e infravermelho do mundo, está programado para iniciar a captação de luz proveniente de mundos alienígenas, galáxias antigas e buracos negros supermassivos a partir de 2028.
Mesmo contando com instalações de fabricação de vidro de ponta, a produção de um espelho de telescópio com dimensões superiores a aproximadamente 6 metros de largura permanece impraticável.
A maioria dos telescópios de grande porte ao redor do mundo adota uma abordagem de design em que os espelhos principais são, na verdade, conjuntos de múltiplos espelhos menores, habilmente alinhados e integrados em uma estrutura única.
"Cada segmento de espelho do Telescópio Extremamente Grande (ELT) possui aproximadamente 4,5 pés de largura e uma espessura inferior a duas polegadas.
A superfície de vidro deve atingir uma perfeição absoluta, com uma margem de erro extraordinariamente pequena: menos de um milésimo da largura de um fio de cabelo humano.
“Para atingir o desempenho óptico necessário, os segmentos devem ser calculados com uma precisão de frações do comprimento de onda da luz. A qualidade média exigida da superfície dos segmentos é de 15 nanômetros”, disse Marc Cayrel, gerente de projetos de optomecânica do ELT, à Inverse. “A largura total de um cabelo humano é de cerca de 70.000 nanômetros.”
Os segmentos do espelho percorreram um trajeto desde uma fábrica na Alemanha, onde o vidro foi submetido ao processo de fusão, até outra instalação na França, onde uma técnica avançada de polimento entrou em ação.
Nesse estágio, um feixe microscópico de íons é aplicado, conforme descrito pelo ESO, para “varrer a superfície do espelho e eliminar as irregularidades átomo por átomo”.
Essa abordagem, conhecida como figuração por feixe de íons, já foi empregada com sucesso em diversos espelhos de telescópios renomados, incluindo aqueles do Observatório Keck, no Havaí, e do Gran Telescopio Canarias, na ilha de La Palma.
“O desafio tem sido industrializar as técnicas e os processos existentes para que os segmentos possam ser produzidos em massa (cerca de um por dia após o aumento da produção)”, diz Cayrel.
Cada conjunto de espelhos, iniciando com os primeiros 18, embarcará em uma extensa jornada marítima da França ao Chile, seguida por uma viagem mais breve através do deserto do Atacama, até alcançar sua morada definitiva no topo do Cerro Amazones.
Longe do tradicional plástico bolha e do envio expresso, a logística envolvida na entrega desses espelhos é complexa. Eles são transportados em contêineres com controle de temperatura, equipados com almofadas de ar especiais.
Cada segmento é delicadamente acomodado em uma bolsa especial cheia de nitrogênio seco, garantindo a preservação das finas folhas de vidro contra deformações ocasionadas por umidade ou condensação. Além disso, são instalados em suportes de amortecimento dentro do contêiner para protegê-los contra vibrações, impactos e outros choques durante o transporte.
“Embora maximizemos as proteções dos segmentos, os contêineres marítimos são transportados para o Chile usando navios e rotas comerciais comuns”, diz Cayrel. “O risco de danos é normalmente muito baixo.”
Com a chegada ao Chile, os segmentos dos espelhos demandam agora um cuidadoso revestimento com uma camada excepcionalmente fina, precisamente de 150 nanômetros, de prata.
Vale destacar que o Very Large Telescope, um conjunto composto por quatro telescópios de 8,2 metros localizados no topo do vizinho Cerro Paranal e gerenciado pelo Observatório Europeu do Sul, segue uma abordagem diferente em relação ao revestimento metálico brilhante de seus espelhos, optando pelo uso de alumínio.
Esse detalhe é notável, especialmente considerando a consistência no sistema de nomenclatura mantida pelo observatório.
“Ao usar um revestimento de prata mais reflexivo, o ELT poderá coletar mais luz, permitindo que os astrônomos do ESO observem o céu noturno com detalhes surpreendentes”, diz Cayrel.
O revestimento de prata aderirá ao vidro cuidadosamente polido dos espelhos por meio de uma técnica conhecida como magnetron sputtering, que, em termos simplificados, envolve a aplicação de uma camada extremamente fina e suave de prata na superfície do espelho em um ambiente de vácuo.
Uma vez revestidos, os primeiros 18 segmentos de espelho aguardarão pacientemente a incorporação de seus 780 pares. Quando todos estiverem reunidos, os 798 hexágonos de vidro e prata serão meticulosamente alinhados para formar o espelho primário do Telescópio Extremamente Grande (ELT).
Esse espelho capturará a luz proveniente de objetos distantes, refletindo-a em um espelho secundário, que, por sua vez, a encaminhará para instrumentos específicos. Esses instrumentos auxiliarão os astrônomos na interpretação e análise dos dados recebidos.
