¿Por qué usar muchos espejos pequeños para formar un espejo grande?

Este artículo se centra en el problema de por qué se utilizan muchos espejos pequeños para formar un gran espejo. Tomando el telescopio Keck como ejemplo, se presenta la tecnología de espejos ensamblados y se explica que los lentes de telescopio de gran diámetro presentan problemas como la dificultad de soportar la infraestructura, el transporte y la fabricación, así como los altos costos. Los espejos ensamblados pueden resolver estos problemas, pero es necesario superar desafíos técnicos como la coincidencia de fase y la colinealidad.

¿Por qué usar muchos espejos pequeños para formar un espejo grande?

En la montaña Mauna Kea de la isla de Hawái, en Estados Unidos, hay una gran variedad de telescopios. Entre estos telescopios, los que sobresalen son dos llamados «Keck». Si tiene la oportunidad de ver sus espejos primarios, quizás se sorprenda de lo que los telescopios pueden llegar a ser: sus espejos primarios no son un espejo reflectante completo, sino que están formados por 36 espejos hexagonales pequeños, que se asemejan a un nido de avispas. Estos pequeños espejos, cuando se combinan, tienen una potencia no menor que la de los espejos grandes.

Esta técnica se llama «espejo segmentado». ¿Por qué se utiliza esta técnica? Porque, cuanto mayor es el diámetro del telescopio, más luz de objetos celestes distantes se puede captar, lo que permite ver objetos más lejanos y menos brillantes, así como detalles más nítidos de los mismos. Sin embargo, cuando el diámetro alcanza los 8 metros, los espejos más grandes se enfrentan a problemas inesperados, el principal de los cuales es que la infraestructura existente no puede satisfacer los requisitos de los espejos de gran diámetro. Por ejemplo, si se fabricara un espejo de 10 metros, ¿cómo se transportaría? Los vehículos no serían lo suficientemente grandes y las carreteras, puentes y túneles no serían lo suficientemente anchos. Además, fabricar espejos más grandes es más difícil y costoso.

Se ideó una solución: dividir el espejo en partes y ensamblarlo, lo que reduce los costos de fabricación y evita las limitaciones de la infraestructura. Sin embargo, los espejos ensamblados enfrentan una serie de problemas. Estos pequeños espejos deben recoger la luz con precisión, es decir, estar «en foco», para que todos los espejos pequeños puedan recoger la luz. Pero, para que estos pequeños espejos trabajen juntos y alcancen la nitidez de un espejo grande, además de estar en foco, los errores de fase de la luz reflejada por cada espejo pequeño deben ser muy pequeños, lo que se conoce como tecnología de fase común. Este complejo proceso técnico fue logrado por los telescopios Keck, que permitieron tomar fotografías nítidas de objetos celestes.