Los nuevos espejos líquidos deformables podrían revolucionar la astronomía

Los espejos líquidos son más baratos que los de cristal. Ahora un nuevo prototipo muestra que también pueden ser deformados para hacer sistemas ópticos adaptativos.

Si se pone un poco de mercurio en un recipiente y se le hace girar, el líquido formará una pequeña película en la superficie. El resultado es un espejo cóncavo con una superficie tan suave que puede competir con cualquiera que los astrónomos puedan construir pero a un precio mucho más pequeño.

Por ello, sería fácil pensar que los espejos líquidos han revolucionado la astronomía. No ha sido así. Estos espejos tienen grandes limitaciones como, por ejemplo, que sólo pueden apuntar hacia arriba ya que, de lo contrario, el líquido se saldría. Esto provoca que sólo sean útiles para telescopios que observan el cielo nocturno en busca de asteroides cercanos o satélites artificiales.

Pero hay otra razón por la que los astrónomos siguen prefiriendo el cristal: la revolución en la óptica adaptativa que ha llegado en los últimos años. En vez de construir un espejo gigante y muy caro, los astrónomos construyen muchos pequeños telescopios hexagonales y los unen, como si fuese un panel de abejas, para poder utilizarlos en diferentes direcciones.

Al cambiar el ángulo de estos espejos, los astrónomos pueden compensar los efectos degradantes de la atmósfera sobre la luz estelar. Estos telescopios producen imágenes nítidas incluso en las noches más nubladas. Los astrónomos nunca estuvieron tan contentos como ahora.

Espejo Líquido

Espejo Líquido de la Universidad de Quebec. Ref: Howstuffworks

Pero los espejos líquidos atacan de nuevo. Hace un par de años, arXiv publicó el trabajo de Denis Borusseau de la Universidad Laval de Quebec quien, junto con sus compañeros, estaba desarrollando una nueva manera de manipular la superficie de un espejo líquido para conseguir exactamente el mismo tipo de corrección que los cristales.

En vez de mercurio, utilizan un líquido ferromagnético y luego modifican su superficie utilizando potentes campos magnéticos.

En aquel momento, esta técnica daba muchos problemas. Los campos magnéticos, por ejemplo, sólo podían cambiarse a velocidades de 10 Hz, lo que limitaba mucho su aplicación en la astronomía.

El problema más serio, sin embargo, era que la deformación de la superficie dependía del cuadrado de la fuerza del campo magnético. Esta respuesta no lineal provocaba que un espejo sólo podría ser controlado con algoritmos que tendrían que ser diseñados desde cero y eran mucho más complejos que los que se utilizaban hasta el momento.

Hoy, Brousseau y sus compañeros revelan una segunda generación de espejos líquidos que soluciona estos problemas. La prueba de concepto es un espejo de sólo 5 cm de largo pero que se coloca sobre una red de 91 actuadores que pueden deformarlo.

El equipo dice haber encontrado una manera de modificar sus actuadores a una velocidad de 1 kHz, mucho más que antes. Y han arreglado la no linearidad añadiendo un campo magnético uniforme mucho más fuerte  por encima del campo creado por los actuadores. Esto tiene un efecto de linearización sobre la respuesta del líquido.

La gran ventaja, por supuesto, es que en vez de tener que desarrollar sus propios algoritmos de control, pueden utilizar como base los que ya se han desarrollado para la óptica adaptativa convencional.

El resultado es un espejo que debería ser capaz de competir con la mayoría de los que utilizan la óptica adaptativa convencional pero puede ser construido a un precio mucho menor.

Esto podría tener grandes consecuencias en campos como la astronomía, no porque la óptica sea mejor que las alternativas de cristal si no porque son mucho más baratas. Estos espejos líquidos serán una tentación para los astrónomos de todo el mundo e incluso para cualquier grupo de investigación que necesite espejos de alta calidad para realizar pruebas óptcas. ¡Fantástico!

Ref: arxiv.org/abs/1006.2843: Linearization Of The Response Of A 91-Actuator Magnetic Liquid Deformable Mirror

Este artículo ha sido traducido de Technology Review y publicado bajo licencia CC by-sa
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3 Responses to Los nuevos espejos líquidos deformables podrían revolucionar la astronomía

  1. Alvaro says:

    Me pregunto si un espejo de estas características puede trabajar en un ángulo diferente al horizontal.

  2. FinGolF says:

    Una pena que no se puedan orientar, pero sin duda todo lo que sea reducir costes y mantener la calidad merece la pena… ^_^

  3. Jose Pablo Berrocal Velasquez says:

    porque no intentan empacar el liquido en una burbuja plastica pulida, la deformacion al inclinarlo se podria compensar aumentando la velosidad de rotacion? sera posible hacerlo asi?

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