I grandi telescopi usano solo specchi di vetro?

No, anzi ormai si usano altri materiali.

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Più liscio non si può. Un tecnico pulisce uno degli specchi del Very large telescope, di 8,2 m di diametro. La superficie di questo specchio non presenta irregolarità più grandi di 5 milionesimi di centimetro.

Utilizzano anche specchi di metallo, di ceramica, di plastica. I grandi telescopi sono in genere riflettori, cioè catturano la luce proveniente dall’oggetto da osservare tramite uno specchio parabolico che la concentra in un punto, il fuoco.

 

Le caratteristiche che devono avere i materiali per gli specchi sono, quindi, una buona resistenza meccanica (lo specchio di un grande telescopio può arrivare a una decina di metri di diametro), una bassa sensibilità alle deformazioni indotte dal calore e la possibilità di essere lucidati.

 

Il vetro, utilizzato per la prima metà del XX sec., risente molto delle variazioni di temperatura. Per questo sono stati realizzati specchi con altri materiali che vanno dal borosilicato (il comune pyrex), con il quale sono fatti gli specchi dell’Lbt (Large binocular telescope) o del telescopio di Monte Palomar, a vetri di qualità più pregiata, in cui la componente vetrosa è accompagnata da altri materiali come la ceramica, per i quali la dilatazione termica è tanto bassa da potersi considerare praticamente nulla.

 

Tra questi vi sono l’Ule (Ultra low expansion), il CerVit (Ceramica vetrificata) e lo Zerodur (con cui sono stati costruiti i 4 specchi da 8,2 m di diametro ciascuno del Vlt, il Very large telescope dell'ESO) che hanno coefficienti di dilatazione termica praticamente nulli. In molti casi,  gli specchi possiedono una struttura a nido d’ape che garantisce insieme leggerezza e rigidità.

 

In altri rari casi sono stati realizzati anche specchi di mercurio liquido, posto in rotazione fino a che la sua superficie non assume la forma di un paraboloide.

 

Infine, sono anche oggi sperimentati “specchi” fatti con polimeri plastici, basati su un principio diverso dalla rifessione. Per esempio il telescopio orbitante Moire (Membrane Optic Imager Real-time Exploitation), in fase di studio da parte del Darpa (l’agenzia Usa per lo sviluppo di tecnologie a scopo militare). Piccolo dettaglio: non sarà puntato verso le stelle ma verso Terra. Il suo specchio di 20 m sarà in grado di vedere un oggetto di 1 metro da 36.000 km di quota.

 

Come si realizza lo specchio di un telescopio? Ai tempi di Galileo, gli astronomi costruivano gli specchi e le lenti dei telescopi levigando l’uno contro l’altro due dischi di vetro. Questo sistema però non è sufficientemente preciso per i grandi specchi moderni.

 

Oggi si segue invece una tecnica messa a punto da Roger Angel, fisico inglese arrivato all’Università dell’Arizona nel 1975. Angel si accorse che era più conveniente colare il vetro fuso in una struttura circolare rotante; la rotazione fa sì che la superficie superiore del vetro si avvicini in modo naturale alla forma parabolica finale, che serve a focalizzare la luce.

 

La fusione del vetro e il lento raffreddamento successivo richiedono circa 3 mesi. Successivamente, un apposito strumento sottopone lo specchio alla lavorazione che gli conferisce la curvatura desiderata: un lavoro che richiede altri 12 mesi. Lo specchio, infine, viene ricoperto da un sottilissimo strato di alluminio per renderlo il più riflettente possibile.

25 Settembre 2017