Espejos líquidos deformables podrían revolucionar la astronomía

Espejo líquidoLos espejos líquidos son más fáciles y baratos de fabricar que los de vidrio. Un nuevo prototipo muestra cómo pueden usarse también para hacer sistemas de óptica adaptativa.

Pon un poco de mercurio en un tazón, hazlo girar y el líquido se extenderá en una pequeña película a lo largo de la superficie. El resultado es un espejo cóncavo con una superficie tan plana que desafía a cualquier cosa que puedan hacer los astrónomos a partir del vidrio, pero con una fracción de su coste.

Por tanto, sería fácil imaginar que los espejos líquidos revolucionaran la astronomía. Estos espejos tienen importantes limitaciones, no siendo la menor el hecho de que sólo pueden apuntar hacia arriba, para que el líquido no se salga del tazón. Esto los hace útiles sólo para telescopios de estudio, que barren el cielo nocturno buscando asteroides o satélites artificiales.

Pero hay otra razón por la que los astrónomos siguen prefiriendo el vidrio: la revolución en óptica adaptativa que ha barrido la astronomía en los últimos años. En lugar de construir un único y caro espejo, los astrónomos construyen gran cantidad de espejos hexagonales más pequeños y los unen entre sí, al estilo de un panal, sobre actuadores que pueden inclinarlos en distintas direcciones.

Modificando el ángulo de estos espejos, los astrónomos pueden compensar los efectos de degradación de la atmósfera sobre la luz estelar. Estos telescopios generan imágenes muy detalladas incluso en las noches más turbulentas. Los astrónomos nunca habían estado más felices.

Pero los espejos líquidos están contraatacando. Hace un par de años, revisamos el trabajo de Denis Brousseau de la Universidad Laval en Quebec y sus amigos que estaban desarrollando una forma de manipular la superficie de un espejo líquido para lograr exactamente el mismo tipo de corrección.

En lugar de mercurio, estos chicos usan un líquido ferromagnético y distorsionan su superficie usando potentes campos magnéticos. (Los líquidos ferromagnéticos no tienen superficies muy reflectantes por lo que tienen que cubrirse con una fina capa de una película similar al metal).

En aquel momento, esta técnica tenía muchos problemas. Los campos magnéticos, por ejemplo, sólo podían funcionar en ciclos de unos 10Hz, limitando severamente su aplicación a la astronomía.

El problema más serio, no obstante, era que la deformación de la superficie dependía del cuadrado de la fuerza del campo magnético. Esta respuesta no lineal indica que un espejo podría sólo estar controlado por algoritmos que tendrían que construirse de cero y que eran mucho más complejos que cualquiera de los usados antes en óptica adaptativa.

Hoy, Brousseau y sus compañeros revelan una nueva generación de espejos líquidos que solventan estos problemas. El espejo para la prueba de principio es de apenas 5 cm de diámetro pero se situa sobre un panal de 91 actuadores que pueden deformar el líquido.

El equipo dice que han encontrado una forma de hacer girar los actuadores a ritmos de hasta 1 Khz, mucho más útil que antes. Y han superado los problemas de control no lineal superponiendo un potente campo magnético sobre el campo creado por los actuadores. Esto tiene el efecto de linealizar la respuesta del líquido.

La gran ventaja, por supuesto, es que en lugar de tener que desarrollar sus propios exóticos algoritmos de control, ahora pueden usar los algoritmos desarrollados para la óptica adaptativa convencional.

El resultado es un espejo que debería ser capaz de competir con las mejores ópticas adaptativas convencionales pero que puede construirse con una fracción de su precio.

Esto podría tener un gran impacto en disciplinas como la astronomía, no debido a que las ópticas sean mejores que las alternativas de vidrio, sino porque son mucho más baratas. Estos espejos líquidos atraerán a astrónomos de todo el mundo y también a grupos de investigación que requieran espejos de gran calidad para pruebas ópticas. ¡Estupendo!


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

Fecha Original: 17 de junio de 2010
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Comments (6)

  1. Espejos líquidos deformables podrían revolucionar la astronomía…

    Los telescopios de espejo líquido se basan en la aplicación de fuerza centrífuga a un líquido, que por el efecto de la gravedad adquiere una forma parabólica tal y como predijo Newton. Uno de los problemas de estos espejos es que aunque no mucho más ba…

  2. [...] traducido y posteado en Ciencia Kanija, el original se publicó en Technology Review. [...]

  3. masu

    Si es concavo no es plano.
    Los astrónomos ,salvo los aficionados, no “hacen” óptica : la usan.

  4. [...] grupo de investigadores canadienses se dedica a crear espejos líquidos mediante finas películas de mercurio controladas por campos magnéticos. Según parece, ofrecen [...]

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