Espejo

Los espejos están hechos de un vidrio especial. Pero ¿cuál es el adecuado y porque es esta elección de material tan importante?

Hacia 1672 Sir Isaac Newton diseñó el telescopio al que bautizó con su propio nombre convencido de que las aberraciones cromáticas de los refractores no podían corregirse del todo. Utilizaba espejos de metal pulido cuya rugosidad privaba a la imagen de un buen contraste. Unos 100 años más tarde Sir William Herschel volvió a experimentar con espejos metálicos de varios metros que seguían corroyéndose muy rápido. No fue hasta los 1880 que se terminó de dominar la fabricación de bases para espejos con la forma exacta de vidrio y su recubrimiento de plata. La separación de la base de los espejos y la superficie reflectante pasó a ser la norma.

Hoy en día los espejos de los reflectores se colocan sobre bases tanto de vidrio simple, como de otros tipos más modernos de vidrio y vitrocerámica. Para lograr el efecto reflectante se revisten de una capa de aluminio por deposición. En lo que a su forma respecta, se distingue entre espejos esféricos y espejos parabólicos. Los espejos esféricos son fáciles de fabricar, pero a causa de la aberración esférica ofrecen una imagen poco nítida y pobre en contraste con relaciones de apertura de menos de f/7. Por su parte, los espejos parabólicos, cuya fabricación es considerablemente más compleja, son libres de aberraciones ópticas, algo esencial para telescopios reflectores luminosos de diseño corto.

Para conseguir que la calidad del espejo esté a la altura de los requisitos necesarios para la observación astronómica, independientemente de la forma de la base del espejo, la superficie de este no debe distar más de 0,05 micras de la forma esférica o parabólica ideal. Una micra es una milésima parte de un milímetro; ¡la tolerancia equivale a tan solo 1/10 parte de la longitud de onda de la luz visible!

Las bases de los espejos se fabrican en diferentes materiales que, por motivos prácticos, se distinguen principalmente por su dilatación térmica:

• Vidrio convencional
• BK7
• Pyrex, LK5
• Zerodur

El vidrio convencional es el que mayor dispersión térmica presenta, y el Zerodur el que menos. El precio es inversamente proporcional. Pyrex, una marca registrada de la firma estadounidense Corning, es un vidrio de borosilicato templado. LK5 es la variante rusa y destaca por ser más fino. Zerodur, una marca registrada de la empresa Schott, es una vitrocerámica inorgánica y no porosa de óxido de litio-aluminio-silicio.

En principio, la calidad de la imagen puede ser tan buena con una base de vidrio común barato, que con una del costoso Zerodur. Generalmente, los productos en serie se fabrican de BK7 o Pyrex, si bien, con un 50 % menos de dilatación térmica, se prefiere Pyrex. En la práctica, un espejo primario de Pyrex ofrece una mejor imagen en la fase de enfriamiento, por lo que podrá sacar provecho más rápido del rendimiento de su telescopio. Otra ventaja del vidrio Pyrex es su dureza, que permite pulir el material con particular precisión.

Los tiempos de enfriamiento varían poco y dependen del grosor del material de la base: cuanto más fina, menos tiempo se necesitará. Los espejos de Pyrex también resultan ventajosos a la hora de adaptarse a los cambios de temperatura a lo largo de la noche, sobre todo en telescopios grandes, en los que es imprescindible que el material sea lo más resistente posible a las variaciones térmicas.

Una vez que la base del espejo ya tiene la forma deseada, se le aplica una capa de aluminio en una cámara de alto vacío. El aluminio expuesto al aire se va corroyendo gradualmente por lo que a menudo también se aplica una capa protectora de cuarzo sobre la superficie reflectante. Esto confiere al espejo primario más robustez y un mejor envejecimiento.

La capa espejo de un reflector de gama media suele ofrecer un grado de reflexión de alrededor del 90 %. No obstante, también hay espejos primarios más caros que alcanzan valores de entre el 96 y el 98 %. Esta diferencia no es crítica, y es que un grado de reflexión del 91 % en los espejos primario y secundario comparado con un grado de reflexión del 99 % conlleva una pérdida teórica de aproximadamente 0,2 de magnitud, una "mejora" que es ópticamente casi inapreciable. Además, la precisión superficial de la que tanto se habla de los espejos primarios solo se puede comparar en el marco del catálogo de productos de un mismo fabricante, ya que los procedimientos de prueba y evaluación varían considerablemente de un fabricante a otro.