Oglinzile

Oglinda este aplicată cu vapori pe o sticlă specială. Dar ce fel de oglindă este cea potrivită și de ce este importantă?

Sir Isaac Newton a proiectat telescopul newtonian care îi poartă numele în jurul anului 1672, convins că aberațiile cromatice ale telescoapelor refractoare nu pot fi corectate integral. A folosit oglinzi din metal lustruit, a căror rugozitate a condus la o imagine cu contrast destul de scăzut. 100 de ani mai târziu, Sir William Herschel experimenta încă cu oglinzile metalice de tip metru, care corodează rapid. Abia în jurul anului 1880 producătorii au început să stăpânească tehnologia de fabricare a suporturilor de oglindă de formă precisă din sticlă, pe care aplicau un strat de argint. Separarea suportului oglinzii și a suprafeței reflectorizante a devenit noul standard în procesul de fabricație.

În prezent, pe lângă sticla de geam, ca suport pentru oglinzile de telescoape reflectoare se folosesc și tipuri moderne de sticlă și vitroceramică. Acestea sunt acoperite cu un strat reflexiv prin vaporizare cu  aluminiu. Din punct de vedere al formei, oglinzile pot fi sferice sau parabolice asferice. Oglinzile sferice sunt ușor de fabricat, însă la rapoarte focale sub f/7 imaginile devin neclare și au contrast redus din cauza aberației sferice. Oglinzile parabolice, pe de altă parte, sunt mai complicat de produs, dar nu prezintă aberații – un aspect esențial pentru reflectoarele scurte, cu capacitate ridicată de colectare a luminii.

Indiferent de forma suportului de oglindă, suprafața oglinzii nu trebuie să se abată cu mai mult de 0,05 microni de la forma ideală sferică sau parabolică; doar așa calitatea îndeplinește cerințele pentru observațiile astronomice. Un micrometru reprezintă o miime de milimetru, iar toleranța este de doar aproximativ 1/10 lungime de undă a luminii vizibile!

Ca suport de oglindă se folosesc diferite materiale. Acestea diferă în funcție de scopul loc practic în primul rând prin dilatarea termică diferită:

• geam pentru ferestre
• BK7
• Pyrex, LK5
• Zerodur

Geamul pentru ferestre are cea mai mare dilatație termică, iar Zerodur cea mai mică; în ceea ce privește prețul, relația este inversă. Pyrex, o marcă înregistrată a companiei americane Corning, este o sticlă borosilicată călită. LK5 este varianta rusă și se caracterizează printr-o formă constructivă mai subțire. Zerodur, o marcă înregistrată a companiei Schott, este o sticlă ceramică anorganică, neporoasă din oxid de siliciu, litiu și aluminiu.

În principiu, calitatea imaginii oferită de un suport de oglindă din sticlă ieftină pentru geamuri poate fi la fel de bună ca cea oferită de un suport din Zerodur, un material mult mai scump. În producția de serie se folosesc în principal tipurile BK7 sau Pyrex. Sticla Pyrex are însă un avantaj notabil: dilatarea termică este mai mică cu 50%. În practică, o oglindă primară din Pyrex furnizează o imagine mai bună în timpul fazei de răcire; astfel puteți folosi mai rapid telescopul la performanța sa maximă. Un alt avantaj al sticlei Pyrex este duritatea sa, materialul putând fi șlefuit extrem de precis.

Timpii de răcire diferă doar puțin și depind de rezistența materialului suport. Cu cât suportul este mai subțire, cu atât timpul de răcire este mai scurt. Dacă temperatura se modifică în timpul nopții, oglinzile din Pyrex sunt în avantaj. Acest lucru este valabil mai ales în cazul telescoapelor mai mari, unde este obligatoriu un material cu o sensibilitate cât mai redusă la temperatură.

Odată ce suportul de oglindă are forma dorită, pe el se aplică prin aluminizare în vid un strat reflectorizant de aluminiu. Deoarece aluminiul corodează treptat la aer, pe suprafața reflectorizantă se aplică suplimentar și un strat protector de cuarț. Oglinda primară devine astfel mai robustă și mai rezistentă la îmbătrânire.

Stratul de oglindă al unui reflector mediu are un grad de  reflexie de aproximativ 90%. Există însă și oglinzi primare scumpe, cu valori de 96-98%. Această diferență nu este critică. Un grad de reflexie de 91% pentru oglinda primară și cea secundară ar însemna o pierdere teoretică de circa 0,2 clase de mărime față de un grad de reflexie de 99%. Această „îmbunătățire” abia dacă este perceptibilă optic. La rândul ei, frecvent citata precizie de suprafață a oglinzilor primare poate fi comparată cel mult în cadrul sortimentului unui producător, mai ales că metodele de testare variază foarte mult de la un producător la altul.