La mayoría de los grandes telescopios, incluido el Very Large Telescope (VLT) de ESO y el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA, utilizan solo dos espejos curvos para formar una imagen. El ELT tiene tres. Su espejo secundario (M2) estará suspendido sobre el espectacular espejo principal de 39 metros (M1) y reflejará la luz que este recoge hacia el espejo terciario (M3).

El espejo M2 del ELT, con un diámetro de 4,25 metros, establecerá —como muchos otros aspectos del ELT— un nuevo récord en el mundo astronómico. El M2 será el espejo secundario óptico más grande jamás utilizado en un telescopio: tendrá un tamaño comparable al de los espejos primarios de muchos de los telescopios más avanzados de la actualidad. A esto se suma el desafío adicional de que el M2 estará suspendido boca abajo sobre el espejo principal del ELT, a unos 60 metros de altura, sostenido en el aire por su estructura de soporte (conocida como la celda M2) y anclado a la estructura principal del telescopio. El espejo M3 también es de gran tamaño y complejidad, con un diámetro de 4 metros. Solo los espejos pesan más de 3 toneladas cada uno; incluyendo sus respectivas celdas y estructuras, el peso total de cada conjunto alcanza las 12 toneladas.

Los bloques de espejo M2 y M3 han sido producidos por la empresa alemana SCHOTT con un material vitrocerámico especial llamado ZERODUR®. Gracias a las propiedades únicas de este material, la forma de los espejos no cambiará significativamente con la temperatura durante las observaciones. Este material también es extremadamente resistente; Se puede pulir con una precisión increíble y se ha utilizado en espejos de telescopios durante décadas.

La fabricación de los espejos M2 y M3 es un gran ejemplo de la sólida colaboración entre ESO y las industrias europeas. La producción de los bloques de espejo está a cargo de SCHOTT en Alemania, en tanto que el pulido final de la superficie es realizado por la empresa francesa Safran Reosc, y las celdas para sostener los espejos serán fabricadas por la empresa española SENER.

Por favor, revisa la sección de Noticias y Multimedia para ver las últimas informaciones, imágenes y videos sobre los espejos M2 y M3.

El espejo M2 es un menisco delgado convexo de 4,25 metros F/1,1, de unos 100 mm de grosor, con un orificio central de 800 mm. La forma de su superficie óptica es muy asférica, con una desviación de una esfera de unos 2 mm.  El tamaño, convexidad, relación de apertura y asfericidad implican una gran complejidad en el pulido y pruebas de este espejo. 

Características principales de los espejos M2 y M3

El espejo M3 es un menisco cóncavo y delgado de 4,0 metros F/2,6, de unos 100 mm de grosor, con un orificio central de 30 mm. La forma de su superficie óptica es ligeramente asférica, con una desviación de una esfera de solo unos 30 μm.  Con la salvedad de su tamaño de 4 metros, el espejo M3 es más fácil de fabricar y probar en comparación con el M2, y los procesos de producción y metrología del espejo M3 son más habituales. Los bloques de espejo M2 y M3 (es decir, el "cristal" fabricado por SCHOTT) requieren métodos y procesos de producción sofisticados. Luego de la fundición inicial de la materia prima en un molde cilíndrico, cada bloque se enfría cuidadosamente y es templado durante unos tres meses, para maximizar la homogeneidad del material y minimizar las tensiones internas y el número de burbujas e inclusiones. La bola vítrea resultante se somete a un tratamiento térmico de seis meses para transformar el material en vitrocerámica y ajustar el coeficiente de expansión térmica cercano a cero con una precisión de unas pocas partes por billón. A continuación, cada bloque se mecaniza hasta su geometría final y se graba con ácido para eliminar cualquier daño residual subsuperficial y maximizar la resistencia del espejo.

Se han desarrollado pruebas de interferometría a través de correctores nulos para el pulido, utilizando una Fizeau Test Matrix gigante para el M2 y hologramas generados por computadora (CGH) para el M3. Ambos espejos son apoyados con monturas de metrología activa dedicadas durante el delineado para que coincidan con precisión con la distribución de fuerza en las celdas de soporte del espejo. Cada espejo requiere alrededor de dos años para delineado y pulido, sin incluir el tiempo necesario para actualizar las instalaciones, la producción de equipos de prueba y la puesta en marcha. 

El M2 y el M3 están alojados en el telescopio en celdas dedicadas que proporcionan capacidad de ajuste para compensar los errores estáticos hasta cierto punto y control de posición para ubicar los espejos dentro del telescopio. El peso total de cada conjunto (espejo y celda) es de aproximadamente 12 toneladas y los requisitos para colocar una estructura tan masiva son extremadamente desafiantes: no obstante el peso, la precisión requerida en la etapa de posicionamiento es del orden de sólo 0,1 mm.

Con el fin de alinear el espejo M2 con respecto al resto de la óptica, todo el conjunto se moverá en relación con la estructura del telescopio utilizando seis actuadores de posición (hexápodos). Tres actuadores están orientados a lo largo del eje óptico del espejo, los otros tres están ubicados dentro del plano del centro de gravedad. Cabe señalar que la precisión relativa de este hexápodo, que se moverá cada pocos minutos, está en el rango sub μm, lo que representa un verdadero desafío.