Telescópios

Telescópios

Telescópios são instrumentos de observação astronômica. O nome se origina do latim: telescopium, do grego tele, longe + skopein, ver.

O primeiro telescópio parece ter sido construído por Newton em 1671, porem o seu maior desenvolvimento se deu nas últimas décadas com o desenvolvimento da tecnologia vidreira que possibilitou a construção de grandes espelhos, a principal peça de um telescópio.

Um telescópio é constituído de um tubo com um espelho perfurado na extremidade. Este espelho é convexo, como a parte interna de uma colher, e ao receber os sinais do espaço os concentra enviando todos a um só ponto, denominado de foco aonde um segundo espelho menor e côncavo, conduz a imagem a um local mais conveniente para observação.

Como os sinais vindo de astros muito distantes chegam enfraquecidos à Terra, quanto maior for o diâmetro, e consequentemente o espelho, melhor será a capacidade de percepção do equipamento.

Os espelhos eram tradicionalmente produzidos vazando-se vidro fundido em um molde onde a espessura deveria ser de pelo menos 1/6 do diâmetro, para que depois a forma final fosse esculpida por abrasão neste bloco. Isto significa que um espelho de, por exemplo, 6,5 metros de diâmetro deveria ter 1,1 metros de espessura o que representa uma peça de cerca de 60 toneladas, extremamente difícil de ser fundida, recozida, lapidada e transportada.

Atualmente a técnica empregada para produção de grandes espelhos leves é a de fusão em um forno rotatório. O forno já contém a curvatura necessária requerida pelo espelho e funciona como molde. O vidro é adicionado na forma de caco, produzido anteriormente em outros fornos, sendo espalhado pela sola do forno na quantidade necessária para formar a peça.

Em seguida se coloca a tampa do forno que é onde se situam as resistências de aquecimento. O vidro utilizado é um borossilicato, da mesma família do Pyrex® empregado em vidraria de laboratório e artigos de culinária. O forno é aquecido até 1180 oC, quando o vidro torna-se fluido, girando de maneira que a combinação das forças da gravidade e  centrífuga fazem com que o vidro se espalhe formando uma camada de mesma espessura, cerca de 36 mm, ao longo de toda a lente.

O forno é esfriado lentamente para se atingir um recozimento perfeito do vidro, levando cerca de três meses esta operação. Após o resfriamento deve-se retirar todo o material do molde e polir o vidro cuidadosamente pois da perfeição da superfície vai depender a performance do telescópio, não admitindo-se desvios superiores a 25 nanômetros (0,000025mm) da superfície teórica. Esta operação também é muito longa durando cera de 9 meses.

Depois de pronta a superfície recebe uma camada de alumínio através de evaporação deste metal em uma câmara de vácuo o que constituirá o espelho.

O maior espelho já produzido utilizando-se esta técnica possui 8,4 metros de diâmetro e pesa cerca de 20 toneladas tendo apenas cerca de 3 cm de espessura. A fusão do vidro foi realizada em 1997 e só em 2000 o espelho ficou pronto, devendo equipar um telescópio com início de operação em 2002 em Monte Graham no Arizona, Estados Unidos.

No dia 13 de novembro de 2016 foi lançada em Las Campanas, no deserto do Atacama, no Chile, a pedra fundamental que marca o início da construção do Telescópio Gigante de Magalhães (GMT). O início das operações está previsto para 2021. O GMT vai gerar imagens dez vezes mais nítidas do que as produzidas pelo Telescópio Espacial Hubble e possibilitará o estudo de questões fundamentais em cosmologia, astrofísica e estudo de planetas fora do nosso Sistema Solar. O Brasil através da FAPESP é parceiro no empreendimento.

O GMT vai contar com sete espelhos de 8,4 metros de diâmetro cada para criar um telescópio de 25 metros de diâmetro.

A tecnologia envolvida nas construções destes telescópios vai muito alem da vidreira, pois imaginem as dificuldades que se impõem no transporte destas peças com 8,4 metros de diâmetro nas grandes distância desde a fábrica que os produz até o local de montagem, no alto de montanhas longe de aglomerações humanas onde não exista poluição nem iluminação para atrapalhar sua operação.

De qualquer maneira o vidro tem-se mostrado insubstituível nesta aplicação, pois é o único material que consegue apresentar uma estabilidade dimensional e resistir inalterado durante mais que um século, período previsto para operação deste tipo de equipamentos.

Mauro Akerman
Maio 2017

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