Tecnologia para Telescópios

Desde a sua invenção há 400 anos atrás, que o telescópio astronómico se desenvolveu desde um aparelho pequeno e manual de apontar, destinado a observações visuais a um instrumento enorme e sofisticado, controlado por computador com saída de resultados completamente digital. Ao longo do seu desenvolvimento, duas propriedades foram particularmente importantes: o poder colector ou o diâmetro do espelho (permitindo a deteção de objetos cada vez mais ténues e distantes) e a nitidez da imagem ou resolução angular (permitindo que objetos cada vez mais pequenos e ténues possam ser observados).

O Observatório Europeu do Sul (ESO), como líder mundial na astronomia, desenvolveu várias tecnologias avançadas que permitem a construção de espelhos de telescópio cada vez maiores, mantendo a precisão óptica.

O ESO desenvolveu a técnica de óptica ativa, a qual é atualmente utilizada na maioria dos telescópios modernos de tamanho médio e grande. Esta técnica permite preservar uma qualidade de imagem óptima ao juntar um espelho flexível com atuadores que ajustam de modo ativo a forma do espelho durante as observações.

Quanto maior o espelho, maior a sua resolução teórica, no entanto mesmo nos melhores locais de observação à face da Terra, os telescópios enormes, observando nos comprimentos de onda do visível, não conseguem obter uma nitidez de imagem melhor que telescópios de 20-40 cm de diâmetro, devido a distorções introduzidas pela turbulência atmosférica. Para um telescópio de 4 metros, a distorção atmosférica degrada a resolução de mais de uma ordem de magnitude comparada com a teoricamente possível e a intensidade da radiação no centro da imagem estelar diminui de um factor de 100 ou mais. Uma das principais razões do lançamento do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA era precisamente evitar este efeito. Atualmente, os efeitos da atmosfera podem ser compensados em alguns telescópios modernos utilizando a técnica de óptica adaptiva. O VLT do ESO liderou o caminho da óptica adaptativa, técnica que revolucionou a astronomia feita a partir do solo.

Combinar a radiação colectada por dois ou mais telescópios numa técnica conhecida por interferometria pode aumentar a resolução para além do que um único telescópio seria capaz. O ESO foi o pioneiro nesta área com o Interferómetro do Very Large Telescope (VLTI) no Paranal.

Para além da turbulência atmosférica, os telescópios propriamente ditos podem introduzir erros nas observações astronómicas. Erros de fabrico e irregularidades no equipamento, desde espelhos a componentes estruturais, podem estragar a nossa visão do cosmos. Ao longo dos anos, os engenheiros trabalharam numa série de melhorias para minimizar estes erros causados pelo movimento mecânico do telescópio e pelo aquecimento. A construção e polimento dos espelhos tem melhorado consideralmente, assim como o design de estruturas de suporte cada vez mais robustas e espelhos que reduzem as deformações. A baixa expansão do vidro faz também diminuir as distorções do espelho quando a temperatura varia. Para reduzir a pequena mas existente turbulência que se gera no interior da cúpula do telescópio, diminui-se ao máximo as perdas de calor de motores e equipamento electrónico durante a noite, optando-se por arrefecer a cúpula que protege o telescópio do vento durante o dia.