Inca de la inventia sa acum 400 de ani, telescopul astronomic a evoluat de la un dispozitiv mic, manual, folosit pentru observatii vizuale, la un instrument mare, sofisticat, controlat de un computer. De-a lungul acestei evolutii, doua proprietati au fost considerate deosebit de importante, si anume: puterea de colectare a luminii, sau diametrul oglinzii telescopului (care permite detectarea obiectelor mai indepartate si mai slab iluminate), si claritatea imaginii, sau rezolutia unghiulara (care permite observarea obiectelor mai mici si mai palide). Tehnologia telescoapelor a evoluat si a devenit tot mai buna, fiecare nou element adaugand un beneficiu care ii ajuta pe astronomi in explorarea spatiului.
Privirea cerului cu ajutorul telescoapelor de la sol este ca si cum ne-am uita printr-o fereastra oarecum primitiva si murdara. Acest lucru nu i-a oprit pe astronomi sa doreasca si, uneori, sa obtina telescoape optice mai mari si mai bune.
Chiar si o fereastra oarecum distorsionata asupra universului este mult mai buna decat vederea umana. Apoi au aparut rachetele si, in cele din urma, a fost posibil sa pozitionam telescoape in spatiu – Telescopul Spatial Hubble este cel mai faimos exemplu. Acest lucru nu i-a impiedicat pe inginerii optici sa continue sa caute o rezolvare a problemelor pe care le au telescoapele de la sol. Eforturile lor nu au fost in van. Un nou tip de telescop cu optica adaptiva a devenit tot mai matur si mai puternic, iar un nou sistem optic bazat pe oglinzi lichide este pe cale de a fi creat si pare a fi la fel de promitator.
Sistemele optice adaptive
Promisiunea noii tehnologii este infasurata intr-un concept cu care putina lume este familiarizata: Raportul Strehl. Aceasta este unitatea de masura pentru perfectiunea calitatii imaginii (100% fiind perfectiunea). Raportul Strehl al sistemelor optice traditionale de la sol a fost in jur de 1%. Aplicarea opticii adaptive schimba Raportul Strehl in mod dramatic. In loc sa utilizeze o singura oglinda fixa (sau lentila), sunt utilizate mai multe oglinzi mici, care sunt controlate de un computer, astfel incat suprafetele lor pot fi modelate si directionate – deformate, dupa cum este necesar pentru a depasi distorsiunile optice ale atmosferei. Prin utilizarea unor senzori speciali care masoara distorsiunile atmosferice si transmiterea lor unui computer care coreleaza distorsiunea cu miscarea oglinzilor pentru compensare, sistemele optice adaptive au atins Indicatori Strehl cuprinsi intre 30 si 50%.
In iunie 2010, o noua generatie de sisteme optice adaptive a prezentat o demonstratie convingatoare. Situat la Observatorul Steward al Universitatii din Arizona si construit in colaborare cu Observatorul Arcetri din Italia si Institutul Max Planck din Germania, LBT (Large Binocular Telescope) a emis o calitate a imaginii de trei ori mai buna decat Telescopul Spatial Hubble – acest lucru a fost realizat cu numai una din oglinzile de 8,4 metri a telescopului. Cu ambele oglinzi gemene functionale, imaginea ar trebui sa fie de zece ori mai clara decat cea a Telescopului Hubble. Indicatorii Strehl ai lui LBT s-au aflat in intervalul 60-80%. Costul telescopului a fost in jur de 120 de milioane de dolari. Telescopul Hubble are Indicatori Strehl de 80-90% si doar constructia lui a costat 2,5 miliarde de dolari (a costat inca 6-8 miliarde de dolari sa-l lanseze, sa-l fixeze pe orbita etc.).
Oglinzi lichide – viitorul telescoapelor?
O alta abordare in ceea ce priveste oglinzile telescoapelor vine de la notiunea de oglinzi lichide, cea mai simpla forma fiind elementul mercur centrifugat intr-un castron, astfel incat sa acopere interiorul in mod uniform ca o oglinda concava. Cu toate acestea, problema cu mercurul este ca, atunci cand castronul nu este perfect orizontal pe pamant, acesta tinde sa iasa din castron. Exista si alte modalitati de a crea o oglinda lichida.
O echipa de cercetari din Canada se afla in cursul dezvoltarii unei tehnici feromagnetice lichide care combina pretul scazut cu unele din capacitatile sistemelor optice adaptive. Pentru a-si demonstra tehnica, acestia au creat o oglinda mica de 5 cm care utilizeaza un fagure de 91 actuatori pentru a deforma particulele asemanatoare cu fierul (care sunt acoperite cu un material extrem de reflectorizant), astfel incat sa poata compensa pentru distorsiunea atmosferica. Acest sistem de oglinda lichida poate fi controlat de acelasi tip de software ca si cel folosit de sistemul optic adaptiv. Mai este cale lunga pana cand aceasta abordare va putea demonstra ca poate fi redimensionata la standardele actuale ale oglinzilor si sistemelor optice adaptive, insa, daca acest lucru poate fi realizat, pretul va fi o fractiune din cel al sistemelor obisnuite.
Trebuie sa tineti cont de faptul ca, desi sistemele optice adaptive si eventualele oglinzi lichide vor oferi rezultate mai putin costisitoare si de o calitate mult mai buna, acestea nu pot depasi unele probleme inerente ale astronomiei de la sol: ciclul zi/noapte, stralucirea atmosferica, intreruperea spectrului de frecvente in atmosfera (orificii atmosferice) si interferente ale particulelor (dintre care nu toate pot fi compensate). Telescoapele aflate in spatiu au foarte putin dintre aceste probleme sau chiar niciuna, singura problema cu adevarat mare fiind costul instalarii si intretinerii.
Asa cum este cazul, adeseori in ceea ce priveste obiectele foarte mici si foarte indepartate, vederea omenirii este limitata de puterea instrumentelor stiintifice. Intrebarile pe care le punem in legatura cu universul tind sa fie limitate de ceea ce putem observa – sau, in unele cazuri, cum ar fi materia intunecata, de ceea ce nu putem observa. Aparitia noii tehnologii optice puternice a condus aproape intotdeauna la descoperiri noi, dar si la mistere si intrebari noi. Lasand problemele la o parte, ar fi corect sa spunem ca, cel putin in comparatie cu secolul trecut, aceasta ar putea fi epoca de aur a telescoapelor astronomice.
