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Espejo líquido iónico recubierto de plata. Foto: Guy Plante, Universidad de Laval.

Un grupo de investigadores desarrolla un prototipo de espejo líquido para la observación astronómica que es estable bajo condiciones casi lunares.
Nunca hay suficientes fotones que satisfagan las ansias de información de los astrofísicos. Cuánto más grande es el espejo de un telescopio mayor resolución se tiene y más cantidad de luz recoge. Las galaxias remotas del Universo primitivo emiten poca luz y se necesita mucho tiempo de integración con los telescopios terrestres para obtener una imagen de ellas, por eso se construyen telescopios más y más grandes.
La atmósfera de la Tierra, además restar gran cantidad de luz, reduce la resolución de las imágenes proporcionadas por los telescopios por las inevitables turbulencias que contiene. Debido a este hecho se planteó crear el telescopio espacial Hubble, que tantas sorpresas nos ha deparado, y el de próxima generación James Webb. Fuera de la atmósfera terrestre no hay turbulencia ni se filtra luz.
Pero no podemos mandar espejos muy grandes al espacio porque nuestros cohetes y nuestros bolsillos no nos lo permiten. Incluso el espejo del James Webb viajará plegado.
Desde hace bastantes años se sueña con la construcción de un observatorio lunar. Allí, con un suelo estable, baja gravedad y sin atmósfera se podría disponer de poderosos telescopios que trabajarían 24 horas al día. Lo difícil sería llevar un espejo hasta allá, por lo que habría que construirlo allí mismo. Pero sin industria lunar eso es casi imposible.
Hace más de una década se tuvo la idea de crear espejos líquidos para solucionar el problema. Sería un sistema barato y permitiría crear grandes espejos sin dificultad. Cuando al recipiente que contiene un líquido se le hace girar, se puede observar que la superficie de dicho líquido adopta una forma parabólica que geométricamente se ajusta perfectamente a la óptica de un espejo astronómico. Para que refleje la luz se puede usar mercurio, que al ser metálico refleja la luz. De hecho ya se han construido este tipo de espejos de mercurio en tierra. Este metal parece el idóneo en un principio al ser líquido, pero el mercurio no resiste las bajas y altas temperaturas de la superficie lunar ni sus condiciones de vacío extremo. Además, sus vapores son altamente tóxicos para los seres humanos que trabajan con él en la Tierra.

Espejo líquido de mercurio de 3,7 metros de diámetro de la Universidad de Laval. En la imagen se aprecia la curvatura que adquiera al girar (G. Plante).

Desde hace un tiempo se investiga en encontrar un líquido apropiado para esta misión. Ahora científicos de la Universidad de Laval dirigidos por Ermanno Borra han conseguido bastante éxito con un líquido iónico recubierto de nanopartículas de plata y lo reportan hoy en la revista Nature.
Este grupo recibió financiación de la NASA en 2004 para investigar en este campo, ya que Borra fue el que propuso en 1991 la idea de los espejos líquidos, y sobre ella ha estado trabajando desde entonces.
El primer reto consiste en conseguir un líquido estable para observar en el infrarrojo en alguna parte sombreada de la Luna, que necesariamente estará a 143 grados centígrados bajo cero (el mercurio se congela a 38 grados bajo cero).
Según los experimentos un espejo de líquido aniónico recubierto de plata vaporizada permanece líquido, estable, perfectamente liso y sin evaporarse durante meses, conservando sus propiedades ópticas.
Un líquido iónico consiste en sales disueltas de tal modo que los constituyentes de la sal se encuentran en forma de iones. Estos iones no se combinan fácilmente para formar cristales si la temperatura disminuye, por lo que la temperatura de congelación es muy baja.
Concretamente, el líquido propuesto es imidazolium ethylsulphate, que se congela a 98 grados bajo cero. La sorpresa ha sido lo bien que las nanopartículas de plata se adhieren a la superficie de este líquido.
No obstante, se necesita rebajar la temperatura de congelación otros 50 grados para así obtener un sistema totalmente viable. En ello trabajarán estos expertos próximamente.
Este grupo imagina telescopios de 20 o 100 metros de diámetro sobre la Luna que serían 1000 veces más poderosos que incluso la próxima generación de telescopios espaciales.
La NASA y la Agencia Espacial Canadiense planean establecer el primer telescopio de espejo líquido girado por imanes superconductores sobre uno de los polos lunares hacia 2018. Estos telescopios lunares no aparecerán en un futuro inmediato, pero este resultado es el primer paso para conseguirlo.
La duda que siempre queda es cómo se logra apuntar a un punto específico del cielo con un sistema así.

Fuente principal: Nota de prensa de la Universidad de Laval.
Referencia: Nature (vol 447, p979).