La astronomía y el desarrollo tecnológico han estado estrechamente vinculados a lo largo de la historia. Cada avance significativo en la tecnología ha abierto nuevas ventanas al universo, permitiéndonos entender mejor nuestro lugar en él. Comenzando con Galileo en el siglo XVII, su uso del telescopio representó un salto monumental. Antes de él, la astronomía se basaba principalmente en observaciones a simple vista. Galileo mejoró el telescopio, una invención reciente en su época, y lo utilizó para observar los cielos. Esto le permitió descubrir las lunas de Júpiter, las fases de Venus o el relieve de la Luna, revolucionando nuestra comprensión del sistema solar, dando fuerza al modelo heliocéntrico de Copérnico.
Un par de siglos más tarde, en el siglo XIX, llegó la fotografía y con ella la fotografía astronómica. Esto permitió capturar imágenes de estrellas y otros objetos celestes, pudiendo estudiarlos en mayor detalle. Las observaciones directas con un telescopio están limitadas por la cantidad de luz que éste es capaz de recoger en un determinado instante. Con la fotografía, podemos aumentar el tiempo de exposición a varios minutos o incluso horas para así poder apreciar los detalles más sutiles. La fotografía astronómica también facilitó el estudio de objetos débiles o lejanos y el seguimiento de su movimiento a lo largo del tiempo.
En el siglo XX, la invención de la radioastronomía transformó nuevamente la más antigua de las ciencias. Las observaciones de ondas de radio provenientes del espacio permitieron a los científicos estudiar fenómenos como las radiogalaxias y los quásares, invisibles para los telescopios ópticos.
En la segunda mitad de este siglo, en plena Guerra Fría, la era espacial trajo también un gran avance a la observación del cosmos. La carrera espacial comenzó con el lanzamiento del Sputnik en 1957. Aunque las primeras misiones tenían un objetivo claramente militar y estratégico, pronto se vio el potencial que estos avances tenían para estudiar nuestro planeta y el universo del que forma parte. La década de los 70 vio un auténtico despertar de la exploración espacial con misiones como las sondas Voyager y los telescopios espaciales. Estos esfuerzos culminaron en auténticas obras de ingeniería como el telescopio espacial Hubble, lanzado en 1990. El Hubble, en particular, ha proporcionado una visión sin precedentes del universo, libre de la distorsión de la atmósfera terrestre. Ha capturado imágenes detalladas de galaxias distantes, nebulosas y otros objetos astronómicos, ampliando enormemente nuestro conocimiento.
A día de hoy la precisión necesaria para hacer nuevos descubrimientos es tal, que no nos basta con observar más tiempo con telescopios más potentes, sino que estos telescopios tienen que estar diseñados con un fin concreto y o ser lanzados al espacio o contar con los mejores sistemas para sacarles provecho. Una técnica, que lleva ya unas décadas en funcionamiento, que ha conseguido mejorar enormemente la precisión de los telescopios terrestres cuando ya parecía todo hecho es la óptica adaptativa. Por increíble que pueda parecer esta técnica consiste en deformar en tiempo real un telescopio para compensar las turbulencias creadas por la atmósfera u otros medios, pues no solo se utiliza en astronomía. Funciona deformando un espejo de manera precisa para compensar las distorsiones de la luz. Estas distorsiones pueden provenir de variaciones en la temperatura y la densidad del aire en el camino que recorre la luz desde las capas altas de la atmósfera hasta el telescopio que la detecta.
En la práctica, lo que hace la óptica adaptativa es medir cómo la atmósfera está alterando la luz que llega de objetos como estrellas o planetas. Utiliza un sensor de frente de onda para detectar estas alteraciones. Luego se analiza esta información y se calcula la mejor manera de ajustar el espejo dentro del telescopio para contrarrestar estas distorsiones. El corazón de este sistema es el espejo deformable, que puede cambiar su forma en fracciones de segundo. Al ajustarse corrige las distorsiones en la luz, permitiendo obtener imágenes más claras y precisas del espacio.
La óptica adaptativa fue imaginada por primera vez por Horace Babcock en 1953 y aunque se la mencionaba en 1970 en la novela de ciencia ficción "Tau Zero" de Poul Anderson, no se empezó a utilizar ampliamente hasta los años 90, pues no fue hasta ese momento que los avances en informática hicieron que la técnica fuera práctica. Parte del desarrollo inicial de la óptica adaptativa se realizó durante la Guerra Fría por parte del ejército de Estados Unidos. El objetivo principal de estos desarrollos era utilizar la óptica adaptativa en sistemas de seguimiento para satélites soviéticos.
Esta técnica se diferencia de la óptica activa, que también ajusta los espejos de un telescopio pero a un ritmo más lento y está enfocada en corregir diferentes tipos de distorsiones, como las que podrían ser causadas por la gravedad o imperfecciones en la estructura del telescopio. Además de su uso en astronomía, la óptica adaptativa se aplica en otros campos, como en la comunicación láser, donde ayuda a enviar señales claras a través de la atmósfera, y en la medicina, como en los sistemas de imágenes del ojo, donde permite ver la retina con mayor detalle.
Referencias:
- Beckers, J.M. (1993). "Adaptive Optics for Astronomy: Principles, Performance, and Applications". Annual Review of Astronomy and Astrophysics. 31 (1): 13–62. doi:10.1146/annurev.aa.31.090193.000305
- Hippler, Stefan (2019). "Adaptive Optics for Extremely Large Telescopes". Journal of Astronomical Instrumentation. 8 (2): doi:10.1142/S2251171719500016
