Para observar miles de millones de galaxias tenues e investigar la naturaleza del Universo oscuro, La misión pionera Euclid de la ESA requerirá una óptica de última generación. El primer elemento óptico que se entregará, el espejo primario del telescopio (M1), ha llegado a las instalaciones de Airbus Defence &Space en Toulouse.

El diseño óptico de Euclid se basa en un telescopio tipo Korsch con un diámetro de apertura de 1,2 m. El telescopio tiene tres espejos curvos (incluido M1) y tres espejos planos, que dirigen la luz a los dos instrumentos a bordo con la ayuda de un filtro dicroico que separa las longitudes de onda visible e infrarroja cercana.

El diseño de Korsch permite obtener imágenes de alta calidad en un campo de visión muy amplio, proporcionando una cámara de gran angular que es al mismo tiempo también extremadamente nítida. Esto no es poca cosa:en términos terrenales, el telescopio podría observar un campo de 200 m de ancho, equivalente al área de 8 campos de fútbol, ​​desde una distancia de 18 km con una resolución de una moneda de 1 euro (aproximadamente 2 cm de diámetro).

Todos los espejos están hechos del mismo material:carburo de silicio. Este mismo material también se está utilizando para la estructura del telescopio con el fin de minimizar el impacto de los cambios de temperatura en la calidad de la imagen del telescopio.

"Esto permitirá que todo el telescopio 'respire' suave y lentamente con los cambios de temperatura, mejorar la estabilidad de su desempeño, "dijo Luis Miguel Gaspar Venancio, ingeniero principal del Euclid Telescope.

Todas las superficies de los espejos se están fabricando con un grado de perfección sin precedentes para cualquier misión de la ESA que observe el cosmos en longitudes de onda visibles. Se necesitan superficies ópticas súper suaves debido a la extrema sensibilidad de la producción científica a cualquier reducción mínima en la calidad de la imagen.

"La ciencia que llevará a cabo Euclid requiere un telescopio extremadamente preciso y estable, "dice René Laureijs, Científico del proyecto Euclid.

"Queremos medir pequeñas distorsiones de la forma de las galaxias debido a la presencia de materia oscura interpuesta que dobla los caminos de la luz de estas galaxias distantes. Midiendo miles de millones de galaxias, entonces podemos trazar un mapa de la distribución de la materia oscura en el Universo ".

Las especificaciones restrictivas en términos de calidad óptica son particularmente estrictas en el caso del espejo M1, El componente óptico más grande de Euclid. El plateado Un espejo parabólico cóncavo de 1,2 m de diámetro fue entregado recientemente a Airbus por parte de su fabricante francés, Safran Reosc.

La notable precisión de la forma del espejo primario es tal que, si se expandiera a un diámetro de 973 km, equivalente a la extensión norte-sur de Francia, entonces la superficie del espejo solo se desviaría de su forma perfecta en menos de 1,47 cm. No solo su forma parabólica debe ser extremadamente precisa, pero su superficie debe pulirse con una precisión extremadamente alta. Para continuar con la misma comparación, si el espejo se expandiera al tamaño de Francia, cualquier parche de 4 km de diámetro no tendría "picos" más altos que el grosor de un cabello humano.

La otra parte de la óptica de Euclides que ya se ha producido y probado es la placa dicroica, que está hecho de vidrio de sílice fundido de alta calidad. Su función es dividir espectralmente la luz entrante, reflejando las longitudes de onda visibles al Visual Imager (VIS) y las del infrarrojo cercano al Espectrómetro y Fotómetro del Infrarrojo Cercano (NISP).

Para cumplir con su función, Ambas superficies están recubiertas con más de 180 finas capas de materiales dieléctricos. Se requería una alta uniformidad de estos recubrimientos a través de la placa de 117 mm de diámetro.

Aunque es el componente óptico más pequeño, la placa dicroica es la más crítica. Cualquier deformación o doblando, de las superficies dicroicas causadas por la deposición del revestimiento reflectante y por los cambios de temperatura deben compensarse. Esto se obtiene ajustando el espesor de los revestimientos en cada lado de tal manera que la deformación de ambos lados sea en direcciones opuestas.

"Esto significa que, cuando un lado del dicroico se tira en una dirección debido a efectos termomecánicos, luego, el otro lado se tira en la dirección opuesta, contrarrestando así la deformación inducida por el primer lado, "dijo Venancio.

Se integró un modelo de placa dicroica apto para el vuelo en su montaje final y fue probado por Airbus Defence &Space en octubre de 2017. Las pruebas fueron realizadas por Optics Balzers Jena GmbH, el fabricante del revestimiento, para la reflectancia y transmitancia espectral (cuánta luz entrante se refleja y cuánta se transmite por longitud de onda) y AMOS realizará la medición de la deformación de las superficies a temperaturas frías, el pulidor de vidrio dicroico. Otro modelo de placa dicroica apto para vuelos se entregará a Airbus a finales de noviembre de 2018.

La fabricación de los otros cinco espejos está en curso y se espera que todos ellos se entreguen a Airbus Defence &Space entre finales de 2018 y principios de 2019. Durante esta fase de producción, se mide la forma de cada espejo, y también se está muestreando la reflectancia espectral de dos de los espejos planos.

Las pruebas del telescopio integrado seguirán en 2019, una vez que se hayan montado todas las ópticas en la estructura del telescopio.

Mientras tanto, el equipo ha completado la Revisión de diseño crítico (CDR) para todas las unidades y subsistemas del satélite. Estos son hitos formales del proyecto para certificar que el diseño está respaldado por análisis y pruebas adecuados, autorizando la fabricación y montaje del hardware de vuelo. La nave espacial CDR se llevó a cabo con éxito a principios de este año, y el CDR a nivel de misión, abarcando todos los elementos de la misión:instrumentos, astronave, Segmento terrestre de ciencia y operaciones:actualmente está en curso y se completará a fines de noviembre.

"La entrega del modelo de vuelo del espejo primario es un hito muy importante en el desarrollo del proyecto, "dice Giuseppe Racca, Responsable de proyectos Euclid.

"Para evitar retrasos, los modelos de vuelo de muchos elementos, como el espejo primario, ya se han construido, y ahora esperamos la revisión del diseño de misión crítica como una confirmación final de que el diseño de Euclid es sólido en todos sus componentes y puede proporcionar el rendimiento científico requerido ".