El telescopio solar más grande del mundo fabrica una piscina de hielo cada noche para no destruirse

Un espejo de 3,6 toneladas que 'se cocina' a sí mismo

El Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST) es el telescopio solar más grande del mundo. Está situado a más de 3.000 metros de altitud en la isla de Maui y cuenta con un espejo primario de unos cuatro metros de diámetro, 7,5 centímetros de grosor y aproximadamente 3,6 toneladas de peso. El espejo, fabricado en Zerodur por la alemana Schott, está diseñado para soportar variaciones mínimas de temperatura, pero su propia función lo pone al límite: al concentrar la radiación solar sobre el espejo secundario, genera alrededor de 12 kilovatios de potencia térmica, suficiente para dañar sus propios instrumentos.

El National Solar Observatory, que opera el telescopio, explica el problema con una comparación gráfica: esa energía es suficiente para hacer una bolsa de palomitas en unos 20 segundos. Para evitarlo, el observatorio ha desplegado un sistema de refrigeración que convierte la instalación en una especie de gigantesca máquina de frío, con más de siete millas (unos 12 kilómetros) de tuberías que distribuyen un refrigerante llamado Dynalene a 13 temperaturas controladas de forma independiente. Algunas de esas temperaturas se adaptan continuamente al ambiente exterior; otras permanecen constantes. Además, la cúpula cuenta con ventiladores de unos 6,5 metros y compuertas que aprovechan los vientos de Maui para expulsar el aire caliente, porque incluso pequeñas diferencias de temperatura alrededor del telescopio pueden crear turbulencias que degraden las imágenes, que dependen de una precisión extrema.

La noche se usa para fabricar hielo y almacenar frío

Parte del sistema de refrigeración tiene una solución sorprendentemente sencilla: fabricar hielo cuando el Sol desaparece. El observatorio aprovecha la noche para producir aproximadamente el equivalente a una piscina de hielo, que almacena energía térmica y ayuda al sistema de refrigeración durante las observaciones del día siguiente.

La última barrera está justo donde la radiación alcanza su máxima concentración: un disco metálico refrigerado por líquido llamado heat-stop bloquea más del 95% del calor y permite pasar únicamente la pequeña porción de luz necesaria para los instrumentos. Si su refrigeración falla, varios sistemas de protección bloquean automáticamente el haz, protegen el espejo y cierran la cúpula. Este diseño no solo evita que el telescopio se dañe, sino que es esencial para que las observaciones sean posibles: sin ese bloqueo térmico, el calor destruiría los instrumentos en segundos.

Precisión extrema y primeros resultados científicos

El corazón del telescopio es una pieza de Zerodur fabricada por la alemana Schott, un material vitrocerámico elegido porque apenas cambia de dimensiones con las variaciones de temperatura. Más de 50 personas participaron en un proceso de pulido en la Universidad de Arizona que se prolongó durante seis meses, trabajando alrededor de 80 horas semanales, hasta conseguir irregularidades inferiores a dos nanómetros. Para hacerse una idea de la precisión, el National Solar Observatory compara: si el espejo se ampliase hasta tener el tamaño de la Tierra, su mayor imperfección sería aproximadamente como un grano de arena.

Esa obsesión por la precisión ya ha dado resultados. El pasado 5 de agosto, el observatorio anunció observaciones capaces de distinguir estructuras de alrededor de 20 kilómetros sobre una estrella situada a unos 150 millones de kilómetros. Las imágenes permitieron observar pequeños remolinos en los límites de las estructuras magnéticas solares asociados a la inestabilidad de Kelvin-Helmholtz, un fenómeno conocido en dinámica de fluidos pero que nunca se había resuelto de esta manera sobre la superficie solar. Para entender la dificultad, el Instituto Max Planck compara con distinguir una moneda de un euro desde aproximadamente 180 kilómetros de distancia.

Estos remolinos son clave para comprender cómo los movimientos de la superficie retuercen las líneas del campo magnético hasta que la energía acumulada se libera en llamaradas o eyecciones de masa coronal. También ayudan a explicar cómo se transporta energía hacia la atmósfera exterior del Sol, cuya corona alcanza millones de grados. Las grandes erupciones solares pueden alterar satélites, GPS, comunicaciones de radio y redes eléctricas, por lo que entender estos mecanismos es también un paso hacia mejores predicciones del tiempo espacial.

El desafío presupuestario en EE.UU.

La paradoja es que este resultado llega mientras la propuesta presupuestaria estadounidense para 2027 plantea reducir aproximadamente a la mitad la financiación del telescopio, de 26,4 a 13 millones de dólares. Se trata por ahora de una petición presidencial que el Congreso puede modificar, pero la amenaza sobre un proyecto científico de esta envergadura abre un debate sobre la prioridad de la investigación solar frente a otros programas.

Mientras tanto, el observatorio sigue operando con el reto diario de no dejarse vencer por el Sol. Washington demuestra así hasta dónde llega su gigantesco observatorio: para distinguir remolinos de apenas unas decenas de kilómetros en el Sol necesita fabricar hielo cada noche y dedicar más del 95% de la energía que captura a evitar que el propio Sol lo destruya. La tecnología que lo hace posible, desde el espejo pulido con precisión nanométrica hasta las tuberías de refrigeración y el heat-stop, es un ejemplo de ingeniería extrema aplicada a la ciencia.